JP2016137881A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 操舵ハンドルのハンドル取られ現象が発生した場合に、車両の向きを修正するべく操舵ハンドルを操作するドライバーの負荷を軽減するのに有効な電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】 電動パワーステアリング装置１０の制御部３０は、接地荷重情報検出部２０による検出情報に基づいて操舵ハンドル１１が左右どちらかに取られるハンドル取られ現象が発生したと判定した場合には、ハンドル取られ現象が発生したと判定していない場合に比較して、操舵ハンドル１１の左右方向のハンドル操作のうちハンドル取られ方向とは逆方向のハンドル操作に対する操舵アシストトルクを大きくするように、電動モータ１５を駆動制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両に搭載される電動パワーステアリング装置に関する。

この種の電動パワーステアリング装置の一例が下記特許文献１に開示されている。この電動パワーステアリング装置（以下、「従来装置」ともいう。）は、車両を操舵する操舵ハンドルの操作によって入力された操舵トルクに基づいて電動モータを駆動制御して操舵アシストトルクを発生するように構成されている。この従来装置によれば、特に操舵フィーリングを向上させるために走行時の路面状況に応じて操舵アシストトルクが制御される。この制御の特徴は、悪路走行時に操舵輪が路面によって動かされるような場合に、操舵ハンドルの操作時の操舵アシストトルクが下がるようにアシスト特性を変更することによって操舵ハンドルが大きく回転し難くすることである。この従来装置では、進行方向の車輪速度や車輪加速度の変動量から路面状況を検出し、その検出結果に基づいて走行路面が悪路である場合に前記の制御が実行される。

特開２００４−１１４９１０号公報

ところで、悪路走行時においては、操舵ハンドルが車輪側から伝達される力によって左右どちらかに動かされるハンドル取られ現象が発生する。このとき、ドライバーは本能的に車両の向きを修正しようとして、操舵ハンドルをハンドル取られ方向とは逆方向に戻し操作する。ところが、上記の従来装置の制御は、悪路走行時の操舵フィーリングを向上させることを主目的としており、ドライバーによるこのようなハンドル戻し操作を妨げる虞がある。その結果、ドライバーは車両の向きを修正するために操舵ハンドルに極めて大きな力を加える必要が生じ得る。

本発明は、上述の問題に対処するために成されたものである。即ち、本発明の目的の１つは、操舵ハンドルのハンドル取られ現象が発生した場合に、車両の向きを修正するべく操舵ハンドルを操作するドライバーの負荷を軽減するのに有効な電動パワーステアリング装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る電動パワーステアリング装置（１０）は、左右の前輪（ＦＷ１，ＦＷ２）が操舵輪且つ駆動輪である車両（１）に搭載され、車両（１）を操舵するための操舵ハンドル（１１）のハンドル操作によって生じた操舵トルクに少なくとも基づいて電動モータ（１５）を駆動することによりハンドル操作に対する操舵アシストトルクを発生させる制御部（３０）を有する装置である。制御部（３０）は、例えば、操舵トルクと車速との双方に基づいて電動モータ（１５）を駆動することができる。この電動パワーステアリング装置（１０）は、左右の前輪（ＦＷ１，ＦＷ２）のそれぞれの接地荷重に関する情報を検出する接地荷重情報検出部（２０）を備える。制御部（３０）は、接地荷重情報検出部（２０）による検出情報に基づいて操舵ハンドル（１１）が左右どちらかに取られるハンドル取られ現象が発生したか否かを判定し、ハンドル取られ現象が発生したと判定した場合には、ハンドル取られ現象が発生したと判定していない場合に比較して、操舵ハンドル（１１）の左右方向のハンドル操作のうちハンドル取られ方向とは逆方向のハンドル操作に対する操舵アシストトルクを大きくするように、電動モータ（１５）を駆動制御する。

悪路走行時においては、左右の前輪（ＦＷ１，ＦＷ２）のうちの一方の前輪の位置（上下方向の位置）が他方の前輪の位置（上下方向の位置）に比べて急激に下がる（車体との距離が急増する）ことによって左右の前輪（ＦＷ１，ＦＷ２）の接地荷重のバランスが変わることがある。このとき、左右の前輪（ＦＷ１，ＦＷ２）は駆動輪であるので、左右の前輪（ＦＷ１，ＦＷ２）のうちの接地荷重が急減したほうの前輪がその駆動力によってスリップしたり空転したりする場合がある。この結果、左前輪と右前輪との間の駆動力差が大きくなり、操舵ハンドルが取られる場合が生じる。このような事態を的確に捉えるには、左右の前輪（ＦＷ１，ＦＷ２）のそれぞれの接地荷重に関する情報を検出する接地荷重情報検出部（２０）を用いるのが有効である。この接地荷重情報検出部（２０）によれば、操舵ハンドル（１１）のハンドル取られ現象の発生の有無を適切に判定することができる。そして、操舵ハンドル（１１）のハンドル取られ現象が実際に発生した場合には、操舵ハンドル（１１）のハンドル取られ現象が発生していない場合に比較して、操舵ハンドル（１１）のハンドル取られ方向とは逆方向のハンドル操作に対する操舵アシストトルクを増加させる。これにより、ドライバーはハンドル取られ現象の発生時に車両（１）の向きを修正するべく操舵ハンドル（１１）をハンドル取られ方向の逆方向に操作し易くなるので、車両（１）の向きを修正しようとするドライバーの負荷を軽減することが可能になる。

