JP3753511B2

JP3753511B2 - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP3753511B2
Application number: JP23141297A
Authority: JP
Inventors: 良信向; 栄樹野呂
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-08-27
Filing date: 1997-08-27
Publication date: 2006-03-08
Anticipated expiration: 2017-08-27
Also published as: US6131693A; JPH1159468A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動機の動力を操舵系に作用させて運転者の操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置に係り、詳しくは、車両の加減速度ならびに前進・後進状態に応じて、電動機から供給する補助トルクを補正するようにした電動パワーステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は電動パワーステアリング装置の一例を示す模式構造図である。電動パワーステアリング装置１は、ステアリング系に電動機１０を備え、電動機１０からステアリング系に付加する動力を制御装置２０を用いて制御することによって、運転者の操舵力を軽減している。
【０００３】
ステアリングホイール（操向ハンドル）２に一体的に設けられたステアリング軸３は、自在継ぎ手４ａ、４ｂを有する連結軸４を介してラック＆ピニオン機構５のピニオン６へ連結される。ラック軸７はピニオン６と噛合するラック歯７ａを備える。ラック＆ピニオン機構５は、ピニオン６の回動をラック７の軸方向への往復運動へ変換する。ラック軸７の両端にタイロッド８を介して転動輪としての左右の前輪９が連結される。ステアリングホイール２を操舵すると、ラック＆ピニオン機構５ならびにタイロッド８を介して前輪（操向車輪）９が揺動される。これにより車両の向きを変えることができる。
【０００４】
操舵力を軽減するために、補助トルク（アシストトルク）を供給する電動機１０をラック軸７と同軸的に配置し、ラック軸７にほぼ平行に設けられたボールねじ機構１１を介して電動機１０の回動出力を推力に変換して、ラック軸７に作用させている。電動機１０のロータには、駆動側ヘリカルギア１０ａが一体的に設けられている。ボールねじ機構１１のねじ軸１１ａの軸端に一体的に設けられたヘリカルギア１１ｂと駆動側ヘリカルギア１０ａとを噛合させている。ボールねじ機構１１のナット１１ｃはラック軸７に連結されている。
【０００５】
ステアリングボックス（図示しない）に設けられた操舵トルク検出器（操舵トルクセンサ）１２によってピニオン６に作用する手動操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに応じた操舵トルク信号Ｔを制御装置２０へ供給している。制御装置２０は、操舵トルク信号Ｔを主信号として電動機１０の運転を行なって、電動機１０の出力パワー（操舵補助トルク）を制御する。
【０００６】
図２は従来の制御装置の一例を示すブロック構成図である。従来の制御装置２０Ａは、電動機駆動制御部３０と、電動機駆動部４０とからなる。符号ＢＡＴはバッテリ電源、符号２５は電動機１０に流れる電流を検出して電動機電流信号（以下、電動機電流と記す）ＩＭを出力する電動機電流検出器である。
【０００７】
電動機駆動制御部３０は、操舵トルク検出器１２から出力される操舵トルク信号Ｔに基づいて、操舵トルクに応じた操舵補助トルクを電動機１０から発生させるために電動機１０に供給すべき基本電流値を求めるとともに、図示しない車速センサによって検出された車速に応じて基本電流値を補正し、補正して得た電動機に供給すべき電流に係る信号を電動機駆動制御信号（目標電流信号）ＩＴとして出力する。電動機駆動制御信号（目標電流信号）ＩＴは電動機駆動部４０へ供給される。
