JP5526630B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。

従来、車両用のパワーステアリング装置には、モータを駆動源とする電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）がある。通常、このようなＥＰＳにおいて、その制御装置は、ステアリングシャフトを介して伝達される操舵トルクを検出し、当該操舵トルクに基づいて、操舵系に付与すべき目標アシスト力（の基礎成分）を演算する。そして、その目標アシスト力に対応する電流指令値に実電流値を追従させるべくフィードバック制御を実行することにより、モータに対する駆動電力の供給を通じて、そのアクチュエータの作動を制御する構成となっている。

ところで、このようなＥＰＳにおいては、静粛性の向上が最も重要な課題の一つとなっている。そして、その静粛性が問題になりやすい状況として、低速走行時、とりわけ停車状態におけるステアリング操作、所謂据え切り時を挙げることができる。

即ち、路面反力が大きな低速走行時は、ステアリング操作により大きなトルク（ハンドトルク＋アシストトルク）を必要とすることから、その駆動源であるモータの作動による音や振動が発生しやすい。そして、特に停車時には、ステアリング操作が比較的ゆっくりと行なわれることから、その音や振動の発生に運転者（及び搭乗者）が気付きやすくなる。

この点を踏まえ、従来、例えば、特許文献１には、車速に応じてフィードバックゲインを変更し、その応答性を低下させる構成が開示されている。そして、特許文献２には、同様に、その操舵速度（ステアリングの回転速度）に応じてフィードバックゲインを変更する構成が開示されている。

即ち、上記のような音や振動は、例えば、減速ギヤの噛み合い変動等、その駆動源であるモータ外部の構成に由来して、上記検出される操舵トルクに含まれるリップル成分を主たる要因とする。つまり、このようなリップル成分を含む操舵トルクに基づき目標アシスト力が演算され、当該目標アシスト力に対応する電流指令値に基づき上記フィードバック制御が実行されることにより、そのリップル成分が増幅され、上記のような音や振動が発生する。従って、上記のように、そのフィードバックゲインを変更して応答性を下げることにより、こうしたリップル成分の増幅を抑えることができる。そして、上記各従来技術は、車速或いは操舵速度に基づき音や異音が顕在化しやすい状況を推定してフィードバック制御の応答性を下げることにより、その静粛性の向上と良好な操舵フィーリングの維持との両立を図る構成となっている。

特許第３２３１９３２号明細書 特開２００１−２３９９４７号公報 特開２００８−６９１９号公報 特開２００６−１３１１９１号公報

しかしながら、上記の各従来技術において「音や異音が顕在化しやすい状況」と推定する「低車速時」或いは「低操舵速度時」には、実際には振動や異音が発生し難い状況も含まれる。例えば、低μ路においては、その路面反力の低下により、検出される操舵トルクも小さな値となることから、当該操舵トルクに含まれるリップル成分の影響もまた限定的なものとなる。そして、このような場合に、フィードバック制御の応答性を下げることで、ステアリング戻り性の低下し、残留舵角が発生する等、操舵フィーリングの悪化を招いてしまうという課題を残しており、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

尚、特許文献３には、モータの実電流値に応じてフィードバックゲインを変更する構成が開示されている。しかしながら、これについてもまた、上記の各従来技術と同様、「検出される実電流値が高さ」がそのまま「音や異音が顕在化しやすい状況」を示すものではないことから、やはり応答性の低下による弊害が表面化する可能性がある。