尚、上記の説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を模式的に示す図である。 図２は、図１に示される制御部が実行するアシスト補正制御ルーチンを示すフローチャートである。 図３は、図１に示される制御部が接地荷重を推定する際に参照する「車輪の動作パラメータと接地荷重との関係」を規定したルックアップテーブル（マップ）である。 図４は、図１に示される制御部がアシスト補正トルクを算出する際に参照する「接地荷重変化量とアシスト補正トルクとの関係」を規定したルックアップテーブル（マップ）である。 図５は、図１に示される制御部が操舵アシストトルクを算出する際に参照する「操舵トルクと操舵アシストトルクとの関係」を規定したルックアップテーブル（マップ）である。 図６は、図１に示される制御部が操舵アシストトルクを算出する際に参照する「操舵トルクと操舵アシストトルクとの関係」を規定したルックアップテーブル（マップ）である。 図７は、図２に示されるアシスト補正制御ルーチンの概要を示す図である。 図８は、本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置によるアシスト補正制御ルーチンを示したフローチャートである。 図９は、基本ダンピングトルクの算出の際に参照される「ハンドル回転速度とダンピングトルクとの関係」を規定したルックアップテーブル（マップ）である。 図１０は、第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置が補正ダンピングトルクを算出する際に参照する「ハンドル回転速度とダンピングトルクとの関係」を規定したルックアップテーブル（マップ）である。 図１１は、第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置がダンピングトルクを算出する際に参照する「ハンドル回転速度とダンピングトルクとの関係」を規定したルックアップテーブル（マップ）である。 図１２は、図８に示されるアシスト補正制御ルーチンの概要を示す図である。

以下、本発明の各実施形態に係る電動パワーステアリング装置を図面を参照しながら説明する。各実施形態に係る電動パワーステアリング装置は、左右の前輪が操舵輪且つ駆動輪である車両に搭載される。

＜第１実施形態＞
（構成）
図１に示されるように、本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１０（以下、「第１ＥＰＳ装置１０」と称呼する場合がある。）は、車両１に適用される。第１ＥＰＳ装置１０は、車両制御システム２の一部を構成している。第１ＥＰＳ装置１０は、操舵ハンドル（ステアリング）１１と、電動モータ１５と、制御部３０と、を備えている。操舵ハンドル１１は、車両１を操舵するためにドライバーによって操作される。電動モータ１５は、操舵ハンドル１１による車両１の操舵をアシストするための操舵アシストトルクを発生する。制御部３０は、電動モータ１５を駆動制御することによりハンドル操作に対する操舵アシストトルクを発生させる。第１ＥＰＳ装置１０は、操舵ハンドル１１のハンドル操作によって入力された操舵トルクに基づいて電動モータ１５を駆動制御して操舵アシストトルクを発生させる。第１ＥＰＳ装置１０を、電動モータ１５の駆動によって操舵ハンドル１１のハンドル操作をアシストする「ステアリング制御装置」ということもできる。

操舵ハンドル１１には、当該操舵ハンドル１１と一体回転する長軸状のステアリングシャフト１２が固定されている。ステアリングシャフト１２のうち操舵ハンドル１１に固定された軸端部とは反対側の軸端部にピニオンギヤ１３が設けられている。ピニオンギヤ１３は、長軸状のラックバー１４に形成されたラック歯と噛み合ってラックアンドピニオン機構を構成する。ラックバー１４の左右両端には、タイロッド及びナックルアーム（いずれも図示省略）を介して左右の前輪ＦＷ１，ＦＷ２が転舵可能に接続されている。このため、左右の前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、ステアリングシャフト１２の軸線回りの回転に伴うラックバー１４の軸線方向（左右方向）の変位に応じて左右に転舵する。一方で、本実施の形態の車両１は、前後の車輪の全てが駆動輪である四輪駆動車（全輪駆動車）であり、左右の前輪ＦＷ１，ＦＷ２が図示省略のエンジン（内燃機関、電動モータ等）の動力によって駆動されるように構成されている。このように、左右の前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、操舵ハンドル１１のハンドル操作に伴って車両１の進行方向を変えるための操舵輪であり、且つ駆動輪である。

