JP4639861B2 - 電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車や車両の操舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特にラックエンド（最大操舵角）付近でアシストを制限するようにした電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。

自動車や車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢（アシスト）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補助負荷付勢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は、アシストトルク（操舵補助力）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、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−ティ比の調整で行っている。

ここで、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図１２に示して説明すると、操向ハンドル１のコラム軸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を経て操向車輪のタイロッド６に連結されている。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。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３０には、バッテリ１４から電力が供給されると共に、イグニションキー１１からイグニション信号が供給され、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値Ｔと車速センサ１２で検出された車速Ｖとに基いて、アシストマップ等を用いてアシスト指令の操舵補助指令値Ｉの演算を行い、演算された操舵補助指令値Ｉに基いてモータ２０に供給する電流を制御する。

コントロールユニット３０は主としてＣＰＵ（ＭＰＵも含む）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１３のようになる。

図１３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値Ｔ及び車速センサ１２で検出された車速Ｖは、電流指令値Ｉｒｅｆを演算する電流指令値演算部３１に入力される。電流指令値演算部３１は、入力された操舵トルク値Ｔ及び車速Ｖに基いてアシストマップ等を用いて、モータ２０に供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉｒｅｆを決定する。電流指令値Ｉｒｅｆは加算器３２Ａを経て電流制限部３３に入力され、最大電流を制限された電流指令値Ｉｒｅｆｍが減算器３２Ｂに入力され、フィードバックされているモータ電流値Ｉｍとの偏差Ｉ（Ｉｒｅｆ−Ｉｍ）が演算され、その偏差が操舵動作の特性改善のためのＰＩ制御部３５に入力される。ＰＩ制御部３５で特性改善された操舵補助指令値ＶｒｅｆがＰＷＭ制御部３６に入力され、更に駆動部としてのインバータ回路３７を介してモータ２０がＰＷＭ駆動される。モータ２０の電流値Ｉｍはモータ電流検出器３８で検出され、減算器３２Ｂにフィードバックされる。インバータ回路３７は駆動素子としてＦＥＴが用いられ、ＦＥＴのブリッジ回路で構成されている。

なお、電流制限部３３はなくても良い。

また、加算器３２Ａには補償部３４からの補償信号ＣＭが加算されており、補償信号ＣＭの加算によってシステム系の補償を行い、収れん性や慣性特性等を改善するようようになっている。補償部３４は、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）３４３と慣性３４２を加算部３４４で加算し、その加算結果に更に収れん性３４１を加算部３４５で加算し、加算部３４５の加算結果を補償信号ＣＭとしている。

上述のような一般的な電動パワーステアリング装置では、一定以上のステアリング用車輪の転舵を阻止するためのラックエンド機構が設けられていて、操向ハンドルを中立位置から左右にそれぞれ所定のラックエンド角まで操舵して、ステアリング用車輪の転舵角が最大転舵角に達すると、それ以上は同方向にステアリング用車輪を転舵できないようになっている。このため、操向ハンドルがラックエンド角近傍まで操舵されているにも拘わらず、操向ハンドルに大きな操舵トルクが加えられたことに応答して、モータからステアリング機構に大きな操舵補助力が与えられると、ラックエンド機構に大きな衝撃が加わって、大きな衝撃音を発生したり、ラックエンド機構の構成部品の破損や変形などを生じたりする恐れがある。

このような問題を回避する装置として、例えば特公平６−４４１７号公報（特許文献１）に開示されているものがある。特許文献１に記載の装置では、操向ハンドルの操舵角がラックエンド角近傍の所定角度に達した後、目標電流値を転舵角の増加に伴って減少させて行き、転舵角がラックエンド角に達したときに目標電流値を零にすることにより、ラックエンド機構に大きな衝撃が加わることを防止するようにしている。

しかしながら、上記特許文献１に記載の装置では、操舵ハンドルがラックエンド角近傍で反対方向へ切り返された場合に、転舵角が所定角度以下になるまでの間、目標電流値に制限が加えられるため、操舵トルクに応じた十分な操舵補助力をステアリング機構に与えることができず、操向ハンドルが重くなってしまう問題がある。
特公平６−４４１７号公報 特開２００４−１７５１９６号公報

