JP4685471B2 - 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。

電動パワーステアリング装置の操舵トルク制御は、基本的にステアリングホイールを操舵したときに、ステアリングシャフトに加わる操舵トルクに応じた補助力をモータから操舵機構に与え、操舵力を補助するものである。

例えば、特許文献１に開示された電動パワーステアリング装置では、検出した操舵トルクと車速に基づいて目標電流値が求められ、モータに流れるモータ電流値をフィードバックして目標電流値とモータ電流値の差を０にする制御、すなわちモータ電流値を目標電流値に近づけるように電流フィードバック制御を行っている。

特開平０６−２３９２４９号公報

このように従来は、モータ電流のみを制御媒体として電流フィードバック制御を行っているので、モータ自体のフリクションやトルク特性のバラツキおよびモータからの動力伝達系のフリクションなどの個々のバラツキの影響は吸収できず、その影響により操舵フィーリングが変化して安定しない。

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、モータ特性や動力伝達系のフリクションなどの影響を吸収して安定した操舵フィーリングを得ることができる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、アシストモータの駆動力がステアリング操舵力を補助する電動パワーステアリング装置において、操舵トルクを検出するトルクセンサと、車速を検出する車速センサと、ステアリングの舵角を検出する舵角検出手段と、前記舵角検出手段が検出した舵角からステアリングの角速度を算出する角速度演算手段と、前記トルクセンサにより検出された操舵トルクと前記車速センサにより検出された車速と前記舵角検出手段により検出された舵角に基づき目標角速度を演算し設定する目標角速度設定処理手段と、前記目標角速度設定処理手段により設定された目標角速度と前記角速度演算手段により算出される角速度との差が０となるようにアシストモータを駆動制御する角速度フィードバック制御手段とを備え、
前記目標角速度設定処理手段が、予め車速が０の条件で設定した操舵トルクに対する目標角速度の基本的な対応関係である基本ベース目標角速度特性を記憶する基本ベース目標角速度特性記憶手段と、前記舵角検出手段により検出された舵角を車速に応じた舵角に修正する修正舵角算出手段と、前記車速センサにより検出された車速および前記修正舵角算出手段により修正された修正舵角に適応するように前記基本ベース目標角速度特性記憶手段が記憶する基本ベース目標角速度特性を変更するベース目標角速度特性変更手段と、
前記トルクセンサにより検出された操舵トルクを前記ベース目標角速度特性変更手段により変更されたベース目標角速度特性に照らしてベース目標角速度を検索するベース目標角速度検索手段と、前記ベース目標角速度検索手段により検索されたベース目標角速度を車速に応じた目標角速度に修正する目標角速度算出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、
前記角速度フィードバック制御手段が、請求項１記載の電動パワーステアリング装置において、前記目標角速度設定処理手段により設定された目標角速度と前記角速度演算手段により算出された角速度との差が０となるように目標電流値を演算し、前記目標電流値と前記アシストモータを流れるモータ電流値との差が０となるようにアシストモータを駆動制御する電流フィードバック制御手段を備えてい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、目標角速度設定処理手段により操舵トルクと車速と舵角に基づき目標角速度が演算され、角速度フィードバック制御手段によりこの目標角速度と角速度の差が０となるようにアシストモータを駆動制御するので、フィードバック制御の媒体とされるステアリングの角速度にはモータや動力伝達系のフリクションや特性のバラツキを包含しているため、角速度フィードバック制御手段はこれらの個々のバラツキの影響を吸収して安定した操舵フィーリングを得ることができる。
そして、目標角速度設定処理手段が、基本となる操舵トルクに対するステアリングの角速度の対応関係である基本ベース目標角速度特性を記憶する基本ベース目標角速度特性記憶手段を備え、車速と車速に応じた修正舵角に適応するように基本ベース目標角速度特性を変更し、変更したベース目標角速度特性に操舵トルクを照らしてベース目標角速度を検索し、ベース目標角速度を車速と舵角に応じた目標角速度に修正するので、この目標角速度に従ってアシストモータを角速度フィードバック制御することができ、モータや動力伝達系のフリクションや特性のバラツキの影響を吸収して安定した操舵フィーリングを得ることが容易にできる。

