JPWO2015141253A1 - 電動パワーステアリング装置及び電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

方向一致判断部１１において第１、第２回転角信号θ１，θ２の両回転方向が一致すると判断され、かつ先行位相判断部１２によって第２回転角信号の位相が先行すると判断され、さらに位相変化判断部１４において前記第２回転角信号θ２の位相先行状態が継続していると判断された場合に、基本アシスト電流Ｉｂよりも大きな横断勾配用電流Ｉｃを電流指令値としてモータ駆動部へと出力する構成とした。

Description

本発明は、例えば自動車に適用される電動パワーステアリング装置及びこれに用いる制御装置に関する。

従来の電動パワーステアリング装置としては、例えば以下の特許文献に記載されたものが知られている。

すなわち、この特許文献に記載の電動パワーステアリング装置では、カント路走行時における車体流れ（斜行）阻止に供する車体流れ制御手段が設けられていて、該制御手段をもって電動モータを駆動制御することで、前記カント路における斜行阻止のための保舵に係る運転者の負担軽減を図っている。

特開２０１０−１３７６２１号公報

しかしながら、前記従来の電動パワーステアリング装置の場合、ヨーレイト信号と操舵角信号等との関係でもって外乱に基づく斜行状態を判断する構成となっていて、操舵角信号のみでは外乱に基づく斜行状態を判断できず、制御の複雑化を招来していた。

本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたものであって、入・出力軸の回転角信号のみで外乱に基づく斜行状態を高い精度で判断し得る電動パワーステアリング装置等を提供することを目的としている。

本発明は、とりわけ、運転者による操舵トルクに基づいた前記電動モータへの指令電流である基本アシスト電流を演算する基本アシスト電流演算部と、前記入力軸の回転方向と前記出力軸の回転方向とが一致しているか否かを判断する方向一致判断部と、前記第１回転角信号と前記第２回転角信号のうち、いずれの位相が先行するかを判断する先行位相判断部と、前記方向一致判断部によって方向一致と判断され、かつ前記先行位相判断部によって前記第１回転角信号の位相が先行すると判断されたときは、前記トーションバーの捩れが前記入力軸側からの正入力によるものと判断し、前記方向一致判断部によって方向一致と判断され、かつ前記先行位相判断部によって前記第２回転角信号の位相が先行すると判断されたときは、前記トーションバーの捩れが前記出力軸側からの逆入力によるものと判断する正逆入力判断部と、前記第１回転角信号の位相と前記第２回転角信号の位相とに基づき前記トーションバーの捩れ方向の反転が生じたか否かを判断する位相変化判断部と、前記正逆入力判断部によって逆入力と判断された後、前記位相変化判断部によって前記トーションバーの捩れ方向の反転が発生していない状態が継続していると判断されたときに、前記基本アシスト電流よりも大きな外乱対抗電流を演算する外乱対抗電流演算部と、を有する電子コントロールユニットを備えたことを特徴としている。

本発明によれば、操舵角信号のみで外乱に基づく斜行状態を高い精度で判断し、補助可能となるため、運転者の操舵負荷を適切に軽減することができる。

本発明に係る電動パワーステアリング装置のシステム構成図である。 図１に示す入力軸と出力軸の連結部近傍の拡大縦断面図である。 図１に示すコントロールユニットの制御ブロック図である。 図３に示す横断勾配用電流演算部における電流演算に供するマップであり、車両速度ＶとゲインＧとの関係を表したものである。 図３に示す横断勾配用電流演算部における電流演算に供するマップであり、第１、第２回転角信号θ１，θ２の相対角度差ΔθとゲインＧとの関係を表したものである。 図３に示す横断勾配用電流演算部における電流演算に供するマップであり、ヨーレイトＹとゲインＧとの関係を表したものである。 本発明の第１実施形態に係る横断勾配用アシスト制御の制御内容を示すフローチャートである。 トルクセンサ出力信号及び第１、第２回転角信号のタイムチャートである。 本発明の第２実施形態に係る横断勾配用アシスト制御の制御内容を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る横断勾配用アシスト制御の制御内容を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る電動パワーステアリング装置等の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、下記の各実施形態では、本発明に係る電動パワーステアリング装置等を、従来と同様に、自動車の電動パワーステアリング装置に適用すると共に、外乱の原因として横断勾配路の走行を例に説明する。

図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置のシステム構成の概略を説明するための当該装置の概略図である。

図示の電動パワーステアリング装置は、一端側がステアリングホイール１と一体回転可能に連係された入力軸２と、一端側がトーションバー４（図２参照）を介して入力軸２の他端側に相対回転可能に連結されると共に、他端側が変換機構であるラック・ピニオン機構ＲＰを介して転舵輪ＷＬ，ＷＲに連係される出力軸３と、入力軸２の外周側に配置され、該入力軸２と出力軸３の相対回転変位量を基に操舵入力トルクを検出するトルクセンサＴＳと、該トルクセンサＴＳや、図示外の操舵角センサ及び車速センサ等の各検出結果に基づいて運転者の操舵トルクに応じた操舵アシストトルクを前記出力軸３へと付与する電動モータ５と、該電動モータ５を駆動制御する電子コントロールユニット６と、から主として構成されている。ここで、前記入力軸２、出力軸３及びラック・ピニオン機構ＲＰによって、本発明に係る操舵機構が構成されている。