【０００８】
電動機駆動部４０は、偏差演算部４１と、ＰＩＤ制御部４２と、ＰＷＭ信号生成部４３と、ゲート駆動回路部４４と、４個の電力用電界効果トランジスタをＨ型ブリッジ接続した電動機駆動回路４５とを備える。
【０００９】
偏差演算部４１は、電動機駆動制御信号（目標電流信号）ＩＴと電動機電流検出器２５で検出した電動機電流ＩＭとの偏差を求め偏差信号４１ａを出力する。偏差信号４１ａはＰＩＤ制御部４２へ供給される。
【００１０】
ＰＩＤ制御部４２は、偏差信号４１ａに対して比例、積分、微分等の処理を施して偏差がゼロに近づくように電動機１０に供給する電流を制御するための駆動制御信号４２ａを生成して出力する。駆動制御信号４２ａはＰＷＭ信号生成部４３へ供給される。
【００１１】
ＰＷＭ信号生成部４３は、駆動制御信号４２ａに基づいて電動機１０をＰＷＭ運転するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号４３ａを生成して出力する。ＰＷＭ信号４３ａは、ゲート駆動回路部４４へ供給される。ゲート駆動回路部４４は、ＰＷＭ信号４３ａに基づいて各電界効果トランジスタのゲートを駆動して各電界効果トランジスタをスイッチング駆動する。
【００１２】
以上の構成であるから従来の制御装置２０Ａは、操舵トルク検出器１２によって検出された操舵トルクＴと車速とに基づいて、バッテリ電源ＢＡＴから電動機１０へ供給する電力をＰＷＭ制御し、電動機１０の出力パワー（操舵補助トルク）を制御して補助トルクをステアリング系に付加する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前輪（操向車輪）を操舵するために要する力（操舵トルク）は、車両が停止している状態で最も大きく、車速が早くなるほど小さくなる。従来の電動パワーステアリング装置は、手動操舵トルクと電動機から供給する補助トルクとの比（アシスト比）を車速に応じて変化させることで、操舵フィーリングを向上させている。
【００１４】
前輪（操向車輪）を操舵するために要する力（操舵トルク）は、車両の前進時と後進時とで変化する。また、車両の加減速度によっても変化する。加減速度による車両の荷重移動のために、後進時ならびに前進減速時には前輪に加わる荷重が増大し、前進時ならびに前進加速時には前輪に加わる荷重が減少する。これにより、ステアリング転舵時のタイヤばね成分が車両の前進・後進ならびに加減速度によって急激に変化する。車両重量の大きい車両や車両重心位置が高い車両ほど、車両の荷重移動に伴うタイヤばね成分の変化が顕著である。
【００１５】
従来の電動パワーステアリング装置では、前進・後進ならびに加減速度に応じてアシスト比を補正していないために、前進・後進を繰り返すような場合（例えば、車庫入れ）、タイヤばね成分の変化に応じたアシストを行なうことができない。このため、アシスト比が不足して操舵が重くなるために運転者に操舵時に引っ掛かり感を与えるようになったり、タイヤダンピング成分の増大に伴ってアシスト応答の遅れが大きくなったり、ステアリングホイールが振動したりする等して、操舵フィーリングが悪くなることがある。
【００１６】
前進時には上述の不具合が発生しないようにチューニングしているが、タイヤばね成分が変化する後進時・加減速時にも同じチューニングだと上述の不具合が発生することがある。
【００１７】
