JP2020147234A - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バリアブルギヤレシオのラックアンドピニオン機構を採用しつつ、操舵フィーリングの低下を抑制できる操舵制御装置を提供する。【解決手段】マイコン４１は、操舵角θhを演算する操舵角演算部５１と、目標アシストトルクＴa*を演算する目標アシストトルク演算部５２と、目標アシストトルクＴa*及び操舵角θhに応じた電流指令値を演算する電流指令値演算部５３と、ｄｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することによりモータ制御信号Ｍを演算するモータ制御信号演算部５４とを備える。電流指令値演算部５３は、ｄ軸電流指令値Ｉd*を演算するｄ軸電流指令値演算部６１と、ｑ軸電流指令値Ｉq*を演算するｑ軸電流指令値演算部６２とを備える。ｄ軸電流指令値演算部６１は、比ストロークの増大に基づいてｄ軸電流指令値Ｉd*の絶対値が大きくなるように、操舵角θhに基づいてｄ軸電流指令値Ｉd*を演算する。【選択図】図３

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

従来、車両用のステアリング装置として、ステアリング操作に伴う回転をラックアンドピニオン機構によりラック軸の往復直線運動に変換して転舵輪の転舵角を変更するものが知られている。こうしたステアリング装置には、例えば特許文献１に記載されるように、ラック軸に形成されるラック歯の諸元をその軸方向位置によって異ならせることにより、比ストロークを操舵角に応じて変化させる所謂バリアブルギヤレシオのラックアンドピニオン機構を採用したものがある。

また、特許文献１のステアリング装置は、モータを駆動源としてアシスト力を付与するアシスト機構を備えた電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）として構成されている。そして、ＥＰＳでは、運転者が入力する操舵トルクに基づく軸力（以下、操舵軸力）とモータが付与するアシストトルクに基づく軸力（以下、アシスト軸力）との合計が、転舵輪を転舵させるための軸力（以下、全体軸力）としてラック軸に作用する。

特開２０１４−２１０４９５号公報

ところで、上記特許文献１の構成においては、運転者が入力する操舵トルクの大きさが同じであっても、比ストロークの大きな領域では比ストロークの小さな領域よりも、ラック軸に作用する操舵軸力が小さくなる。また、運転者によるステアリング操作の操舵速度が同じでも比ストロークが大きくなると、ラック軸の移動速度が速くなる。それに従い、モータはラック軸に対して機械的に連結されていることから、同モータの回転数が高くなる。そして、モータの回転数が高くなると、そのＮ−Ｔ特性上、モータの出力可能なトルクが小さくなる。つまり、ラック軸に作用するアシスト軸力が小さくなる。したがって、例えば比ストロークの大きな領域で素早い操舵を行う場合にラック軸に作用する全体軸力が不足し易く、操舵フィーリングが低下するおそれがある。

本発明の目的は、バリアブルギヤレシオのラックアンドピニオン機構を採用しつつ、操舵フィーリングの低下を抑制できる操舵制御装置を提供することにある。

上記課題を解決する操舵制御装置は、ステアリングホイールが連結されるステアリングシャフトと、転舵輪が連結されるラック軸と、前記ステアリングシャフトのピニオン歯と前記ラック軸のラック歯とが噛合することにより構成され、前記ステアリングシャフトの回転を前記ラック軸の往復動に変換するラックアンドピニオン機構と、モータの回転を前記ラック軸の往復動に変換することにより運転者の操舵を補助するためのアシストトルクを付与するアシスト機構と、前記ステアリングホイールの操舵角を示す値を３６０°を超える範囲を含む絶対角で検出する舵角検出装置とを備え、前記ラックアンドピニオン機構として、比ストロークが前記操舵角に応じて変化するように前記ラック歯が形成されたものを採用した電動パワーステアリング装置を制御対象とし、前記アシストトルクの目標となる目標アシストトルクに対応する駆動電流が前記モータに供給されるように、ｄｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することにより前記モータの作動を制御するものにおいて、弱め界磁制御を実行するためのｄ軸電流の目標となるｄ軸電流指令値を演算するｄ軸電流指令値演算部を備え、前記ｄ軸電流指令値演算部は、前記比ストロークの増大に基づいて前記ｄ軸電流指令値の絶対値が大きくなるように、前記操舵角を示す値に基づいて前記ｄ軸電流指令値を演算する。

