JP6453089B2 - 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。

近年、車両操舵時の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おいて、車両が横勾配のある路面を走行しているときなどに生じる車体流れ時の運転者の疲労を軽減する技術が提案されている。
例えば、特許文献１に記載された電動パワーステアリング装置は、以下のように構成されている。すなわち、操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクに応じてステアリングモータによるアシスト量を制御する車両の電動パワーステアリング装置において、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサと、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサを備える。そして、ヨーレートセンサで検出されるヨーレートがゼロ近傍であり、操舵トルクセンサで検出される操舵トルクが所定値以上で、且つ、操舵角センサで検出される操舵角が所定値以上である場合に、アシスト量を通常時のアシスト量よりも増加する。

特開２００７−１６８６１７号公報

車体流れを抑制するための操舵状態にあるか否かを、ヨーレートセンサを用いて判断するためには高価なヨーレートセンサが必要となる。それゆえ、高価なヨーレートセンサを用いることなく、車体流れ時の運転者の負担を軽減できることが望ましい。
本発明は、低廉に車体流れ時の運転者の負担を軽減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。

かかる目的のもと、本発明は、車両のステアリングホイールの操舵に対する補助力を加える電動モータと、前記ステアリングホイールの操舵角を検出する舵角検出手段と、前記車両の左側に配置された左側車輪の回転速度と右側に配置された右側車輪の回転速度との車輪速度差に基づいて推定した推定舵角と、前記舵角検出手段が検出した検出舵角との舵角偏差に基づいて前記電動モータの補助力を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記車輪速度差を舵角に換算するとともに、換算した換算舵角と、前記車両の移動速度である車速に基づいて設定した車速調整係数とを、乗算することにより得た値を前記推定舵角とすることを特徴とする電動パワーステアリング装置である。

ここで、前記ステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルク検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記トルク検出手段が検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータに供給する目標電流の基本となる基本目標電流を設定する基本目標電流設定手段と、前記舵角偏差に基づいて補正電流を設定する補正電流設定手段と、当該基本目標電流設定手段が設定した当該基本目標電流と当該補正電流設定手段が設定した当該補正電流とに基づいて当該目標電流を決定する目標電流決定手段と、を備えてもよい。

また、前記制御手段の前記補正電流設定手段は、前記舵角偏差が大きいほど前記補正電流を大きくしてもよい。
また、前記制御手段の前記補正電流設定手段は、前記舵角偏差に基づいて前記補正電流の基本となる基本補正電流を算出するとともに、前記舵角検出手段が検出した前記検出舵角に応じて当該基本補正電流を補正した値を当該補正電流に設定してもよい。
また、前記制御手段の前記補正電流設定手段は、前記舵角偏差に基づいて前記補正電流の基本となる基本補正電流を算出するとともに、前記トルク検出手段が検出した前記操舵トルクに応じて当該基本補正電流を補正した値を当該補正電流に設定してもよい。
また、前記制御手段の前記補正電流設定手段は、前記舵角偏差に基づいて前記補正電流の基本となる基本補正電流を算出するとともに、前記車両の移動速度である車速に応じて当該基本補正電流を補正した値を当該補正電流に設定してもよい。

本発明によれば、低廉に車体流れ時の運転者の負担を軽減することができる。

実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。 制御装置の概略構成図である。 制御部の概略構成図である。 基本目標電流算出部の概略構成図である。 操舵トルクおよび車速とベース電流との対応を示す制御マップの概略図である。 車体流れ補正電流算出部の概略構成図である。 車速調整係数と車速との対応を示す制御マップの概略図である。 舵角偏差と基本車体流れ補正電流との対応を示す制御マップの概略図である。 舵角補正係数と検出舵角の絶対値との対応を示す制御マップの概略図である。 トルク補正係数と操舵トルクの絶対値との対応を示す制御マップの概略図である。 車速補正係数と車速との対応を示す制御マップの概略図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００の概略構成を示す図である。
電動パワーステアリング装置１００（以下、単に「ステアリング装置１００」と称する場合もある。）は、車両の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、本実施の形態においては車両の一例としての自動車１に適用した構成を例示している。

ステアリング装置１００は、自動車１の進行方向を変えるために運転者が操作する車輪（ホイール）状のステアリングホイール（ハンドル）１０１と、ステアリングホイール１０１に一体的に設けられたステアリングシャフト１０２とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ステアリングシャフト１０２と自在継手１０３ａを介して連結された上部連結シャフト１０３と、この上部連結シャフト１０３と自在継手１０３ｂを介して連結された下部連結シャフト１０８とを備えている。下部連結シャフト１０８は、ステアリングホイール１０１の回転に連動して回転する。

