WO2010073374A1 - パワーステアリング装置 - Google Patents

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WO2010073374A1
WO2010073374A1 PCT/JP2008/073745 JP2008073745W WO2010073374A1 WO 2010073374 A1 WO2010073374 A1 WO 2010073374A1 JP 2008073745 W JP2008073745 W JP 2008073745W WO 2010073374 A1 WO2010073374 A1 WO 2010073374A1
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WO
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friction torque
steering
controller
transmission ratio
additional friction
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PCT/JP2008/073745
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English (en)
French (fr)
Inventor
仁章 小野
久代　育生
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/008—Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear

Definitions

  • the present invention relates to a power steering device that controls an additional friction torque applied to a steering.
  • Patent Document 1 proposes a technique for applying a friction torque according to the steering angle and the vehicle speed to the steering in order to improve the return characteristic of the steering at a low speed and to improve the convergence of the steering at a high speed. Yes.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and is capable of appropriately executing control of the additional friction torque applied to the steering even when the transmission ratio changes.
  • An object is to provide a steering device.
  • a power steering apparatus mounted on a vehicle, based on a transmission ratio variable mechanism that varies a transmission ratio between a steering angle and a steering angle, and a steering angle and a target steering angle.
  • Torque applying means for setting the additional friction torque to be applied to the steering and applying the additional friction torque to the steering, and additional friction torque changing means for changing the additional friction torque based on the transmission ratio.
  • the power steering device described above is mounted on a vehicle and includes a transmission ratio variable mechanism, torque applying means, and additional friction torque changing means.
  • the torque applying means is, for example, an ECU (Electronic Control), and performs control for setting the additional friction torque to be applied to the steering and applying the additional friction torque.
  • the additional friction torque changing means is, for example, an ECU, and changes the additional friction torque based on a transmission ratio of the transmission ratio variable mechanism or a parameter correlated with the transmission ratio. By doing in this way, even if it is a case where a transmission ratio changes, a power steering device can give suitable additional friction torque to steering.
  • the additional friction torque changing unit changes a rising characteristic of the additional friction torque based on the transmission ratio. By doing in this way, the power steering apparatus can set the additional friction torque suitable for a driver
  • the additional friction torque changing means delays the rise of the additional friction torque when the shaft is accelerated. In this way, the power steering apparatus can set the additional friction torque suitable for the actual steering of the driver even when the steering is accelerated by the transmission ratio variable mechanism.
  • the additional friction torque changing unit changes the maximum value of the additional friction torque based on the transmission ratio. By doing so, the power steering device can appropriately set the additional friction torque according to the transmission ratio.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a steering control system to which a power steering apparatus according to an embodiment is applied.
  • An example of a method for obtaining the friction torque will be described.
  • An example of the characteristic of additional friction torque is shown. It is an image figure showing the characteristic of additional friction torque with a visible model.
  • An example of the characteristic of the additional friction torque in 1st Embodiment is shown.
  • It is an example of the map which shows the appropriate value of gain Kvg and friction torque Ttvg with respect to target angular velocity (omega) vg.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the steering control system 50.
  • the steering control system 50 mainly includes a steering wheel 1, a steering shaft 2, a steering angle sensor 3, a steering torque sensor 4, a pinion 5, a steering rack 6, a motor 7, and a motor rotation angle sensor 8.
  • “R” and “L” added to the end of the reference numerals of the tie rods 10R and 10L, the knuckle arms 11R and 11L, and the wheels 12FR and 12FL will be omitted if they are used without distinction.
  • “R” and “L” added to the end of the reference numerals of the tie rods 10R and 10L, the knuckle arms 11R and 11L, and the wheels 12FR and 12FL will be omitted if they are used without distinction.
  • Steering control system 50 is configured by an electric power steering (EPS: Electric Power Steering) system.
  • EPS Electric Power Steering
  • the steering control system 50 is a system that is mounted on a vehicle and performs control for turning the wheels 12F (steered wheels) in accordance with the operation of the steering wheel 1 or the like.
  • the steering wheel 1 is operated by the driver to turn the vehicle.
  • the steering wheel 1 is connected to a pinion 5 via a steering shaft 2.