上記特許文献１に記載の装置の問題点を解決したものとして、特開２００４−１７５１９６号公報（特許文献２）に示されるものがある。特許文献２に示される装置では、舵角検出によって所定角度以上の舵角が検出されているときに、モータの駆動目標値を制限する制限手段（図１３における電流制限部３３）を設け、この制限手段による駆動目標値の制限が行われているときに、操舵トルク検出手段によって操向ハンドルを中立位置に戻す方向の所定トルク値以上の操舵トルクが検出されたことに応答して、制限手段による駆動目標値の制限を解除するようにしている。

しかしながら、特許文献２に記載の装置では、ラックエンドへ当てた前後ではトルクが大きく変化し、適切な所定値を設定することが極めて困難であるといった問題がある。

本発明は上述のような事情からなされたものであり、本発明の目的は、舵角及び回転速度を考慮したヒッティングノイズ対策により、ラックエンド付近においてドライバに不快感を与えることなく自然な操舵感でアシストを制限する高性能な電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。

本発明は、操舵トルク値及び車速に基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算部と、前記電流指令値に基づいてステアリング機構に操舵補助力を付与するモータを制御するモータ駆動制御部とを具備した電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、本発明の上記目的は、舵角を検出する舵角センサと、前記モータの回転速度を検出する回転速度センサと、前記舵角及び回転速度に基づいて前記操舵トルク値を制限する制限手段とを具備し、前記制限手段が、前記舵角の絶対値が第１所定値以上であり、かつ前記回転速度の絶対値が第２所定値以上であるときに、前記舵角の絶対値の増加に従って前記制限を大きくし、前記回転速度の絶対値の増加に従って前記制限を大きくすることにより達成される。

また、本発明は、操舵トルク値及び車速に基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算部と、前記電流指令値に基づいてステアリング機構に操舵補助力を付与するモータを制御するモータ駆動制御部とを具備した電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、本発明の上記目的は、舵角を検出する舵角センサと、前記モータの回転速度を検出する回転速度センサと、前記操舵トルク値のゲインを可変するゲイン部と、前記舵角及び回転速度に基づいて前記ゲイン部のゲインを可変するヒッティングノイズ対策部とを具備し、
前記ヒッティングノイズ対策部が、前記舵角の絶対値が第１所定値以上であり、かつ前記回転速度の絶対値が第２所定値以上であるときに、前記舵角の絶対値の増加に従って小さくなり、かつ前記回転速度の増加に従って小さくなる制限ゲインを出力するようになっていることにより達成される。

本発明の上記目的は、前記ヒッティングノイズ対策部が、前記回転速度に対応したゲインを出力する第１ゲイン部と、前記舵角に対応したゲインを出力する第２ゲイン部とを有し、前記第１ゲイン部の出力と前記第２ゲイン部の出力との積を制限ゲインとして出力することにより、或いは前記ヒッティングノイズ対策部が、ハンドルの切増し切戻しを判定する切増し切戻し判定部を有し、切増しと判定されたときに制限ゲインを出力することにより、或いは前記ヒッティングノイズ対策部が、前記車速に対応したゲインを出力するゲイン部を有し、前記ゲイン部の出力を乗算した制限ゲインを出力することにより、より効果的に達成される。

更に、本発明は、操舵トルク値及び車速に基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算部と、前記電流指令値に基づいてステアリング機構に操舵補助力を付与するモータを制御するモータ駆動制御部と、前記モータの回転速度を検出する回転速度センサとを具備し、前記回転速度を前記電流指令値にフィードバックする角速度フィードバック系となっている電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、本発明の上記目的は、舵角を検出する舵角センサと、前記舵角、操舵トルク値及び回転速度に基づいて前記角速度フィードバック系のゲインを可変するヒッティングノイズ対策部とを設け、前記舵角が所定値以上となったときに、前記回転速度に乗じる前記ゲインを大きくして前記電流指令値を制限し、前記ヒッティングノイズ対策部が、前記舵角に応じて第１ゲインを出力するゲインテーブルと、前記第１ゲインに応じて前記回転速度のゲインを可変する第１ゲイン部と、ハンドルの切増し切戻しを判定する切増し切戻し判定部と、前記回転速度及び前記第１ゲインの出力を入力するスイッチと、前記切増し切戻し判定部の判定結果に従って前記スイッチを切替える切替え部と、前記スイッチの出力に従って前記角速度フィードバック系のゲインを可変する第２ゲイン部とで構成されていることにより達成される。