請求項２記載の電動パワーステアリング装置によれば、目標角速度と角速度との差が０となるように目標電流値を演算し、電流フィードバック制御手段により目標電流値とモータ電流値との差が０となるようにアシストモータを駆動制御するので、アシストモータ自体もモータ電流が目標電流値になるように効率良くフィードバック制御されてアシストモータの安定した駆動制御ができる。

以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図１３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ヤボックス４が設けられている。
ステアリングギヤボックス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はステアリングギヤボックス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。

ステアリングギヤボックス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がステアリングギヤボックス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28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。

前記操舵トルクセンサ20が検出する操舵トルクＴおよび回転角センサ28が検出する回転数ｎとともに車速センサ25により検出される車速ｖに基づいてアシストモータＭが駆動制御され、この操舵を補助する操舵トルク制御をコンピュータにより行う操舵トルク制御装置30の概略ブロック図を図３に示す。

操舵トルク制御装置30は、目標角速度設定処理手段31を備えており、同目標角速度設定処理手段31には前記車速センサ25から車速ｖが入力され、前記操舵トルクセンサ20から操舵トルクＴが入力されるとともに、前記回転角センサ28が検出した回転数ｎに基づき舵角検出手段33が検出したステアリングの舵角θが入力され、目標角速度設定処理手段31はこれら車速ｖ，操舵トルクＴ，舵角θに基づき予め記憶手段32が記憶する各種特性マップを用いて処理して目標角速度ωｍを導き出し設定する。
なお、ステアリング舵角θは、舵角検出手段33により回転数ｎから求めたが、舵角センサにより直接舵角θを検出してもよい。

目標角速度設定処理手段31が設定した目標角速度ωｍは、角速度フィードバック制御手段35に入力される。
一方で、前記舵角検出手段33により検出された舵角θに基づいて角速度演算手段34が舵角θを時間微分して角速度ωを演算している。

角速度フィードバック制御手段35は、このフィードバックされてきた角速度ωを入力し、前記目標角速度設定処理手段31が設定した目標角速度ωｍとの差を０にするようなアシスト目標電流Ｉｍを演算し、電流フィードバック制御手段36に出力する。

電流フィードバック制御手段36によってこのアシスト目標電流Ｉｍとフィードバックしたモータ電流Ｉ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26に出力されて、モータ駆動回路26のＰＷＭ制御によってアシストモータＭが安定して駆動制御される。
なお、アシストモータＭには、モータ電流Ｉを検出するモータ電流検出装置27が備えられ、モータ電流検出装置27が検出したモータ電流Ｉを電流フィードバック制御手段36にフィードバックしている。

操舵トルク制御装置30は、以上のように、目標角速度設定処理手段31により求められた目標角速度ωｍに基づき角速度フィードバック制御手段35により角速度を媒体としてアシストモータＭをフィードバック制御するものである。

ここに、目標角速度設定処理手段31による目標角速度ωｍの導出過程において記憶手段32が記憶する各種特性マップが使用されるが、これらは予め最適な特性に設定されて記憶されたものである。
特性マップには、後にそれぞれ説明するが、舵角レシオ特性マップ32ａ，角速度レシオ特性マップ32ｂ，修正保舵トルク特性マップ32ｃ，シフトトルク特性マップ32ｄ，ベース目標角速度特性マップ32ｅなどがある。

通常車両が走行中は、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、舵角θに対する操舵トルクＴは、切込み操舵時と戻し操舵時とでは、同じ舵角θでも異なり、図５に示すように、ヒステリシスが構成される。
なお、舵角θは、正の値が右舵角（θ＞０）、負の値が左舵角（θ＜０）を示す。

図５を参照して、ある車速で直進（舵角θ＝０）していて右方向に操舵するとき、操舵トルクがＴＲｓとなったところで実際に操舵が開始し、操舵トルクＴとともに舵角θが大きくなる切込み操舵曲線に乗る。