上記構成によれば、比ストロークの大きな領域でモータに弱め界磁制御を実行するためのｄ軸電流を供給するため、モータの回転数が高くなっても、同モータの出力可能なトルクが小さくなることを抑制できる。そのため、例えば比ストロークの大きな領域で素早い操舵を行った場合において、ラック軸に作用する操舵軸力が小さくなっても、アシスト軸力が低下することを抑制できる。これにより、転舵輪を転舵させるための全体軸力が不足し難くなり、操舵フィーリングの低下を抑制できる。

上記操舵制御装置において、前記アシスト機構は、前記ラックアンドピニオン機構とは別の変換機構を介して前記アシストトルクを付与することが好ましい。
ここで、操舵速度が同じ場合、比ストロークが大きい領域と比ストロークが小さい領域とを比較すると、比ストロークが大きい領域の方がラック軸の往復動する速度が速くなる。そのため、アシスト機構がラックアンドピニオン機構とは別の変換機構を介してアシストトルクを付与する構成では、比ストロークの大きな領域においてモータの回転数が高くなり易く、アシスト軸力が小さくなり易い。したがって、上記構成のように、比ストロークの大きな領域でモータにｄ軸電流を供給する効果は大である。

上記操舵制御装置において、前記ｄ軸電流指令値演算部は、前記操舵角と前記ｄ軸電流指令値との関係を示すマップを備え、該マップを参照することにより前記操舵角に応じた前記ｄ軸電流指令値を演算することが好ましい。

上記構成によれば、マップを参照することにより、容易に操舵角に応じた好適なｄ軸電流指令値を演算できる。
上記操舵制御装置において、前記ｄ軸電流指令値演算部は、車速の増大に基づいて前記ｄ軸電流指令値の絶対値が小さくなるように、前記操舵角を示す値及び前記車速に基づいて前記ｄ軸電流指令値を演算することが好ましい。

上記構成のようにｄ軸電流をモータに供給することで、モータの消費電力は大きくなる。一方、車速が増大すると、車速が小さい場合に比べ、転舵輪を転舵させるために必要な全体軸力が小さくなる。したがって、車速が大きい場合には、アシスト軸力が小さくなっても、全体軸力が不足し難い。この点を踏まえ、上記構成では、車速の増大に応じてｄ軸電流指令値を小さくするため、操舵フィーリングの低下を抑制しつつ、余分なｄ軸電流を供給することを抑制でき、省電力化を図ることができる。

本発明によれば、バリアブルギヤレシオのラックアンドピニオン機構を採用しつつ、操舵フィーリングの低下を抑制できる。

一実施形態の電動パワーステアリング装置の概略構成図。 操舵角と比ストロークとの関係を示すグラフ。 一実施形態の操舵制御装置のブロック図。 操舵角の絶対値とｄ軸電流指令値との関係を示すマップ。 モータのＮ−Ｔ特性を示すグラフ。 操舵速度と全体軸力との関係を示すグラフ。 変形例の電動パワーステアリング装置の概略構成図。 変形例の電動パワーステアリング装置の概略構成図。

以下、操舵制御装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、操舵制御装置１の制御対象となる電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳ）２は、運転者によるステアリングホイール３の操作に基づいて転舵輪４を転舵させる操舵機構５と、操舵機構５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るアシスト機構６とを備えている。

操舵機構５は、ステアリングホイール３が固定されるステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１に連結された転舵軸としてのラック軸１２と、ラック軸１２が往復動可能に挿通される円筒状のラックハウジング１３と、ステアリングシャフト１１の回転をラック軸１２の往復動に変換するラックアンドピニオン機構１４とを備えている。なお、ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール３が位置する側から順にコラム軸１５、中間軸１６、及びピニオン軸１７を連結することにより構成されている。

ラック軸１２とピニオン軸１７とは、ラックハウジング１３内に所定の交差角をもって配置されている。ラックアンドピニオン機構１４は、ラック軸１２に形成されたラック歯１２ａとピニオン軸１７に形成されたピニオン歯１７ａとが噛合されることにより構成されている。また、ラック軸１２の両端には、その軸端部に設けられたボールジョイントからなるラックエンド１８を介してタイロッド１９がそれぞれ回動自在に連結されている。タイロッド１９の先端は、転舵輪４が組付けられた図示しないナックルに連結されている。したがって、ＥＰＳ２では、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト１１の回転がラックアンドピニオン機構１４によりラック軸１２の軸方向移動に変換され、この軸方向移動がタイロッド１９を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪４の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。