また、特許文献４には、操舵トルクの変化に対する基本アシスト成分の変化の割合（アシスト勾配）に基づいて、検出される操舵トルクについて行なう位相補償制御（ローパスフィルタ）の特性を変更する構成が開示されており、これにより、その操舵フィーリングの改善を図ることが可能となっている。しかしながら、この位相補償制御が対象とする周波数帯域は、上記操舵トルクに含まれるリップル成分の周波数とは異なっている。そのため、この特許文献４に開示された従来技術もまた、上記の課題については、何ら解決するものではない。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、より適切なフィードバックゲインの変更を可能として良好な操舵フィーリングを維持しつつ静粛性の向上を図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にある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、モータを駆動源として操舵系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操舵力補助装置と、前記モータに対する駆動電力の供給を通じて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、操舵トルクに基づき前記操舵力補助装置に発生させるべき目標アシスト力を演算するとともに、該目標アシスト力に対応する電流指令値に実電流値を追従させるべくフィードバック制御を実行する電動パワーステアリング装置において、前記フィードバック制御は、前記電流指令値と前記実電流値との偏差にフィードバックゲインを乗ずることにより行なわれるものであって、前記制御手段は、操舵速度が共振周波数帯域に対応する所定の速度範囲にある場合に、前記操舵トルクの変化に対する前記目標アシスト力の変化の割合であるアシスト勾配に基づいて前記フィードバックゲインを低減すること、を要旨とする。

即ち、駆動源であるモータの作動に伴い発生する音や振動の問題は、検出される操舵トルクに含まれたリップル成分が、その主たる要因の一つであり、同リップル成分は、フィードバック制御の実行により増幅される。このため、上記音や振動の問題は、上記アシスト勾配が大きな領域において、より顕著となる傾向がある。従って、上記構成のように、アシスト勾配に応じてフィードバックゲインを変更することにより、そのフィードバックゲインの変更をより適切なものとすることができる。その結果、良好な操舵フィーリングを維持しつつ静粛性の向上を図ることができるようになる。
また、ステアリング操作時に生ずる音や振動の問題は、モータの作動により生ずる振動が伝播する際、その伝播経路を形成する部材が共振することにより顕在化する。そして、そのモータの作動により生ずる振動の周波数は、操舵速度（モータの回転角速度）に依存して変化する。従って、上記構成のように、その操舵速度が共振周波数帯域に対応する所定の速度範囲にある場合にフィードバックゲインを低減することで、より効果的に、その作動音及び振動を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記アシスト勾配が所定の閾値を超える場合には、前記フィードバックゲインを低減すること、を要旨とする。
即ち、アシスト勾配に基づくフィードバックゲインの変更を採用する最大の利点は、当該アシスト勾配から、音や振動が発生する可能性が高い状態を精度よく推定することが可能な点にある。

従って、上記構成のように、そのアシスト勾配が所定の閾値を超える場合、即ち、操舵トルクに含まれるリップル成分の増幅が顕著になるアシスト勾配の大きな領域に限定してフィードバックゲインを低減することにより、効果的に音や振動の発生を抑制することができる。そして、そのフィードバックゲインを低減する状況の絞り込みによって、併せてその応答性の低下による弊害の発生を効果的に抑制することができる。

請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、操舵速度が共振周波数帯域に対応する所定の速度範囲にない場合には、前記アシスト勾配に基づく前記フィードバックゲインの低減を行なわないこと、を要旨とする。

即ち、モータの作動により生ずる振動の水準自体は高くとも、車室内の搭乗者がこれに気付かない限りは問題とならない。従って、上記構成のように、アシスト勾配の大きな領域であっても、更に操舵速度が共振周波数帯域に対応する所定の速度範囲にある場合に絞り込んでフィードバックゲインの低減を行なうことにより、その応答性低下の影響を最小限度に抑えつつ、効果的に、モータ作動音及び振動を抑制することができる。

本発明によれば、より適切なフィードバックゲインの変更を可能として良好な操舵フィーリングを維持しつつ静粛性の向上を図ることが可能な電動パワーステアリング装置を提供することができる。

電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。 ＥＰＳの制御ブロック図。 アシスト制御量演算の概要を示す説明図。 アシスト勾配の説明図。 第１の実施形態におけるＦ／Ｂゲイン演算部の概略構成図。 フィードバックゲイン変更による応答性の変化を示す説明図。 第２の実施形態におけるモータ制御信号出力部の概略構成図。 共振周波数と操舵速度との関係を示す説明図。 第２の実施形態におけるフィードバックゲイン可変制御の処理手順を示すフローチャート。 別例のフィードバックゲイン可変制御の態様を示す説明図。 別例のフィードバックゲイン可変制御の態様を示す説明図。