そして舵角θで左方向の戻し操舵に入ると、切込み操舵曲線でなく、戻し操舵曲線に移動して操舵トルクＴとともに舵角θが小さくなる所謂ヒステリシス曲線が形成されている。
左方向に操舵し戻すときも、同様で対称なヒステリシス曲線が形成されている。

舵角θが０の直進時の舵角θが０に保持される限界のトルクを保舵トルクと称すると、図５に示す車速時は、右方向の操舵による保舵トルクはＴＲｓで、左方向の操舵による保舵トルクはＴＬｓで、この保舵トルクＴＲｓ、ＴＬｓ間のトルクでは舵角θが０に保持される。

車速ｖ＝０の停車時において、舵角θ＝０に保持される保舵トルクＴＲｏ、ＴＬｏは、車輪と路面との静止摩擦により最も大きなトルクを示すことになる。
また、図５を参照して、任意の舵角θ´を保持する保舵トルクＴＲｓ´、ＴＬｓ´間は、舵角θ＝０のときの保舵トルクＴＲｓ、ＴＬｓ間より狭い間隔となっている。

以上のことをもとに、前記目標角速度設定処理手段31により目標角速度ωｍを導出する場合に、基本となる操舵トルクＴに対するベース目標角速度ωｂの対応関係を予め求め設定しておく。
この基本となる操舵トルクＴに対するベース目標角速度ωｂの関係である基本ベース目標角速度特性は、車速ｖ＝０の停車時にステアリングを据え切りにしたときのもので、図６に示す。

図６は、横軸に操舵トルクＴをとり、縦軸にベース目標角速度ωｂをとっている。
ここで舵角θ＝０の状態から右方向に操舵し操舵トルクＴを上げていくと、前記保舵トルクＴＲｏまでは舵角θ＝０が維持され、保舵トルクＴＲｏから舵角の角速度が上昇する曲線が設定されている。

この保舵トルクＴＲｏから操舵トルクＴに対して上昇する最適な角速度を、ベース目標角速度ωｂとして予め求め設定しておく。
この保舵トルクＴＲｏ以上の操舵トルクＴに対するベース目標角速度ωｂの関係を、マップとして記憶するのが、前記ベース目標角速度特性マップ32ｅであり、図７にベース目標角速度特性曲線として示す。
図７は、操舵トルクＴの保舵トルクＴＲｏとのトルク差ΔＴを横軸にして、特性曲線の形状は図６に示す曲線と同じである。

図６において、舵角θ＝０の状態から左方向に操舵したときの操舵トルクＴに対するベース目標角速度ωｂの関係は、上記右方向に操舵したときと全く対称の特性曲線を描くものである。

この図６の操舵トルクＴに対するベース目標角速度ωｂの基本となる関係は、車速ｖ＝０の特別の状態におけるもので、実際には車速ｖと舵角θにより保舵トルクＴＲｏ、ＴＬｏが移動し、保舵トルクＴＲｏ、ＴＬｏの移動とともにベース目標角速度特性曲線が横軸方向にシフトした操舵トルクＴに対するベース目標角速度ωｂの関係（図１１参照）を用いて操舵トルクＴからベース目標角速度ωｂが求められる。

目標角速度設定処理手段31が、車速ｖと舵角θおよび操舵トルクＴから最終的な目標角速度ωｍを求める処理を行っており、この処理を行う制御ブロック図を図４に示す。
車速ｖによって保舵トルクＴＲｏ、ＴＬｏを修正する修正保舵トルク検索手段41が備えられており、同修正保舵トルク検索手段41は、図８に示す前記記憶手段32が記憶する修正保舵トルク特性マップ32ｃに照らして修正保舵トルクＴＲｓ、ＴＬｓを検索する。