この発明はこのような課題を解決するためなされたもので、車両の加減速度ならびに前進・後進状態に応じてタイヤばね成分が変化した場合でも、良好な操舵フィーリングを得ることのできる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング系に補助トルクを付加する電動機と、ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出器と、少なくとも操舵トルク検出器からの信号に基づいて電動機を駆動制御する制御装置とからなる電動パワーステアリング装置において、ステアリング系に付与するダンピング補正値を演算するダンピング補正値設定部と、ステアリング系の行き状態と戻り状態を判断するステアリング状態判断部と、車両の加減速度を検出するための、前輪荷重演算手段を含む加減速度検出手段を有し、ダンピング補正値設定部は、ステアリング状態判断部と加減速度検出手段とからの信号に基づいてダンピング補正値を設定するものであり、ステアリング系の行き状態で、前輪荷重演算手段から出力される前輪荷重変化量の減少に応じて前記ダンピング補正値を大きくするように設定し、
前輪荷重演算手段から出力される前輪荷重変化量の増加に応じてダンピング補正値を小さくするように設定し、ステアリング系の戻り状態で、前輪荷重演算手段から出力される前輪荷重変化量の減少に応じてダンピング補正値を小さくするように設定し、前輪荷重演算手段から出力される前輪荷重変化量の増加に応じてダンピング補正値を大きくするように設定することを特徴とする。
【００２０】
この発明に係る電動パワーステアリング装置は、車両の加減速度に応じてアシスト力（補助トルク）を補正することができる。また、この発明に係る電動パワーステアリング装置は、車両の前進時と後進時とでアシスト力を変更することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。電動パワーステアリング装置の構造は、図１に示したものと基本的に同じであり、その構造ならびに動作については前述した通りである。なお、この発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルク検出器の他に、操舵速度検出器と車速検出器とを備える。
【００２２】
図３はこの発明に係る電動パワーステアリング装置の制御装置のブロック構成図である。図３示す制御装置２０Ｂは、操舵トルク検出器１２で検出された操舵トルク信号Ｔと、操舵速度検出器１３で検出された操舵速度信号ｄθと、車速検出器１４で検出された車速信号Ｖとに基づいて、電動機１０の運転を制御することで、電動機１０から供給する操舵補助力（アシストトルク）を制御する。符号ＢＡＴはバッテリ電源、符号２５は電動機電流検出器である。
【００２３】
操舵トルク検出器１２は、操舵トルクの方向と操舵トルクの大きさとを検出して、操舵方向を含む操舵トルク信号Ｔを出力する。
【００２４】
操舵速度検出器１３は、ステアリング軸の回転方向と回転速度とを検出して、操舵方向を含む操舵速度信号ｄθを出力する。なお、電動機速度（電動機の回転速度）と操舵速度とは一定の関係があるので、操舵速度検出器１３は、電動機１０の回転方向と回転速度を検出して、操舵方向を含む操舵速度信号ｄθを出力する構成としてもよい。さらに、電動機１０の回転方向と回転速度を直接検出するのではなく、電動機電流ＩＭと電動機電圧ＥＭとを検出し、数１に基づいて電動機速度を演算によって求め、求めた電動機速度と電動機電流（または電動機電圧）の極性とから操舵方向を含む操舵速度信号ｄθを得る構成としてもよい。
【００２５】
【数１】
ＶＭ＝（ＥＭ−ＩＭ・ＲＭ）／Ｋｐ
ここで、ＲＭは電動機の抵抗値、Ｋｐは誘起電圧係数である。
【００２６】
車速検出器１４は、前進・後進方向を含む車速信号Ｖを出力するものを用いている。
【００２７】
制御装置２０Ｂは、加減速度演算部５１と、前輪荷重演算部５２と、位相補償部５３と、主制御量設定部５４と、減算器５５と、ダンピング補正値設定部５６と、電動機駆動部４０とからなる。ダンピング補正値設定部５６は、ステアリング行き状態ダンピング補正値設定部５７と、ステアリング戻り状態ダンピング補正値設定部５８と、ダンピング補正値選択部５９とを備える。車速検出器１４と加減速度演算部５１と前輪荷重演算部５２とで、特許請求の範囲に記載した加減速度検出手段を構成している。なお、図３では、各検出器１２、１３、１４で検出された操舵トルク信号Ｔ、操舵速度信号ｄθ、車速信号Ｖのそれぞれを対応するデジタル量へ変換するＡ／Ｄ変換器の記載を省略している。