また、ステアリング装置１００は、転動輪としての左側前輪１５１，右側前輪１５２それぞれに連結されたタイロッド１０４と、タイロッド１０４に連結されたラック軸１０５とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ラック軸１０５に形成されたラック歯１０５ａとともにラック・ピニオン機構を構成するピニオン１０６ａを備えている。ピニオン１０６ａは、ピニオンシャフト１０６の下端部に形成されている。これらラック軸１０５、ピニオンシャフト１０６などが、ステアリングホイール１０１の回転操作力を左側前輪１５１，右側前輪１５２の転動力として伝達する伝達機構として機能する。ピニオンシャフト１０６は、左側前輪１５１，右側前輪１５２を転動させるラック軸１０５に対して、回転することにより左側前輪１５１，右側前輪１５２を転動させる駆動力（ラック軸力）を加える。

また、ステアリング装置１００は、ピニオンシャフト１０６を収納するステアリングギヤボックス１０７を備えている。ピニオンシャフト１０６は、ステアリングギヤボックス１０７内にてトーションバー１１２を介して下部連結シャフト１０８と連結されている。そして、ステアリングギヤボックス１０７の内部には、下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６との相対回転角度に基づいて、言い換えればトーションバー１１２の捩れ量に基づいて、ステアリングホイール１０１に加えられた操舵トルクＴを検出するトルク検出手段の一例としてのトルクセンサ１０９が設けられている。

また、ステアリング装置１００は、ステアリングギヤボックス１０７に支持された電動モータ１１０と、電動モータ１１０の駆動力を減速してピニオンシャフト１０６に伝達する減速機構１１１とを備えている。減速機構１１１は、例えば、ピニオンシャフト１０６に固定されたウォームホイール（不図示）と、電動モータ１１０の出力軸に固定されたウォームギヤ（不図示）などから構成される。電動モータ１１０は、ピニオンシャフト１０６に回転駆動力を加えることにより、ラック軸１０５に、左側前輪１５１，右側前輪１５２を転動させる駆動力を加える。本実施の形態に係る電動モータ１１０は、電動モータ１１０の回転角度であるモータ回転角度θｍに連動した回転角度信号θｓを出力するレゾルバ１２０を有する３相ブラシレスモータである。

また、ステアリング装置１００は、ステアリングホイール（ハンドル）１０１の回転角度である舵角を検出する舵角検出手段の一例としての舵角センサ１８０を備えている。舵角センサ１８０は、ステアリングシャフト１０２自体に取り付けられてステアリングシャフト１０２と同期回転する第１回転部材（不図示）と、この第１回転部材の回転に連動して回転する第２回転部材（不図示）と、この第２回転部材に固定された着磁部の磁界変化を検出する磁気抵抗素子（不図示）とを有する。そして、舵角センサ１８０は、ステアリングホイール１０１の回転角度に対応する正弦波および余弦波の信号を出力する。

また、ステアリング装置１００は、電動モータ１１０の作動を制御する制御手段の一例としての制御装置１０を備えている。制御装置１０は、電動モータ１１０の制御を行う際の演算処理を行うＣＰＵと、ＣＰＵにて実行されるプログラムや各種データ等が記憶されたＲＯＭと、ＣＰＵの作業用メモリ等として用いられるＲＡＭと、を備えている。

制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴが出力信号に変換されたトルク信号Ｔｄ、舵角センサ１８０にて検出された検出舵角θａが出力信号に変換された舵角信号θａｓ、レゾルバ１２０からの回転角度信号θｓが入力される。なお、トーションバー１１２に捩れが生じていない中立状態から運転者がステアリングホイール１０１を左方向に回転させることによりトーションバー１１２に捩れが生じた場合に操舵トルクＴの値が正となるように設定されている。また、ステアリングホイール１０１が回転していない舵角零の状態から運転者がステアリングホイール１０１を左方向に回転させた場合に検出舵角θａの値が正となるように設定されている。

また、制御装置１０には、自動車１に搭載される各種の機器を制御するための信号を流す通信を行うネットワーク（ＣＡＮ）を介して、自動車１の移動速度である車速Ｖｃを検出する車速センサ１７０からの出力信号である車速信号ｖが入力される。

また、制御装置１０には、ネットワーク（ＣＡＮ）を介して、自動車１の前後左右に配置された４つの車輪それぞれの回転速度を検出する車輪速度センサ１９０からの出力信号が入力される。車輪速度センサ１９０は、自動車１の左側の前に配置された左側前輪１５１の回転速度を検出する左側前輪速度センサ１９１（図６参照）と、右側の前に配置された右側前輪１５２の回転速度を検出する右側前輪速度センサ１９２（図６参照）とを備えている。また、車輪速度センサ１９０は、左側の後に配置された左側後輪の回転速度を検出する左側後輪速度センサ１９３（図６参照）と、右側の後に配置された右側後輪の回転速度を検出する右側後輪速度センサ１９４（図６参照）とを備えている。