図８に示すように、車速ｖに対して修正保舵トルクＴＲｓは、車速ｖ＝０で保舵トルクＴＲｏを示し、走り出して車速ｖが上がり始めると、保舵トルクは減少してある車速（低速）以上では略一定の値を示す。
したがって、図６に示す保舵トルクＴＲｏ、ＴＬｏは、車速ｖが上昇し始めると、ともに小さい修正保舵トルクＴＲｓ、ＴＬｓとなり、両者間の幅は狭くなり、ベース目標角速度特性曲線も操舵トルクＴ＝０に近づく方向にシフトする。

図５の舵角θに対する操舵トルクＴの関係において、修正保舵トルクＴＲｓ、ＴＬｓは舵角θ＝０のときのもので、ある舵角θ´を持つときは、図５に示すように保舵トルクがＴＲｓ´、ＴＬｓ´にシフトする。
この舵角θに対するシフトトルク量を、車速ｖ＝０のときに予め求め設定したシフトトルク特性マップ32ｄが図９に示すものである。

図９(1)が切込み操舵時の切込みシフトトルクＴfwを示しており、図９(2)が戻し操舵時の戻しシフトトルクＴbwを示している。
切込みシフトトルクＴfwおよび戻しシフトトルクＴbwは、ともに舵角に応じて上昇する特性を示す。
ただし、横軸の舵角は、車速ｖにより修正された修正舵角θｓであり、同修正舵角θｓを用いてシフトトルクを求める。

図１０に示すような車速ｖに対する舵角レシオＲθの舵角レシオ特性マップ32ａを予め求め設定してあり、舵角レシオ検索手段42がこの舵角レシオ特性マップ32ａに照らして車速ｖから舵角レシオＲθを検索し、修正舵角算出手段43が舵角θの絶対値｜θ｜にこの舵角レシオＲθを乗算して修正舵角θｓ（＝｜θ｜×Ｒθ）を算出する。

舵角レシオ特性マップ32ａは、図１０に示すように車速ｖ＝０のとき、1.0の値を示し、車速ｖが上昇するに従い大きい値を示す特性であり、したがって修正舵角θｓは舵角θを最低値として車速ｖが大きくなる程大きい値を示す。
車速ｖが大きくなると実際の舵角θより大きな修正舵角θｓを用いて図９のシフトトルク特性マップ32ｄからより大きいシフトトルクを求めることになる。
これにより、高車速でのふらつき感を抑制でき、中立付近の操舵力をあまり高くせずに反力感を持たせている。

この修正舵角θｓを用いて切込みシフトトルク検索手段44が、図９(1)の切込みシフトトルクマップに照らして切込みシフトトルクＴfwを検索し、修正舵角θｓを用いて戻しシフトトルク検索手段45が、図９(2)の戻しシフトトルクマップに照らして戻しシフトトルクＴbwを検索する。

切込みシフトトルクＴfwと戻しシフトトルクＴbwが求まると、保舵トルク算出手段46が、先に検索しておいた修正保舵トルクＴＲｓ、ＴＬｓを、切込みシフトトルクＴfwと戻しシフトトルクＴbwに基づいてシフトして、実際の車速ｖで舵角θの走行状態において使用できる保舵トルクＴＲ、ＴＬを算出する。

こうして切込みシフトトルクＴfwと戻しシフトトルクＴbwによりシフトさせた操舵トルクＴとベース目標角速度ωｂの関係マップを、図１１に示す。
図１１(1)は、右操舵時のもので、修正保舵トルクＴＲｓ、ＴＬｓが右操舵トルク方向にそれぞれ切込みシフトトルクＴfwと戻しシフトトルクＴbwだけシフトして右方向保舵トルクＴＲ（＝ＴＲｓ＋Ｔfw）、左方向保舵トルクＴＬ（＝ＴＬｓ＋Ｔbw）となっている。
この保舵トルクの移動に伴いベース目標角速度特性曲線も右操舵トルク方向に同じシフトトルクだけ平行にシフトしている。