ここで、ラック歯１２ａは、例えば歯のピッチや圧力角等の諸元がラック軸１２における軸方向位置に応じて異なるように設定されている。つまり、ＥＰＳ２は、ステアリングシャフト１１の回転量に対するラック軸１２の移動量である比ストロークＳが、ステアリングホイール３の操舵角θhに応じて変化する所謂バリアブルギヤレシオのラックアンドピニオン機構１４を採用している。

具体的には、図２に示すように、比ストロークＳは、操舵角θhの絶対値が所定の第１操舵角θh1以下となるステアリング中立位置付近の範囲Ｒ１では、一定の値Ｓ１に設定されている。また、比ストロークＳは、操舵角θhの絶対値が第１操舵角θh1よりも大きく、かつ所定の第２操舵角θh2以下の範囲Ｒ２では、操舵角θhの絶対値の増大につれて徐々に大きくなるように設定されている。そして、比ストロークＳは、操舵角θhの絶対値が所定の第２操舵角θh2よりも大きなストロークエンド近傍の範囲Ｒ３では、値Ｓ１よりも大きな一定の値Ｓ２に設定されている。これにより、操舵角θhが大きくなるほど、転舵輪４の転舵角が変化しやすくなり、素早く旋回することが可能になっている。

図１に示すように、アシスト機構６は、駆動源であるモータ２１と、モータ２１の回転を伝達する伝達機構２２と、伝達機構２２を介して伝達された回転をラック軸１２の往復動に変換する変換機構２３とを備えている。そして、アシスト機構６は、モータ２１の回転を伝達機構２２を介して変換機構２３に伝達し、変換機構２３にてラック軸１２の往復動に変換することで、モータ２１が出力するモータトルクをアシストトルクＴaとして操舵機構５に付与する。なお、本実施形態のモータ２１には表面磁石型の三相ブラシレスモータが採用され、伝達機構２２にはベルト機構が採用され、変換機構２３にはボールネジ機構が採用されている。

したがって、ＥＰＳ２においては、転舵輪４を転舵させるためにラック軸１２に作用する軸力（以下、全体軸力Ｆt）は、運転者が入力する操舵トルクＴhに基づく軸力（以下、操舵軸力Ｆh）と、モータ２１が付与するアシストトルクＴaに基づく軸力（以下、アシスト軸力Ｆa）との合計になる。なお、全体軸力Ｆt、操舵軸力Ｆh及びアシスト軸力Ｆaは、それぞれ下記（１）〜（３）のように表される。

Ｆt＝Ｆh＋Ｆa…（１）
Ｆh＝Ａ×Ｔh÷Ｓ…（２）
Ｆa＝Ｂ×Ｔa×Ｐ÷Ｌ…（３）
上記各式において、「Ａ」、「Ｂ」は所定の係数をそれぞれ示し、「Ｐ」は伝達機構２２の減速比、「Ｌ」は変換機構２３のリードを示す。

次に、本実施形態の電気的構成について説明する。
操舵制御装置１は、モータ２１に接続されており、その作動を制御する。なお、操舵制御装置１は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えており、所定の演算周期ごとにメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行する。これにより、各種の制御が実行される。

操舵制御装置１には、車速Ｖを検出する車速センサ３１、及び運転者の操舵によりステアリングシャフト１１に付与された操舵トルクＴhを検出するトルクセンサ３２が接続されている。なお、トルクセンサ３２は、ピニオン軸１７に設けられており、トーションバー３３の捩れに基づいて操舵トルクＴhを検出する。また、操舵制御装置１には、モータ２１の回転角であるモータ角θmを３６０°の範囲内の相対角で検出する回転角センサ３４が接続されている。なお、操舵トルクＴh及びモータ角θmは、例えば右方向に操舵した場合に正の値、左方向に操舵した場合に負の値として検出する。そして、操舵制御装置１は、これら各センサから入力される各状態量に基づいて、モータ２１に駆動電力を供給することにより、アシスト機構６の作動、すなわち操舵機構５にラック軸１２を往復動させるべく付与するアシストトルクＴaを制御する。