【００２８】
加減速度演算部５１は、車速検出器１４で検出された車速信号Ｖを微分することで車両の加減速度ｄＶを求めて出力する。加減速度演算部５１は、所定時間毎の車速信号Ｖの差に基づいて車両の加減速度ｄＶを求めるようにしてもよい。加減速度演算部５１は、車両が前進状態にあるか後進状態にあるかを含めて加減速度ｄＶを出力する。前進・後進情報を含む加減速度ｄＶは、前輪荷重演算部５２へ供給される。
【００２９】
前輪荷重演算部５２は、前進・後進情報を含む加減速度ｄＶに基づいて前輪にかかる車体の荷重変化（タイヤばね成分の変化）を演算によって求め（推定し）、演算によって求めた（推定した）前輪荷重変化量ＫＴを出力する。前輪荷重演算部５２は、車両が前進・加速状態にあるときは、前輪荷重変化量ＫＴを負（−）の符号で出力する。前輪荷重演算部５２は、車両が前進・減速状態にあるときは、前輪荷重変化量ＫＴを正（＋）の符号で出力する。前輪荷重演算部５２は、車両が後進・加速状態にあるときは、前輪荷重変化量ＫＴを正（＋）の符号で出力する。前輪荷重演算部５２は、車両が後進・減速状態にあるときは、前輪荷重変化量ＫＴを負（−）の符号で出力する。すなわち、前輪荷重演算部５２は、車両の前進・後進ならびに加減速に応じて前輪にかかる車両荷重が軽くなる場合は、前輪荷重変化量ＫＴを負（−）の符号で出力し、前輪のかかる車両荷重が重くなる場合は、前輪荷重変化量ＫＴを正（＋）の符号で出力する。加速度または減速度の大きさが大きくなるほど前輪荷重の絶対値は大きくなる。前輪荷重変化量ＫＴは、位相補償部５３と、主制御量設定部５４と、ダンピング補正値設定部５６とへそれぞれ供給される。
【００３０】
位相補償部５３は、操舵トルク信号Ｔに位相補償を施して位相補償された操舵トルク信号ＴＳを出力する。位相補償部５３は、前輪荷重変化量ＫＴに基づいて位相補償の周波数特性を可変する構成としている。位相補償された操舵トルク信号ＴＳは、主制御量設定部５４へ供給される。位相補償部５３は、デジタルフィルタやデジタルシグナルプロセッサ等を用いて構成する。なお、位相補償部５３はアナログ回路で構成してもよい。この場合、アナログ回路で構成された位相補償部５３の後段に、位相補償された操舵トルク信号ＴＳを対応するデジタル量へ変換するＡ／Ｄ変換器を設ける。
【００３１】
図４および図５は位相補償部の位相補償特性の一例を示すグラフである。図４は位相の周波数特性を、図５はゲインの周波数特性を示している。位相補償の目的は、タイヤばね成分、電動機の応答遅れ、ジョイント部ガタ等によってシステムの系が発振したり（ステアリングが振動したり）して不安定になるのを防止し、機構部分（機構系）と制御装置（制御系）とを含むシステムの系の動作を安定にするものである。
【００３２】
例えば、機構部分（機構系）の共振点が３０ヘルツ付近にあり、操舵トルク信号Ｔの３０ヘルツ付近の周波数成分によってステアリングが振動する場合、位相補償部５３で機構部分（機構系）の共振点である３０ヘルツ付近に位相進みのピークをもたせることで、３０ヘルツ付近の位相進みを大きくして発振マージンを稼ぐことができる。しかし、３０ヘルツ付近の位相進みを大きくして発振マージンを稼ごうとした場合、位相補償の特性上、遅れ進み補償にしているため、低域（１０ヘルツ以下）のゲインが低下し、応答性が悪く（アシスト比が小さく）なってしまう。
【００３３】
発進時や加速時では、フロントの荷重が下がりタイヤばね成分が小さくなるので、位相補償の遅れ成分でゲインを下げなくても機構部分（機構系）が不安定な状態とならない（ステアリング等が発振しない）。そこで、発進時や加速時（前輪荷重変化量ＫＴの符号が負（−）の状態）では、遅れ成分を小さくすることで、低域のゲインを上げてアシスト比を大きくするようにしている。
【００３４】
