JP4407937B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車に搭載される電動パワーステアリング装置に関し、特に操舵トルクの制御に関する。

走行車両は、操向車輪が路面から受けるセルフアライニングトルクにより自然と舵角を０（中立位置）に近づけようとする復元力が働くので、ハンドルを切った後の戻しは、操舵力を加えない手放し状態でもいいようであるが、特に低車速においては、セルフアライニングトルクは小さく、実際はステアリング系のフリクション等で中立位置までは戻らない。

そこで、電動パワーステアリング装置を備えた車両では、人力をアシストするモータを利用してハンドルの戻し時も駆動制御する例が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−２１３２２２号公報

同特許文献１に記載された実施例では、予め舵角に対する戻しトルクの関係をマップで備えており、舵角（中立位置を０として右舵角を正、左舵角を負で検出している）と同舵角を時間微分した舵角速度からハンドルが戻し状態にあるかを判別し、戻し状態にあるときは、路面摩擦係数の大小による係数と車速に基づく係数を前記戻しトルクに乗算してモータの出力トルクとしている。

操舵する者が加える戻し操舵力に関係なく、モータによりこの出力トルクで戻し操舵されるので、殆ど手放し状態のときに、ハンドルが中立位置にまで戻るように制御されている。
したがって、戻し操舵力が働いたときに、その操舵力に応じたアシスト力は得られず、操舵する者の意思に沿わない違和感がある。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、ハンドルの戻し時においても、戻し操舵力に応じてアシスト力を得て円滑で違和感のない戻しハンドル操作を可能とした電動パワーステアリング装置を供する点にある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、操舵トルクおよび車速に基づきアシストベース電流値を算出する操舵アシスト制御手段を備え、前記アシストベース電流値に基づくアシスト目標電流に従ってアシストモータが駆動制御されて人力をアシストする電動パワーステアリング装置において、舵角を検出する舵角検出手段と、前記舵角を時間微分して実舵角速度を演算する実舵角速度演算手段と、前記舵角に基づきベース修正舵角速度を演算するベース修正舵角速度演算手段と、前記操舵トルクと前記車速に基づき前記ベース修正舵角速度を乗算補正する乗算係数値を演算する乗算係数演算手段と、前記操舵トルクに基づき前記ベース修正舵角速度を加算補正する加算係数値を演算する加算係数演算手段と、前記ベース修正舵角速度に前記乗算係数値を乗算し次いで前記加算係数値を加算して目標舵角速度を演算する目標舵角速度演算手段と、前記目標舵角速度と前記実舵角速度との差に基づいてベース修正電流値を演算する修正電流演算手段と、前記舵角検出手段が検出した舵角と前記実舵角速度演算手段が演算した実舵角速度によりハンドル戻し状態か否かを判別するハンドル戻し判別手段と、前記ハンドル戻し判別手段がハンドル戻し状態と判別したとき前記ベース修正電流値を戻し修正電流値とし、ハンドル戻し状態でないと判別したとき戻し修正電流値を０とする戻し修正電流演算手段と、前記アシストベース電流値に前記戻し修正電流値を加えてアシスト目標電流とするアシスト目標電流演算手段とを備えた電動パワーステアリング装置とした。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の電動パワーステアリング装置において、前記ベース修正舵角速度演算手段が、予め設定しておいた特定の運転状態における舵角に対するベース修正舵角速度の関係を記憶するベース修正舵角速度記憶手段を備え、前記ベース修正舵角速度記憶手段が記憶する舵角に対するベース修正舵角速度の関係から前記舵角に基づきベース修正舵角速度を抽出演算することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の電動パワーステアリング装置において、前記乗算係数演算手段が、予め設定しておいた前記車速に対する車速乗算係数値の関係を記憶する車速乗算係数記憶手段と、予め設定しておいた前記操舵トルクに対する操舵トルク乗算係数値の関係を記憶する操舵トルク乗算係数記憶手段とを備え、前記車速乗算係数記憶手段が記憶する車速に対する車速乗算係数値の関係から前記車速に基づき車速乗算係数値を抽出演算し、前記操舵トルク乗算係数記憶手段が記憶する操舵トルクに対する操舵トルク乗算係数値の関係から操舵トルク乗算係数値を抽出演算し、抽出演算した車速乗算係数値と操舵トルク乗算係数値を乗算して乗算係数値を演算することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれかの項記載の電動パワーステアリング装置において、前記加算係数演算手段が、予め設定しておいた前記操舵トルクに対する加算係数値の関係を記憶する操舵トルク加算係数記憶手段とを備え、前記操舵トルク加算係数記憶手段が記憶する操舵トルクに対する加算係数値の関係から加算係数値を演算することを特徴とする。