前記ラック・ピニオン機構ＲＰは、出力軸３の他端部外周に形成された図示外のピニオン歯と、当該出力軸３の他端部にほぼ直交するかたちで配置されるラック軸７の軸方向所定範囲に形成される図示外のラック歯とが噛合してなるもので、出力軸３の回転方向に応じてラック軸７が軸方向へと移動するようになっている。そして、前記ラック軸７の各端部はそれぞれタイロッド８，８及びナックルアーム９，９を介して転舵輪ＷＲ，ＷＬに連係され、当該ラック軸７が軸方向に移動して前記各タイロッド８，８を介して前記各ナックルアーム９，９が引っ張られることにより、転舵輪ＷＲ，ＷＬの向きが変更されるようになっている。

図２は、前記トルクセンサＴＳを含む前記入力軸２と出力軸３の連結部近傍に係る縦断面図である。

前記トルクセンサＴＳは、入力軸２と出力軸３の重合部を包囲するかたちで設けられたケーシングＣＳと、該ケーシングＣＳと入力軸２の間に介装され、入力軸２の回転変位を検出する第１回転角センサＳ１と、前記ケーシングＣＳと出力軸３の間に介装され、出力軸３の回転変位を検出する第２回転角センサＳ２と、から主として構成され、トーションバー４の捩れ変形に基づく入力軸２と出力軸３との相対回転変位量を前記第１、第２回転角センサＳ１，Ｓ２で検出することにより、運転者の操舵操作によって入力される操舵トルクを検出するようになっている。

前記第１、第２回転角センサＳ１，Ｓ２は、ともに周知の可変リラクタンス（ＶＲ）型のレゾルバにより構成される。すなわち、第１回転角センサＳ１は、入力軸２の外周面に一体回転可能に外嵌された円環状の第１ロータＳ１ｒと、前記ケーシングＣＳに固定され、前記第１ロータＳ１ｒの外周側に所定隙間を介して径方向に重合するかたちで配設される第１ステータＳ１ｓと、から構成される。同様に、第２回転角センサＳ２も、出力軸３の外周面に一体回転可能に外嵌された円環状の第２ロータＳ２ｒと、前記ケーシングＣＳに固定され、前記第２ロータＳ２ｒの外周側に所定隙間を介して径方向に重合するかたちで配設される第２ステータＳ２ｓと、から構成される。

図３は、前記電子コントロールユニット６内の演算回路構成を示す制御ブロック図である。

前記電子コントロールユニット６は、通常の操舵アシストトルクである基本アシスト電流Ｉｂを演算する基本アシスト電流演算部１０と、入力軸２と出力軸３の回転方向の一致又は不一致を判断する方向一致判断部１１と、後述する第１、第２回転角信号θ１，θ２のいずれの位相が先行しているかを判断する先行位相判断部１２と、前記方向一致判断部１１と前記先行位相判断部１２における判断結果に基づいて後述する正入力又は逆入力を判断する正逆入力判断部１３と、トーションバー４の捩れ方向の反転が生じたか否かを判断する位相変化判断部１４と、前記正逆入力判断部１３及び位相変化判断部１４における判断結果から横断勾配路を走行している状態と判断された場合に前記基本アシスト電流Ｉｂよりも大きな外乱対抗電流である横断勾配用電流Ｉｃを演算する外乱対抗電流演算部としての横断勾配用電流演算部１５と、を備えている。

なお、図３中における符号１６は、車速センサ（図示外）による車速信号Ｖ及びヨーレイトセンサ（図示外）によるヨーレイト信号Ｙを基づき、第１回転角センサＳ１の中立位置からのオフセット量をゼロに補正する操舵角補正部である。この操舵角補正部１６では、第１回転角センサＳ１によって第１回転角θ１が検出されても、後述のように車速信号Ｖが閾値Ｖｘ以上である場合には、横断勾配路を直進走行中であるとして、先に検出した第１回転角θ１をゼロに補正する。

前記基本アシスト電流演算部１０は、車両運転状態、すなわちトルクセンサＴＳの出力信号Ｔｒ、第１回転角信号受信部（図示外）を介して受信した第１回転角センサＳ１の出力信号である第１回転角信号θ１、第２回転角信号受信部（図示外）を介して受信した第２回転角センサＳ２の出力信号である第２回転角信号θ２及び車速センサの出力信号Ｖ等に基づき、電動モータ５への指令電流であって前記操舵アシストトルクのベースとなる基本アシスト電流Ｉｂを演算する。