［第１の実施形態］
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト３は、コラムシャフト８、インターミディエイトシャフト９、及びピニオンシャフト１０を連結してなる。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド１１を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪１２の舵角、即ち車両の進行方向が変更される。

また、ＥＰＳ１は、モータ２１を駆動源として操舵系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操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ２２と、該ＥＰＳアクチュエータ２２の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ２３とを備えている。

本実施形態のＥＰＳアクチュエータ２２は、所謂コラム型のＥＰＳアクチュエータであり、その駆動源であるモータ２１は、減速機構２４を介してコラムシャフト８と駆動連結されている。尚、本実施形態では、モータ２１には、ブラシ付きの直流モータが用いられている。また、減速機構２４には、ウォーム＆ホイールが採用されている。そして、同モータ２１の回転を減速機構２４により減速してコラムシャフト８に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。

一方、ＥＣＵ２３には、車速センサ２７及びトルクセンサ２８が接続されており、ＥＣＵ２３は、これら各センサの出力信号に基づいて、車速Ｖ及び操舵トルクτ（τ_na）を検出する。尚、本実施形態のトルクセンサ２８は、コラムシャフト８の途中、詳しくは、その上記減速機構２４よりもステアリング２側に設けられたトーションバー３０と、同トーションバー３０の両端に設けられた一対の回転角センサ（レゾルバ）３１，３２を備えた所謂ツインレゾルバ型のトルクセンサとして構成されている。そして、ＥＣＵ２３は、これら検出される各状態量に基づいて目標アシスト力を演算し、当該目標アシスト力をＥＰＳアクチュエータ２２に発生させるべく、その駆動源であるモータ２１への駆動電力の供給を通じて、該ＥＰＳアクチュエータ２２の作動、即ち操舵系に付与するアシスト力を制御する構成となっている。

次に、本実施形態のＥＰＳにおけるアシスト制御の態様について説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ２３は、モータ制御信号を出力するマイコン４１と、そのモータ制御信号に基づいて、ＥＰＳアクチュエータ２２の駆動源であるモータ２１に駆動電力を供給する駆動回路４２とを備えて構成されている。

本実施形態では、ＥＣＵ２３には、モータ２１に通電される実電流値Ｉを検出するための電流センサ４３が設けられている。そして、マイコン４１は、上記各車両状態量、並びに電流センサ４３により検出されたモータ２１の実電流値Ｉに基づいて、駆動回路４２に出力するモータ制御信号を生成する。

尚、以下に示す各制御ブロックは、マイコン４１が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。そして、同マイコン４１は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定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することにより、モータ制御信号を生成する。

詳述すると、マイコン４１は、モータ２１に対する電力供給の目標値である電流指令値Ｉ*を演算する電流指令値演算部４５と、電流指令値演算部４５により算出された電流指令値Ｉ*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部４６とを備えている。

電流指令値演算部４５には、上記目標アシスト力（の基礎成分）に相当するアシスト制御量Ｉas*を演算するアシスト制御部４７が設けられており、上記車速Ｖ及び操舵トルクτは、このアシスト制御部４７に入力される。

尚、本実施形態では、トルクセンサ２８の出力する検出信号としての操舵トルクτ_naは、先ず、位相補償制御部４８に入力される。そして、上記アシスト制御部４７には、この位相補償制御部４８において位相補償処理（ローパスフィルタ）が施された後の操舵トルクτ、及び車速Ｖが入力されるようになっている。

図３に示すように、本実施形態では、アシスト制御部４７は、当該操舵トルクτの絶対値が大きいほど、また車速Ｖが小さいほど、より大きなアシスト力を付与すべき旨のアシスト制御量Ｉas*を演算する構成となっている。そして、図４に示すように、特に操舵トルクτとアシスト制御量Ｉas*との関係については、当該操舵トルクτが大きいほど、その操舵トルクτの変化に対するアシスト制御量Ｉas*の変化の割合であるアシスト勾配αが大きくなるように設計されている（α＝dＩas*／dτ、動作点Ｐ（τ＝Ｔ）における微分項）。