請求項１記載の電動パワーステアリング装置によれば、ベース修正舵角速度演算手段が舵角をもとに演算するベース修正舵角速度は、ハンドル戻し時に舵角に対する理想的な操舵トルク特性を得るべく修正するベース修正舵角速度であり、同ベース修正舵角速度を操舵トルクと車速から得られた乗算係数値と操舵トルクから得られた加算係数値により補正して実舵角速度との差をもとにベース修正電流値を演算し、ハンドル戻し状態でのみこのベース修正電流値を戻し修正電流値としてアシストベース電流値に加えることで、ハンドル戻し時に修正されたアシスト目標電流に基づきアシストモータが駆動され、戻し操舵力に応じてアシスト力を得ることができ、操舵する者の意思に沿った円滑で違和感のない戻しハンドル操作をすることを可能とした。

請求項２記載の電動パワーステアリング装置によれば、ベース修正舵角速度記憶手段が予め設定しておいた手放しハンドル戻し状態における舵角に対するベース修正舵角速度の関係を記憶しているので、検出した舵角を対応させて適切なベース修正舵角速度を容易に抽出演算することができる。

請求項３記載の電動パワーステアリング装置によれば、車速乗算係数記憶手段が車速に対する車速乗算係数値の関係を記憶し、車速を対応させて適切な車速乗算係数値を容易に抽出演算でき、操舵トルク乗算係数記憶手段が操舵トルクに対する操舵トルク乗算係数値の関係を記憶しているので、操舵トルクを対応させて適切な操舵トルク乗算係数値を容易に抽出演算でき、車速乗算係数値と操舵トルク乗算係数値を乗算して乗算係数値を演算し、ベース修正舵角速度に乗算してベース修正舵角速度を容易に乗算補正することができる。

請求項４記載の電動パワーステアリング装置によれば、操舵トルク加算係数記憶手段が操舵トルクに対する操舵トルク加算係数値の関係を記憶しているので、操舵トルクを対応させて適切な操舵トルク加算係数値を容易に抽出演算でき、ベース修正舵角速度に加算してベース修正舵角速度を容易に加算補正することができる。

以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図１０に基づいて説明する。
本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１の全体の概略後面図を図１に示す。

電動パワーステアリング装置１は、車両の左右方向（図１における左右方向に一致）に指向した略円筒状のラックハウジング２内にラック軸３が左右軸方向に摺動自在に収容されている。

ラックハウジング２の両端開口から突出したラック軸３の両端部にそれぞれジョイントを介してタイロッドが連結され、ラック軸３の移動によりタイロッドが動かされ、さらに転舵機構を介して車両の転舵輪が転舵される。

ラックハウジング２の右端部にステアリングギアボックス４が設けられている。
ステアリングギアボックス４には、ステアリングホイール（図示せず）が一体に取り付けられたステアリング軸にジョイントを介して連結される入力軸５が軸受を介して回動自在に軸支されており、図２に示すように入力軸５はステアリングギアボックス４内でトーションバー６を介して相対的なねじり可能に操舵ピニオン軸７と連結されている。

この操舵ピニオン軸７のはす歯７ａがラック軸３のラック歯３ａと噛合している。
したがってステアリングホイールの回動操作により入力軸５に伝達された操舵力は、トーションバー６を介して操舵ピニオン軸７を回動して操舵ピニオン軸７のはす歯７ａとラック歯３ａの噛合によりラック軸３を左右軸方向に摺動させる。