前記方向一致判断部１１は、第１回転角信号θ１を時間微分演算することにより得られる第１回転角速度信号ω１と、第２回転角信号θ２を時間微分演算することにより得られる第２回転角速度信号ω２と、に基づいて、入力軸２の回転方向と出力軸３の回転方向とが一致しているか否かを判断する。

前記先行位相判断部１２は、第１、第２回転角信号θ１，θ２の各変化量に基づいて、第１、第２回転角信号θ１，θ２のいずれの位相が先行しているかを判断する。具体的には、第１、第２回転角信号θ１，θ２の各変化量を基に第１、第２回転角信号θ１，θ２の各位相を推定し、これら両位相を比較することにより、当該第１、第２回転角信号θ１，θ２の位相先行判断を行う。

前記正逆入力判断部１３は、トーションバー４の捩れが、入力軸２側からの意図的な入力によって発生した、すなわち正入力（以下、単に「正入力」と称する。）によるものであるか、又は出力軸３側からの意図しない入力によって発生した、逆入力（以下、単に「逆入力」と称する。）によるものであるかを判断する。

なお、図３中の符号Ｆ１，Ｆ２は、いずれも周知のローパスフィルタであり、前記正逆入力判断部１３では、当該各ローパスフィルタＦ１，Ｆ２を通過した前記各回転角信号θ１，θ２に基づいて、トーションバー４の捩れが正入力によるものか逆入力によるものかを判断している。

前記位相変化判断部１４は、第１回転角信号θ１を基に得られた第１回転角変化量Δθ１と、第２回転角信号θ２を基に得られた第２回転角変化量Δθ２と、に基づいて、前述したような位相先行判断をもって第２回転角信号θ２の位相先行が継続しているか否か、すなわちトーションバー４の捩れ方向の反転が発生したか否かを判断する。

前記横断勾配用電流演算部１５は、前記正逆入力判断部１３によって逆入力と判断され、かつ、前記位相変化判断部１４によってトーションバー４の捩れ方向の反転が発生していない状態が継続していると判断された際に、後述する図４〜図６に示すマップに基づいて、前記基本アシスト電流Ｉｂよりも大きな横断勾配用電流Ｉｃを演算する。具体的には、前記基本アシスト電流Ｉｂに、後述する図４〜図６に示すマップに基づいて得られるゲインＧを乗算することで、当該横断勾配用電流Ｉｃが求められる。なお、この横断勾配用電流Ｉｃについては、トーションバー４の捩れ方向が反転しない大きさに設定されている。

図４は、横断勾配用電流演算部１５における電流演算に供するマップであり、車両速度ＶとゲインＧとの関係を表したものである。

図示のように、前記電動パワーステアリング装置においては、車両信号Ｖが高いほどゲインＧが小さくなるように設定されることによって、該車両信号Ｖが示す車両速度が高いほど横断勾配用電流Ｉｃが小さくなるように演算される。すなわち、車両速度が高いほど操舵負荷は低減することになるため、当該設定とすることによって、車両速度に応じたアシスト制御が可能となっている。

図５は、横断勾配用電流演算部１５における電流演算に供するマップであり、第１、第２回転角信号θ１，θ２の相対角度差ΔθとゲインＧとの関係を表したものである。

図示のように、前記電動パワーステアリング装置では、第１回転角信号θ１と第２回転角信号θ２の相対角度差Δθ（｜θ２−θ１｜）が高いほどゲインＧが大きくなるように設定されることによって、該相対角度差Δθが高いほど横断勾配用電流Ｉｃが大きくなるように演算される。すなわち、相対角度差Δθが大きいほど、トーションバー４が捩られ、操舵負荷が大きくなることから、当該設定とすることによって、操舵負荷に応じたアシスト制御が可能となっている。

図６は、横断勾配用電流演算部１５における電流演算に供するマップであり、ヨーレイトＹとゲインＧとの関係を表したものである。

図示のように、前記電動パワーステアリング装置では、ヨーレイト信号Ｙが高いほどゲインＧが大きくなるように設定されることによって、該ヨーレイト信号Ｙが示す車両のヨーモーメントが大きいほど横断勾配用電流Ｉｃが大きくなるように演算される。これによって、例えば横風の影響など、当該ヨーモーメントの増大による運転者の操舵負荷を軽減することが可能となっている。

図７は、本発明の第１実施形態に係る横断勾配用アシスト制御の制御内容を示すフローチャートである。

すなわち、まず、前記横断勾配用アシスト制御が継続中であるか否かを判断して（ステップＳ１０１）、当該制御継続中と判断された場合には、後述するステップＳ１０８へと移行する。一方、前記ステップＳ１０１において、横断勾配用アシスト制御は継続していないと判断された場合は、続いて第１、第２回転角信号θ１，θ２を読み込み（ステップＳ１０２）、該第１、第２回転角信号θ１，θ２に基づいて第１、第２回転角速度信号ω１，ω２を演算した後（ステップＳ１０３）、該第１、第２回転角速度信号ω１，ω２を基に、方向一致判断部１１において第１回転角信号θ１と第２回転角信号θ２の回転方向が一致するか否かを判断する（ステップＳ１０４）。