以上のように構成されたステアリング装置１００は、後述するように、基本的にはトルクセンサ１０９が検出した操舵トルクＴに基づいて電動モータ１１０を駆動し、電動モータ１１０の発生トルクをピニオンシャフト１０６に伝達する。これにより、電動モータ１１０の発生トルクが、ステアリングホイール１０１に加える運転者の操舵力をアシストする。

次に、制御装置１０について説明する。
図２は、制御装置１０の概略構成図である。
制御装置１０は、電動モータ１１０に供給する目標電流Ｉｔを算出（設定）する目標電流算出部２０と、目標電流算出部２０が算出した目標電流Ｉｔに基づいてフィードバック制御などを行う制御部３０とを備えている。
また、制御装置１０は、電動モータ１１０のモータ回転角度θｍを算出するモータ回転角度算出部７１と、モータ回転角度算出部７１にて算出されたモータ回転角度θｍに基づいて、モータ回転速度Ｎｍを算出するモータ回転速度算出部７２とを備えている。

目標電流算出部２０は、トルク信号Ｔｄおよび車速信号ｖに基づいて電動モータ１１０に供給する目標電流Ｉｔの基本となる基本目標電流Ｉｔｆを算出（設定）する基本目標電流設定手段の一例としての基本目標電流算出部２７を備えている。また、目標電流算出部２０は、自動車１の車体流れに応じた電流である車体流れ補正電流Ｉｒを算出（設定）する補正電流設定手段の一例としての車体流れ補正電流算出部２８を備えている。また、目標電流算出部２０は、基本目標電流算出部２７が算出した基本目標電流Ｉｔｆと車体流れ補正電流算出部２８が算出した車体流れ補正電流Ｉｒとに基づいて最終的に目標電流Ｉｔを決定する目標電流決定手段の一例としての目標電流決定部２９を備えている。

そして、目標電流算出部２０は、基本目標電流算出部２７、車体流れ補正電流算出部２８および目標電流決定部２９が後述する処理を予め設定された一定時間（例えば４ミリ秒）ごとに繰り返し実行することにより電動モータ１１０に供給する目標電流Ｉｔを算出（設定）する。
基本目標電流算出部２７、車体流れ補正電流算出部２８および目標電流決定部２９については後で詳述する。

図３は、制御部３０の概略構成図である。
制御部３０は、図３に示すように、電動モータ１１０の作動を制御するモータ駆動制御部３１と、電動モータ１１０を駆動させるモータ駆動部３２と、電動モータ１１０に実際に流れる実電流Ｉｍを検出するモータ電流検出部３３とを備えている。
モータ駆動制御部３１は、目標電流算出部２０にて最終的に決定された目標電流Ｉｔと、モータ電流検出部３３にて検出された電動モータ１１０へ供給される実電流Ｉｍとの偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部４０と、電動モータ１１０をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成するＰＷＭ信号生成部６０とを備えている。

フィードバック制御部４０は、目標電流算出部２０にて最終的に決定された目標電流Ｉｔとモータ電流検出部３３にて検出された実電流Ｉｍとの偏差を求める偏差演算部４１と、その偏差がゼロとなるようにフィードバック処理を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部４２とを備えている。

フィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部４２は、目標電流Ｉｔと実電流Ｉｍとが一致するようにフィードバック制御を行うものであり、例えば、偏差演算部４１にて算出された偏差に対して、比例要素で比例処理し、積分要素で積分処理し、加算演算部でこれらの値を加算する。
ＰＷＭ信号生成部６０は、フィードバック制御部４０からの出力値に基づいて電動モータ１１０をＰＷＭ（パルス幅変調）駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号を出力する。

モータ駆動部３２は、所謂インバータであり、例えば、スイッチング素子として６個の独立したトランジスタ（ＦＥＴ）を備え、６個の内の３個のトランジスタは電源の正極側ラインと各相の電気コイルとの間に接続され、他の３個のトランジスタは各相の電気コイルと電源の負極側（アース）ラインと接続されている。そして、６個の中から選択した２個のトランジスタのゲートを駆動してこれらのトランジスタをスイッチング動作させることにより、電動モータ１１０の駆動を制御する。
モータ電流検出部３３は、モータ駆動部３２に接続されたシャント抵抗の両端に生じる電圧から電動モータ１１０に流れる実電流Ｉｍの値を検出する。

モータ回転角度算出部７１（図２参照）は、レゾルバ１２０からの回転角度信号θｓに基づいてモータ回転角度θｍを算出する。
モータ回転速度算出部７２（図２参照）は、モータ回転角度算出部７１が算出したモータ回転角度θｍに基づいて電動モータ１１０のモータ回転速度Ｎｍを算出する。