後進時や減速時（前輪荷重変化量ＫＴの符号が正（＋）の状態）では、フロントの荷重が上がりタイヤばね成分が大きくなるので、位相補償の遅れ成分を大きくして、３０ヘルツ付近のゲインを下げることで発振マージンを広げるようにしている。すなわち、発振防止のために位相を進ませるのではなく、ゲインを下げる手法を用いている。
【００３５】
図３に示すように、主制御量設定部５４は、位相補償された操舵トルク信号ＴＳと車速信号Ｖと前輪荷重変化量ＫＴとに基づいて主制御量ＩＴを設定する。主制御量設定部５４は、位相補償された操舵トルク信号ＴＳの方向と大きさに基づいて車速補正ならびに前輪荷重変化量補正が施された主制御量ＩＴを出力する。主制御量設定部５４は、位相補償された操舵トルク信号ＴＳと車速信号Ｖと前輪荷重変化量ＫＴとに対応し、予め設定した主制御量ＩＴを出力する変換テーブルで構成する。変換テーブルの構成とすることで、主制御量ＩＴを高速に（短時間で）出力することができる。主制御量設定部５４は、操舵トルク信号ＶＳが大きくなるにつれて主制御量ＩＴを大きくするよう構成している。主制御量設定部５４は、操舵トルク信号ＴＳが一定であっても前進車速信号Ｖが早くなるにつれて主制御量ＩＴを小さくするよう構成している。主制御量設定部５４は、操舵トルク信号ＶＳと前進車速信号Ｖとが一定であっても、加速時（前輪荷重変化量ＫＴが負（−）の場合には、前輪荷重変化量ＫＴの大きさに応じて主制御量ＩＴを小さくするよう構成している。主制御量設定部５４は、操舵トルク信号ＶＳと前進車速信号Ｖとが一定であっても、減速時（前輪荷重変化量ＫＴが正（＋）の場合には、前輪荷重変化量ＫＴの大きさに応じて主制御量ＩＴを大きくするよう構成している。主制御量ＩＴは減算器５５へ供給される。
【００３６】
ステアリング行き状態ダンピング補正値設定部５７は、操舵速度信号ｄθと前輪荷重変化量ＫＴとに基づいてステアリング行き状態でのダンピング補正値５７ａを出力する。ステアリング行き状態ダンピング補正値設定部５７は、操舵速度信号ｄθと前輪荷重変化量ＫＴとに対応して、予め設定したステアリング行き状態でのダンピング補正値５７ａを出力する変換テーブルで構成する。変換テーブルの構成とすることで、ステアリング行き状態でのダンピング補正値５７ａを高速に（短時間で）出力することができる。ステアリング行き状態ダンピング補正値設定部５７は、操舵速度信号ｄθが大きくなるにつれてステアリング行き状態でのダンピング補正値５７ａを大きくするよう構成している。ステアリング行き状態ダンピング補正値設定部５７は、操舵速度信号ｄθが一定であっても、前輪荷重変化量ＫＴの符号が負（−）の場合は、前輪荷重変化量ＫＴの大きさに応じてステアリング行き状態でのダンピング補正値５７ａを大きくするよう構成している。ステアリング行き状態ダンピング補正値設定部５７は、操舵速度信号ｄθが一定であっても、前輪荷重変化量ＫＴの符号が正（＋）の場合は、前輪荷重変化量ＫＴの大きさに応じてステアリング行き状態でのダンピング補正値５７ａを小さくするよう構成している。
【００３７】
ステアリング戻り状態ダンピング補正値設定部５８は、操舵速度信号ｄθと前輪荷重変化量ＫＴとに基づいてステアリング戻り状態でのダンピング補正値５８ａを出力する。ステアリング戻り状態ダンピング補正値設定部５８は、操舵速度信号ｄθと前輪荷重変化量ＫＴとに対応して、予め設定したステアリング戻り状態でのダンピング補正値５８ａを出力する変換テーブルで構成する。変換テーブルの構成とすることで、ステアリング戻り状態でのダンピング補正値５８ａを高速に（短時間で）出力することができる。ステアリング戻り状態ダンピング補正値設定部５８は、操舵速度信号ｄθが大きくなるにつれてステアリング戻り状態でのダンピング補正値５８ａを大きくするよう構成している。ステアリング戻り状態ダンピング補正値設定部５８は、操舵速度信号ｄθが一定であっても、前輪荷重変化量ＫＴの符号が負（−）の場合は、前輪荷重変化量ＫＴの大きさに応じてステアリング戻り状態でのダンピング補正値５８ａを小さくするよう構成している。ステアリング戻り状態ダンピング補正値設定部５８は、操舵速度信号ｄθが一定であっても、前輪荷重変化量ＫＴの符号が正（＋）の場合は、前輪荷重変化量ＫＴの大きさに応じてステアリング戻り状態でのダンピング補正値５８ａを大きくするよう構成している。