前記ステップＳ１０４において、前記第１、第２回転角信号θ１，θ２の両回転方向が一致しないと判断された場合には、基本アシスト電流演算部１０にて基本アシスト電流Ｉｂを演算して、これを電流指令値Ｉｏとしてモータ駆動部へと出力することによって、本プログラムが終了する。（ステップＳ１０５）。一方、前記第１、第２回転角信号θ１，θ２の両回転方向が一致と判断された場合には、先行位相判断部１２において、第１、第２回転角信号θ１，θ２の変化量を演算した後（ステップＳ１０６）、これを基に、第２回転角信号θ２が閾値θｘ２以上、かつ、第２回転角信号θ２の位相が先行しているか否かを判断する（ステップＳ１０７）。

前記ステップＳ１０７において、Ｎｏと判断された場合には、前記基本アシスト電流Ｉｂに基づく通常のアシスト制御が行われる（ステップＳ１０５）。一方、Ｙｅｓ（第２回転角信号θ２が閾値θｘ２以上、かつ、第２回転角信号θ２の位相が先行）と判断された場合には、正逆入力判断部１３にて逆入力によるものと判断され、車速信号Ｖを読み込んだ後（ステップＳ１０８）、これを基に、車速信号Ｖが閾値Ｖｘ以上、かつ、第１回転角信号θ１が閾値θｘ１以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０９）。

前記ステップＳ１０９において、Ｎｏと判断された場合には、前記基本アシスト電流Ｉｂに基づく通常のアシスト制御が行われる（ステップＳ１０５）。一方、Ｙｅｓ（車速信号Ｖが閾値Ｖｘ以上、かつ、第１回転角信号θ１が閾値θｘ１以下）と判断された場合には、位相変化判断部１４で、第２回転角信号θ２の位相先行が継続しているか否かを判断する（ステップＳ１１０）。ここで、Ｎｏと判断された場合には前記基本アシスト電流Ｉｂに基づく通常のアシスト制御が行われ（ステップＳ１０５）、Ｙｅｓ（第２回転角信号θ２の位相先行が継続中）と判断された場合には、横断勾配用電流演算部１５において、前記基本アシスト電流Ｉｂよりも大きな横断勾配用電流Ｉｃを演算して、これを電流指令値Ｉｏとしてモータ駆動部へと出力することによって（ステップＳ１１１）、本プログラムが終了する。

図８は、トルクセンサＴＳの出力信号Ｔｒ及び第１、第２回転角信号θ１，θ２のタイムチャートである。なお、図中では、正（上半側）の領域を左操舵とし、負（下半側）の領域を右操舵としており、図中の細実線がトルクセンサＴＳの出力信号Ｔｒを、太破線が第１回転角信号θ１を、太実線が第２回転角信号θ２を、それぞれ表している。

まず、区間Ｔ１では、第２回転角信号θ２が左方向に変化することに伴って第１回転角信号θ１も左方向に変化するといった逆入力による左方向の転舵が発生するが、かかる逆入力に対抗する右方向の操舵力を加えることでほぼ中立状態に戻っている。これは、段差など路面側からの一時的な逆入力が発生したものであり、かかる状態では、第１、第２回転角信号θ１，θ２の両回転方向が一致し、かつ、第２回転角信号θ２の位相が先行した状態となるものの、該第２回転角信号θ２の位相先行状態は継続されないことから、通常のアシスト制御が行われることになる。

続いて、区間Ｔ２では、前述したように第２回転角信号θ２が左方向に先行して変化する逆入力が発生するものの、該逆入力に対して第１回転角信号θ１は追従せず、両回転角信号θ１，θ２の回転方向は一致しないことから、前記通常のアシスト制御が継続され、区間Ｔ３では、先行して右方向へと変化する第２回転角信号θ２に第１回転角信号θ１が追従して右方向に変化することで、第１、第２回転角信号θ１，θ２の両回転方向は一致することになるが、第２回転角信号θ２が閾値θｘ２よりも小さい状態となっていることで、同制御がさらに継続されることとなる。

一方、区間Ｔ４では、第２回転角信号θ２が右方向に大きく変化することに伴って第１回転角信号θ１も右方向に大きく変化するといった逆入力に基づく右方向転舵が行われて、その後、かかる逆入力転舵に対抗する左方向の操舵力を加えることで、該左方向の操舵状態のまま維持されることとなる。これは、右側（路肩側）に傾斜した横断勾配路の走行が始まったことで、該横断勾配路を走行している間は前記横断勾配に基づく意図しない転舵を相殺するために反転舵方向（左方向）の操舵状態を維持したものである。かかる状態では、第１、第２回転角信号θ１，θ２の両回転方向が一致し、第２回転角信号θ２が閾値θｘ２よりも大きく、かつ、第２回転角信号θ２の位相が先行した状態にあると共に、車速信号Ｖが閾値Ｖｘ以上（図示外）、かつ、第１回転角信号θ１が閾値θｘ１以下となることにより、前記横断勾配用アシスト制御が実行されることとなる。