次に、目標電流算出部２０の基本目標電流算出部２７について詳述する。
図４は、基本目標電流算出部２７の概略構成図である。
基本目標電流算出部２７は、基本目標電流Ｉｔｆを設定する上でベースとなるベース電流Ｉｂを算出するベース電流算出部２１と、電動モータ１１０の慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流Ｉｓを算出するイナーシャ補償電流算出部２２と、電動モータ１１０の回転を制限するダンパー補償電流Ｉｄを算出するダンパー補償電流算出部２３とを備えている。また、基本目標電流算出部２７は、ベース電流算出部２１、イナーシャ補償電流算出部２２、ダンパー補償電流算出部２３にて算出された値に基づいて基本目標電流Ｉｔｆを決定する基本目標電流決定部２５を備えている。また、基本目標電流算出部２７は、トルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴの位相を補償する位相補償部２６を備えている。
なお、基本目標電流算出部２７には、トルク信号Ｔｄ、車速信号ｖ、モータ回転速度Ｎｍが出力信号に変換されたモータ回転速度信号Ｎｍｓなどが入力される。

図５は、操舵トルクＴおよび車速Ｖｃとベース電流Ｉｂとの対応を示す制御マップの概略図である。
ベース電流算出部２１は、位相補償部２６にてトルク信号Ｔｄが位相補償されたトルク信号Ｔｓと、車速センサ１７０からの車速信号ｖとに基づいてベース電流Ｉｂを算出する。つまり、ベース電流算出部２１は、位相補償された操舵トルクＴと、車速Ｖｃとに応じたベース電流Ｉｂを算出する。なお、ベース電流算出部２１は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）とベース電流Ｉｂとの対応を示す図５に例示した制御マップに、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）を代入することによりベース電流Ｉｂを算出する。

イナーシャ補償電流算出部２２は、トルク信号Ｔｓと、車速信号ｖとに基づいて電動モータ１１０およびシステムの慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。つまり、イナーシャ補償電流算出部２２は、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）と、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）とに応じたイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。なお、イナーシャ補償電流算出部２２は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）とイナーシャ補償電流Ｉｓとの対応を示す制御マップに、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）を代入することによりイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。

ダンパー補償電流算出部２３は、トルク信号Ｔｓと、車速信号ｖと、電動モータ１１０のモータ回転速度信号Ｎｍｓとに基づいて、電動モータ１１０の回転を制限するダンパー補償電流Ｉｄを算出する。つまり、ダンパー補償電流算出部２３は、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）と、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）と、電動モータ１１０のモータ回転速度Ｎｍ（モータ回転速度信号Ｎｍｓ）に応じたダンパー補償電流Ｉｄを算出する。なお、ダンパー補償電流算出部２３は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）およびモータ回転速度Ｎｍ（モータ回転速度信号Ｎｍｓ）と、ダンパー補償電流Ｉｄとの対応を示す制御マップに、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）およびモータ回転速度Ｎｍ（モータ回転速度信号Ｎｍｓ）を代入することによりダンパー補償電流Ｉｄを算出する。

基本目標電流決定部２５は、ベース電流算出部２１にて算出されたベース電流Ｉｂ、イナーシャ補償電流算出部２２にて算出されたイナーシャ補償電流Ｉｓおよびダンパー補償電流算出部２３にて算出されたダンパー補償電流Ｉｄに基づいて基本目標電流Ｉｔｆを決定する。基本目標電流決定部２５は、例えば、ベース電流Ｉｂに、イナーシャ補償電流Ｉｓを加算するとともにダンパー補償電流Ｉｄを減算して得た電流を基本目標電流Ｉｔｆとして決定する。

＜車体流れ補正電流算出部２８の構成＞
次に、車体流れ補正電流算出部２８について詳述する。
図６は、車体流れ補正電流算出部２８の概略構成図である。
車体流れ補正電流算出部２８は、車輪速度の左右差から舵角を推定する舵角推定部２８１と、舵角推定部２８１が推定した推定舵角θｃと、舵角センサ１８０にて検出された検出舵角θａとの舵角偏差Δθを算出する舵角偏差算出部２８２とを備えている。
また、車体流れ補正電流算出部２８は、舵角偏差算出部２８２が算出した舵角偏差Δθの複数の値を平均化する平均化部２８３と、平均化部２８３が平均化した値に基づいて車体流れ補正電流Ｉｒの基本となる基本車体流れ補正電流Ｉｒｆを算出する基本車体流れ補正電流算出部２８４とを備えている。

また、車体流れ補正電流算出部２８は、舵角センサ１８０にて検出された検出舵角θａに応じて基本車体流れ補正電流Ｉｒｆを補正するための舵角補正係数Ｋθを設定する舵角補正係数設定部２８５を備えている。
また、車体流れ補正電流算出部２８は、トルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴに応じて基本車体流れ補正電流Ｉｒｆを補正するためのトルク補正係数Ｋｔを設定するトルク補正係数設定部２８６を備えている。