ラック軸３は、ラックガイドスプリング８に付勢されたラックガイド９により背後から押圧されている。

ステアリングギアボックス４の上部にはアシストモータＭが取り付けられ、アシストモータＭの駆動力を減速して操舵ピニオン軸７に伝達するウオーム減速機構10がステアリングギアボックス４内に構成されている。

ウオーム減速機構10は、操舵ピニオン軸７の上部に嵌着されたウオームホイール11にアシストモータＭの駆動軸に同軸に連結されたウオーム12が噛合して構成されている。

アシストモータＭの駆動力をこのウオーム減速機構10を介して操舵ピニオン軸７に作用させて操舵を補助する。
なお、アシストモータＭには、その回転駆動軸の回転を直接検出するロータリエンコーダ、レゾルバなどの回転角センサ27が設けられている。

ウオーム減速機構10のさらに上方に操舵トルクセンサ20が設けられている。
トーションバー６の捩れをコア21の軸方向の移動に変換し、コア21の移動をコイル22，23のインダクタンス変化に変えて操舵トルクＴを検出している。
なお、トーションバー６の捩れを光学的に検出するトルクセンサでもよい。

この操舵トルクをもとに制御され操舵を補助するアシストモータＭは、ＣＰＵにより駆動制御されており、その操舵トルク制御装置30の概略ブロック図を図３に示す。
操舵トルクセンサ20が検出した操舵トルクＴと車速センサ25が検出した車速ｖに基づいて操舵アシスト制御手段31がアシストベース電流Ｉｂを演算し出力する。

アシストベース電流Ｉｂは、アシストモータＭを駆動するベースとなる電流で、操舵トルクＴが大きい程アシストベース電流Ｉｂは大きくして操舵する者の負担を軽減するのを基本として演算され、同じ操舵トルクでも車速が高速のときより低速のときの方がハンドルは重くなるのでアシストベース電流Ｉｂを大きくして操舵トルクを軽減する。

操舵アシスト制御手段31は、操舵トルクＴと車速ｖから上記のことを考慮して適切なアシストベース電流Ｉｂを演算する。
例えば、操舵トルクＴに対するアシストベース電流Ｉｂの最適な関係を所定の車速毎に予め決めておき、同関係をもとに操舵トルクＴと車速ｖからアシストベース電流Ｉｂを演算する。
さらに、ステアリング系の慣性トルクやモータの慣性トルクを補償する演算も加えてアシストベース電流Ｉｂを求めるようにしてもよい。

このアシストベース電流Ｉｂは、ハンドル戻し時にはこれから述べる舵角θに基づく修正が加えられてアシスト目標電流Ｉｏとされ、電流フィードバック制御手段32によってこのアシスト目標電流Ｉｏとフィードバックしたモータ電流Ｉｍとの差を０にするように制御する駆動電流Ｉｄが演算されてモータ駆動回路33に出力されて、モータ駆動回路33のＰＷＭ制御によってアシストモータＭが駆動される。

アシストモータＭには、モータ電流Ｉｍを検出するモータ電流検出装置26を備えるとともに、回転角センサ27を備え、アシストモータＭの回転角度すなわちモータ回転数ｎを検出している。
この回転角センサ27が検出するモータ回転数ｎに基づいて舵角θを検出する舵角演算手段34を備えている。
なお、舵角θを直接検出する舵角センサを設けてもよい。

ハンドル戻し時のアシストベース電流Ｉｂの修正は、ハンドル戻し時に舵角に対する理想的な操舵トルク特性を実現するための舵角θに基づく修正であり、そのためアシストベース電流Ｉｂを修正するベースとなる舵角θに対するベース修正舵角速度ωmbの関係マップを予め求めてベース修正舵角速度記憶手段35ａに記憶しておき、ベース修正舵角速度演算手段35がこの関係マップに基づき前記舵角演算手段34が演算した舵角θからベース修正舵角速度ωmbを抽出演算する。