本発明の上記目的は、前記ヒッティングノイズ対策部が、切増しと判定したときに前記ゲインを大きくするようになっていることにより、或いは前記切増し切戻し判定部が、前記舵角及び前記回転速度に基づいて或いは前記操舵トルク値及び前記回転速度に基づいて切増し切戻しを判定することにより、或いは前記電流指令値に補償信号を加算して特性改善を行う補償系を設け、前記第２ゲイン部の出力を前記補償系に減算入力することにより、或いは前記回転速度を車速に対応したゲインでフィードバックすることにより、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の制御装置によれば、収れん性、慣性、摩擦補償等の補償系はそのままで操舵トルク値を低減させ、アシストトルクのみを低減できるので、ドライバに自然な操向感を与えて操舵フィーリングが良く、ドライバに違和感を与えることがない。

本発明によれば、ラックエンド付近の操舵角以上で、かつ回転速度が大きいときにアシストトルクを低減させるので、回転速度が大きいときにラックエンドに当てた場合の衝撃を和らげることができる。また、ラックエンド付近の操舵角以上で、かつ切増し時のみにモータ角速度フィードバックのゲインを上げてアシスト量を減少させているので、操舵速度を遅くさせ、ヒッティングノイズを低減することができる。

また、本発明ではハンドルの切戻しを判定し、アシスト制限をしないようにしているので、引っかり感のない操舵感が得られる。

本発明の電動パワーステアリング装置の制御装置では、舵角を検出する舵角センサと、モータの回転速度を検出する回転速度センサと、舵角及び回転速度に基づいて操舵トルク値を制限する制限手段とを設け、舵角がラックエンド付近となっているときに制限を大きく、回転速度が大きいときに制限を大きくする。このように、ラックエンド付近の舵角以上で、かつ回転速度が設定値以上の場合に操舵補助のための出力ゲインを下げるので、ドライバに不快感若しくは違和感を与えるヒッティングノイズを低減することができ、ドライバに自然な操舵感を与えることができる。

また、ラックエンド付近の舵角以上で、かつハンドルの切増し時のみにモータ角速度フィードバック系のゲインを上げてアシスト量を減少させているので、操舵速度を遅くさせ、ヒッティングノイズを低減することができる。車速０や高速走行中はエンド付近に衝撃を与えるほどの操舵はできないのでアシスト制限を小さくし、タイヤからの反力が小さく、端当てが発生し易い低速時に制限ゲインを下げている。更に、制限ゲインの急変は操舵トルクの急変と同様に作用するため、急変防止のための変化率制限部を設け、舵角センサ等の故障でエンド付近が判定できない場合は、アシスト制限を実施しないようにしている。

以下に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

図１は本発明の第１実施例を図１３に対応させて示しており、トルクセンサ（図示せず）からの操舵トルク値Ｔはゲイン部４１でゲイン調整されて電流指令値演算部３１に入力され、車速センサ（図示せず）からの車速Ｖは電流指令値演算部３１に入力され、電流指令値演算部３１で演算された電流指令値Ｉｒｅｆは加算器３２Ａに入力される。ゲイン部４１は、ラックエンド付近でのアシストを制限するためのヒッティングノイズ対策部４０からのゲイン信号Ｇ１によってゲインＫ１倍される。モータ２０には回転センサ４２が取付けられており、回転センサ４２で検出される回転速度（角速度）ωがヒッティングノイズ対策部４０に入力される。また、舵角センサ（図示せず）によって検出される舵角θがヒッティングノイズ対策部４０に入力されている。更に、ヒッティングノイズ対策部４０には、操舵トルク値Ｔ及び車速Ｖも入力されている。