  • the steering shaft 2 is mainly provided with a steering angle sensor 3 and a steering torque sensor 4.
  • the steering wheel 1 is also simply referred to as “steering”.
  • the pinion 5 is configured to be rotatable according to the rotation of the steering shaft 2, and the steering rack 6 is configured to be movable according to the rotation of the pinion 5.
  • a knuckle arm 11 is connected to the steering rack 6 via a tie rod 10, and wheels 12 ⁇ / b> F are connected to the knuckle arm 11. In this case, when the tie rod 10 and the knuckle arm 11 are operated by the steering rack 6, the wheels 12F connected to the knuckle arm 11 are steered.
  • the motor 7 is composed of, for example, a three-phase AC motor, and is provided coaxially with the steering rack 6 in a steering gear box (not shown).
  • the motor 7 is configured to be able to apply a force that assists the movement of the steering rack 6 or a force that inhibits the movement of the steering rack 6.
  • the motor 7 applies assist torque in the steering direction by the driver in order to improve the steering feeling and the steering stability.
  • the motor 7 applies an additional friction torque in a direction opposite to the steering direction by the driver (that is, applies a steering reaction force) in order to improve the steering performance and the like.
  • the motor 7 is controlled by a control signal S7 supplied from the controller 30.
  • the various sensors provided in the steering control system 50 function as follows.
  • the steering angle sensor 3 detects a steering angle corresponding to the operation of the steering wheel 1 by the driver, and supplies a detection signal S3 corresponding to the detected steering angle to the controller 30.
  • the steering torque sensor 4 detects the steering torque input by the driver, and supplies a detection signal S4 corresponding to the detected steering torque to the controller 30.
  • the motor rotation angle sensor 8 detects the rotation angle of the motor 7 and supplies a detection signal S8 corresponding to the detected rotation angle to the controller 30.
  • the vehicle speed sensor 15 detects the vehicle speed (for example, detects the wheel speed), and supplies a detection signal S15 corresponding to the detected vehicle speed to the controller 30.
  • the transmission ratio variable mechanism 19 is a mechanism capable of increasing (or decelerating) the rotation of the steering shaft 2 input to the pinion 5. That is, the transmission ratio variable mechanism 19 makes the transmission ratio between the steering angle and the turning angle variable.
  • the transmission ratio variable mechanism 19 is, for example, VGRS.
  • the transmission ratio variable mechanism 19 includes a motor, a variable gear, and the like, and connects the input shaft 2a and the output shaft 2b of the steering shaft 2 at the variable gear portion.
  • the “transmission ratio” refers to the ratio of the rotation of the output shaft 2b to the rotation of the input shaft 2a.
  • the case where the transmission ratio variable mechanism 19 increases the rotation speed of the steering shaft 2, that is, the case where the transmission ratio is 1 or more is simply referred to as “at the time of shaft acceleration”.
  • the case where the transmission ratio variable mechanism 19 decelerates the rotation of the steering shaft 2, that is, the case where the transmission ratio is less than 1, is simply referred to as “at the time of shaft deceleration”.
  • the controller 30 includes a CPU, a ROM, a RAM, an A / D converter, and the like (not shown).
  • the controller 30 controls the motor 7 by supplying a control signal S7 to the motor 7 based on the detection signals S3, S4, S8, S15 and the like supplied from the various sensors described above.
  • the controller 30 performs control for applying an additional friction torque to the steering from the motor 7 (hereinafter referred to as “friction application control”).
  • the controller 30 functions as a power steering device in the present invention.
  • the controller 30 may be realized by an ECU that performs control in the vehicle.
  • the controller 30 determines the friction torque (hereinafter referred to as “Tt”) to be applied to the steering based on the steering angle (hereinafter referred to as “ ⁇ ”) and the vehicle speed (hereinafter referred to as “V”). ).
  • the controller 30 obtains a target steering angle (hereinafter referred to as “ ⁇ t”) based on the steering angle ⁇ and the friction torque Tt.
  • the controller 30 obtains an additional friction torque (hereinafter referred to as “Tc”) based on a deviation (hereinafter referred to as “ ⁇ ”) between the target steering angle ⁇ t and the steering angle ⁇ .