ステアリングシャフト１２には、操舵トルクセンサ１７が設けられている。この操舵トルクセンサ１７は、操舵ハンドル１１からステアリングシャフト１２に入力された操舵トルクＴｒを検出する。この場合、操舵トルクＴｒの正負の値によって操舵ハンドル１１の操舵方向が識別される。例えば、操舵ハンドル１１のハンドル操作による車両１の右方向への操舵時の操舵トルクＴｒが正の値で示され、操舵ハンドル１１のハンドル操作による車両１の左方向への操舵時の操舵トルクＴｒが負の値で示される。

電動モータ１５は、操舵ハンドル１１のハンドル操作時に生じる操舵トルクをアシストする操舵アシストトルクを発生させる。この電動モータ１５の回転軸は、ボールねじ機構１６を介してラックバー１４に動力伝達可能に接続されている。ボールねじ機構１６は、電動モータ１５の回転運動を減速状態で直線運動に変換してラックバー１４に伝達する。従って、電動モータ１５の回転軸が回転することによって、車両１の操舵（左右の前輪ＦＷ１，ＦＷ２の転舵）がアシストされる。ここでいう電動モータ１５が本発明の「電動モータ」に相当する。

電動モータ１５には回転角センサ１８が組み込まれている。この回転角センサ１８は、電動モータ１５の回転子の回転角度位置に応じた検出信号を出力する。電動モータ１５の回転角は、操舵ハンドル１１の回転角（操舵角）に比例するので、回転角センサ１８によって検出される検出信号に基づいて操舵ハンドル１１の回転角θを間接的に検出することができる。更に、操舵ハンドル１１のハンドル回転速度（操舵角速度）ωは、回転角θを時間微分することにより取得される。尚、回転角センサ１８に代えて、操舵ハンドル１１の回転角θを直接的に検出する回転角センサを用いてもよい。

制御部３０は、公知のＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要構成部品として含み、且つ電動モータ１５を駆動するための駆動回路（図示省略）を備えた電子制御ユニットとして構成されている。この制御部３０は、接地荷重情報検出部２０、車両１の走行速度（車速）を検出するための車速センサ２１、ＶＳＣ（vehicle stability control）２２、ＡＶＳ（adaptive variable suspension system）２３及びＫＤＳＳ（kinetic dynamic suspension system）２４のそれぞれと電気的に接続されている。この場合、特に図示しないものの、ＶＳＣ２２、ＡＶＳ２３及びＫＤＳＳ２４は、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）等のシステム間通信手段によって互いにデータ通信可能に接続されるのが好ましい。これらＶＳＣ２２、ＡＶＳ２３及びＫＤＳＳ２４のうちの１又は複数は、制御部３０の機能の全部或いは一部を担うように構成されてもよい。ここでいう制御部３０が本発明の「制御部」に相当する。

接地荷重情報検出部２０は、車輪の接地荷重に関連する動作パラメータを検出するために、車高センサ２０ａ、上下加速度センサ２０ｂ及びシリンダ内圧センサ２０ｃを含む複数のセンシング要素によって構成されている。車高センサ２０ａは、車両１の右側領域（右前輪に近接した領域）及び左側領域（左前輪に近接した領域）のそれぞれに設置される。この車高センサ２０ａによれば、車高の検出情報から各前輪の上下方向のストローク量（動作パラメータ）が検出される。上下加速度センサ２０ｂは、車両１の右側領域（右前輪に近接した領域）及び左側領域（左前輪に近接した領域）のそれぞれに設置される。この上下加速度センサ２０ｂによれば、各前輪のそれぞれに作用する上下方向の加速度（動作パラメータ）が検出される。シリンダ内圧センサ２０ｃは、四輪のそれぞれのダンパーに設置され、各車輪のシリンダ内圧（動作パラメータ）を検出する。接地荷重情報検出部２０による、車輪の動作パラメータの検出は、連続的或いは一定時間毎に実行され得る。この接地荷重情報検出部２０が本発明の「接地荷重情報検出部」に相当する。

ＶＳＣ２２は、車両の横滑りが発生したときに、四輪各々に作用する制動力とエンジン出力を制御することによって車両の安定性を確保するシステムを構成している。このシステムによれば、例えばオーバースピードで操舵ハンドル１１を操作しても車両１が曲がらない場合、即ち、所謂「アンダーステア」の場合、車両１を曲がろうとするカーブの内側に向けるような制御が行われる。

ＡＶＳ２３及びＫＤＳＳ２４はいずれも、サスペンション制御にかかるシステムを構成している。ＡＶＳ２３は、ダンパーの減衰力を最適に制御するシステムとして構成されている。ＫＤＳＳ２４は、車体の傾き（ロール）を防ぐスタビライザーの作動・非作動を、オイルダンパーを用いて制御するシステムを構成している。このシステムによれば、カーブではスタビライザーを作動させることでロールの発生を防止することができ、直線時やラフロードではスタビライザーを非作動にすることで車輪のストロークを十分確保して乗り心地の良さや路面の追従性を高めることができる。