図４に、ベース修正舵角速度記憶手段35ａが記憶する舵角θに対するベース修正舵角速度ωmbの関係を示す座標を図示する。

横軸が舵角θを示し、同横軸において原点が舵角０の中立位置で、原点より右が右舵角、左が左舵角である。
そして、縦軸がベース修正舵角速度ωmbを示し、同縦軸において原点がベース修正舵角速度０であり、原点より上方が右回転方向（ハンドルを右に切る方向）で、原点より下方が左回転方向（ハンドルを左に切る方向）である。

同座標に、アシストベース電流Ｉｂを修正するベースとなる舵角θに対するベース修正舵角速度ωmbの関係が曲線で表されている。
該関係曲線は、第２象限と第４象限に原点対称に滑らかな曲線で形成されている。

右舵角でみると、右舵角θが大きくなる程左操舵方向にベース修正舵角速度ωmbが大きくなり、舵角０から右舵角θが大きくなる初めのうちはベース修正舵角速度ωmbが急激に大きくなり、その後大きくなる割合が徐々に小さくなる曲線を描いている。
左舵角は右舵角と原点対称であり、左舵角θが大きくなる程右操舵方向にベース修正舵角速度ωmbが大きくなる。

この舵角θに対するベース修正舵角速度ωmbの関係曲線については、車速が低速の１０ｋｍ/ｈで手放しのハンドル戻し時において舵角に対して操舵トルクが理想的な特性を得る修正電流を舵角ごとに求め、この修正電流からベース修正舵角速度を逆算して決定したものである。
したがって、この舵角θに対するベース修正舵角速度ωmbの関係曲線は、車速ｖおよび操舵トルクＴに基づいて補正を受けて変化する。

この補正には、ベース修正舵角速度ωmbに乗算係数ｋを乗算して該関係曲線の形状を変える乗算補正と、加算係数Ｓを加算して該関係曲線を上下にシフトする加算補正とがある。
乗算補正の乗算係数ｋは、乗算係数演算手段36により演算され、加算補正の加算係数Ｓは、加算係数演算手段37により演算される。

乗算係数演算手段36は、車速ｖに対する車速乗算係数ｋｖの関係をマップとして記憶する車速乗算係数記憶手段36ａと、操舵トルクＴに対する操舵トルク乗算係数ｋｔの関係をマップとして記憶する操舵トルク乗算係数記憶手段36ｂとを備えている。

車速乗算係数記憶手段36ａが記憶するマップを図５に示す。
車速ｖに対して車速乗算係数ｋｖは、原点から車速ｖが大きくなる程大きくなり、車速１０ｋｍ/ｈで車速乗算係数ｋｖは1.0を示し、車速ｖが小さいうちは急激に大きくなり、その後大きくなる割合が徐々に小さくなっている。

したがって、車速乗算係数ｋｖは、車速１０ｋｍ/ｈ未満では1.0未満の値でベース修正舵角速度ωmbを抑制する方向に働き、車速１０ｋｍ/ｈ以上では1.0以上の値でベース修正舵角速度ωmbを拡大する方向に働く。

操舵トルク乗算係数記憶手段36ｂが記憶するマップを図６に示す。
操舵トルクＴに対する操舵トルク乗算係数ｋｔは、操舵トルクＴが０（完全なハンドル手放し状態）で1.0を示し、操舵トルクＴが大きくなり初めの殆ど手放し状態に相当する間は多少1.0より減少するが減少はわずかで、手放し状態を脱するあたりで急激に減少して０に近づき、その後操舵トルクＴが大きくなるに従い徐々に０に益々近づく。

すなわち、操舵トルク乗算係数ｋｔは、略手放し状態で1.0近傍の値を示し、手放し以外の状態では０に近い値を示す。
したがって、手放し状態でベース修正舵角速度ωmbの形状を概ね維持し、手放し以外の状態ではベース修正舵角速度ωmbの形状を扁平にする（舵角に対して変化しない）よう働く。