以下、操舵制御装置１の構成について説明する。
図３に示すように、操舵制御装置１は、モータ制御信号Ｍを生成するマイコン４１と、モータ制御信号Ｍに基づいてモータ２１に駆動電流を供給する駆動回路４２とを備えている。マイコン４１には、操舵トルクＴh、車速Ｖ及びモータ角θmが入力される。また、マイコン４１には、駆動回路４２とモータ２１との間の給電線に設けられた電流センサ４３ｕ〜４３ｗにより検出されるモータ２１の各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwが入力される。

本実施形態の駆動回路４２には、例えばＦＥＴ等の複数のスイッチング素子を有する周知のＰＷＭインバータがそれぞれ採用されている。モータ制御信号Ｍは、各スイッチング素子のオンオフ状態を規定するゲートオンオフ信号となっている。そして、マイコン４１は、モータ制御信号Ｍを駆動回路４２に出力することにより、車載電源４４からモータ２１に駆動電力を供給する。これにより、モータ２１からアシストトルクＴaが操舵機構５に付与される。

次に、マイコン４１の構成について説明する。
マイコン４１は、所定の演算周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行して、モータ制御信号Ｍを演算する。詳しくは、マイコン４１は、ステアリングホイール３の操舵角θhを演算する操舵角演算部５１と、アシストトルクＴaの目標値である目標アシストトルクＴa*を演算する目標アシストトルク演算部５２とを備えている。また、マイコン４１は、目標アシストトルクＴa*及び操舵角θhに応じた電流指令値を演算する電流指令値演算部５３と、モータ制御信号Ｍを演算するモータ制御信号演算部５４とを備えている。

操舵角演算部５１には、モータ角θmが入力される。操舵角演算部５１は、モータ角θmを、例えばステアリング中立位置からのモータ２１の回転数をカウントすることにより、３６０°を超える範囲を含む絶対角に換算して取得する。なお、ステアリング中立位置としては、例えば図示しないメモリに予め設定された設定値を用いる構成や、運転者による操舵を通じて学習した学習値を用いる構成等を適宜採用できる。そして、操舵角演算部５１は、絶対角に換算された回転角に伝達機構２２の減速比、変換機構２３のリード、及びラックアンドピニオン機構１４の回転速度比に基づく換算係数を乗算して操舵角θhを演算する。つまり、本実施形態では、操舵角演算部５１及び回転角センサ３４により、舵角検出装置が構成されている。このように演算された操舵角θhは、電流指令値演算部５３に出力される。

目標アシストトルク演算部５２には、操舵トルクＴh及び車速Ｖが入力される。目標アシストトルク演算部５２は、操舵トルクＴhの絶対値が大きくなるほど、また車速Ｖが低くなるほど、より大きな絶対値を有する目標アシストトルクＴa*を演算する。このように演算された目標アシストトルクＴa*は、電流指令値演算部５３に出力される。

電流指令値演算部５３には、車速Ｖ、目標アシストトルクＴa*及び操舵角θhが入力される。そして、電流指令値演算部５３は、これらの各状態量に基づいて、ｄｑ座標系におけるｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*を演算する。なお、ｄｑ座標系は、モータ角θmに従う二相回転座標系であって、ロータに設けられた界磁の作る磁束に沿う方向のｄ軸と、このｄ軸に直交したｑ軸とにより規定されるものである。したがって、ｄ軸電流が負の値である場合は、界磁の磁束を弱める弱め界磁制御を行うことになる。また、ｑ軸電流の大きさはアシストトルクＴaの大きさに比例する。

詳しくは、電流指令値演算部５３は、ｄ軸電流指令値Ｉd*を演算するｄ軸電流指令値演算部６１と、ｑ軸電流指令値Ｉq*を演算するｑ軸電流指令値演算部６２とを備えている。ｑ軸電流指令値演算部６２には、目標アシストトルクＴa*が入力される。ｑ軸電流指令値演算部６２は、目標アシストトルクＴa*の絶対値が大きくなるほど、より大きな絶対値を有するｑ軸電流指令値Ｉq*を演算する。

ｄ軸電流指令値演算部６１には、操舵角θh及び車速Ｖが入力される。そして、ｄ軸電流指令値演算部６１は、比ストロークＳの増大に基づいてｄ軸電流指令値Ｉd*の絶対値が大きくなるとともに、車速Ｖの増大に基づいてｄ軸電流指令値Ｉd*の絶対値が小さくなるように、操舵角θh及び車速Ｖに基づいてｄ軸電流指令値Ｉd*を演算する。