【００３８】
ダンピング補正値選択部５９は、ステアリングが行き状態にあるときはステアリング行き状態ダンピング補正値５７ａを選択し、ステアリングが戻り状態にあるときはステアリング戻り状態ダンピング補正値５８ａを選択し、選択した補正値をダンピング補正値Ｄとして出力する。ダンピング補正値Ｄは減算器５５へ供給される。ステアリングが行き状態にあるか戻り状態にあるかの判断は、図示しないステアリング状態判断部によって判断するようにしている。図示しないステアリング状態判断部は、操舵トルク信号Ｔの方向と操舵速度信号ｄθの方向とが一致している場合はステアリングが行き状態（操舵のためにステアリングが切られている状態）にあると判断し、操舵トルク信号Ｔの方向と操舵速度信号ｄθの方向とが不一致の場合はステアリングが戻り状態（操舵のために切られたステアリングがタイヤのセルフアライニングトルクによって中立位置へ向けて戻されている状態）にあると判断する。ダンピング補正の目的は、タイヤばね成分やセルフアライニングトルクによってステアリングが戻ろうとした場合に、その戻り力と相反するアシスト（操舵補助力の供給）を行ない、ステアリングのダンピング効果を得るためものである。車両の発進時ならびに前進加速時には、フロントの荷重が下がりタイヤばね成分が小さくなるのでステアリングの戻りが小さいため、ダンピング効果を小さくする。車両の前進減速時には、フロントの荷重が上がりタイヤばね成分が大きくなるのでステアリングの戻りが大きいため、ダンピング効果を大きくする。
【００３９】
減算器５５は、主制御量ＩＴからダンピング補正量Ｄを減算して、減算結果（ＩＴ−Ｄ）を補正された制御量ＩＴＨとして出力する。補正された制御量ＩＴＨは、電動機駆動部４０へ供給されて電動機１０の運転が制御される。なお、電動機駆動部４０の構成は図２に示したものと同じである。
【００４０】
以上の構成であるから図３に示した制御装置２０Ｂを備えた電動パワーステアリング装置は、加速や減速による車両の荷重移動に伴って発生するタイヤばね成分の変化を、車速検出器１４と、加減速度演算部５１と、前輪荷重演算部５２とからなる加減速度検出手段で検出し、前輪荷重変化量ＫＴに基づいて位相補償部５２の位相補償特性を変化させるとともにアシスト比を自動的に変更するので、良好な操舵フィーリング（操舵感）を得ることができる。
【００４１】
図６はこの発明に係る他の電動パワーステアリング装置の制御装置のブロック構成である。図６に示す制御装置２０Ｃは、操舵トルク検出器１２で検出された操舵トルクＴと、操舵速度検出器１３で検出された操舵速度信号ｄθと、前後進検出手段１５で検出された車両の前進状態情報または後進状態情報Ｆ／Ｒとに基づいて、電動機１０の運転を制御することで、電動機１０から供給する補助トルク（アシストトルク）を制御する。符号ＢＡＴはバッテリ電源、符号２５は電動機電流検出器である。
【００４２】
操舵トルク検出器１２ならびに操舵速度検出器１３の構成は、図３に示したものと同じである。前後進検出手段１５は、手動変速機（マニュアルトランスミッション）または自動変速機（オートマチッックトランスミッション）のレバー位置等に基づいて、車両が前進状態にあるか後進状態にあるかを検出して、前進／後進情報Ｆ／Ｒを出力する。
【００４３】
制御装置２０Ｃは、位相補償部６１と、主制御量設定部６２と、ダンピング補正値設定部６３と、減算器５５と、電動機駆動部４０とからなる。ダンピング補正値設定部６３は、ステアリング行き状態ダンピング補正値設定部６４と、ステアリング戻り状態ダンピング補正値設定部６５と、ダンピング補正値選択部５９とを備える。
【００４４】