図２に示すように、モータ制御信号出力部４６には、この電流指令値演算部４５が出力する電流指令値Ｉ*とともに、上記電流センサ４３により検出された実電流値Ｉが入力される。そして、モータ制御信号出力部４６は、この電流指令値Ｉ*に実電流値Ｉを追従させるべく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を演算する。

詳述すると、モータ制御信号出力部４６において、電流指令値Ｉ*及び実電流値Ｉは、減算器４９に入力され、同減算器４９において演算された偏差ΔＩは、Ｆ／Ｂ制御部５０へと入力される。そして、Ｆ／Ｂ制御部５０は、その偏差ΔＩにフィードバックゲインを乗ずることにより、そのフィードバック制御（比例：Ｐ、積分：Ｉ）を実行する。

具体的には、Ｆ／Ｂ制御部５０は、偏差ΔＩに比例ゲインＫpを乗ずることにより得られる比例成分、及び偏差ΔＩの積分値に積分ゲインＫiを乗ずることにより得られる積分成分を加算することにより、電圧指令値Ｖ*を演算する。そして、この電圧指令値Ｖ*に基づいて、ＰＷＭ制御部５１がモータ制御信号を生成する。

このようにして生成されたモータ制御信号は、マイコン４１から駆動回路４２へと出力され、同駆動回路４２により当該モータ制御信号に基づく駆動電力がモータ２１へと供給される。そして、その目標アシスト力に相当するモータトルクが発生することにより、当該目標アシスト力に対応するアシスト力が操舵系に付与される構成となっている。

（フィードバックゲイン可変制御）
次に、本実施形態のＥＰＳにおけるフィードゲイン可変制御の態様について説明する。
図２に示すように、本実施形態では、上記モータ制御信号出力部４６には、Ｆ／Ｂゲイン演算部５２が設けられており、上記Ｆ／Ｂ制御部５０によるフィードバック制御は、同Ｆ／Ｂゲイン演算部５２が演算する比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを用いて行なわれる。そして、本実施形態では、その比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを変更してフィードバック制御の応答性を変化させることにより、良好な操舵フィーリングを維持しつつ、駆動源であるモータ２１の作動に伴う音や振動の発生を抑制して静粛性の向上を図る構成となっている。

詳述すると、本実施形態では、電流指令値演算部４５に設けられたアシスト制御部４７は、上記目標アシスト力（の基礎成分）に相当するアシスト制御量Ｉas*とともに、当該アシスト制御量Ｉas*の演算時（図４参照、動作点Ｐ）における操舵トルクτの変化に対するアシスト制御量Ｉas*の変化の割合、即ちアシスト勾配αを出力する構成となっている。そして、本実施形態では、上記Ｆ／Ｂゲイン演算部５２が、このアシスト勾配αに基づいて、その演算する比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを変更することにより、Ｆ／Ｂ制御部５０の実行するフィードバック制御の応答性を変化させるようになっている。

さらに詳述すると、図５に示すように、本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部５２は、比例ゲイン演算部５３及び積分ゲイン演算部５４を備えており、これら比例ゲイン演算部５３及び積分ゲイン演算部５４は、それぞれ上記アシスト勾配α（の絶対値）とその対応する各フィードバックゲイン（Ｋp，Ｋi）とが関連付けられたマップ５３ａ，５４ａを備えている。そして、比例ゲイン演算部５３及び積分ゲイン演算部５４は、入力されるアシスト勾配αを、そのマップ５３ａ，５４ａに参照することにより、当該アシスト勾配αに応じた比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを演算する。

具体的には、比例ゲイン演算部５３に設けられたマップ５３ａにおいて、比例ゲインＫpは、アシスト勾配α（の絶対値）が所定値α０以下である場合（|α|≦α０）には、所定値Ｐ０となるように設定されている（Ｋp＝Ｐ０）。また、アシスト勾配αが所定値α１以上である場合（|α|≧α１）には、比例ゲインＫpは、上記所定値Ｐ０よりも小さな所定値Ｐ１となるように設定されている（Ｋp＝Ｐ１、Ｐ１＜Ｐ０）。そして、アシスト勾配αが上記所定値α０よりも大きく所定値α１よりも小さい領域（α０＜|α|＜α１）においては、比例ゲインＫpは、上記所定値Ｐ０と所定値Ｐ１との間で線形補間されるように、詳しくは当該所定値Ｐ０から所定値Ｐ１まで、アシスト勾配αの増大に従って低下するように設定されている。