具体的には、ｄ軸電流指令値演算部６１は、操舵角θhの絶対値及び車速Ｖとｄ軸電流指令値Ｉd*との関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することにより操舵角θh及び車速Ｖに応じたｄ軸電流指令値Ｉd*を演算する。図４に示すように、マップは、操舵角θhの絶対値がゼロの時にｄ軸電流指令値Ｉd*がゼロとなり、操舵角θhの絶対値の増大に基づいて、ｄ軸電流指令値Ｉd*が負の値で線形的に減少するように設定されている。そして、同マップは、操舵角θhの絶対値がある程度以上大きくなると、ｄ軸電流指令値Ｉd*が一定となるように設定されている。つまり、本実施形態のｄ軸電流指令値演算部６１が備えるマップは、操舵角θhの絶対値の増大に基づいて、ｄ軸電流指令値Ｉd*の絶対値が増大するように設定されている。また、同マップは、車速Ｖの増大に基づいて、ｄ軸電流指令値Ｉd*の絶対値が小さくなるように設定されている。図３に示すように、このように演算されたｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*は、モータ制御信号演算部５４に出力される。

モータ制御信号演算部５４には、ｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*に加え、モータ角θm及び各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwが入力される。そして、モータ制御信号演算部５４は、ｄｑ座標系における電流フィードバック演算を実行することにより、モータ制御信号Ｍを演算する。

具体的には、モータ制御信号演算部５４は、モータ角θmに基づいて相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwをｄｑ座標上に写像することにより、ｄｑ座標系におけるモータ２１の実電流値であるｄ軸電流及びｑ軸電流を演算する。そして、モータ制御信号演算部５４は、ｄ軸電流をｄ軸電流指令値Ｉd*に追従させるべく、またｑ軸電流をｑ軸電流指令値Ｉq*に追従させるべく、ｄ軸及びｑ軸上の各電流偏差に基づいて目標電圧値を演算し、該目標電圧値に基づくデューティ比を有するモータ制御信号Ｍを生成する。

このように演算されたモータ制御信号Ｍが駆動回路４２に出力され、モータ制御信号Ｍに応じた駆動電力がモータ２１に出力される。これにより、モータ２１から目標アシストトルクＴa*に示されるモータトルクがアシストトルクとして操舵機構５に付与される。

次に、ｄ軸電流指令値Ｉd*の出力に伴う操舵フィーリングの変化について説明する。
まず、図５に示すように、モータ２１のＮ−Ｔ特性は、モータ２１の回転数Ｎの増大に基づいて、モータ２１の出力可能なトルクＴが徐々に減少する傾向を示す。また、ＥＰＳ２では、運転者によるステアリング操作の操舵速度ωが速くなると、モータ２１は変換機構２３及び伝達機構２２を介してラック軸１２に機械的に連結されているため、その回転数Ｎが高くなり、モータ２１の出力可能なトルクＴが小さくなる。

したがって、図６に示すように、上記（１）式で示される全体軸力Ｆtは、操舵速度ωの増大に基づいて減少する傾向を示す。そして、本実施形態のＥＰＳ２は、バリアブルギヤレシオのＥＰＳとして構成されているため、操舵トルクＴhの大きさが同じであっても、比ストロークＳの大きな領域では比ストロークの小さな領域よりも、ラック軸１２に作用する操舵軸力Ｆhが小さくなる。

一例として、比ストロークＳが小さな値Ｓ１である場合における全体軸力Ｆtの操舵速度ωに対する特性を同図において破線で示す特性とする。このとき、比ストロークＳの値が「Ｓ１」よりも大きな「Ｓ２」である場合における同特性は、同図において実線で示す特性となり、その全体軸力Ｆtが破線で示す全体軸力Ｆtよりも小さくなる。したがって、比ストロークＳの大きな領域、すなわちストロークエンド近傍で素早い操舵を行う場合には、ラック軸１２に作用する全体軸力Ｆtが不足するおそれがある。その結果、速い速度で操舵するのに必要な操舵トルクＴhが増え、ステアリングホイール３が重く感じるおそれがある。