その後、区間Ｔ５では、前記第１回転角信号θ１に基づいて第２回転角信号θ２が左方向に変化するといった正入力に基づく左方向転舵が発生し、第１、第２回転角信号θ１，θ２の位相が逆転する、すなわち第１回転角信号θ１の位相が先行することになる。これは、前記横断勾配が終了したことによって、該横断勾配に対抗する前記左方向操舵に転舵輪が追従したものであり、かかる状態では、第２回転角信号θ２の位相先行が継続されないことから、前記横断勾配用アシスト制御が終了し、通常のアシスト制御へと移行することとなる。

以上のように、前記電動パワーステアリング装置によれば、方向一致判断部１１において第１、第２回転角信号θ１，θ２の両回転方向が一致すると判断され、かつ、先行位相判断部１２によって第２回転角信号の位相が先行すると判断され、位相変化判断部において前記第２回転角信号θ２の位相先行状態が継続していると判断された場合には、基本アシスト電流Ｉｂよりも大きな横断勾配用電流Ｉｃを電流指令値Ｉｏとしてモータ駆動部へと出力する構成としたことで、第１、第２回転角信号θ１，θ２のみで横断勾配路走行に基づく斜行状態を高い精度で判断し、補助可能となって、運転者の操舵負荷を適切に軽減することができる。

なお、この際、前記横断勾配用電流Ｉｃについて、トーションバー４の捩れ方向が反転しない大きさに設定したことで、前述した横断勾配用アシスト制御がキャンセルされることなく、運転者に対する適度な操舵アシスト制御を行うことが可能となっている。

さらに、前記横断勾配用アシスト制御の実行判断に際して、前記条件に加え、車速信号Ｖが閾値Ｖｘ以上のときにのみ当該横断勾配用アシスト制御を行う構成としたことから、車両速度が低く横断勾配による影響が小さい状態においてアシスト過多となってしまうおそれもなく、良好な操舵アシスト制御の実現に供される。

また、前記正逆入力判断部１３では、前記各ローパスフィルタＦ１，Ｆ２を通過した第１、第２回転角信号θ１，θ２を基に、トーションバー４の捩れが正入力によるものか逆入力によるものかを判断する構成としたことから、特に悪路走行時など各回転角信号θ１，θ２に大きなノイズを伴うような場合でも、当該正逆入力判断部１３における誤判断が抑制され、安定性の高いアシスト制御を行うことができる。

さらに、前記操舵角補正部１６では、第１回転角センサＳ１により第１回転角θ１が検出される場合でも、車両速度（車速信号Ｖ）が閾値Ｖｘ以上である場合には、横断勾配路を直進走行中であるとして、先に検出した前記第１回転角θ１をゼロに補正したうえで横断勾配用アシスト制御が行われることから、第１回転角信号θ１の精度を向上させ、前記横断勾配用アシスト制御の誤判断の抑制に供される。

図９は、本発明の第２実施形態に係る横断勾配用アシスト制御の制御内容を示すフローチャートであって、前記第１実施形態の横断勾配用アシスト制御フローにおける横断勾配用アシスト制御の継続判断方法を変更したものである。

すなわち、本実施形態に係る横断勾配用アシスト制御フローでは、ステップＳ２０１〜Ｓ２０９では前記ステップＳ１０１〜Ｓ１０９と同一の処理を行い、ステップＳ２１０において、第１回転角信号θ１が第２回転角信号θ２よりも大きいものとなっているとき、車両が横断勾配路を直進走行中であるか、又は旋回半径の外側が内側よりも低く形成された路面を走行中であると判断して、前記横断勾配用アシスト制御を実行することとしている（ステップＳ２１１）。

以上のことから、本実施形態によっても、走行中の路面の状況に応じた適切な操舵アシストを行うことが可能となり、前記第１実施形態と同様の作用効果が奏せられる。

図１０は、本発明の第３実施形態に係る横断勾配用アシスト制御の制御内容を示すフローチャートであって、前記第１実施形態の横断勾配用アシスト制御フローにおける横断勾配用アシスト制御の継続判断方法を変更したものである。

すなわち、本実施形態に係る横断勾配用アシスト制御フローでは、ステップＳ３０１〜Ｓ３０９においては前記第１実施形態に係る制御フローのステップＳ１０１〜Ｓ１０９と同一の処理を行った後、位相変化判断部１４において、ヨーレイト信号Ｙを読み込んだ後（ステップＳ３１０）、該ヨーレイト信号Ｙが閾値Ｙｘ以下であるか否かを判断する（ステップＳ３１１）。ここで、Ｎｏの場合は、旋回半径の外側が内側よりも低く形成された路面を走行中であると判断して通常のアシスト制御が行われる一方（ステップＳ３０５）、Ｙｅｓの場合には、横断勾配路を直進走行中であると判断して前記横断勾配用アシスト制御を実行することとしている（ステップＳ３１２）。