同様に、積分ゲイン演算部５４に設けられたマップ５４ａにおいて、積分ゲインＫiは、アシスト勾配α（の絶対値）が所定値α０以下である場合（|α|≦α０）には、所定値Ｉ０となるように設定されている（Ｋi＝Ｉ０）。また、アシスト勾配αが所定値α１以上である場合（|α|≧α１）には、積分ゲインＫiは、上記所定値Ｉ０よりも小さな所定値Ｉ１となるように設定されている（Ｋi＝Ｉ１、Ｉ１＜Ｉ０）。そして、アシスト勾配αが上記所定値α０よりも大きく所定値α１よりも小さい領域（α０＜|α|＜α１）においては、積分ゲインＫiは、上記所定値Ｉ０と所定値Ｉ１との間で線形補間されるように、詳しくは当該所定値Ｉ０から所定値Ｉ１まで、アシスト勾配αの増大に従って低下するように設定されている。

このように比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiをそれぞれ変更することで、Ｆ／Ｂ制御部５０の実行するフィードバック制御の応答性は、図６に示されるように変化する。即ち、アシスト勾配αが小さな領域では（|α|≦α０）、比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiが高くなることで（Ｋp＝Ｐ０，Ｋi＝Ｉ０）、同図中、実線に示される波形Ｌ１のように、その応答性が高くなる。一方、アシスト勾配αが大きな領域では（|α|≧α１）、比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiが低くなることで（Ｋp＝Ｐ１，Ｋi＝Ｉ１）、同図中、一点鎖線に示される波形Ｌ２のように、その応答性が低下する。

そして、本実施形態では、これにより、以下のような作用及び効果を得ることが可能となっている。
（１）上述のように、駆動源であるモータ２１の作動、特に所謂据え切り時を含む低速走行時のステアリング操作に伴い発生する音や振動の問題は、例えば、減速ギヤの噛み合い変動等、駆動源であるモータ外部の構成に由来して、上記検出される操舵トルクに含まれるリップル成分が、その主たる要因の一つである。そして、そのリップル成分は、フィードバック制御の実行により増幅される。従って、上記音や振動の問題は、上記アシスト勾配αが大きな領域において、より顕著となる傾向がある。

つまり、アシスト勾配αの大きな領域では、操舵トルクτの僅かな変化で目標アシスト力（アシスト制御量Ｉas*）が大きく変化するため、当該目標アシスト力に上記リップル成分が反映されやすい。そして、その変動する目標アシスト力に対応した電流指令値Ｉ*に基づきフィードバック制御が実行されることにより、そのリップル成分が増幅され、上記音や振動の問題が発生するのである。

従って、上記構成のように、アシスト勾配αに応じてフィードバックゲイン（Ｋp，Ｋi）を変更することにより、そのフィードバックゲインの変更をより適切なものとすることができる。その結果、良好な操舵フィーリングを維持しつつ静粛性の向上を図ることができるようになる。

（２）更に、このようなアシスト勾配αに基づくフィードバックゲインの変更を採用する最大の利点は、そのアシスト勾配αから、音や振動が発生する可能性が高い状態を精度よく推定することが可能な点にある。

従って、上記構成のように、そのアシスト勾配αが所定の閾値（所定値α０）を超える場合、即ち、操舵トルクτに含まれるリップル成分の増幅が顕著になるアシスト勾配αの大きな領域（α０＜|α|）に限定してフィードバックゲインを低減することにより、効果的に音や振動の発生を抑制することができる。そして、そのフィードバックゲインを低減する状況の絞り込みによって、併せてその応答性の低下による弊害の発生を効果的に抑制することができる。

［第２の実施形態］
以下、本発明を具体化した第２の実施形態を図面に従って説明する。
尚、説明の便宜上、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付すこととして、その説明を省略する。