なお、電流制限部３３は特許文献２に記載のものと同様な機能を有しており、操舵トルク値Ｔ、舵角θ及び車速Ｖによって設定された目標電流値を制限値以下に制限して出力するようになっている。

ヒッティングノイズ対策部４０の詳細は図２に示すようになっており、舵角θは判定制御部４１０及び切増し切戻し判定部４２０に入力されると共に、絶対値回路４０１で絶対値化されてゲインテーブル４０２に入力され、絶対値｜θ｜に対応して出力されるゲインテーブル４０２からのゲイン出力ｇ１は乗算器４０３に入力される。また、回転速度ωは切増し切戻し判定部４２０に入力されると共に、絶対値回路４０４で絶対値化されてゲインテーブル４０５に入力され、絶対値｜ω｜に対応して出力されるゲインテーブル４０５からのゲイン出力ｇ２は乗算器４０３及び判定制御部４１０に入力される。車速Ｖはゲインテーブル４０６に入力され、車速Ｖに対応して出力されるゲイン出力ｇ３は乗算器４０７に入力されると共に、判定制御部４１０に入力される。判定制御部４２０には、更に舵角センサ等の故障や異常を検知する故障検知部４２１からの故障信号ＡＢが入力され、乗算器４０３の乗算結果は乗算器４０７に入力されると共に、スイッチ４２３の接点ａ１１に入力される。乗算器４０７の乗算結果はスイッチ４２２の接点ｂ１１に入力され、スイッチ４２２の出力はスイッチ４２３の接点ｂ１２に入力される。スイッチ４２３の接点ａ１２には固定のゲイン“１”が入力されており、スイッチ４２３の出力は変化率制限部４２４を経てゲイン信号Ｇ１となる。

ゲインテーブル４０２の特性は図３に示すように、舵角θの絶対値｜θ｜が所定値｜θ_１｜まではゲインｇ１＝１を保持し、それ以降は１次関数で減少し（｜θ_２｜まで）、ゲインテーブル４０５の特性は図４に示すように、回転速度ωの絶対値｜ω｜が所定値｜ω_１｜まではゲインｇ２＝１を保持し、それ以降は１次関数で減少する（｜ω_２｜まで）ようになっている。また、ゲインテーブル４０６の特性は図５に示すように、車速０から車速Ｖ_１まで１次関数で減少し、その後車速Ｖ_２まで１次関数で増加し、それ以降はゲインｇ３＝１を保持するようになっている。ゲインテーブル４０２からのゲインｇ１は乗算器４０３に入力されると共に、判定制御部４１０に入力され、ゲインテーブル４０５からのゲインｇ２も乗算器４０３に入力されると共に、判定制御部４１０に入力され、ゲインテーブル４０６からのゲインｇ３は乗算器４０７に入力されると共に、判定制御部４１０に入力される。

切増し切戻し判定部４２０は、図６に示すように舵角θと回転速度ωの符号が同一の場合に切増しと判定し、舵角θと回転速度ωが異符号の場合に切戻しと判定して２値（切増し、切戻し）の判定信号ＤＳを出力して判定制御部４１０に入力する。また、特開２００３−１７０８５６で示されるように操舵トルク値Ｔの符号と操舵トルク変化率の符号とが同一で、かつ操舵トルク変化率の絶対値が所定値以上のときに切増しと判定し、操舵トルク値Ｔの符号と操舵トルク変化率の符号とが異符号で、かつ操舵トルク変化率の絶対値が所定値以上のときに切戻しと判定するようにしても良いし、操舵トルク値Ｔと回転速度ωの符号が同一の場合に切増しと判定し、異符号の場合に切戻しと判定するようにしても良い。