乗算係数演算手段36は、以上の車速ｖから求めた車速乗算係数ｋｖと操舵トルクＴから求めた操舵トルク乗算係数ｋｔとを乗算して乗算係数ｋを算出する。
この乗算係数ｋは、ベース修正舵角速度ωmbに乗算されて乗算補正がなされる（図３の乗算補正手段38参照）。

次に、加算係数演算手段37は、操舵トルクＴに対する加算係数Ｓの関係をマップとして記憶する操舵トルク加算係数記憶手段37ａを備えている。

操舵トルク加算係数記憶手段37ｂが記憶するマップを図７に示す。
横軸を操舵トルクＴとし、縦軸を加算係数Ｓとして座標で、操舵トルクＴに対して加算係数Ｓは比例し、原点を通る右肩上がりの直線で示される。

この加算係数Ｓは、ベース修正舵角速度ωmbに加算されて加算補正がなされる（図３の加算補正手段39参照）。
したがって、操舵トルクが大きい程ベース修正舵角速度ωmbは上方に大きくシフトする。
なお、車速が高速になると、セルフアライニングトルクの増大により操舵トルクも大きくなるため、ベース修正舵角速度ωmbは上方にシフトする傾向にある。

以上のことから、図３を参照して、ベース修正舵角速度演算手段35が舵角θからベース修正舵角速度記憶手段35ａに基づき抽出演算したベース修正舵角速度ωmbに、乗算係数演算手段36が演算した乗算係数ｋを乗算し、次いで加算係数演算手段37が演算した加算係数Ｓを加算して目標舵角速度ωｍを求める。
すなわち、目標舵角速度ωｍは、
ωｍ＝ωmb・ｋ＋Ｓ（＝ωmb・ｋｖ・ｋｔ＋Ｓ）
である。

一方で、前記舵角演算手段34が算出した舵角θは、舵角速度演算手段40によって時間微分されて実舵角速度ωを演算される。
この実舵角速度ωに対する前記目標舵角速度ωｍの偏差Δω（＝ωｍ−ω）を求め（図３の偏差演算手段41参照）、同偏差Δωを修正電流換算手段42が電流に換算してベース修正電流Ｉsbが求められる。
この電流換算は、偏差Δωに所定の換算係数を乗算することで算出可能である。

また、前記舵角演算手段34により演算された舵角θと前記舵角速度演算手段40により演算された実舵角速度ωとに基づいてハンドルが戻し状態か否かを判別するハンドル戻し判別手段43が設けられており、同ハンドル戻し判別手段43は、ハンドルが戻し状態ならば乗算係数ｈに１を入れ、その他の場合は０を入れる。

ハンドルの戻し状態にあるか否かは、舵角θと実舵角速度ωの正負の組み合わせにより判別することができる。
すなわち、舵角θが右舵角にある場合（舵角θ＞０）は、実舵角速度ωが左回転方向にあれば（実舵角速度ω＜０）、ハンドルは戻し状態であり、同様に、舵角θが左舵角にある場合（舵角θ＜０）に、実舵角速度ωが右回転方向にあれば（実舵角速度ω＞０）、ハンドルは戻し状態である。

したがって、θ×ω＜０ならばハンドル戻し状態で、θ×ω＞０のときは、ハンドルの切込み状態と判別できる。
ハンドル戻し判別手段43は、θ×ω＜０でハンドル戻し状態と判別されたときは、乗算係数ｈ＝１とし、それ以外は乗算係数ｈ＝０とする。

前記修正電流換算手段42が偏差Δωを換算したベース修正電流Ｉsbに、この乗算係数ｈが乗算手段44により乗算されて修正電流Ｉｓ（＝Ｉsb・ｈ）とされる。
したがって、修正電流Ｉｓは、ハンドル戻し状態ならばベース修正電流Ｉsbの値であり、ハンドル戻し状態でなければ修正電流Ｉｓは０である。