以上のことから、本実施形態では、ヨーレイト信号Ｙ（車両に発生したヨーモーメント）によって２つの走行状態を判断でき、該走行状態に応じた適切な操舵アシストが可能となる結果、前記第１実施形態と同様の作用効果が奏せられる。

本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、適用対象たる電動パワーステアリング装置の仕様等に応じて自由に変更することができる。

特に、前記各実施形態では、外乱による斜行の原因の一例として横断勾配路による斜行を例示したが、前記横断勾配用アシスト制御は、前記横断勾配路による斜行のほか、例えばカント路など他の路面の継続的な外乱による斜行や、路面以外の外乱である横風による斜行に対しても適用可能である。

さらには、前記横断勾配用電流Ｉｃの演算についても、前記各実施形態では基本アシスト電流Ｉｂに前記ゲインＧを乗算する形態をとっているが、かかる形態のほか、例えば基本アシスト電流Ｉｂに横断勾配用電流Ｉｃを加算する等の他の補正方法や、補正ではなくアシスト特性マップ自体を切り替える方法等、いかなる方法であってもよい。

以下、前記各実施形態から把握される特許請求の範囲に記載した以外の技術的思想について説明する。

（ａ）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、
前記外乱対抗電流は、車両のヨーモーメントが大きいほど大きくなるように演算されることを特徴とする電動パワーステアリング装置。

かかる構成とすることで、ヨーモーメントに対するアシスト量の付加が可能となって、運転者の操舵負荷の軽減に供される。

（ｂ）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、
前記正逆入力判断部は、ローパスフィルタを通過した前記第１回転角信号と前記第２回転角信号とに基づいて、前記トーションバーの捩れが前記正入力によるものか前記逆入力によるものかを判断することを特徴とする電動パワーステアリング装置。

このように、ローパスフィルタでもって高周波成分を除去することにより、悪路走行時の誤判断を抑制し、安定性の高いアシスト制御が可能となる。

（ｃ）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、
前記位相変化判断部は、前記第１回転角信号が前記第２回転角信号よりも大きいとき、車両が横断勾配付き路面を直進走行中であるか、又は旋回半径の外側が内側よりも低く形成された路面を走行中であると判断し、
前記外乱対抗電流演算部は、前記位相変化判断部の判断結果に基づき、前記外乱対抗電流を補正することを特徴とする電動パワーステアリング装置。

かかる構成とすることで、走行路面の状況に応じた操舵アシストを行うことが可能となる。

（ｄ）前記（ｃ）に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記位相変化判断部は、車両のヨーモーメントが所定値以下の場合には、前記横断勾配付き路面を直進走行中であると判断し、前記ヨーモーメントが前記所定値より大きい場合には、旋回半径の外側が内側よりも低く形成された路面を走行中であると判断することを特徴とする電動パワーステアリング装置。

かかる構成によれば、ヨーモーメントに基づいて前記２つの走行状態を判断でき、該走行状態に応じた適切な操舵アシストが可能となる。

（ｅ）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、
前記電子コントロールユニットは、前記第１回転角センサ及び前記第２回転角センサの中立位置からのオフセット量を補正する補正回路部を有することを特徴とする電動パワーステアリング装置。

かかる構成によれば、前記補正回路部により第１、第２回転角センサの精度の向上が図れ、誤判断の抑制に供される。

（ｆ）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において、
前記外乱対抗電流は、前記トーションバーの捩れ方向が反転しない大きさに設定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。

かかる構成とすることで、外乱対抗アシスト制御がキャンセルされることなく、運転者に対する適度な操舵アシスト制御が可能となる。

（ｇ）前記（ｆ）に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、
前記外乱対抗電流は、車両速度が高いほど小さくなるように演算され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。

車両速度が高いほど操舵負荷は低減することになるため、当該構成により、車両速度に応じたアシスト制御が可能となる。

（ｈ）前記（ｆ）に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、
前記外乱対抗電流は、前記第１回転角信号と前記第２回転角信号との差が大きいほど大きくなるように演算され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。

相対角度差が大きいほどトーションバーが捩れ、操舵負荷が大きくなることから、当該操舵負荷に応じたアシスト制御が可能になる。

（ｉ）前記（ｆ）に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、
前記電子コントロールユニットは、車両速度が所定値以上のときにのみ前記外乱対抗電流を出力す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。

かかる構成とすることで、車両速度が低く横断勾配による影響が小さい状態においてアシスト過多となってしまう不都合を抑制することができる。

（ｊ）前記（ｆ）に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、
前記外乱対抗電流は、車両のヨーモーメントが大きいほど大きくなるように演算され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。