この点、本実施形態では、比ストロークＳの増大に基づいて弱め界磁制御を行うためのｄ軸電流指令値Ｉd*の絶対値が大きくなり、モータ２１に負のｄ軸電流を供給する。そのため、モータ２１のＮ−Ｔ特性は、図５において実線で示す特性から二点鎖線で示す特性に変化し、回転数Ｎの高い領域でモータ２１の出力可能なトルクＴが大きくなる。したがって、図６において二点鎖線で示すように、全体軸力Ｆtの操舵速度ωに対する特性が変化し、全体軸力Ｆtが不足し難くなる。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）ｄ軸電流指令値演算部６１は、比ストロークＳの増大に基づいてｄ軸電流指令値Ｉd*の絶対値が大きくなるように、操舵角θhに基づいてｄ軸電流指令値Ｉd*を演算するため、モータ２１の回転数Ｎが高くなっても、同モータ２１の出力可能なトルクＴが小さくなることを抑制できる。そのため、例えば比ストロークＳの大きな領域で素早い操舵を行った場合において、ラック軸１２に作用する操舵軸力Ｆhが小さくなっても、アシスト軸力Ｆaが低下することを抑制できる。これにより、転舵輪４を転舵させるための全体軸力Ｆtが不足し難くなり、操舵フィーリングの低下を抑制できる。

（２）操舵速度ωが同じ場合、比ストロークＳが大きい領域と比ストロークＳが小さい領域とを比較すると、比ストロークＳが大きい領域の方がラック軸１２の往復動する速度が速くなる。そのため、本実施形態のようにアシスト機構６がラックアンドピニオン機構１４とは別の変換機構２３を介してアシストトルクＴaを付与する構成では、比ストロークＳの大きな領域においてモータ２１の回転数Ｎが高くなり易く、アシスト軸力Ｆaが小さくなり易い。したがって、ラックアンドピニオン機構１４とは別の変換機構２３を介してモータ２１のアシストトルクＴaを操舵機構５に付与する構成において、比ストロークＳの大きな領域でモータ２１にｄ軸電流を供給する効果は大である。

（３）ｄ軸電流指令値演算部６１は、操舵角θhとｄ軸電流指令値Ｉd*との関係を示すマップを備え、該マップを参照することにより操舵角θhに応じたｄ軸電流指令値Ｉd*を演算するため、容易に操舵角θhに応じた好適なｄ軸電流指令値Ｉd*を演算できる。

（４）本実施形態のようにｄ軸電流をモータ２１に供給することで、モータ２１の消費電力は大きくなる。一方、車速Ｖが増大すると、車速Ｖが小さい場合に比べ、転舵輪４を転舵させるために必要な全体軸力Ｆtが小さくなる。したがって、車速Ｖが大きい場合には、アシスト軸力Ｆaが小さくなっても、全体軸力Ｆtが不足し難い。この点を踏まえ、本実施形態では、車速Ｖの増大に応じてｄ軸電流指令値Ｉd*を小さくするため、操舵フィーリングの低下を抑制しつつ、余分なｄ軸電流を供給することを抑制でき、省電力化を図ることができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、操舵角θhに基づいてｄ軸電流指令値Ｉd*を演算したが、これに限らず、例えばモータ角θmをステアリング中立位置からのモータ２１の回転数をカウントすることにより絶対角に換算して取得したモータ絶対角等、操舵角θhを示す値に基づいてｄ軸電流指令値Ｉd*を演算してもよい。

・上記実施形態では、操舵角θh及び車速Ｖに基づいてｄ軸電流指令値Ｉd*を演算したが、これに限らず、例えば操舵角θhのみに基づいてｄ軸電流指令値Ｉd*を演算し、車速Ｖによってｄ軸電流指令値Ｉd*が変化しなくてもよい。

・上記実施形態では、ｄ軸電流指令値演算部６１はマップを参照することにより、ｄ軸電流指令値Ｉd*を演算したが、これに限らず、例えば操舵角θh及び車速Ｖとｄ軸電流指令値Ｉd*との関係を示す関数式を用いてｄ軸電流指令値Ｉd*を演算してもよい。

・上記実施形態において、ｄ軸電流指令値演算部６１の備えるマップの形状は、適宜変更可能である。例えば操舵角θhの絶対値の増大に基づいて、ｄ軸電流指令値Ｉd*が負の値で非線形的に減少するように設定してもよい。