また、車体流れ補正電流算出部２８は、車速センサ１７０にて検出された車速Ｖｃに応じて基本車体流れ補正電流Ｉｒｆを補正するための車速補正係数Ｋｖｃを設定する車速補正係数設定部２８７を備えている。
また、車体流れ補正電流算出部２８は、基本車体流れ補正電流算出部２８４が算出した基本車体流れ補正電流Ｉｒｆと、舵角補正係数設定部２８５が設定した舵角補正係数Ｋθと、トルク補正係数設定部２８６が設定したトルク補正係数Ｋｔと、車速補正係数設定部２８７が設定した車速補正係数Ｋｖｃとに基づいて車体流れ補正電流Ｉｒを決定する車体流れ補正電流決定部２８８を備えている。

そして、車体流れ補正電流算出部２８は、舵角推定部２８１、舵角偏差算出部２８２、平均化部２８３、基本車体流れ補正電流算出部２８４、舵角補正係数設定部２８５、トルク補正係数設定部２８６、車速補正係数設定部２８７および車体流れ補正電流決定部２８８が後述する処理を予め設定された一定時間（例えば４ミリ秒）ごとに繰り返し実行することにより車体流れ補正電流Ｉｒを算出（設定）する。

（舵角推定部２８１の構成）
舵角推定部２８１は、自動車１の左側に配置された車輪の回転速度と右側に配置された車輪の回転速度との車輪速度差ΔＶｈを算出する車輪速度差算出部２８１ａと、車輪速度差算出部２８１ａが算出した車輪速度差ΔＶｈを舵角に換算する舵角換算部２８１ｂとを備えている。また、舵角推定部２８１は、車速センサ１７０にて検出された車速Ｖｃに応じて舵角換算部２８１ｂが換算した換算舵角θｅを調整するための車速調整係数Ｋｖａを設定する車速調整係数設定部２８１ｃを備えている。また、舵角推定部２８１は、舵角換算部２８１ｂが換算した換算舵角θｅと車速調整係数設定部２８１ｃが設定した車速調整係数Ｋｖａとを乗算することにより推定舵角θｃを算出する推定舵角算出部２８１ｄを備えている。

車輪速度差算出部２８１ａは、右側前輪速度センサ１９２にて検出された右側前輪１５２の回転速度である右側前輪速度Ｖｈ２と右側後輪速度センサ１９４にて検出された右側後輪（不図示）の回転速度である右側後輪速度Ｖｈ４とを加算した値から、左側前輪速度センサ１９１にて検出された左側前輪１５１の回転速度である左側前輪速度Ｖｈ１と、左側後輪速度センサ１９３にて検出された左側後輪（不図示）の回転速度である左側後輪速度Ｖｈ３とを減算することにより車輪速度差ΔＶｈを算出する（ΔＶｈ＝Ｖｈ２＋Ｖｈ４−Ｖｈ１−Ｖｈ３）。

舵角換算部２８１ｂは、自動車１の左側に配置された車輪の回転速度と右側に配置された車輪の回転速度との車輪速度差ΔＶｈと舵角との間に相関関係があることに鑑み予め定められた換算係数αを、車輪速度差算出部２８１ａが算出した車輪速度差ΔＶｈに乗算することにより車輪速度差ΔＶｈを舵角に換算する。舵角換算部２８１ｂが換算した舵角を換算舵角θｅとすると、換算舵角θｅ＝ΔＶｈ×αである。

車速調整係数設定部２８１ｃは、舵角換算部２８１ｂが換算した換算舵角θｅに対して車速Ｖｃに応じた調整を行うための車速調整係数Ｋｖａを設定する。
図７は、車速調整係数Ｋｖａと車速Ｖｃとの対応を示す制御マップの概略図である。
車速調整係数設定部２８１ｃは、車速センサ１７０にて検出された車速Ｖｃに基づいて車速調整係数Ｋｖａを設定する。車速調整係数設定部２８１ｃは、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、車速調整係数Ｋｖａと車速Ｖｃとの対応を示す図７に例示した制御マップに、車速Ｖｃを代入することにより車速調整係数Ｋｖａを算出する。なお、図７は、運転者によるステアリングホイール１０１の回転角度が同じでも車速Ｖｃが倍なら車輪速度も倍となることを考慮して作成されている。

推定舵角算出部２８１ｄは、舵角換算部２８１ｂが換算した換算舵角θｅと車速調整係数設定部２８１ｃが設定した車速調整係数Ｋｖａとを乗算することにより推定舵角θｃを算出する（θｃ＝θｅ×Ｋｖａ）。
以上のように構成された舵角推定部２８１は、例えば自動車１が傾斜した路面を走行しているときには車体が傾き、自動車１の左側に配置された車輪の回転速度と右側に配置された車輪の回転速度との車輪速度差ΔＶｈが零ではなくなることに鑑み、車輪速度差ΔＶｈに相当する舵角を推定する。