また、故障検知部４２１は舵角センサ等の異常や故障を検知するようになっており、異常や故障が検知された場合には故障信号ＡＢを判定制御部４１０に入力する。

乗算器４０３の乗算結果はスイッチ４２２の接点ａ１１に入力され、乗算器４０７の乗算結果はスイッチ４２２の接点ｂ１１に入力される。スイッチ４２３の接点ａ１２には固定ゲイン“１”が供給され、スイッチ４２３の接点ｂ１２にはスイッチ４２２の出力が供給され、スイッチ４２２及び４２３の接点は判定制御部４１０からの切替え信号ＳＷ１及びＳＷ２によってそれぞれ切替えられる。スイッチ４２３の出力Ｇ１ａは変化率制限部４２４に入力され、所定の変化率以上にならないようにしてゲイン信号Ｇ１を出力する。

このような構成において、舵角θ、回転速度ω、車速Ｖ及び操舵トルクＴが入力されて処理されるが、切増し切戻し判定部４２０は上述した方法で判定した判定信号ＤＳを判定制御部４１０に入力し、故障検知部４２１は舵角センサ等の異常や故障を検知すると故障信号ＡＢを判定制御部４１０に入力する。判定制御部４１０は、図７に示すようなフローチャ−トに従ってゲイン制限の動作を実行する。

判定制御部４１０は、先ずゲインテーブル４０２からのゲインｇ１又はゲインテーブル４０５からのゲインｇ２がゲイン“１”であるか否かを判定し（ステップＳ１）、ゲインｇ１又はｇ２が“１”であれば切替え信号ＳＷ２によってスイッチ４２３の接点を“ａ１２”とする（ステップＳ２）。これにより、ゲイン信号Ｇ１（Ｇ１ａ）は固定されたゲイン“１”となり、操舵トルク値Ｔに対するアシスト制限は実施されない。上記ステップＳ１でそれ以外の状態が判定された場合には、切替え信号ＳＷ１によってスイッチ４２２の接点を“ａ１１”にすると共に（ステップＳ３）、切替え信号ＳＷ２によってスイッチ４２３の接点を“ｂ１２”にする（ステップＳ４）。これにより、ゲインｇ１とゲインｇ２の積算値（＝ｇ１×ｇ２）がスイッチ４２２及び４２３を経て出力され、ゲイン信号Ｇ１によってゲイン部４１で操舵トルク値Ｔをゲイン調整、つまりアシスト制限する。

その後、判定制御部４１０はゲインｇ１が“１”、又はゲインｇ２が“１”、又は舵角θ×回転速度ω≦０であるか否かを判定し（ステップＳ１０）、上記条件が満たされた場合には、切替え信号ＳＷ２によってスイッチ４２３の接点を“ａ１２”とする（ステップＳ１１）。これにより、ゲイン信号Ｇ１（Ｇ１ａ）は固定されたゲイン“１”となり、操舵トルク値Ｔに対するアシスト制限は実施されない。なお、舵角θ×回転速度ω≦０の判定は切戻しの判定となっており、切増し切戻し判定部４２０からの判定信号ＤＳに基づいて行っても良い。一方、上記ステップＳ１１０で上記条件が満たされない場合は、切替え信号ＳＷ１によってスイッチ４２２の接点を“ｂ１１”にすると共に（ステップＳ１２）、切替え信号ＳＷ２によってスイッチ４２３の接点を“ｂ１２”にする（ステップＳ１３）。これにより、ゲインｇ１、ゲインｇ２及びゲインｇ３の積算値（＝ｇ１×ｇ２×ｇ３）がスイッチ４２２及び４２３を経て出力され、車速Ｖを考慮したゲイン信号Ｇ１によってゲイン部４１で操舵トルク値Ｔをゲイン調整、つまりアシスト制限する。

判定制御部４１０は更に、故障検知部４２１から故障信号ＡＢが入力されているか否かを判定しており（ステップＳ２０）、故障信号ＡＢが入力された場合には、切替え信号ＳＷ２によってスイッチ４２３の接点を“ａ１２”とし、アシスト制限をしないようにする。

ここにおいて、ゆっくり操舵してラックエンドに当てた場合の衝撃は小さく、回転速度ωが大きいときにラックエンドに当てた場合の衝撃が大きいため、本発明ではラックエンドに近く、かつ回転速度ωが大きいときにアシストトルクを低減させる。このため、舵角θが大きくなってラックエンド付近になると、つまり舵角θの絶対値が｜θ_１｜以上になり、回転速度ωの絶対値｜ω｜が｜ω_１｜以上になったときにアシスト制限を行っている。