図１１(2)は、左操舵時のもので、修正保舵トルクＴＲｓ、ＴＬｓが左操舵トルク方向にそれぞれ切込みシフトトルクＴfwと戻しシフトトルクＴbwだけシフトして右方向保舵トルクＴＲ（＝ＴＲｓ−Ｔbw）、左方向保舵トルクＴＬ（＝ＴＬｓ−Ｔfw）となっている。
この保舵トルクの移動に伴いベース目標角速度特性曲線も左操舵トルク方向に同じシフトトルクだけ平行にシフトしている。

この図１１に示す車速ｖと舵角θにおける操舵トルクＴとベース目標角速度ωｂの関係マップまたは図７に示すベース目標角速度特性マップ32ｅを用いてベース目標角速度検索手段47により検出操舵トルクＴからベース目標角速度ωｂが求められる。

すなわち、図１１を参照して、操舵トルクセンサ20により検出された操舵トルクＴが右方向保舵トルクＴＲと左方向保舵トルクＴＬ間にある場合（ＴＬ＜Ｔ＜ＴＲ）は、ベース目標角速度ωｂ＝０であり、操舵トルクＴが右方向保舵トルクＴＲより大きい場合（Ｔ≧ＴＲ）は、そのトルク差ΔＴ（＝｜Ｔ−ＴＲ｜）に応じた右方向のベース目標角速度ωｂが図７のベース目標角速度特性マップ32ｅから求まり、操舵トルクＴが左方向保舵トルクＴＬより小さい場合（Ｔ≦ＴＬ）は、そのトルク差ΔＴ（＝｜Ｔ−ＴＬ｜）に応じた左方向のベース目標角速度ωｂがベース目標角速度特性マップ32ｅから求まる。

ベース目標角速度検索手段47により求められたベース目標角速度ωｂは、目標角速度算出手段49により車速ｖによる修正を受けて最終的な目標角速度ωｍが算出される。
図１２に示すような車速ｖに対する角速度レシオＲωの角速度レシオ特性マップ32ｂを予め求めて設定してあり、角速度レシオ検索手段48がこの角速度レシオ特性マップ32ｂに照らして車速ｖから角速度レシオＲωを検索し、目標角速度算出手段49がベース目標角速度ωｂにこの角速度レシオＲωを乗算して目標角速度ωｍ（＝ωｂ×Ｒω）を算出する。

角速度レシオ特性マップ32ｂは、図１２に示すように車速ｖ＝０のとき、1.0の値を示し、車速ｖが上昇するに従い大きい値を示す特性であり、したがって目標角速度ωｍはベース目標角速度ωｂを最低値として車速ｖが大きくなる程大きい値を示す。
車速ｖが大きい程ステアリングの角速度も大きく速い操舵が求められる。
これにより、高車速での戻り速度と、特に手放し時の戻り速度の向上が図れる。

以上の目標角速度設定処理手段31により設定される目標角速度ωｍの算出処理手順を、図１３にフローチャートで示している。
同フローチャートに従って改めて順を追って説明する。

まず、ステップ１で舵角検出手段33により検出された舵角θを読込み、ステップ２で操舵トルクセンサ20により検出された操舵トルクＴを読込み、さらにステップ３で車速センサ25により検出された車速ｖを読込む。

次のステップ４で舵角レシオ検索手段42により舵角レシオ特性マップ32ａ（図１０参照）を用いて車速ｖから舵角レシオＲθを検索し、ステップ５で角速度レシオ検索手段48により角速度レシオ特性マップ32ｂ（図１２参照）を用いて車速ｖから角速度レシオＲωが検索される。
次のステップ６では、修正保舵トルク検索手段41により修正保舵トルク特性マップ32ｃ（図８参照）を用いて車速ｖから修正保舵トルクＴＲｓ、ＴＬｓが検索される。

次のステップ７において、修正舵角算出手段43により舵角θの絶対値に舵角レシオＲθを乗算して修正舵角θｓ（＝｜θ｜×Ｒθ）が算出される。
そして、ステップ８で、切込みシフトトルク検索手段44および戻しシフトトルク検索手段45によりシフトトルク特性マップ32ｄ（図９参照）を用いて修正舵角θｓから切込みシフトトルクＴfwと戻しシフトトルクＴbwが検索される。