  • the controller 30 corrects the friction torque Tt based on the target steering angle ⁇ t and the like, and sets the corrected friction torque as the additional friction torque Tc. Then, the controller 30 controls the motor 7 so that the additional friction torque Tc thus obtained is applied to the steering.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a method for obtaining the friction torque Tt.
  • FIG. 2 shows the steering angle ⁇ on the horizontal axis and the friction torque Tt on the vertical axis. More specifically, FIG. 2 corresponds to a map in which the friction torque Tt to be set with respect to the steering angle ⁇ according to the vehicle speed V is defined.
  • maps corresponding to the high speed region V2, the medium speed region V1, and the low speed region V0 are shown.
  • the controller 30 obtains the friction torque Tt corresponding to the current steering angle ⁇ and the vehicle speed V by referring to such a map.
  • the friction torque Tt having a larger value is set as the vehicle speed increases for the same steering angle ⁇ .
  • the friction torque Tt having a larger value is set as the vehicle speed increases for the same steering angle ⁇ .
  • the friction torque Tt when the vehicle speed is the same or in the same vehicle speed range, the larger the steering angle ⁇ , the larger the friction torque Tt that is set.
  • the gain K is a value determined in consideration of the rigidity of the steering system, for example.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the characteristic of the additional friction torque Tc.
  • FIG. 3 shows the steering angle ⁇ on the horizontal axis and the additional friction torque Tc on the vertical axis (the counterclockwise torque direction is positive and the clockwise torque direction is negative).
  • a case where the friction torque Tt is “Tt 1 ” and a case where the friction torque Tt is “Tt 2 ” (Tt 2 ⁇ Tt 1 ) is shown as an example.
  • the friction torque Tt 1 when the vehicle speed is high speed range V2 or middle speed range V1
  • the vehicle speed indicates the friction torque Tt 2 in case of the low speed range V0 (see FIG. 2).
  • FIG. 2 shows the friction torque Tt 2 in case of the low speed range V0 (see FIG. 2).
  • the target steering angle ⁇ t is the same and does not change according to the change of the steering angle ⁇ . To do.
  • the graph simply translates in the horizontal axis direction around the new target steering angle ⁇ t accordingly.
  • the deviation upper limit value ⁇ 1 in the case of “Tt 1 ” increases as the friction torque Tt increases. It is larger than the deviation upper limit ⁇ 2 in the case of “Tt 2 ”).
  • the magnitude of Tc increases in proportion to ⁇ .
  • the friction torque Tt to be applied to the steering wheel 1 is not actually applied to the steering wheel 1, and the absolute value of ⁇ is greater than or equal to the deviation upper limit value ⁇ .
  • the magnitude of the additional friction torque Tc is set to the magnitude of the friction torque Tt to be applied to the steering wheel 1.
  • the gain K is a parameter that determines the rising characteristic of the additional friction torque Tc (here, the ratio of the change in the additional friction torque Tc with respect to ⁇ ).
  • the reason why the friction torque Tt is not applied in the range of “ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ” is to prevent the friction torque from vibrating excessively and deteriorating the steering feeling.
  • FIG. 4 is an image diagram showing the characteristic of the additional friction torque Tc with a visible model.
  • FIG. 4B is an image diagram corresponding to the ranges of “ ⁇ > ⁇ ” and “ ⁇ ⁇ ”.
  • the target steering angle ⁇ t changes in a direction to receive the force T
  • a constant frictional force Tt ′ ( ⁇ force T) is generated in a direction opposite to the force T.
  • the frictional force Tt ′ corresponds to a value obtained by converting the frictional force Tt into a force.
  • controller 30 preferably filters the additional friction torque Tc with a low-pass filter. For example, as this low-pass filter, the controller 30 multiplies the additional friction torque Tc by Expression (1).
  • fc is a cutoff frequency
  • s is a parameter of the low-pass filter.