以上のように本第１実施例によれば、ラックエンド付近の操舵角θ_１以上で、かつモータ回転速度ωが設定値ω_１以上の場合に、或いは切戻し時に操舵トルク値Ｔのゲインを下げるようになっている。従って、ラックエンド付近でアシスト量を減少させ、ハンドルを重くして操舵速度を遅くさせることができ、ラックエンドに起因するヒッティングノイズを低減させることができる。従来においては、回転速度ωや舵角θ、或いは変化率に基づいてアシストトルクを制限することは全く考慮されていなかった。

なお、図７の判定順序は一例であり、ステップＳ１、ステップＳ１０及びステップＳ２０の順番は任意に変更可能である。また、上述ではゲインを乗じて操舵トルク値Ｔを制限するようにしているが、上限値及び下限値を設定したリミッタを用いても同様な効果が得られる。

図８は本発明の第２実施例を図１に対応させて示しており、トルクセンサからの操舵トルク値Ｔは電流指令値演算部３１に入力されと共にヒッティングノイズ対策部５０に入力され、車速センサからの車速Ｖは電流指令値演算部３１に入力されると共に角速度フィードバック部６０内のゲインテーブル６１に入力され、電流指令値演算部３１で演算された電流指令値Ｉｒｅｆは従来と同様に加算器３２Ａに入力される。また、回転速度ωは角速度フィードバック部６０内のゲイン部６２に入力されると共にヒッティングノイズ対策部５０に入力され、ゲイン部６２でゲイン調整された回転信号ωａは補償部３４内のゲイン部３４６に入力される。ヒッティングノイズ対策部５０には舵角センサからの舵角θが入力され、ゲイン部３４６はヒッティングノイズ対策部５０からのゲイン信号Ｇ２（Ｋ３又はＫ４）によってゲインＫ２倍されて減算器３４７に入力される。減算器３４７はＳＡＴ３４３からゲイン調整された回転速度ωｂを減算し、減算結果を加算器３４４に入力する。

なお、図８ではゲイン調整された回転速度ωｂが補償部３４内の減算器３４７に減算入力されているが、回転速度ωを電流指令値Ｉｒｅｆ、Ｉｒｅｆｍにフィードバックする角速度フィードバック制御部を有している場合には、フィードバック系経路に減算入力すればその位置は任意である。

ヒッティングノイズ対策部５０の詳細は図９に示すようになっており、舵角θは絶対値回路５１で絶対値化され、絶対値｜θ｜はゲインテーブル５２に入力される。ゲインテーブル５２の特性は図１０に示すように、舵角θの絶対値｜θ｜が所定値｜θ_３｜まではＫ４＝１を保持し、それ以降はステップ関数で増加して“１”より大きいゲインを保持するようになっている。ゲインテーブル５２の出力Ｋ４はゲイン部５３にゲイン信号として与えられ、角速度フィードバック部６０からの回転速度ωａはゲインＫ４でゲイン調整されてスイッチ５４の接点ｂ２に与えられる。また、角速度フィードバック部６０からの回転速度ωａはスイッチ５４の接点ａ２に与えられ、スイッチ５４からのゲイン信号Ｇ２がゲイン部３４６に入力される。

また、ヒッティングノイズ対策部５０には操向ハンドルの切増し切戻し判定部５５が設けられており、その判定結果は切替え部５６に入力され、切替え部５６は切増し切戻し判定部５５の判定結果に従ってスイッチ５４の接点ａ２、ｂ２を切替える。切増し切戻し判定部５５は、前述の第１実施例で説明したものと同一のものであり、切増し、切戻しの判定信号ＤＳを出力する。

角速度フィードバック部６０のゲインテーブル６１は図１１に示すような車速Ｖに対応した１次関数となっており、ゲインＫ３でゲイン調整された回転速度ωａがゲイン部６２から出力され、スイッチ５４の接点ａ２及びゲイン部５３に入力される。