ところで、上記の車両１では、岩石路等の悪路の走行時に一方の前輪の上下方向の位置が他方の前輪の上下方向の位置に比べて急激に下がる（車体との距離が急増する）ことによって左右の前輪ＦＷ１，ＦＷ２の接地荷重のバランスが変わる。この場合、操舵ハンドル１１が左右どちらかに大きく取られる現象、即ち、所謂「ハンドル取られ現象（ステアリングプル）」が生じ得る。より具体的には、操舵ハンドル１１が車輪側から伝達される荷重によって左右方向に動かされる。このとき、車両１の向き（進行方向）が変わる（「偏向する」或いは「旋回する」ともいう。）ため、ドライバーは車両１の向きを修正するべく、操舵ハンドル１１をハンドル取られ方向とは逆方向に戻し操作しようとする。ところが、悪路走行時においてドライバーは、この戻し操作を行うために操舵ハンドル１１に極めて大きな力を加える必要がある。そこで、本発明者は、操舵ハンドル１１のハンドル取られ現象に対処するために上記の第１ＥＰＳ装置１０を構築した。この第１ＥＰＳ装置１０の制御部３０は、実際にハンドル取られ現象が発生したか否かを適切に判定する機能と、ハンドル取られ現象が発生した場合にはハンドル取られ現象が発生していない場合に比較して操舵ハンドルのハンドル取られ方向と逆方向のハンドル操作に対する操舵アシストトルクを大きくする（増加させる）機能と、を兼ね備えている。これらの機能は、以下に説明する第１実施形態に係る第１ＥＰＳ装置１０及び第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置によるアシスト補正制御によって具現化される。

（作動）
制御部３０のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」ともいう。）は、所定時間が経過する毎に図２にフローチャートにより示した「アシスト補正制御ルーチン」を実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップＳ１０から処理を開始する。

先ず、ＣＰＵは、ステップＳ１０にて、操舵トルクセンサ１７により検出された操舵トルクＴｒをステップＳ１０のブロック内に示されるマップ（ルックアップテーブル）ＭＰ１に適用して基本操舵アシストトルクＴｂａｓｅを算出する。このマップＭＰ１は、制御部３０のＲＯＭ内に記憶されている。マップＭＰ１によれば、操舵トルクＴｒの大きさが大きくなるほど基本操舵アシストトルクＴｂａｓｅの大きさが大きくなるように、基本操舵アシストトルクＴｂａｓｅが決定される。尚、基本操舵アシストトルクＴｂａｓｅは、車速に応じて更に変更されてもよい。

次に、ＣＰＵは、ステップＳ２０にて各前輪の接地荷重Ｎを推定する。即ち、ＣＰＵは、接地荷重情報検出部２０の検出情報に基づいて導出される前述の動作パラメータ（上下方向のストローク量、上下方向の加速度、シリンダ内圧等）を用いて接地荷重Ｎを推定する。より具体的に述べると、制御部３０のＲＯＭ内には、図３に示した「動作パラメータの値Ａ（本例においては、上下方向のストローク量、上下方向の加速度及びシリンダ内圧の何れか）と接地荷重の値との相関を示すマップＭＰ２（ルックアップテーブル）」が記憶されている。このマップＭＰ２に規定されている接地荷重推定線Ｌによれば、車輪の動作パラメータの値Ａと接地荷重Ｎの値とは比例関係を有する。例えば、車両１が平坦路に停車しているときの動作パラメータの値が基準値Ａ_０である場合、車輪の接地荷重Ｎの値が基準値Ｎ_０になる。ＣＰＵは、実際に検出された動作パラメータＡと、この接地荷重推定線Ｌと、を用いて各前輪の接地荷重Ｎの値を推定する。従って、例えば、導出した動作パラメータの値がＡ_１である場合には、接地荷重推定線Ｌを用いることによって対象となる前輪の接地荷重の値がＮ_１であると推定される。

図２を再び参照すると、ＣＰＵは、ステップＳ３０にて、各前輪の接地荷重変化量ΔＮ、即ちステップＳ２０で推定した接地荷重Ｎの単位時間あたりの変化量を算出する。この接地荷重変化量ΔＮは、操舵ハンドル１１のハンドル取られ量（ハンドル回転量）に対応している。

ＣＰＵは、ステップＳ４０にて操舵ハンドル１１のハンドル取られ現象が実際に発生したか否かを判定する。即ち、ＣＰＵは、当該判定を行うための判定部を含む。ＣＰＵは、この判定のために、ステップＳ３０で算出した各前輪の接地荷重変化量ΔＮに基づいて、接地荷重のバランス変化を監視（モニタリング）する。左右の前輪が駆動輪である場合、悪路走行時において左右の前輪のうちの接地荷重が急減したほうの前輪がその駆動力によってスリップしたり空転したりする場合がある。この結果、左前輪と右前輪との間の駆動力差が大きくなり、操舵ハンドル１１が取られる場合が生じる。そこで、このような事態を的確に捉えるために上記の判定では接地荷重に関する情報を用いることを特徴とする。