  • the cut-off frequency fc is preferably a fixed value or a variable value within a range of about 1 to 2 Hz. This is because there is a yaw resonance frequency of the vehicle in such a frequency range, and the change in the friction torque is appropriately filtered to improve the steering feeling. Since the yaw resonance frequency of the vehicle changes according to the vehicle speed, the cut-off frequency fc may be varied according to the vehicle speed. Alternatively, the cut-off frequency fc may simply be a fixed value corresponding to the yaw resonance frequency of the vehicle at the representative vehicle speed (for example, 80 km / h).
  • the controller 30 further changes the additional friction torque Tc based on the transmission ratio of the transmission ratio variable mechanism 19 or a parameter correlated with the transmission ratio.
  • the controller 30 acquires the transmission ratio of the transmission ratio variable mechanism 19 and changes the gain K according to the transmission ratio. For example, the controller 30 acquires the transmission ratio from the transmission ratio variable mechanism 19. When the transmission ratio is 1 or more, that is, when the shaft speed is increased, the controller 30 decreases the gain K according to the transmission ratio. For example, the controller 30 makes the gain K and the transmission ratio inversely proportional. That is, the controller 30 uses the speed increase rate of the rotation of the output shaft 2b relative to the rotation of the input shaft 2a (hereinafter referred to as “speed increase rate Gvg”) to change the gain “Kvg” after the change of the equation (2). Asking.
  • speed increase rate Gvg speed increase rate of the rotation of the output shaft 2b relative to the rotation of the input shaft 2a
  • the controller 30 calculates the gain Kvg by dividing the gain K by the transmission rate (ie, “1 + Gvg”). By doing so, the controller 30 appropriately changes the additional friction torque Tc based on the transmission rate.
  • the steering angle sensor 3 In order to obtain a highly accurate steering angle ⁇ , the steering angle sensor 3 normally estimates the steering angle ⁇ using the rotation angle of the motor 7 detected from the motor rotation angle sensor 8 or the like.
  • the rotation angle of the motor 7 is affected by the transmission ratio of the transmission ratio variable mechanism 19. That is, as a result of the rotation angle of the motor 7 being amplified according to the transmission ratio, the fluctuation of the steering angle ⁇ estimated based on the rotation angle of the motor 7 is the actual steering angle (hereinafter referred to as “actual steering angle”) steered by the driver. Larger than the fluctuation of Further, as described in the example of the friction application control, the controller 30 calculates the additional friction torque Tc based on the steering angle ⁇ . Therefore, when the transmission ratio variable mechanism 19 is driven, the additional friction torque Tc is not appropriately set because the detected steering angle ⁇ is different from the actual steering angle, and as a result, the steering feeling may be deteriorated. There is sex.
  • the controller 30 appropriately changes the rising characteristic of the additional friction torque Tc by changing the gain K according to the transmission ratio, thereby adding the additional friction torque suitable for the actual steering angle. Tc is set. This will be described with reference to FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the characteristic of the additional friction torque Tc at the time of shaft acceleration.
  • the graph of FIG. 5 shows the case where the friction torque Tt is “Tt1”.
  • a graph of the additional friction torque Tc using the gain K when the transmission ratio is not considered is indicated by a solid line
  • a graph of the additional friction torque Tc using the gain Kvg considering the transmission ratio is indicated by a broken line.
  • the gain Kvg is smaller than the gain K in inverse proportion to the transmission ratio. That is, the rising of the additional friction torque Tc calculated using the gain Kvg is slower than the additional friction torque Tc calculated using the gain K.
  • the controller 30 can appropriately set the additional friction torque Tc based on the actual steering angle by changing the gain K according to the transmission ratio.
  • FIG. 6 is an example of a flowchart showing a procedure of processing executed by the controller 30 in the first embodiment.
  • the controller 30 repeatedly executes the process of the flowchart shown in FIG. 6 according to a predetermined cycle.
  • the controller 30 acquires the acceleration rate Gvg (step S101). For example, the controller 30 acquires the speed increase rate Gvg by the control signal transmitted from the transmission ratio variable mechanism 19.
  • the controller 30 changes the gain K based on the acceleration rate Gvg (step S102). Specifically, the controller 30 calculates the gain Kvg from the acceleration rate Gvg using the equation (2).