こうして求められた修正電流Ｉｓが、前記操舵アシスト制御手段31が演算したアシストベース電流Ｉｂに加算されてアシストベース電流Ｉｂが修正され（図３の加算手段45参照）、アシスト目標電流Ｉｏが得られる。
この修正されたアシスト目標電流ＩｏによってアシストモータＭが駆動制御される。
したがって、ハンドル戻し状態の場合のみ補正電流Ｉｓによりアシストベース電流Ｉｂが修正される。

以下、実際のハンドル戻し状態の場合について舵角θに対する操舵トルクＴの特性を求めてみる。
まず、右操舵で切込んだ後の手放し状態でない戻し操舵が行われる場合（舵角θ＞０で実舵角速度ω＜０）について説明する。

戻し操舵の場合は、操向車輪が路面から受けるセルフアライニングトルクにより自然と舵角を０に近づけようとする復元力が働くので手放しでもある程度は舵角は戻るが、以下の図８および図９に示す場合は、操舵する者が操舵力を加えて戻し操作をする場合である。

図８は、さらに低車速の場合を示している。
低車速なので、車速乗算係数ｋｖは1.0近辺の値を示し（図５参照）、手放し以外の状態で低車速なので、操舵トルク乗算係数ｋｔが約0.3近辺を示し（図６参照）、結局乗算係数ｋは、1.0よりかなり小さい値となり、よって図４に示す舵角θに対するベース修正舵角速度ωmbの関係曲線の形状は扁平に補正される。

そして、低車速なので操舵トルクも小さく推移し、加算係数Ｓも小さい値を示し（図７参照）、図４に示す舵角θに対するベース修正舵角速度ωmbの関係曲線を扁平にして、上方へいくらかシフトさせた目標舵角速度ωｍに補正される（図８(1)参照）。

図８(1)は、右舵角θに対する舵角速度ωの座標であり、舵角θに対する目標舵角速度ωｍの関係曲線が実線で示してある。
図８(1)には、同時に前記舵角速度演算手段40が演算した実舵角速度ωの舵角θに対する関係曲線を一点鎖線で示す。

図８(1)を参照して、左操舵方向に現れる実舵角速度ωと目標舵角速度ωｍは、ハンドルを戻し始める最大舵角θmax寄りの舵角θｑで交差しており、両者の偏差Δω（＝ωｍ−ω）に換算係数を乗算して求めたベース修正電流Ｉsbは、ハンドル戻し状態（θ×ω＜０）なので乗算係数ｈ＝１でそのまま修正電流Ｉｓとなり、修正電流Ｉｓは、図８(2)に示すように最大舵角θmaxでアシスト方向（負側）に小さな値を示し、舵角θが小さくなるに従い小さくなって舵角θｑで０となり、以後舵角０に戻るまでブレーキ方向（正側）の値を示す。

したがって、舵角θに対する操舵トルクＴの特性は、図８(3)に示すように、修正前の特性曲線を破線で示すと、修正電流Ｉｓによる修正後は実線で示すようになる。
すなわち、ハンドルを最大舵角θmaxから戻し操舵を開始する初めの舵角θｑまでの舵角範囲（θｑ＜θ＜θmax）で、修正電流Ｉｓがアシストとして作用するので、修正前に急激に左操舵トルクＴが増加していたものが、修正後は緩やかに左操舵トルクＴが増加しており、この左操舵トルクＴの緩やかな増加のまま舵角θｑを過ぎると修正前の左操舵トルクＴより大きくなって重み付けされる。

次に、図９は、高車速で戻し操舵を行った場合について示している。
目標舵角速度ωｍは、図４に示す舵角θに対するベース修正舵角速度ωmbの関係曲線を扁平にして、高車速で戻し操舵トルクも大きくなり図７より加算係数Ｓも大きな値を持つことで、ベース修正舵角速度ωmbの関係曲線が上方へ大きくシフトさせて示されている（図９(1)参照）。