次のステップ９では、舵角θが負の値であるか否か、すなわちステアリングが左転舵状態にあるか否かを判別し、左転舵の場合はステップ12に飛び、右転舵の場合はステップ10に進む。

右転舵でステップ10に進むと、保舵トルク算出手段46により修正保舵トルクＴＲｓに切込みシフトトルクＴfwを加算することで右方向保舵トルクＴＲ（＝ＴＲｓ＋Ｔfw）が算出され、次のステップ11で修正保舵トルクＴＬｓに戻しシフトトルクＴbwを加算することで左方向保舵トルクＴＬ（＝ＴＬｓ＋Ｔbw）が算出され、ステップ14に進む。

一方、左転舵でステップ12に飛ぶと、保舵トルク算出手段46により修正保舵トルクＴＲｓから戻しシフトトルクＴbwを減算することで右方向保舵トルクＴＲ（＝ＴＲｓ−Ｔbw）が算出され、次のステップ13で修正保舵トルクＴＬｓから切込みシフトトルクＴfwを減算することで左方向保舵トルクＴＬ（＝ＴＬｓ−Ｔfw）が算出され、ステップ14に進む。

ステップ14に進むと、操舵トルクＴが右方向保舵トルクＴＲ以上であるか否かが判別され、操舵トルクＴ≧右方向保舵トルクＴＲであると、右方向の目標角速度ωｍが求められる場合であり、ステップ17に進み、操舵トルクＴと右方向保舵トルクＴＲのトルク差ΔＴ（＝｜Ｔ−ＴＲ｜）を算出し、ステップ18で同トルク差ΔＴから図７のベース目標角速度特性マップ32ｅに照らしてベース目標角速度ωｂを検索し、ステップ19で同ベース目標角速度ωｂに角速度レシオＲωを乗算して目標角速度ωｍ（＝ωｂ×Ｒω）を算出する。
この目標角速度ωｍは右方向の目標角速度である。

先のステップ14で操舵トルクＴ＜右方向保舵トルクＴＲであると判別されたときは、ステップ15に進み、操舵トルクＴが左方向保舵トルクＴＬ以下であるか否かが判別され、操舵トルクＴ≦左方向保舵トルクＴＬであると、左方向の目標角速度ωｍが求められる場合であり、ステップ20に進み、操舵トルクＴと左方向保舵トルクＴＬとのトルク差ΔＴ（＝｜Ｔ−ＴＬ｜）を算出し、ステップ21で同トルク差ΔＴから図７のベース目標角速度特性マップ32ｅに照らしてベース目標角速度ωｂを検索し、ステップ22で同ベース目標角速度ωｂに角速度レシオＲωを乗算して目標角速度ωｍ（＝−ωｂ×Ｒω）を算出する。
この目標角速度ωｍは左方向の目標角速度である。

先のステップ15で操舵トルクＴ＞左方向保舵トルクＴＬであると判別されたとき、すなわち左方向保舵トルクＴＬ＜操舵トルクＴ＜右方向保舵トルクＴＲであるときは、ステップ16に進んで、目標角速度ωｍ＝０とする。
このようにして車速ｖ，舵角θ、操舵トルクＴのときの目標角速度ωｍが求められる。

目標角速度設定処理手段31により求められた目標角速度ωｍは、前記したように角速度フィードバック制御手段35に入力され、角速度フィードバック制御手段35は、別途フィードバックされてきた角速度ωが目標角速度ωｍに近づくように、両者の差を０にするようなアシスト目標電流Ｉｍを演算し、同アシスト目標電流Ｉｍに基づいてアシストモータＭが駆動制御される。

アシストモータＭのフィードバック制御の媒体としているステアリングの角速度ωは、アシストモータＭやステアリングギヤボックス４等の動力伝達系のフリクションや特性のバラツキを包含しているので、角速度フィードバック制御手段35による角速度を媒体とするフィードバック制御は、これらフリクション等のバラツキの影響を吸収して違和感のない自然な安定した操舵フィーリングを実現することができる。