（舵角偏差算出部２８２の構成）
舵角偏差算出部２８２は、舵角センサ１８０にて検出された検出舵角θａから舵角推定部２８１にて推定された推定舵角θｃを減算することにより舵角偏差Δθを算出する（Δθ＝θａ−θｃ）。

（平均化部２８３の構成）
平均化部２８３は、舵角偏差算出部２８２が予め設定された一定時間ごとに繰り返し実行することにより算出した舵角偏差Δθの現時点から過去Ｎ個分の値を平均化する。平均化部２８３は、ＦＩＲフィルタであることを例示することができる。また、Ｎは１００であることを例示することができる。

（基本車体流れ補正電流算出部２８４の構成）
図８は、舵角偏差Δθと基本車体流れ補正電流Ｉｒｆとの対応を示す制御マップの概略図である。
基本車体流れ補正電流算出部２８４は、平均化部２８３にて平均化された舵角偏差Δθに基づいて基本車体流れ補正電流Ｉｒｆを算出する。つまり、基本車体流れ補正電流算出部２８４は、平均化部２８３にて平均化された舵角偏差Δθに応じた基本車体流れ補正電流Ｉｒｆを算出する。なお、基本車体流れ補正電流算出部２８４は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、舵角偏差Δθと基本車体流れ補正電流Ｉｒｆとの対応を示す図８に例示した制御マップに、平均化部２８３にて平均化された舵角偏差Δθを代入することにより基本車体流れ補正電流Ｉｒｆを算出する。

（舵角補正係数設定部２８５の構成）
舵角補正係数設定部２８５は、基本車体流れ補正電流算出部２８４にて算出された基本車体流れ補正電流Ｉｒｆに対して検出舵角θａに応じた補正を行うための舵角補正係数Ｋθを設定する。
図９は、舵角補正係数Ｋθと検出舵角θａの絶対値｜θａ｜との対応を示す制御マップの概略図である。
舵角補正係数設定部２８５は、舵角センサ１８０にて検出された検出舵角θａに基づいて舵角補正係数Ｋθを設定する。舵角補正係数設定部２８５は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、舵角補正係数Ｋθと検出舵角θａとの対応を示す図９に例示した制御マップに、検出舵角θａの絶対値｜θａ｜を代入することにより舵角補正係数Ｋθを算出する。

舵角補正係数Ｋθは、運転者によるステアリングホイール１０１の回転角度の絶対値が予め定められた基準舵角θ０よりも大きい場合には車体流れ補正電流Ｉｒが小さくなるように設定されている。つまり、理想的には、検出舵角θａの絶対値｜θａ｜が基準舵角θ０以下である場合には舵角補正係数Ｋθは１で、検出舵角θａの絶対値｜θａ｜が基準舵角θ０より大きい場合には舵角補正係数Ｋθは１から零まで漸減した後、零に設定されている。これは、検出舵角θａの絶対値｜θａ｜が基準舵角θ０よりも大きい場合には運転者が故意に自動車１を旋回させるべくステアリングホイール１０１を回転させていると考えられるからであり、運転者の操作を阻害しないようにするためである。なお、図９に示すように、検出舵角θａの絶対値｜θａ｜が基準舵角θ０近傍である場合には検出舵角θａの絶対値｜θａ｜が大きくなるに従って舵角補正係数Ｋθが１から徐々に小さくなるように設定され、舵角補正係数Ｋθが零近傍である場合には検出舵角θａの絶対値｜θａ｜が大きくなるに従って徐々に舵角補正係数Ｋθが零に近づくように設定されている。

（トルク補正係数設定部２８６の構成）
トルク補正係数設定部２８６は、基本車体流れ補正電流算出部２８４にて算出された基本車体流れ補正電流Ｉｒｆに対して操舵トルクＴに応じた補正を行うためのトルク補正係数Ｋｔを設定する。
図１０は、トルク補正係数Ｋｔと操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜との対応を示す制御マップの概略図である。
トルク補正係数設定部２８６は、トルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴに基づいてトルク補正係数Ｋｔを設定する。トルク補正係数設定部２８６は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、トルク補正係数Ｋｔと操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜との対応を示す図１０に例示した制御マップに、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜を代入することによりトルク補正係数Ｋｔを算出する。