上記の判定について具体的に説明すると、ＣＰＵは、左右の前輪うちのいずれか一方の前輪の接地荷重変化量ΔＮが予め設定された閾値（後述の閾値Ｔｈ）を上回った場合に、操舵ハンドル１１の想定のハンドル取られ現象が発生したと判定する。これに対して、ＣＰＵは、左右の前輪の双方の接地荷重変化量が前記の閾値以下であった場合及び前記の閾値を上回った場合には、操舵ハンドル１１の想定のハンドル取られ現象が発生していないと判定する。ＣＰＵは、ステップＳ４０で想定のハンドル取られ現象が発生したと判定したことを条件に、ステップＳ５０の処理にすすむ。更に、ＣＰＵは、このステップＳ４０にて、回転角センサ１８の検出情報に基づいて、操舵ハンドル１１のハンドル取られ方向を特定する。本例においては、操舵ハンドル１１の左方向への操舵時の回転角θが正の値で示され、操舵ハンドル１１の右方向への操舵時の回転角θを負の値で示される。そこで、ＣＰＵは、回転角センサ１８によって検出される操舵ハンドル１１の回転角θを連続的に監視し、回転角θの正負の値によって操舵ハンドル１１のハンドル取られ方向を特定する。

ＣＰＵは、ステップＳ５０にて、ステップＳ３０で算出した接地荷重変化量ΔＮに基づいてアシスト補正トルクＴｃを算出する。ＣＰＵは、このアシスト補正トルクＴｃの算出のために、図４に示されるマップＭＰ３を用いる。マップＭＰ３は、制御部３０のＲＯＭ内に記憶されている。このマップＭＰ３によれば、前輪の接地荷重変化量ΔＮが閾値Ｔｈを上回る場合に、前輪の接地荷重変化量ΔＮが大きくなるほどアシスト補正トルクＴｃが大きくなるように設定される。例えば、算出した接地荷重変化量の値がΔＮ_１である場合、マップＭＰ３を用いることによってアシスト補正トルクの算出値がＴｃ_１になる。その後、ＣＰＵは、ステップＳ６０の処理に進む。

ＣＰＵは、ステップＳ６０にて、基本操舵アシストトルクＴｂａｓｅをアシスト補正トルクＴｃにより補正することによって、操舵アシストトルクＴａを決定する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、ステップＳ４０で特定した「操舵ハンドル１１のハンドル取られ方向」が「左」である場合には、検出された操舵トルクＴｒが右方向の操舵を示す値に対する基本操舵アシストトルクＴｂａｓｅをアシスト補正トルクＴｃだけ増大させる。この結果、操舵アシストトルクの特性は図５に示した曲線Ｃ_０から曲線Ｃ_１へと変化する。これに対し、ＣＰＵは、ステップＳ４０で特定した「操舵ハンドル１１のハンドル取られ方向」が「右」である場合には、検出された操舵トルクＴｒが左方向の操舵を示す値に対する基本操舵アシストトルクＴｂａｓｅをアシスト補正トルクＴｃだけ増大させる。この結果、操舵アシストトルクの特性は図６に示した曲線Ｃ_０から曲線Ｃ_２へと変化する。

図２を再び参照すると、ＣＰＵは、ステップＳ７０の処理に進み、操舵アシストトルクＴａが発生するように電動モータ１５に対して指令制御信号を出力する。この結果、ハンドル取られ現象の発生時においては、操舵ハンドル１１のハンドル取られ方向とは逆方向の操舵をアシストする操舵アシストトルクＴａがハンドル取られ方向と同方向の操舵をアシストする操舵アシストトルクＴａを上回る。

一方、ＣＰＵは、ステップＳ４０においてハンドル取られ現象が発生していないと判定した場合、ステップＳ８０の処理に進み、基本操舵アシストトルクＴｂａｓｅを操舵アシストトルクＴａとして採用する。その後、ＣＰＵは、ステップＳ７０の処理に進む。