  • the controller 30 calculates the additional friction torque Tc (step S103). At this time, the controller 30 calculates the additional friction torque Tc using the changed gain Kvg. Therefore, the controller 30 can appropriately set the additional friction torque Tc in consideration of the transmission ratio. Therefore, the controller 30 can prevent deterioration of the steering feeling due to the transmission ratio variable mechanism 19.
  • the controller 30 calculates the gain Kvg by dividing the gain K by the transmission rate at the time of shaft acceleration, as shown in Equation (2).
  • the method for determining the gain Kvg to which the present invention is applicable is not limited to this.
  • the controller 30 may determine the gain Kvg from the transmission ratio at the time of shaft acceleration by referring to a map or an equation. In this case, the above-described map or the like is created by experiments or the like and is stored in advance in the memory of the controller 30.
  • the controller 30 reduces the gain K based on the transmission ratio.
  • the controller 30 may increase the gain K according to the transmission ratio.
  • the actual steering angle variation is larger than the detected steering angle ⁇ variation. Therefore, the controller 30 obtains the changed gain Kvg, for example, by dividing the gain K by the transmission ratio. As a result, the gain Kvg increases in accordance with the transmission ratio.
  • the controller 30 can appropriately set the additional friction torque Tc based on the actual steering angle even when the shaft is decelerated by changing the gain K according to the transmission ratio.
  • the controller 30 changes the gain K based on the transmission ratio.
  • the controller 30 may change the cutoff frequency fc based on the transmission ratio.
  • the controller 30 determines the cutoff frequency fc by referring to a map or an expression indicating an appropriate value of the cutoff frequency fc corresponding to the transmission ratio.
  • the above-described map or the like is created by an experiment or the like and is stored in advance in the memory of the controller 30.
  • the controller 30 can also adjust the change in the additional friction torque Tc by changing the cutoff frequency fc, and can change the rising characteristic.
  • the controller 30 changes the rising characteristic of the additional friction torque Tc by changing the gain K.
  • the controller 30 changes the friction torque Tt to an appropriate value.
  • the controller 30 appropriately sets the additional friction torque Tc.
  • the changed friction torque Tt is particularly expressed as “Ttvg”.
  • the controller 30 changes the gain K and the friction torque Tt based on the target angular velocity of the output shaft 2b used by the transmission ratio variable mechanism 19 (hereinafter referred to as “target angular velocity ⁇ vg”).
  • target angular velocity ⁇ vg represents, for example, a relative angular velocity of the output shaft 2b with respect to the input shaft 2a. Therefore, the target angular velocity ⁇ vg takes a positive value when the shaft is accelerated and takes a negative value when the shaft is decelerated.
  • the left-handed steering or the right-handed steering is not distinguished. That is, the sign of the target angular velocity ⁇ vg does not fluctuate due to the difference between the counterclockwise steering and the clockwise steering.
  • the controller 30 refers to the map or formula of the gain Kvg corresponding to the target angular velocity ⁇ vg and the map or formula of the friction torque Ttvg corresponding to the target angular velocity ⁇ vg, so that the appropriate gain Kvg is obtained from the target angular velocity ⁇ vg. And the value of the friction torque Ttvg.
  • the above-described map or the like is created by, for example, an experiment and is stored in advance in the memory of the controller 30.
  • FIG. 7A is an example of a map showing an appropriate value of the gain Kvg corresponding to the target angular velocity ⁇ vg.
  • the controller 30 decreases the gain Kvg when the target angular velocity ⁇ vg is large. That is, at the time of shaft acceleration, the controller 30 delays the rising of the additional friction torque Tc.
  • “Kvg0” in FIG. 7A matches, for example, the gain K when calculated without considering the target angular velocity ⁇ vg.
  • the controller 30 adjusts the rising of the additional friction torque Tc to realize an appropriate steering feeling.
  • FIG. 7B is an example of a map showing an appropriate value of the friction torque Ttvg corresponding to the target angular velocity ⁇ vg.
  • the friction torque Ttvg decreases as the target angular velocity ⁇ vg increases. That is, at the time of shaft acceleration, the controller 30 decreases the maximum value of the additional friction torque Tc.