トルク補正係数Ｋｔは、運転者によるステアリングホイール１０１の操作負荷が予め定められた基準トルクＴ０よりも大きい場合には車体流れ補正電流Ｉｒが小さくなるように設定されている。つまり、理想的には、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜が基準トルクＴ０以下である場合にはトルク補正係数Ｋｔは１で、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜が基準トルクＴ０より大きい場合にはトルク補正係数Ｋｔは１から零まで漸減した後、零に設定されている。これは、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜が基準トルクＴ０よりも大きい場合には運転者が故意に自動車１を旋回させるべくステアリングホイール１０１を回転させていると考えられるからであり、運転者の操作を阻害しないようにするためである。なお、図１０に示すように、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜が基準トルクＴ０近傍である場合には操舵トルクＴが大きくなるに従ってトルク補正係数Ｋｔが１から徐々に小さくなるように設定され、トルク補正係数Ｋｔが零近傍である場合には操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜が大きくなるに従って徐々にトルク補正係数Ｋｔが零に近づくように設定されている。

（車速補正係数設定部２８７の構成）
車速補正係数設定部２８７は、基本車体流れ補正電流算出部２８４にて算出された基本車体流れ補正電流Ｉｒｆに対して車速Ｖｃに応じた補正を行うための車速補正係数Ｋｖｃを設定する。
図１１は、車速補正係数Ｋｖｃと車速Ｖｃとの対応を示す制御マップの概略図である。
車速補正係数設定部２８７は、車速センサ１７０にて検出された車速Ｖｃに基づいて車速補正係数Ｋｖｃを設定する。車速補正係数設定部２８７は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、車速補正係数Ｋｖｃと車速Ｖｃとの対応を示す図１１に例示した制御マップに、車速Ｖｃを代入することにより車速補正係数Ｋｖｃを算出する。図１１においては、自動車１が低速、高速の場合に、車体流れ補正電流Ｉｒが小さくなるように車速補正係数Ｋｖｃは設定されている。

（車体流れ補正電流決定部２８８の構成）
車体流れ補正電流決定部２８８は、基本車体流れ補正電流算出部２８４が算出した基本車体流れ補正電流Ｉｒｆと、舵角補正係数設定部２８５が設定した舵角補正係数Ｋθと、トルク補正係数設定部２８６が設定したトルク補正係数Ｋｔと、車速補正係数設定部２８７が設定した車速補正係数Ｋｖｃとを乗算することにより車体流れ補正電流Ｉｒを決定する（Ｉｒ＝Ｉｒｆ×Ｋθ×Ｋｔ×Ｋｖｃ）。

以上のように構成された車体流れ補正電流算出部２８においては、舵角推定部２８１が車輪速度差ΔＶｈに相当する舵角を推定し、舵角偏差算出部２８２が舵角センサ１８０にて検出された検出舵角θａと推定舵角θｃとの舵角偏差Δθを算出する。この舵角偏差Δθが、例えば傾斜した路面を直進走行するために運転者が実際に操作して回転させている舵角に相当すると考えられる。言い換えれば、舵角偏差Δθの分、運転者がステアリングホイール１０１を回転させるために力を加えていると考えられる。かかる事項に鑑み、車体流れ補正電流Ｉｒが舵角偏差Δθの分の運転者の負荷を減らす電流量となるように、基本車体流れ補正電流算出部２８４が、図８に例示した制御マップを用いて基本車体流れ補正電流Ｉｒｆを算出する。

なお、図８においては、舵角偏差Δθの絶対値｜Δθ｜が大きくなるに従って運転者がステアリングホイール１０１を回転させる負荷が大きくなることに鑑み、舵角偏差Δθの絶対値｜Δθ｜が大きくなるに従って基本車体流れ補正電流Ｉｒｆの絶対値が大きくなるように設定されている。

また、本実施の形態に係る車体流れ補正電流算出部２８においては、平均化部２８３が舵角偏差Δθの現時点から過去Ｎ個分の値を平均化することにより、車輪速度センサ１９０からの出力信号のノイズ除去を行い、信号分解能を向上させている。
また、本実施の形態に係る車体流れ補正電流算出部２８においては、舵角補正係数Ｋθ、トルク補正係数Ｋｔおよび車速補正係数Ｋｖｃなどを用いて基本車体流れ補正電流算出部２８４にて算出された基本車体流れ補正電流Ｉｒｆを補正して車体流れ補正電流Ｉｒを決定する。これにより、運転者が故意に自動車１を旋回させるべくステアリングホイール１０１を回転させている場面では運転者の操作を阻害しないようにしている。

そして、本実施の形態に係る目標電流決定部２９は、基本目標電流算出部２７が算出した基本目標電流Ｉｔｆと、車体流れ補正電流算出部２８が算出した車体流れ補正電流Ｉｒとを加算した値を、最終的な目標電流Ｉｔに決定する。