このような構成において、切増し切戻し判定部５５で切増しが判定されると切替え部５６を介してスイッチ５４は接点ｂ２に接続され、切戻しが判定されると接点ａ２に接続される。従って、切戻しの場合には車速Ｖでゲイン調整された回転速度ωａがゲイン部３４６に入力され、ゲイン部３４６はヒッティングノイズ対策部５０からのゲイン信号Ｇ２でゲイン調整され、そのゲイン調整された回転速度ωｂ、つまり回転速度ωａ（＝ωｂ）が減算器３４７に入力される。このように、切戻しの場合にはゲインが“１”になっているので、通常の角速度フィードバック系の制御が実行される。

そして、切増し切戻し判定部５５が切増しを判定すると、切替え部５６を介してスイッチ５４は接点ａ２に接続され、舵角θが所定値θ_３以上、つまりラックエンド付近の舵角以上で、１よりも大きいゲインＫ４でゲイン調整された回転速度ωａがスイッチ５４から出力されてゲイン部３４６に入力され、ゲイン信号Ｇ２でゲイン調整された回転速度ωｂが減算器３４７に入力される。回転速度ωｂが補償部３４内の減算器３４７に入力されることにより、角速度フィードバック系のゲインを大きくしてアシスト量を小さくすることができる。

以上のように本第２実施例によれば、ラックエンド付近の操舵角以上で、かつ切増し時のみモータ角速度フィードバックのゲインを上げるようになっているので、ヒッティングノイズを低減することができる。つまり、角速度フィードバックのゲインを上げることによりアシスト量を減少させ、ハンドルを重くして操舵速度を遅くさせる。ハンドル切増し時のみに低減補償を行うのは、切戻し時に低減補償を行うと引っかり感を生じ、操舵フィーリングを悪化させる場合があるからである。

なお、切増し時のみに低減補正を行い、切戻し時にオフするようにしても良い。また、角速度フィードバック部６０は車速感応型でなく、直接回転速度ωをゲイン部３４６に入力するようにしても良い。

更に、上記第１実施例と第２実施例を併せて実施することも可能である。

本発明によれば、収れん性、慣性補償、摩擦補償等の補償系はそのままで、アシストトルクのみを低減できるので、操舵フィーリングが良く、ドライバに違和感を与えることもなく、更に回転速度に関する補償値を増加させてラックエンドに当てた衝撃を低減することができるので、ドライバに不快感や違和感を与えることのない高性能な電動パワーステアリング装置を実現することができる。

本発明の第１実施例を示すブロック構成図である。 第１実施例に係るヒッティングノイズ対策部の一例を示すブロック図である。 ゲインテーブル（舵角）の一例を示す特性図である。 ゲインテーブル（回転速度）の一例を示す特性図である。 ゲインテーブル（車速）の一例を示す特性図である。 切増し切戻しの判定を説明するための図である。 判定制御部の動作例を示すフローチャートである。 本発明の第２実施例を示すブロック構成図である。 第２実施例に係るヒッティングノイズ対策部の例を示すブロック図である。 ゲインテーブル（舵角）の一例を示す特性図である。 ゲインテーブルの一例を示す特性図である。 一般的な電動パワーステアリング装置の構成例を示す図である。 コントロールユニットの一例を示すブロック構成図である。

符号の説明

１ 操向ハンドル
２ コラム軸
３ 減速ギア
１０ トルクセンサ
１１ イグニションキー
１２ 車速センサ
１４ バッテリ
２０ モータ
３０ コントロールユニット
３１ 電流指令値演算部
３３ 電流制御部
３４ 補償部
３５ ＰＩ制御部
３６ ＰＷＭ制御部
３７ インバータ回路
４０、５０ ヒッティングノイズ対策部
５１、４０１、４０４ 絶対値回路
５２、４０２、４０５、４０６ ゲインテーブル
５４、４２２、４２３ スイッチ
５６ 切替え部
５５、４２０ 切増し切戻し判定部
４０３、４０７ 乗算器
４１０ 判定制御部
４２１ 故障検知部
４２４ 変化率制限部

Claims (10)