この結果、ステップＳ４０においてハンドル取られ現象が発生していないと判定した場合には基本操舵アシストトルクＴｂａｓｅに基づく操舵アシストトルクが発生させられる。

ここで図７を参照することによって、第１ＥＰＳ装置１０によるアシスト補正制御の要旨を整理することができる。図７では、操舵ハンドル１１が左に取られる場合を想定している。図７中の（ａ）に示されるように、操舵ハンドル１１のハンドル取られ方向ＤＬと同方向のハンドル操作に対しては、前記の基本操舵アシストトルク曲線Ｃ_０に沿った通常のアシスト制御が実行される。即ち、ＣＰＵは、操舵ハンドル１１のハンドル取られ方向ＤＬのハンドル操作に対しては基本操舵アシストトルクの補正を行わない。これに対して、図７中の（ｂ）に示されるように、操舵ハンドル１１のハンドル取られ方向ＤＬとは逆方向ＤＲのハンドル操作については、前記の補正操舵アシストトルク曲線Ｃ_１，Ｃ_２に沿ったアシスト補正制御が実行される。即ち、ＣＰＵは、操舵ハンドル１１の逆方向ＤＲのハンドル操作に対しては操舵アシストトルクを基本操舵アシストトルクよりも増やすような補正を行う。その結果、ＣＰＵは、ハンドル取られ現象が発生したと判定した場合には、ハンドル取られ現象が発生したと判定していない場合に比較して操舵ハンドル１１の逆方向ＤＲのハンドル操作に対する操舵アシストトルクを大きくするように電動モータ１５を駆動制御する。従って、この補正によれば、操舵ハンドル１１の逆方向ＤＲのハンドル操作についてのみ、操舵ハンドル１１に作用する逆方向ＤＲのトルクがハンドル取られ現象の発生前よりも増加する。これに対して、操舵ハンドル１１のハンドル取られ方向ＤＬのハンドル操作については、操舵ハンドル１１に作用する逆方向ＤＲのトルクはハンドル取られ現象の発生前後で変わらない。その結果、ドライバーは車両１の向きを修正するべく操舵ハンドル１１をハンドル取られ方向ＤＬの逆方向ＤＲに操作し易くなる。従って、車両１の向きを修正しようとするドライバーの負荷を軽減することが可能になり、車両１の向きが修正し易くなる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置は、その制御部のＣＰＵが「図８にフローチャートにより示されたアシスト補正制御ルーチン」を図２に示されたルーチンに代えて実行する点のみにおいて、第１ＥＰＳ装置１０と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明する。なお、本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置は、以下、「第２ＥＰＳ装置」と称呼する場合がある。更に、図８に示されたステップのうち図２に示されたステップと同様の処理を行うステップには図２に示されたステップと同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

（作動）
第２ＥＰＳ装置を構成する制御部３０のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」ともいう。）は、所定時間が経過する毎に図８にフローチャートにより示した「アシスト補正制御ルーチン」を実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはこのルーチンの処理を開始してステップＳ１０に進み、基本操舵アシストトルクＴｂａｓｅを算出する。

次に、ＣＰＵはステップＳ１００に処理を進め、実際のハンドル回転速度ωを図９に示されるマップ（ルックアップテーブル）ＭＰ４に適用して基本ダンピングトルクＴｄｂを算出する。このマップＭＰ４は、制御部３０のＲＯＭ内に記憶されている。曲線Ｄ_０は基本ダンピングトルクを示す。マップＭＰ４によれば、ハンドル回転速度ωの大きさが大きくなるほど基本ダンピングトルクＴｄｂの大きさが大きくなるように、基本ダンピングトルクＴｄｂが決定される。なお、基本ダンピングトルクＴｄｂは操舵ハンドルの回転方向に関し基本操舵アシストトルクＴｂａｓｅの向きと反対の向きである。即ち、後述するように基本ダンピングトルクＴｄｂに基づいて設定されるダンピングトルクＴｄは、操舵ハンドル１１にその操作方向（操舵方向）とは逆方向に作用されるトルクである。

次に、ＣＰＵはステップＳ２０にて各前輪の接地荷重Ｎを推定し、ステップＳ３０にて各前輪の接地荷重変化量ΔＮを算出する。その後、ＣＰＵはステップＳ４０にて接地荷重変化量ΔＮに基づいてハンドル取られ現象が実際に発生したか否かを判定するとともに、ハンドル取られ現象が発生していると判定する場合には回転角θの正負の値によって操舵ハンドル１１のハンドル取られ方向を特定する。

いま、ハンドル取られ現象が発生していると仮定すると、ＣＰＵはステップＳ４０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ５０に処理を進め、接地荷重変化量ΔＮに基づいてアシスト補正トルクＴｃを算出する。

次に、ＣＰＵはステップＳ１１０に処理を進め、実際に車両１がハンドル取られ方向と同じ方向に操舵されているか否かを判定する。この判定は、操舵トルクセンサ１７により検出される操舵トルクＴｒと、ステップＳ４０にて決定したハンドル取られ方向と、に基づいて判定する。

ＣＰＵは、ハンドル取られ方向と同じ方向に操舵されたと判定した場合、ステップＳ１１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップＳ１２０乃至ステップＳ１４０の処理を順に行い、ステップ１６０に処理を進める。