以上のように構成された目標電流算出部２０においては、例えば傾斜した路面を直進走行する場合など車体流れに伴う負荷が運転者に必要な状況においても、車体流れに伴う負荷を電動モータ１１０がアシストするので、運転者の負担を軽減することができる。つまり、例えば傾斜した路面を直進走行する場合など、車体流れ補正電流算出部２８を備えていない構成ならば、運転者がステアリングホイール１０１に、力を加えて保舵を継続しなければならない場面においても、車体流れ補正電流Ｉｒが目標電流Ｉｔに加味されるのでその保舵に必要な力が電動モータ１１０からアシストされる。また、旋回（左折や右折）に要する力であれば、図５に示すようにベース電流Ｉｂの絶対値が零より大きくなる操舵トルクＴとなるので基本目標電流Ｉｔｆにより電動モータ１１０にアシスト力が生じる。そして、本実施の形態に係る目標電流算出部２０においては、ベース電流Ｉｂが零となる操舵トルクＴの領域のように、旋回に要する力よりは小さな力を加えて保舵しなければならない場面であっても車体流れ補正電流Ｉｒが目標電流Ｉｔに加味されるので運転者の負担を軽減することができる。

そして、本実施の形態に係る車体流れ補正電流算出部２８においては、従来ＡＢＳなどに用いられるために自動車１に備え付けられている車輪速度センサ１９０が検出した車輪の回転速度の左右差に基づいて車体流れを把握して車体流れ補正電流Ｉｒを決定する。それゆえ、車体流れを把握するために別途ヨーレートセンサを備える必要がない。したがって、本実施の形態に係るステアリング装置１００によれば、低廉に車体流れ時の運転者の負担を軽減できる。

なお、上述した実施の形態においては、基本車体流れ補正電流算出部２８４にて算出された基本車体流れ補正電流Ｉｒｆを、舵角補正係数Ｋθ、トルク補正係数Ｋｔおよび車速補正係数Ｋｖｃを用いて補正しているが、特にかかる態様に限定されない。車体流れ補正電流算出部２８の車体流れ補正電流決定部２８８は、基本車体流れ補正電流算出部２８４が算出した基本車体流れ補正電流Ｉｒｆと、舵角補正係数Ｋθ、トルク補正係数Ｋｔおよび車速補正係数Ｋｖｃの少なくとも一つの補正係数とを乗算することにより得た値を車体流れ補正電流Ｉｒとして決定してもよい。

１０…制御装置、２０…目標電流算出部、２１…ベース電流算出部、２７…基本目標電流算出部、２８…車体流れ補正電流算出部、２９…目標電流決定部、３０…制御部、１００…電動パワーステアリング装置、１１０…電動モータ、２８１…舵角推定部、２８２…舵角偏差算出部、２８３…平均化部、２８４…基本車体流れ補正電流算出部、２８５…舵角補正係数設定部、２８６…トルク補正係数設定部、２８７…車速補正係数設定部、２８８…車体流れ補正電流決定部

Claims (6)

1. 車両のステアリングホイールの操舵に対する補助力を加える電動モータと、
   前記ステアリングホイールの操舵角を検出する舵角検出手段と、
   前記車両の左側に配置された左側車輪の回転速度と右側に配置された右側車輪の回転速度との車輪速度差に基づいて推定した推定舵角と、前記舵角検出手段が検出した検出舵角との舵角偏差に基づいて前記電動モータの補助力を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記車輪速度差を舵角に換算するとともに、換算した換算舵角と、前記車両の移動速度である車速に基づいて設定した車速調整係数とを、乗算することにより得た値を前記推定舵角とする
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記ステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルク検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記トルク検出手段が検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータに供給する目標電流の基本となる基本目標電流を設定する基本目標電流設定手段と、前記舵角偏差に基づいて補正電流を設定する補正電流設定手段と、当該基本目標電流設定手段が設定した当該基本目標電流と当該補正電流設定手段が設定した当該補正電流とに基づいて当該目標電流を決定する目標電流決定手段と、を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記制御手段の前記補正電流設定手段は、前記舵角偏差が大きいほど前記補正電流を大きくすることを特徴とする請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記制御手段の前記補正電流設定手段は、前記舵角偏差に基づいて前記補正電流の基本となる基本補正電流を算出するとともに、前記舵角検出手段が検出した前記検出舵角に応じて当該基本補正電流を補正した値を当該補正電流に設定することを特徴とする請求項２または３に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記制御手段の前記補正電流設定手段は、前記舵角偏差に基づいて前記補正電流の基本となる基本補正電流を算出するとともに、前記トルク検出手段が検出した前記操舵トルクに応じて当該基本補正電流を補正した値を当該補正電流に設定することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記制御手段の前記補正電流設定手段は、前記舵角偏差に基づいて前記補正電流の基本となる基本補正電流を算出するとともに、前記車両の移動速度である車速に応じて当該基本補正電流を補正した値を当該補正電流に設定することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。

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