以上の実施の形態では角速度フィードバック制御手段35がアシスト目標電流Ｉｍを演算し、アシスト目標電流Ｉｍをもとに電流のフィードバック制御によりアシストモータＭを駆動していたが、この電流フィードバック制御を削除して角速度フィードバック制御手段からの出力を、モータ駆動電圧としてモータ駆動回路に入力し、直接アシストモータＭを駆動することも可能である。

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。 ステアリングギヤ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。 目標角速度設定処理手段の制御ブロック図である。 舵角に対する操舵トルクの関係を示す図である。 操舵トルクに対する基本ベース目標角速度特性を示す図である。 ベース目標角速度特性曲線を示す図である。 車速に対する修正保舵トルク特性を示す図である。 ステアリングの切込み時と戻し時の修正舵角に対するシフトトルク特性を示す図である。 車速に対する舵角レシオ特性を示す図である。 右操舵時と左操舵時の操舵トルクに対するベース目標角速度特性を示す図である。 車速に対する角速度レシオ特性を示す図である。 目標角速度設定処理手段による目標角速度の算出処理手順を示すフローチャートである。

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…ステアリングギヤボックス、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…操舵トルクセンサ、21…コア、22，23…コイル、25…車速センサ、26…モータ駆動回路、27…モータ電流検出装置、28…回転角センサ、
30…操舵トルク制御装置、31…目標角速度設定処理手段、32…記憶手段、33…舵角検出手段、34…角速度演算手段、35…角速度フィードバック制御手段、36…電流フィードバック制御手段、
41…修正保舵トルク検索手段、42…舵角レシオ検索手段、43…修正舵角算出手段、44…切込みシフトトルク検索手段、45…戻しシフトトルク検索手段、46…保舵トルク算出手段、47…ベース目標角速度検索手段、48…角速度レシオ検索手段、49…目標角速度算出手段。

Claims (2)

1. アシストモータの駆動力がステアリング操舵力を補助する電動パワーステアリング装置において、
   操舵トルクを検出するトルクセンサと、
   車速を検出する車速センサと、
   ステアリングの舵角を検出する舵角検出手段と、
   前記舵角検出手段が検出した舵角からステアリングの角速度を算出する角速度演算手段と、
   前記トルクセンサにより検出された操舵トルクと前記車速センサにより検出された車速と前記舵角検出手段により検出された舵角に基づき目標角速度を演算し設定する目標角速度設定処理手段と、
   前記目標角速度設定処理手段により設定された目標角速度と前記角速度演算手段により算出される角速度との差が０となるようにアシストモータを駆動制御する角速度フィードバック制御手段とを備え、
   前記目標角速度設定処理手段が、
   予め車速が０の条件で設定した操舵トルクに対する目標角速度の基本的な対応関係である基本ベース目標角速度特性を記憶する基本ベース目標角速度特性記憶手段と、
   前記舵角検出手段により検出された舵角を車速に応じた舵角に修正する修正舵角算出手段と、
   前記車速センサにより検出された車速および前記修正舵角算出手段により修正された修正舵角に適応するように前記基本ベース目標角速度特性記憶手段が記憶する基本ベース目標角速度特性を変更するベース目標角速度特性変更手段と、
   前記トルクセンサにより検出された操舵トルクを前記ベース目標角速度特性変更手段により変更されたベース目標角速度特性に照らしてベース目標角速度を検索するベース目標角速度検索手段と、
   前記ベース目標角速度検索手段により検索されたベース目標角速度を車速に応じた目標角速度に修正する目標角速度算出手段と、
   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. 前記角速度フィードバック制御手段が、
   前記目標角速度設定処理手段により設定された目標角速度と前記角速度演算手段により算出された角速度との差が０となるように目標電流値を演算し、
   前記目標電流値と前記アシストモータを流れるモータ電流値との差が０となるようにアシストモータを駆動制御する電流フィードバック制御手段を備えてい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。

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