1. 操舵トルク値及び車速に基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算部と、前記電流指令値に基づいてステアリング機構に操舵補助力を付与するモータを制御するモータ駆動制御部とを具備した電動パワーステアリング装置の制御装置において、
   舵角を検出する舵角センサと、前記モータの回転速度を検出する回転速度センサと、前記舵角及び回転速度に基づいて前記操舵トルク値を制限する制限手段とを具備し、
   前記制限手段が、前記舵角の絶対値が第１所定値以上であり、かつ前記回転速度の絶対値が第２所定値以上であるときに、前記舵角の絶対値の増加に従って前記制限を大きくし、前記回転速度の絶対値の増加に従って前記制限を大きくすることを特徴する電動パワーステアリング装置の制御装置。
2. 操舵トルク値及び車速に基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算部と、前記電流指令値に基づいてステアリング機構に操舵補助力を付与するモータを制御するモータ駆動制御部とを具備した電動パワーステアリング装置の制御装置において、
   舵角を検出する舵角センサと、前記モータの回転速度を検出する回転速度センサと、前記操舵トルク値のゲインを可変するゲイン部と、前記舵角及び回転速度に基づいて前記ゲイン部のゲインを可変するヒッティングノイズ対策部とを具備し、
   前記ヒッティングノイズ対策部が、前記舵角の絶対値が第１所定値以上であり、かつ前記回転速度の絶対値が第２所定値以上であるときに、前記舵角の絶対値の増加に従って小さくなり、かつ前記回転速度の増加に従って小さくなる制限ゲインを出力するようになっていることを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
3. 前記ヒッティングノイズ対策部が、前記回転速度に対応したゲインを出力する第１ゲイン部と、前記舵角に対応したゲインを出力する第２ゲイン部とを有し、前記第１ゲイン部の出力と前記第２ゲイン部の出力との積を制限ゲインとして出力するようになっている請求項２に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
4. 前記ヒッティングノイズ対策部が、ハンドルの切増し切戻しを判定する切増し切戻し判定部を有し、切増しと判定されたときに制限ゲインを出力するようになっている請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
5. 前記ヒッティングノイズ対策部が、前記車速に対応したゲインを出力するゲイン部を有し、前記ゲイン部の出力を乗算した制限ゲインを出力するようになっている請求項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の制御装置。
6. 操舵トルク値及び車速に基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算部と、前記電流指令値に基づいてステアリング機構に操舵補助力を付与するモータを制御するモータ駆動制御部と、前記モータの回転速度を検出する回転速度センサとを具備し、前記回転速度を前記電流指令値にフィードバックする角速度フィードバック系となっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、
   舵角を検出する舵角センサと、前記舵角、操舵トルク値及び回転速度に基づいて前記角速度フィードバック系のゲインを可変するヒッティングノイズ対策部とを設け、
   前記舵角が所定値以上となったときに、前記回転速度に乗じる前記ゲインを大きくして前記電流指令値を制限し、
   前記ヒッティングノイズ対策部が、前記舵角に応じて第１ゲインを出力するゲインテーブルと、前記第１ゲインに応じて前記回転速度のゲインを可変する第１ゲイン部と、ハンドルの切増し切戻しを判定する切増し切戻し判定部と、前記回転速度及び前記第１ゲインの出力を入力するスイッチと、前記切増し切戻し判定部の判定結果に従って前記スイッチを切替える切替え部と、前記スイッチの出力に従って前記角速度フィードバック系のゲインを可変する第２ゲイン部とで構成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
7. 前記ヒッティングノイズ対策部が、切増しと判定したときに前記ゲインを大きくするようになっている請求項６に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
8. 前記切増し切戻し判定部が、前記舵角及び前記回転速度に基づいて或いは前記操舵トルク値及び前記回転速度に基づいて切増し切戻しを判定するようになっている請求項６又は７に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
9. 前記電流指令値に補償信号を加算して特性改善を行う補償系が設けられており、前記第２ゲイン部の出力を前記補償系に減算入力するようになっている請求項６乃至８のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
10. 前記回転速度が車速に対応したゲインでフィードバックされるようになっている請求項６乃至９のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。

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