かかる構成とすることで、ヨーモーメントに対するアシスト量の付加が可能となって、運転者の操舵負荷の軽減に供される。

（ｋ）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において、
前記正逆入力判断部は、ローパスフィルタを通過した前記第１回転角信号と前記第２回転角信号とに基づいて、前記トーションバーの捩れが前記正入力によるものか前記逆入力によるものかを判断す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。

このように、ローパスフィルタでもって高周波成分を除去することにより、悪路走行時の誤判断を抑制し、安定性の高いアシスト制御が可能となる。

（ｌ）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において、
前記位相変化判断部は、前記第１回転角信号が前記第２回転角信号よりも大きいとき、車両が横断勾配付き路面を直進走行中であるか、又は旋回半径の外側が内側よりも低く形成された路面を走行中であると判断し、
前記外乱対抗電流演算部は、前記位相変化判断部の判断結果に基づき、前記外乱対抗電流を補正す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。

かかる構成とすることで、走行路面の状況に応じた操舵アシストを行うことが可能となる。

（ｍ）前記（ｌ）に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、
前記位相変化判断部は、車両のヨーモーメントが所定値以下の場合には、前記横断勾配付き路面を直進走行中であると判断し、前記ヨーモーメントが前記所定値より大きい場合には、旋回半径の外側が内側よりも低く形成された路面を走行中であると判断す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。

かかる構成によれば、ヨーモーメントに基づいて前記２つの走行状態を判断でき、該走行状態に応じた適切な操舵アシストが可能となる。

（ｎ）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において、
前記電子コントロールユニットは、前記第１回転角センサ及び前記第２回転角センサの中立位置からのオフセット量を補正する補正回路部を有す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。

かかる構成によれば、前記補正回路部により第１、第２回転角センサの精度の向上が図れ、誤判断の抑制に供される。

１…ステアリングホイール
２…入力軸
３…出力軸
５…電動モータ
６…電子コントロールユニット
１０…基本アシスト電流演算部
１１…方向一致判断部
１２…先行位相判断部
１３…正逆入力判断部
１４…位相変化判断部
１５…横断勾配用電流演算部（外乱対抗電流演算部）
ＲＰ…ラック・ピニオン機構（変換機構）
Ｓ１…第１回転角センサ
Ｓ２…第２回転角センサ
θ１…第１回転角信号
θ２…第２回転角信号
Ｉｂ…基本アシスト電流
Ｉｃ…横断勾配用電流（外乱対抗電流）

Claims (20)