したがって、修正電流Ｉｓは、図９(2)に示すように、ブレーキ方向（正側）に上に凸の曲線で示され、よってこの修正電流Ｉｓにより修正後の舵角θに対する操舵トルクＴの特性（実線）は、破線で示す修正前の特性曲線を下方に（左操舵方向に）移動し、多少最大舵角からの戻り初めに滑らかに変化して全体的に重み付けをしっかりした操舵感を持たせている。

また次に、右操舵で切込んだ後の殆ど手放し状態で戻し操作が行われる場合について説明する。
図１０は、低車速の場合を示したものである。
低車速なので、車速乗算係数ｋｖは1.0近辺の値を示し（図５参照）、略手放し状態なので、操舵トルク乗算係数ｋｔが約1.0を示し（図６参照）、結局乗算係数ｋは、1.0よりいくらか小さい値となり、よって図５に示す舵角θに対するベース修正舵角速度ωmbの関係曲線の形状は若干扁平に補正される。

そして、略手放し状態なので、操舵トルクＴ＝０で加算係数Ｓは０であり（図７参照）、図４に示す舵角θに対するベース修正舵角速度ωmbの関係曲線を若干扁平にしただけで、上下のシフトはなく原点を通る目標舵角速度ωｍに補正される（図１０(1)参照）。

図１０(1)を参照して、左操舵方向に現れる実舵角速度ωと目標舵角速度ωｍの偏差Δω（＝ωｍ−ω）に換算係数を乗算して求めたベース修正電流Ｉsbすなわち修正電流Ｉｓは、図１０(2)に示すように、ハンドルを戻し始める最大舵角θmaxでアシスト方向（負側）に大きい値を示し、舵角θが小さくなるに従い徐々に０に近づき原点に至る上に凸の曲線で示される。

略手放し状態なので、戻し操舵トルクＴは０であるが、セルフアライニングトルクが作用してハンドルは自然と戻り舵角θは小さくなるが、ステアリング系のフリクション等で通常途中で限界となり中立位置までは戻らないところを、この修正電流Ｉｓが作用することで、図１０(3)に示すように、全ての舵角θで操舵トルクＴが０のまま舵角０の中立位置まで強制的に舵角を戻すことができる。

図５に示す舵角θに対するベース修正舵角速度ωmbの関係曲線の形状により舵角θに対する戻り速度も適切にコントロールされる。

以上、図８ないし図１０に示すように、戻し操舵力に応じて舵角θに対する修正電流Ｉｓの特性が変化して相応のアシスト力を得ることができ、操舵する者の意思に沿った円滑で違和感のない戻しハンドル操作を実現している。

以上の例は、全て右舵角に操舵したときの場合であったが、左舵角について同じ作用効果を奏することができる。

本発明の一実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の全体の概略後面図である。 ステアリングギアボックス内の構造を示す断面図である。 操舵トルク制御装置の概略ブロック図である。 舵角θに対するベース修正舵角速度ωmbの関係を示す座標である。 車速ｖに対する車速乗算係数ｋｖのマップを示す図である。 操舵トルクＴに対する操舵トルク乗算係数ｋｔのマップを示す図である。 操舵トルクＴに対する操舵トルク加算係数Ｓのマップを示す図である。 低車速で手放し状態でなく戻し操舵が行われた場合の舵角θに対する舵角速度ω，修正電流Ｉｓ，操舵トルクＴの変化を示す図である。 高車速で手放し状態でなく戻し操舵が行われた場合の舵角θに対する舵角速度ω，修正電流Ｉｓ，操舵トルクＴの変化を示す図である。 低車速で略手放し状態で戻し操作が行われた場合の舵角θに対する舵角速度ω，修正電流Ｉｓ，操舵トルクＴの変化を示す図である。