図７に示すように、本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部６２には、上記アシスト勾配αに加えて、ステアリング２の回転角速度、即ち操舵速度ωが入力されるようになっている。尚、本実施形態では、操舵速度ωは、周知のステアリングセンサ（図示略）により検出される操舵角を微分することにより演算される。そして、Ｆ／Ｂゲイン演算部６２は、その検出される操舵速度ωに基づいて、そのフィードバックゲイン（Ｋp，Ｋi）の可変制御を実行するように構成されている。

即ち、ステアリング操作時に生ずる音や振動の問題は、その駆動源であるモータ２１の作動により生ずる振動が、ハウジング、或いはボディやフレーム等を介して伝播する際、これらの部材が共振することにより顕在化する。つまり、図８に示すように、モータ２１の作動により生ずる振動の周波数は、その回転角速度、即ち操舵速度ω（の絶対値）に依存して変化する。そして、モータ２１の作動により生ずる振動の周波数と同振動が伝播する何れかの部材の共振周波数ｆ０とが一致し、その部材が共振することによって、車室内の搭乗者が、その振動（及び音）を問題として認識するのである。

この点を踏まえ、本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部６２は、その検出される操舵速度ω（の絶対値）が、そのモータ２１の作動により生ずる振動が伝播する際にその伝播経路を構成する部材の共振周波数ｆ０を基準とした共振周波数帯域Ｒに対応する所定の速度範囲（ω０±Δω）にある場合に、上記フィードバックゲイン（Ｋp，Ｋi）を低減する。そして、これにより、音や振動が顕在化する状況についての高度な判別を可能として、フィードバック制御の応答性が低下する状況を最小限に抑えつつ、効果的にその音や振動の顕在化を抑制する構成となっている。

詳述すると、図９のフローチャートに示すように、Ｆ／Ｂゲイン演算部６２は、アシスト勾配α及び操舵速度ωを取得すると（ステップ１０１）、先ずアシスト勾配α（の絶対値）が所定の閾値（所定値α０）以下であるか否かを判定する（ステップ１０２）。そして、アシスト勾配αが所定値α０以下であると判定した場合（|α|≦α０、ステップ１０２：ＹＥＳ）には、上記Ｆ／Ｂ制御部５０に出力するフィードバックゲインを高く設定、具体的には、上記第１の実施形態と同様、比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを高い値に設定する（Ｋp＝Ｐ０，Ｋi＝Ｉ０、ステップ１０３）。

一方、上記ステップ１０２において、アシスト勾配αが所定値α０を超えると判定した場合（|α|＞α０、ステップ１０２：ＮＯ）、本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部６２は、続いて、その操舵速度ω（の絶対値）が上記共振周波数ｆ０を基準とした共振周波数帯域Ｒに対応する所定の速度範囲内にあるか否かを判定する（ステップ１０４）。

具体的には、操舵速度ω（の絶対値）が、共振周波数ｆ０に対応する所定速度ω０から「±Δω」の範囲内にあるか否かを判定する。また、本実施形態では、共振周波数ｆ０及びこれに対応する所定速度ω０、並びに共振周波数帯域Ｒを規定する所定値Δωについては、予め実験により求められた値がＦ／Ｂゲイン演算部６２により記憶されている。そして、操舵速度ωが共振周波数帯域Ｒに対応する所定の速度範囲内にあると判定した場合（ω０−Δω＜|ω|＜ω０＋Δω、ステップ１０４：ＹＥＳ）にのみ、上記Ｆ／Ｂ制御部５０に出力するフィードバックゲインを低減、即ちその比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを低い値に設定する構成となっている（Ｋp＝Ｐ１，Ｋi＝Ｉ１、ステップ１０５）。

つまり、本実施形態では、上記ステップ１０４において、その操舵速度ωが共振周波数帯域Ｒに対応する所定の速度範囲内にないと判定した場合（|ω|≦ω０−Δω、又は|ω|≧ω０＋Δω、ステップ１０４：ＮＯ）には、上記Ｆ／Ｂ制御部５０に出力するフィードバックゲインの低減は行なわない。そして、アシスト勾配αが所定値α０以下であると判定した場合（|α|≦α０、ステップ１０２：ＹＥＳ）と同様、上記ステップ１０３の実行により、Ｆ／Ｂ制御部５０に出力するフィードバックゲインを高く設定、即ち比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを高い値に設定する構成となっている。