・上記実施形態において、モータ２１にロータの電気角θeを検出する回転角センサを設け、この電気角θeを操舵制御装置１に入力してもよい。この場合、操舵制御装置１では電気角θeの変化方向を判別しながら電気角θeを積算してロータの機械的回転角であるモータ角θmを算出し、これを上記実施形態の制御に用いてもよい。

・上記実施形態において、操舵角θhを絶対角で検出可能なステアリングセンサを設け、該ステアリングセンサからの検出値に基づいてｄ軸電流指令値Ｉd*を演算してもよい。なお、この場合は、ステアリングセンサが舵角検出装置に相当する。

・上記実施形態において、操舵角θhに応じた比ストロークＳの変化の態様は適宜変更可能である。例えばステアリング中立位置付近の範囲での比ストロークＳの値を、ストロークエンド近傍の範囲での比ストロークＳの値よりも大きくなるようにしてもよい。

・上記実施形態において、アシスト機構６の構成は適宜変更可能である。例えば図７に示すように、伝達機構２２としてウォーム減速機等の減速機を採用し、変換機構２３としてラックアンドピニオン機構を採用してもよい。また、アシスト機構６が変換機構２３を備えず、ステアリングシャフト１１にアシストトルクを付与する構成としてもよく、例えば図８に示すように、ウォーム減速機等の減速機７１を介してモータ２１からアシストトルクをコラム軸１５に付与する構成としてもよい。

Ｆa…アシスト軸力、Ｆh…操舵軸力、Ｆt…全体軸力、Ｉd*…ｄ軸電流指令値、Ｉq*…ｑ軸電流指令値、Ｓ…比ストローク、Ｔa…アシストトルク、Ｔa*…目標アシストトルク、Ｔh…操舵トルク、Ｖ…車速、θh…操舵角、１…操舵制御装置、２…電動パワーステアリング装置、３…ステアリングホイール、４…転舵輪、５…操舵機構、６…アシスト機構、１１…ステアリングシャフト、１２…ラック軸、１２ａ…ラック歯、１４…ラックアンドピニオン機構、１７…ピニオン軸、１７ａ…ピニオン歯、２１…モータ、２２…伝達機構、２３…変換機構、４１…マイコン、４２…駆動回路、５３…電流指令値演算部、６１…ｄ軸電流指令値演算部、６２…ｑ軸電流指令値演算部。

Claims (4)

1. ステアリングホイールが連結されるステアリングシャフトと、転舵輪が連結されるラック軸と、前記ステアリングシャフトのピニオン歯と前記ラック軸のラック歯とが噛合することにより構成され、前記ステアリングシャフトの回転を前記ラック軸の往復動に変換するラックアンドピニオン機構と、モータの回転を前記ラック軸の往復動に変換することにより運転者の操舵を補助するためのアシストトルクを付与するアシスト機構と、前記ステアリングホイールの操舵角を示す値を３６０°を超える範囲を含む絶対角で検出する舵角検出装置とを備え、
   前記ラックアンドピニオン機構として、比ストロークが前記操舵角に応じて変化するように前記ラック歯が形成されたものを採用した電動パワーステアリング装置を制御対象とし、
   前記アシストトルクの目標となる目標アシストトルクに対応する駆動電流が前記モータに供給されるように、ｄｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することにより前記モータの作動を制御する操舵制御装置において、
   弱め界磁制御を実行するためのｄ軸電流の目標となるｄ軸電流指令値を演算するｄ軸電流指令値演算部を備え、
   前記ｄ軸電流指令値演算部は、前記比ストロークの増大に基づいて前記ｄ軸電流指令値の絶対値が大きくなるように、前記操舵角を示す値に基づいて前記ｄ軸電流指令値を演算する操舵制御装置。
2. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
   前記アシスト機構は、前記ラックアンドピニオン機構とは別の変換機構を介して前記アシストトルクを付与する操舵制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の操舵制御装置において、
   前記ｄ軸電流指令値演算部は、前記操舵角と前記ｄ軸電流指令値との関係を示すマップを備え、該マップを参照することにより前記操舵角に応じた前記ｄ軸電流指令値を演算する操舵制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
   前記ｄ軸電流指令値演算部は、車速の増大に基づいて前記ｄ軸電流指令値の絶対値が小さくなるように、前記操舵角を示す値及び前記車速に基づいて前記ｄ軸電流指令値を演算する操舵制御装置。