1. ステアリングホイールの操舵操作に伴い回転する入力軸と、該入力軸とトーションバーを介して接続される出力軸と、該出力軸の回転を転舵輪の転舵動作に変換する変換機構とから構成される操舵機構と、
   前記入力軸側に設けられ、該入力軸の回転角を検出して第１回転角信号として出力する第１回転角センサと、
   前記出力軸側に設けられ、該出力軸の回転角を検出又は推定して第２回転角信号として出力する第２回転角センサと、
   前記操舵機構に操舵アシスト力を付与する電動モータと、
   車両の運転状態に基づいて前記電動モータを駆動制御する電子コントロールユニットと、を備え、
   前記電子コントロールユニットは、
   運転者による操舵トルクに基づいた前記電動モータへの指令電流である基本アシスト電流を演算する基本アシスト電流演算部と、
   前記入力軸の回転方向と前記出力軸の回転方向とが一致しているか否かを判断する方向一致判断部と、
   前記第１回転角信号と前記第２回転角信号のうち、いずれの位相が先行するかを判断する先行位相判断部と、
   前記方向一致判断部によって方向一致と判断され、かつ前記先行位相判断部によって前記第１回転角信号の位相が先行すると判断されたときは、前記トーションバーの捩れが前記入力軸側からの正入力によるものと判断し、前記方向一致判断部によって方向一致と判断され、かつ前記先行位相判断部によって前記第２回転角信号の位相が先行すると判断されたときは、前記トーションバーの捩れが前記出力軸側からの逆入力によるものと判断する正逆入力判断部と、
   前記第１回転角信号の位相と前記第２回転角信号の位相とに基づき前記トーションバーの捩れ方向の反転が生じたか否かを判断する位相変化判断部と、
   前記正逆入力判断部によって逆入力と判断された後、前記位相変化判断部によって前記トーションバーの捩れ方向の反転が発生していない状態が継続していると判断されたときに、前記基本アシスト電流よりも大きな外乱対抗電流を演算する外乱対抗電流演算部と、
   を有することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記外乱対抗電流は、前記トーションバーの捩れ方向が反転しない大きさに設定されてい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. 前記外乱対抗電流は、車両速度が高いほど小さくなるように演算されることを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記外乱対抗電流は、前記第１回転角信号と前記第２回転角信号との差が大きいほど大きくなるように演算されることを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記電子コントロールユニットは、車両速度が所定値以上のときにのみ前記外乱対抗電流を出力することを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記外乱対抗電流は、車両のヨーモーメントが大きいほど大きくなるように演算されることを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
7. 前記正逆入力判断部は、ローパスフィルタを通過した前記第１回転角信号と前記第２回転角信号とに基づいて、前記トーションバーの捩れが前記正入力によるものか前記逆入力によるものかを判断す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。
8. 前記位相変化判断部は、前記第１回転角信号が前記第２回転角信号よりも大きいとき、車両が横断勾配付き路面を直進走行中であるか、又は旋回半径の外側が内側よりも低く形成された路面を走行中であると判断し、
   前記外乱対抗電流演算部は、前記位相変化判断部の判断結果に基づき、前記外乱対抗電流を補正す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。
9. 前記位相変化判断部は、車両のヨーモーメントが所定値以下の場合には、前記横断勾配付き路面を直進走行中であると判断し、前記ヨーモーメントが前記所定値より大きい場合には、旋回半径の外側が内側よりも低く形成された路面を走行中であると判断することを特徴とする請求項８に記載の電動パワーステアリング装置。
10. 前記電子コントロールユニットは、前記第１回転角センサ及び前記第２回転角センサの中立位置からのオフセット量を補正する補正回路部を有す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。
11. 電動モータを駆動制御することによって運転者の操舵アシストに供する電動パワーステアリング装置の制御装置であって、
    ステアリングホイールの操舵操作に伴い回転する入力軸の回転角を検出する第１回転角センサから出力された第１回転角信号を受信する第１回転角受信部と、
    前記入力軸とトーションバーを介して接続される出力軸の回転角を検出する第２回転角センサから出力された第２回転角信号を受信する第２回転角受信部と、
    運転者による操舵トルクに基づいた前記電動モータへの指令電流である基本アシスト電流を演算する基本アシスト電流演算部と、
    前記入力軸の回転方向と前記出力軸の回転方向とが一致しているか否かを判断する方向一致判断部と、
    前記第１回転角信号と前記第２回転角信号のうち、いずれの位相が先行するかを判断する先行位相判断部と、
    前記方向一致判断部によって方向一致と判断され、かつ前記先行位相判断部によって前記第１回転角信号の位相が先行すると判断されたときは、前記トーションバーの捩れが前記入力軸側からの正入力によるものと判断し、前記方向一致判断部によって方向一致と判断され、かつ前記先行位相判断部によって前記第２回転角信号の位相が先行すると判断されたときは、前記トーションバーの捩れが前記出力軸側からの逆入力によるものと判断する正逆入力判断部と、
    前記第１回転角信号の位相と前記第２回転角信号の位相とに基づき前記トーションバーの捩れ方向の反転が生じたか否かを判断する位相変化判断部と、
    前記正逆入力判断部によって逆入力と判断された後、前記位相変化判断部によって前記トーションバーの捩れ方向の反転が発生していない状態が継続していると判断されたときに、前記基本アシスト電流よりも大きな外乱対抗電流を演算する外乱対抗電流演算部と、
    を有す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。
12. 前記外乱対抗電流は、前記トーションバーの捩れ方向が反転しない大きさに設定されていることを特徴とする請求項１１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
13. 前記外乱対抗電流は、車両速度が高いほど小さくなるように演算されることを特徴とする請求項１２に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
14. 前記外乱対抗電流は、前記第１回転角信号と前記第２回転角信号との差が大きいほど大きくなるように演算されることを特徴とする請求項１２に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
15. 前記電子コントロールユニットは、車両速度が所定値以上のときにのみ前記外乱対抗電流を出力することを特徴とする請求項１２に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
16. 前記外乱対抗電流は、車両のヨーモーメントが大きいほど大きくなるように演算されることを特徴とする請求項１２に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
17. 前記正逆入力判断部は、ローパスフィルタを通過した前記第１回転角信号と前記第２回転角信号とに基づいて、前記トーションバーの捩れが前記正入力によるものか前記逆入力によるものかを判断することを特徴とする請求項１１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
18. 前記位相変化判断部は、前記第１回転角信号が前記第２回転角信号よりも大きいとき、車両が横断勾配付き路面を直進走行中であるか、又は旋回半径の外側が内側よりも低く形成された路面を走行中であると判断し、
    前記外乱対抗電流演算部は、前記位相変化判断部の判断結果に基づき、前記外乱対抗電流を補正することを特徴とする請求項１１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
19. 前記位相変化判断部は、車両のヨーモーメントが所定値以下の場合には、前記横断勾配付き路面を直進走行中であると判断し、前記ヨーモーメントが前記所定値より大きい場合には、旋回半径の外側が内側よりも低く形成された路面を走行中であると判断することを特徴とする請求項１８に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
20. 前記電子コントロールユニットは、前記第１回転角センサ及び前記第２回転角センサの中立位置からのオフセット量を補正する補正回路部を有することを特徴とする請求項１１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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