符号の説明

Ｍ…アシストモータ、１…電動パワーステアリング装置、２…ラックハウジング、３…ラック軸、４…ステアリングギアボックス、５…入力軸、６…トーションバー、７…操舵ピニオン軸、８…ラックガイドスプリング、９…ラックガイド、10…ウオーム減速機構、11…ウオームホイール、12…ウオーム、
20…トルクセンサ、21…コア、22，23…コイル、25…車速センサ、26…モータ電流検出装置、27…回転角センサ、
30…操舵トルク制御装置、31…操舵アシスト制御手段、32…電流フィードバック制御手段、33…モータ駆動回路、34…舵角演算手段、35…ベース修正舵角速度演算手段、35ａ…ベース修正舵角速度記憶手段、36…乗算係数演算手段、36ａ…車速乗算係数記憶手段、36ｂ…操舵トルク乗算係数記憶手段、37…加算係数演算手段、37ａ…操舵トルク加算係数記憶手段、38…乗算補正手段、39…加算補正手段、40…舵角速度演算手段、41…偏差演算手段、42…修正電流換算手段、43…ハンドル戻し判別手段、44…乗算手段、45…加算手段。

Claims (4)

1. 操舵トルクおよび車速に基づきアシストベース電流値を算出する操舵アシスト制御手段を備え、前記アシストベース電流値に基づくアシスト目標電流に従ってアシストモータが駆動制御されて人力をアシストする電動パワーステアリング装置において、
   舵角を検出する舵角検出手段と、
   前記舵角を時間微分して実舵角速度を演算する実舵角速度演算手段と、
   前記舵角に基づきベース修正舵角速度を演算するベース修正舵角速度演算手段と、
   前記操舵トルクと前記車速に基づき前記ベース修正舵角速度を乗算補正する乗算係数値を演算する乗算係数演算手段と、
   前記操舵トルクに基づき前記ベース修正舵角速度を加算補正する加算係数値を演算する加算係数演算手段と、
   前記ベース修正舵角速度に前記乗算係数値を乗算し次いで前記加算係数値を加算して目標舵角速度を演算する目標舵角速度演算手段と、
   前記目標舵角速度と前記実舵角速度との差に基づいてベース修正電流値を演算する修正電流演算手段と、
   前記舵角検出手段が検出した舵角と前記実舵角速度演算手段が演算した実舵角速度によりハンドル戻し状態か否かを判別するハンドル戻し判別手段と、
   前記ハンドル戻し判別手段がハンドル戻し状態と判別したとき前記ベース修正電流値を戻し修正電流値とし、ハンドル戻し状態でないと判別したとき戻し修正電流値を０とする戻し修正電流演算手段と、
   前記アシストベース電流値に前記戻し修正電流値を加えてアシスト目標電流とするアシスト目標電流演算手段とを備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記ベース修正舵角速度演算手段が、予め設定しておいた特定の運転状態における舵角に対するベース修正舵角速度の関係を記憶するベース修正舵角速度記憶手段を備え、前記ベース修正舵角速度記憶手段が記憶する舵角に対するベース修正舵角速度の関係から前記舵角に基づきベース修正舵角速度を抽出演算することを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記乗算係数演算手段が、予め設定しておいた前記車速に対する車速乗算係数値の関係を記憶する車速乗算係数記憶手段と、予め設定しておいた前記操舵トルクに対する操舵トルク乗算係数値の関係を記憶する操舵トルク乗算係数記憶手段とを備え、前記車速乗算係数記憶手段が記憶する車速に対する車速乗算係数値の関係から前記車速に基づき車速乗算係数値を抽出演算し、前記操舵トルク乗算係数記憶手段が記憶する操舵トルクに対する操舵トルク乗算係数値の関係から操舵トルク乗算係数値を抽出演算し、抽出演算した車速乗算係数値と操舵トルク乗算係数値を乗算して乗算係数値を演算することを特徴とする請求項１または請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記加算係数演算手段が、予め設定しておいた前記操舵トルクに対する加算係数値の関係を記憶する操舵トルク加算係数記憶手段とを備え、前記操舵トルク加算係数記憶手段が記憶する操舵トルクに対する加算係数値の関係から加算係数値を演算することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの項記載の電動パワーステアリング装置。
   

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