以上、本実施形態によれば、上記第１の実施形態において記載した（１）（２）の作用効果に加えて以下の作用効果を奏することができる。
（３）即ち、ステアリング操作時に生ずる音や振動の問題は、モータ２１の作動により生ずる振動が伝播する際、その伝播経路を形成する部材が共振することにより顕在化する。そして、そのモータの作動により生ずる振動の周波数は、操舵速度ω（モータの回転角速度）に依存して変化する。従って、上記構成のように、その操舵速度ωが共振周波数帯域Ｒに対応する所定の速度範囲（ω０±Δω）にある場合に、上記フィードバックゲイン（Ｋp，Ｋi）を低減することで、より効果的に、その作動音及び振動を抑制することができる。

（４）また、モータ２１の作動により生ずる振動の水準自体は高くとも、車室内の搭乗者がこれに気付かない限りは問題とならない。この点に着目し、上記構成のように、操舵トルクτに含まれるリップル成分の増幅が顕著になるアシスト勾配αの大きな領域（α０＜|α|）にある場合であっても、更に操舵速度ωが共振周波数帯域Ｒに対応する所定の速度範囲（ω０±Δω）にある場合に絞り込んでフィードバックゲイン（Ｋp，Ｋi）の低減を行なう。そして、これにより、その応答性低下の影響を最小限度に抑えつつ、効果的に、モータ作動音及び振動を抑制することができる。

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、本発明を所謂コラム型のＥＰＳ１に具体化したが、本発明は、所謂ピニオン型やラックアシスト型のＥＰＳに適用してもよい。また、その駆動源となるモータについては、ブラシレスモータであってもよい。

・上記各実施形態では、Ｆ／Ｂ制御部５０は、そのフィードバック制御として、比例制御及び成分制御（ＰＩ制御）を実行し、Ｆ／Ｂゲイン演算部５２は、その比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiについて、アシスト勾配α（及び操舵速度ω）に基づく変更を行なうこととした。しかし、これに限らず、フィードバック制御として、さらに微分制御を加えた所謂ＰＩＤ制御を実行する態様に具体化してもよい。また、そのフィードバックゲインの変更については、比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiの少なくとも何れか一方について行なう構成であればよい。

・上記各実施形態では、アシスト勾配αに基づくフィードバックゲインの変更は、そのアシスト勾配αが所定の閾値を超える場合に同フィードバックゲインを低減することとした。しかし、これに限らず、アシスト勾配αの増大に応じて、連続的又はステップ的に低減する構成としてもよい。

・上記第２の実施形態では、操舵速度ωは、周知のステアリングセンサ（図示略）により検出される操舵角を基礎として演算されることとした。しかし、これに限らず、駆動源のモータ２１としてブラシレスモータを採用する場合等、そのモータ回転角を検出可能な構成である場合には、モータ回転角を基礎として操舵速度ωを検出してもよい。また、この場合における操舵速度ωは、上記のようにモータ２１の作動により生ずる振動の共振判定をする際の基礎として位置付けられるものである。従って、検出又は推定により求められたモータ回転角を基礎として、そのフィードバックゲインの変更を行なう構成も等価であることはいうまでもない。

・上記第２の実施形態では、操舵トルクτに含まれるリップル成分の増幅が顕著になるアシスト勾配αの大きな領域（α０＜|α|）にある場合であっても、更に操舵速度ωが共振周波数帯域Ｒに対応する所定の速度範囲（ω０±Δω）にある場合に絞り込んでフィードバックゲイン（Ｋp，Ｋi）の低減を行なうこととした。しかし、これに限らず、静粛性の向上に重きをおく場合には、リップル成分が増幅され難いアシスト勾配αの小さな領域（|α|≦α０）にある場合であっても、操舵速度ωが共振周波数帯域Ｒに対応する所定の速度範囲（ω０±Δω）にある場合には、フィードバックゲイン（Ｋp，Ｋi）の低減を行なうこととしてもよい。これにより、そのステアリング操作時に生ずる音や振動の抑制をより確実なものとすることができる。