位相補償部６１は、操舵トルク信号Ｔに位相補償を施して位相補償された操舵トルク信号ＴＳを出力する。位相補償部６１は、車両が前進状態にあるときの位相補償特性と、車両が後進状態にあるときの位相補償特性との２種類の位相補償特性を備え、前進／後進情報Ｆ／Ｒに基づいて、車両が前進状態にあるときは前進状態用の位相補償特性（図３の実施例において前輪荷重が減少した時の制御と同様の特性）に基づいて位相補償を施した操舵トルク信号ＴＳを、車両が後進状態にあるときは後進状態用の位相補償特性（図３の実施例において前輪荷重が増加した時の制御と同様の特性）に基づいて位相補償を施し操舵たトルク信号ＴＳを出力するよう構成している。
【００４５】
主制御量設定部６２は、位相補償された操舵トルク信号ＴＳと前進／後進情報Ｆ／Ｒとに基づいて主制御量ＩＴを設定する。主制御量設定部６２は、前進状態用の主制御量設定テーブルと後進状態用の主制御量設定テーブルとの２系統のテーブルを備え、前進／後進情報Ｆ／Ｒに基づいて、車両が前進状態にあるときは前進状態用の主制御量ＩＴを、車両が後進状態にあるときは後進状態用の主制御量ＩＴを出力する。車両の後進時には、フロントの荷重が上がり操舵に要する力が増加するため、前進時よりも大きな主制御量ＩＴを出力するよう構成している。
【００４６】
ステアリング行き状態ダンピング補正値設定部６４は、操舵速度信号ｄθと前進／後進情報Ｆ／Ｒとに基づいてステアリング行き状態ダンピング補正値６４ａを出力する。ステアリング行き状態ダンピング補正値設定部６４は、前進状態用のステアリング行き状態ダンピング補正値設定テーブルと、後進状態用のステアリング行き状態ダンピング補正値設定テーブルとの２系統のテーブルを備え、前進／後進情報Ｆ／Ｒに基づいて、車両が前進状態にあるときは前進状態用のステアリング行き状態ダンピング補正値６４ａを、車両が後進状態にあるときは後進状態用のステアリング行き状態ダンピング補正値６４ａを出力する。
【００４７】
ステアリング戻り状態ダンピング補正値設定部６５は、操舵速度信号ｄθと前進／後進情報Ｆ／Ｒとに基づいてステアリング戻り状態ダンピング補正値６５ａを出力する。ステアリング戻り状態ダンピング補正値設定部６５は、前進状態用のステアリング戻り状態ダンピング補正値設定テーブルと、後進状態用のステアリング戻り状態ダンピング補正値設定テーブルとの２系統のテーブルを備え、前進／後進情報Ｆ／Ｒに基づいて、車両が前進状態にあるときは前進状態用のステアリング戻り状態ダンピング補正値６５ａを、車両が後進状態にあるときは後進状態用のステアリング戻り状態ダンピング補正値６５ａを出力する。
【００４８】
ダンピング補正値選択部５９は、ステアリングが行き状態にあるときはステアリング行き状態ダンピング補正値６４ａを選択し、ステアリングが戻り状態にあるときはステアリング戻り状態ダンピング補正値６５ａを選択し、選択した補正値をダンピング補正値Ｄとして出力する。ダンピング補正値Ｄは減算器５５へ供給される。ステアリングが行き状態にあるか戻り状態にあるかの判断は、前述したようにステアリング状態判断部（図示しない）によって判断される。ダンピング補正の目的は、タイヤばね成分やセルフアライニングトルクによってステアリングが戻ろうとした場合に、その戻り力と相反するアシスト（操舵補助力の供給）を行ないステアリングのダンピング効果を得るためものである。アクセルを踏んで短い距離の前進時には、フロントの荷重が下がりタイヤばね成分が小さくなるのでステアリングの戻りが小さいため、ダンピング効果を小さくする。アクセルを踏んで短い距離の後進時には、フロントの荷重が上がりタイヤばね成分が大きくなるのでステアリングの戻りが大きいため、ダンピング効果を大きくする。
【００４９】
減算器５５は、主制御量ＩＴからダンピング補正量Ｄを減算して、減算結果（ＩＴ−Ｄ）を補正された制御量ＩＴＨとして出力する。補正された制御量ＩＴＨは、電動機駆動部４０へ供給されて電動機１０の運転が制御される。なお、電動機駆動部４０の構成は図２に示したものと同じである。
【００５０】