ステップＳ１２０において、ＣＰＵは、基本ダンピングトルクＴｄｂを補正するための調整ゲインＧを算出する。この際、ＣＰＵは、調整ゲインＧの値と操舵ハンドル１１のハンドル回転速度ωの値との相関を示すマップ（図示省略）を用いる。このマップによれば、ハンドル回転速度ωの絶対値が大きいほど調整ゲインＧが大きくなるように調整ゲインＧが決定される。この調整ゲインＧは「１」よりも大きな値に設定される。

ステップＳ１３０において、ＣＰＵは、基本ダンピングトルクＴｄｂに調整ゲインを乗じることにより基本ダンピングトルクＴｄｂを補正し、その結果、ダンピングトルクＴｄを算出する。

ステップＳ１４０において、ＣＰＵは、ステップＳ１４０に処理を進め、アシスト補正トルクＴｃの値を「０」に設定する。

これに対し、ＣＰＵは、ステップＳ１１０にて、ハンドル取られ方向と逆方向に操舵されたと判定した場合、ステップＳ１１０にて「Ｎｏ」と判定し、以下に述べるステップＳ１５０の処理を順に行い、ステップ１６０に処理を進める。ステップＳ１５０において、ＣＰＵは、基本ダンピングトルクＴｄｂをダンピングトルクＴｄとして採用する。

この結果、ダンピングトルクＴｄの特性は、ハンドル取られ方向が左方向である場合には図１０に曲線Ｄ_１により示した特性となり、ハンドル取られ方向が右方向である場合には図１１に曲線Ｄ_２により示した特性となる。即ち、ダンピングトルクＴｄは、ハンドル取られ方向と逆方向へのハンドル操作に対する操舵アシストトルクの大きさをハンドル取られ現象が発生していない場合に比べ小さくするように機能する。

ＣＰＵは、ステップＳ１６０にて、基本操舵アシストトルクＴｂａｓｅをアシスト補正トルクＴｃ及びダンピングトルクＴｄに基づいて補正することにより操舵アシストトルクＴａを決定する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、以下のようにして操舵アシストトルクＴａを決定する。

（１）ハンドル取られ方向が「右」であり右方向に操舵されている場合
ＣＰＵは、基本操舵アシストトルクＴｂａｓｅの大きさからステップＳ１３０にて算出されたダンピングトルクＴｄを減じた値を「右方向の操舵をアシストする操舵アシストトルクＴａ」に設定する。なお、アシスト補正トルクＴｃは「０」である。

（２）ハンドル取られ方向が「右」であり左方向に操舵されている場合
ＣＰＵは、基本操舵アシストトルクＴｂａｓｅの大きさにステップＳ５０にて決定されたアシスト補正トルクＴｃの大きさを加えた値からステップＳ１５０にて設定されたダンピングトルクＴｄ（即ち、基本ダンピングトルクＴｄｂ）の大きさを減じた値を「左方向の操舵をアシストする操舵アシストトルクＴａ」に設定する。

（３）ハンドル取られ方向が「左」であり左方向に操舵されている場合
ＣＰＵは、基本操舵アシストトルクＴｂａｓｅの大きさからステップＳ１３０にて算出されたダンピングトルクＴｄを減じた値を「左方向の操舵をアシストする操舵アシストトルクＴａ」に設定する。なお、アシスト補正トルクＴｃは「０」である。

（４）ハンドル取られ方向が「左」であり右方向に操舵されている場合
ＣＰＵは、基本操舵アシストトルクＴｂａｓｅの大きさにステップＳ５０にて決定されたアシスト補正トルクＴｃの大きさを加えた値からステップＳ１５０にて設定されたダンピングトルクＴｄ（即ち、基本ダンピングトルクＴｄｂ）の大きさを減じた値を「右方向の操舵をアシストする操舵アシストトルクＴａ」に設定する。

一方、ＣＰＵがステップＳ４０の処理を行う時点においてハンドル取られ現象が発生していないと判定した場合、ステップＳ１７０の処理に進み、基本操舵アシストトルクＴｂａｓｅに基本ダンピングトルクＴｄｂを加えた値をアシストする操舵アシストトルクＴａとして決定する。より具体的に述べると、即ち、左方向に操舵されている場合には、左方向の操舵をアシストする基本操舵アシストトルクＴｂａｓｅの大きさから基本ダンピングトルクＴｄｂの大きさが減じられた値が、左方向の操舵に対する操舵アシストトルクＴａとして設定される。同様に、右方向に操舵されている場合には、右方向の操舵をアシストする基本操舵アシストトルクＴｂａｓｅの大きさから基本ダンピングトルクＴｄｂの大きさが減じられた値が、右方向の操舵に対する操舵アシストトルクＴａとして設定される。