・上記第２の実施形態では、一例として共振周波数（ｆ０）に対応する操舵速度（ω０）が一つである場合に具体化した。しかし、これに限らず、図１０に示すように、共振周波数に対応する操舵速度ωが複数ある場合（ω１，ω２，ω３）には、その各所定速度ω１，ω２，ω３毎に、フィードバックゲインの低減を実行する構成としてもよい。また、図１１に示すように、各所定速度ω１，ω２，ω３のうち、最も低速側の所定速度ω１にあわせて高速側でフィードバックゲインを低減する構成としてもよく（同図中、波形Ｌ３）、最も高速側にの所定速度ω３にあわせて低速側でフィードバックゲインを低減する構成としてもよい（同図中、波形Ｌ４）。

・上記第２の実施形態では、アシスト勾配αに基づくフィードバックゲインの変更及び操舵速度ωに基づくフィードバックゲインの変更について、これらを共通に取り扱うこととした（図９参照、ステップ１０３，１０５）。しかし、これに限らず、これらアシスト勾配αに基づく変更及び操舵速度ωに基づく変更をそれぞれ独立に行なう構成としてもよい。尚、これらの変更を独立する方法としては、例えば、アシスト勾配αに基づく低減ゲイン、及び操舵速度ωに基づく低減ゲインを、それぞれ独立に演算してフィードバックゲインに乗ずる構成が考えられる。

次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を効果とともに記載する。
（イ）請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記フィードバック制御は、比例制御及び積分制御を含むものであって、前記フィードバックゲインの変更は、比例ゲイン又は積分ゲインの少なくとも一方について行なわれること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。

即ち、ＥＰＳにおけるモータ制御では、そのフィードバック制御として比例制御及び積分制御（ＰＩ制御）を行なうのが一般的である。従って、上記構成により、その音や振動の発生を抑制して静粛性を向上させることができる。

１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２…ステアリング、３…ステアリングシャフト、１２…転舵輪、２１…モータ、２２…ＥＰＳアクチュエータ、２３…ＥＣＵ、２４…減速機構、２８…トルクセンサ、４１…マイコン、４２…駆動回路、４３…電流センサ、４５…電流指令値演算部、４６…モータ制御信号出力部、４７…アシスト制御部、４９…減算器、５０…Ｆ／Ｂ制御、５２，６２…Ｆ／Ｂゲイン演算部、５３…比例ゲイン演算部、５４…積分ゲイン演算部、５３ａ，５４ａ…マップ、Ｉ*…電流指令値、Ｉ…実電流値、ΔＩ…偏差、Ｋp…比例ゲイン、Ｐ０，Ｐ１…所定値、Ｋi…積分ゲイン、Ｉ０，Ｉ１…所定値、τ，τ_na…操舵トルク、Ｉas*…アシスト制御量、α…アシスト勾配、α０，α１…所定値、ｆ０…共振周波数、Ｒ…共振周波数帯域、ω…操舵速度、ω０，ω１，ω２，ω３…所定速度。

Claims (3)

1. モータを駆動源として操舵系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操舵力補助装置と、前記モータに対する駆動電力の供給を通じて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、操舵トルクに基づき前記操舵力補助装置に発生させるべき目標アシスト力を演算するとともに、該目標アシスト力に対応する電流指令値に実電流値を追従させるべくフィードバック制御を実行する電動パワーステアリング装置において、
   前記フィードバック制御は、前記電流指令値と前記実電流値との偏差にフィードバックゲインを乗ずることにより行なわれるものであって、
   前記制御手段は、操舵速度が共振周波数帯域に対応する所定の速度範囲にある場合に、前記操舵トルクの変化に対する前記目標アシスト力の変化の割合であるアシスト勾配に基づいて前記フィードバックゲインを低減すること、
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御手段は、前記アシスト勾配が所定の閾値を超える場合には、前記フィードバックゲインを低減すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御手段は、操舵速度が共振周波数帯域に対応する所定の速度範囲にない場合には、前記アシスト勾配に基づく前記フィードバックゲインの低減を行なわないこと、
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。

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