以上の構成であるから図６に示した制御装置２０Ｃを備えた電動パワーステアリング装置は、車両の前進時と後進時とでアシスト比を変更することができる。よって、例えば車庫入れ等で前進・後進を繰り返す際に、前進時と後進時とでステアリングを切り始めるときの操舵フィーリングをほぼ同じにすることができる。また、車両の前進時と後進時とで位相補償特性を切り替えるようにしているので、前進時と後進時とでタイヤばね成分が変化しても、アシストの応答特性をほぼ同じにすることができる。さらに、後進時にはアシスト比がより大きくなるように主制御量ＩＴを設定することで、片手運転になることが多い後進時の操舵力を運転しやすい操舵力にすることが可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明に係る電動パワーステアリング装置は、車両の加減速度に応じてアシスト力（補助トルク）を最適に補正することができる。また、この発明に係る電動パワーステアリング装置は、車両の前進時と後進時とでアシスト力を変更することができる。
【００５２】
この発明に係る電動パワーステアリング装置は、加減速を繰り返すような場合や前進・後進を繰り返すような場合（車庫入れ）、タイヤばね成分の変化に応じたアシストを行なうことができるので、運転者が操舵時に引っ掛かりを感じたり、アシスト応答の遅れが大きくなったり、ステアリングが振動したりして操作フィーリングが悪くなることを少なくし、操舵フィーリングを向上させることができる。また、後進時には片手運転になる場合が多いため、片手で運転しやすい操舵力に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動パワーステアリング装置の一例を示す模式構造図
【図２】従来の制御装置の一例を示すブロック構成図
【図３】この発明に係る電動パワーステアリング装置の制御装置のブロック構成図
【図４】位相補償部の位相補償特性の一例を示すグラフ（位相の周波数特性）
【図５】位相補償部の位相補償特性の一例を示すグラフ（ゲインの周波数特性）
【図６】この発明に係る他の電動パワーステアリング装置の制御装置のブロック構成図
【符号の説明】
１…電動パワーステアリング装置、１０…電動機、１２…操舵トルク検出器、１３…操舵速度検出器、１４…車速検出器、１５…前後進検出手段、２０，２０Ａ，２０Ｂ…制御装置、４０…電動機駆動部、５１…加減速度演算部、５２…前輪荷重演算部、５３，６１…位相補償部、５４，６２…主制御量設定部、５５…減算器、５６，６３…ダンピング補正値設定部、５７，６４…ステアリング行き状態ダンピング補正値設定部、５８，６５…ステアリング戻り状態ダンピング補正値設定部、５９…ダンピング補正値選択部。

Claims

ステアリング系に補助トルクを付加する電動機と、前記ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出器と、少なくとも前記操舵トルク検出器からの信号に基づいて前記電動機を駆動制御する制御装置とからなる電動パワーステアリング装置において、
ステアリング系に付与するダンピング補正値を演算するダンピング補正値設定部と、
ステアリング系の行き状態と戻り状態を判断するステアリング状態判断部と、
車両の加減速度を検出するための、前輪荷重演算手段を含む加減速度検出手段を有し、
前記ダンピング補正値設定部は、
前記ステアリング状態判断部と前記加減速度検出手段とからの信号に基づいてダンピング補正値を設定するものであり、
ステアリング系の行き状態で、前記前輪荷重演算手段から出力される前輪荷重変化量の減少に応じて前記ダンピング補正値を大きくするように設定し、
前記前輪荷重演算手段から出力される前記前輪荷重変化量の増加に応じて前記ダンピング補正値を小さくするように設定し、
ステアリング系の戻り状態で、前記前輪荷重演算手段から出力される前輪荷重変化量の減少に応じて前記ダンピング補正値を小さくするように設定し、
前記前輪荷重演算手段から出力される前記前輪荷重変化量の増加に応じて前記ダンピング補正値を大きくするように設定することを特徴とする電動パワーステアリング装置。