ここで図１２を参照することによって、第２実施形態のアシスト補正制御の要旨を整理することができる。図１２では、操舵ハンドル１１が左に取られる場合を想定している。図１２中の（ａ）に示されるように、ＣＰＵは、操舵ハンドル１１のハンドル取られ方向ＤＬとは逆方向ＤＲのハンドル操作に対しては、前記の基本ダンピングトルク曲線Ｄ_０を用いた通常のダンピング制御を実行する。即ち、ＣＰＵは、基本ダンピングトルクの補正は行わない。この場合、基本操舵アシストトルクにステップＳ１４０で算出されたアシスト補正トルクＴｃが加算されているため、操舵ハンドル１１をハンドル取られ方向ＤＬの逆方向ＤＲに操作し易くなる。これに対して、図１２中の（ｂ）に示されるように、ＣＰＵは、操舵ハンドル１１のハンドル取られ方向ＤＬのハンドル操作に対しては、前記の補正ダンピングトルク曲線Ｄ_１，Ｄ_２を用いた補正ダンピング制御を実行する。即ち、ＣＰＵは、操舵ハンドル１１のハンドル取られ方向ＤＬのハンドル操作に対してはダンピングトルクを基本ダンピングトルクよりも増やすような補正を行う。その結果、ＣＰＵは、ハンドル取られ現象が発生したと判定した場合には、ハンドル取られ現象が発生したと判定していない場合に比較して操舵ハンドル１１のハンドル取られ方向ＤＬとは逆方向ＤＲのハンドル操作に対する操舵アシストトルクを大きくするように電動モータ１５を駆動制御する。従って、この補正によれば、操舵ハンドル１１の逆方向ＤＲのハンドル操作についてのみ、操舵ハンドル１１に作用する逆方向ＤＲのトルクがハンドル取られ現象の発生前よりも増加する。これに対して、操舵ハンドル１１のハンドル取られ方向ＤＬのハンドル操作については、操舵ハンドル１１に作用する逆方向ＤＲのトルクはハンドル取られ現象の発生前後で変わらない。その結果、操舵ハンドル１１をハンドル取られ方向ＤＬに操作し難くなり、操舵ハンドル１１をハンドル取られ方向ＤＬに操作し過ぎたり、当該操作の速度が上がったりするのを防止できる。従って、この第２実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様に、車両１の向きを修正しようとするドライバーの負荷を軽減できるという作用効果を奏する。

尚、この第２実施形態のアシスト補正制御では、アシスト補正トルクＴｃと、調整ゲインＧにより調整されるダンピングトルクＴｄと、の双方を用いてアシスト補正を行う場合について記載したが、本発明では、アシスト補正トルクＴｃを用いることなく調整ゲインＧにより調整されるダンピングトルクＴｄ（補正ダンピングトルク）のみを用いてアシスト補正を行うこともできる。

本発明は、上記の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記の実施形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

上記の実施形態では、四輪駆動車に搭載される電動パワーステアリング装置１０について記載したが、本発明では、この電動パワーステアリング装置１０を前輪駆動車に搭載することもできる。

１…車両、２…車両制御システム、１０…電動パワーステアリング装置、１１…操舵ハンドル、１２…ステアリングシャフト、１３…ピニオンギヤ、１４…ラックバー、１５…電動モータ、１６…ボールねじ機構、１７…操舵トルクセンサ、１８…回転角センサ、２０…接地荷重情報検出部、２０ａ…車高センサ、２０ｂ…上下加速度センサ、２０ｃ…シリンダ内圧センサ、２１…車速センサ、３０…制御部、Ａ…車輪の動作パラメータ、ＦＷ１，ＦＷ２…前輪、Ｇ…調整ゲイン、Ｎ…接地荷重、ΔＮ…接地荷重変化量、Ｔａ…操舵アシストトルク、Ｔｂａｓｅ…基本操舵アシストトルク、Ｔｃ…アシスト補正トルク、Ｔｄ…ダンピングトルク、Ｔｄｂ…基本ダンピングトルク、Ｔｒ…操舵トルク

Claims (1)

1. 左右の前輪が操舵輪且つ駆動輪である車両に搭載され、前記車両を操舵するための操舵ハンドルのハンドル操作によって生じた操舵トルクに少なくとも基づいて電動モータを駆動することにより前記ハンドル操作に対する操舵アシストトルクを発生させる制御部を有する電動パワーステアリング装置であって、
   前記左右の前輪のそれぞれの接地荷重に関する情報を検出する接地荷重情報検出部を備え、
   前記制御部は、前記接地荷重情報検出部による検出情報に基づいて前記操舵ハンドルが左右どちらかに取られるハンドル取られ現象が発生したか否かを判定し、前記ハンドル取られ現象が発生したと判定した場合には、前記ハンドル取られ現象が発生したと判定していない場合に比較して、前記操舵ハンドルの左右方向のハンドル操作のうちハンドル取られ方向とは逆方向のハンドル操作に対する前記操舵アシストトルクを大きくするように、前記電動モータを駆動制御する、
   電動パワーステアリング装置。

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