  • “Ttvg0” in FIG. 7B matches, for example, the friction torque Tt calculated without considering the target angular velocity ⁇ vg.
  • the controller 30 reduces the maximum value of the additional friction torque Tc during the shaft acceleration, thereby realizing an appropriate steering feeling.
  • the controller 30 sets, for example, the gain Kvg to “Kvg0” and the friction torque Ttvg to “Ttv0”.
  • FIG. 8 is an example of a flowchart showing a procedure of processing executed by the controller 30 in the second embodiment.
  • the controller 30 repeatedly executes the process of the flowchart shown in FIG. 8 according to a predetermined cycle.
  • the controller 30 acquires the target angular velocity ⁇ vg (step S201). For example, the controller 30 acquires the target angular velocity ⁇ vg by a control signal transmitted from the transmission ratio variable mechanism 19.
  • the controller 30 derives the gain Kvg and the friction torque Ttvg based on the target angular velocity ⁇ vg (step S202). Specifically, the controller 30 derives the gain Kvg and the friction torque Ttvg based on the target angular velocity ⁇ vg by using the map or formula shown in FIG.
  • the controller 30 calculates the additional friction torque Tc (step S203). At this time, the controller 30 calculates the additional friction torque Tc using the gain Kvg and the friction torque Ttvg derived in step S202. Therefore, the controller 30 can set the rising characteristic and the maximum value of the additional friction torque Tc according to the target angular velocity ⁇ vg. That is, the controller 30 can appropriately set the additional friction torque Tc.
  • the controller 30 changes the additional friction torque Tc using the target angular velocity ⁇ vg, which is an example of the control amount of the transmission ratio variable mechanism 19.
  • the controller 30 may change the additional friction torque Tc based on the speed increase rate or the transmission ratio, as in the first embodiment.
  • the controller 30 derives the gain Kvg and the friction torque Ttvg based on the speed increase rate by referring to a map created in advance.
  • the rising characteristic of the additional friction torque Tc is changed by changing the gain K.
  • the controller 30 may change the cutoff frequency fc based on the transmission ratio, the target angular velocity ⁇ vg, and the like.
  • the controller 30 determines the cutoff frequency fc by referring to a map or an expression indicating an appropriate value of the cutoff frequency fc corresponding to the transmission ratio or the like.
  • the above-described map or the like is created by an experiment or the like and is stored in advance in the memory of the controller 30.
  • the controller 30 can also adjust the change in the additional friction torque Tc by changing the cutoff frequency fc, and can change the rising characteristic.
  • the present invention can be used for a mechanism that assists the steering of a driver mounted on a vehicle.

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Abstract

　パワーステアリング装置は、車両に搭載され、伝達比可変機構と、トルク付与手段と、付加摩擦トルク変更手段と、を備える。トルク付与手段は、ステアリングに付与すべき付加摩擦トルクを設定し、付加摩擦トルクを付与する制御を行う。付加摩擦トルク変更手段は、伝達比可変機構の伝達比に基づき付加摩擦トルクを変更する。

Description

パワーステアリング装置
　本発明は、ステアリングに付与する付加摩擦トルクを制御するパワーステアリング装置に関する。
　この種の技術が、例えば特許文献１に提案されている。特許文献１には、低速走行時にはステアリングの戻り特性を良好にし、高速走行時にはステアリングの収斂性を良好にするために、操舵角や車速に応じた摩擦トルクをステアリングに付与する技術が提案されている。
特開２００２－１０４２１０号公報
　ところで、車両がＶＧＲＳ（Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｇｅａｒ　Ｒａｔｉｏ　Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）などの伝達比可変機構を備えている場合、ＶＧＲＳによるギヤ比（伝達比）が変化すると、ステアリングに付与すべき摩擦トルクの特性が変化する。上述した特許文献１には、このような問題点やその解決手段については記載されていない。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、伝達比が変化した場合であっても、ステアリングに付与する付加摩擦トルクの制御を適切に実行することが可能なパワーステアリング装置を提供することを目的とする。
　本発明の１つの観点では、車両に搭載されるパワーステアリング装置であって、操舵角と転舵角との間の伝達比を可変にする伝達比可変機構と、操舵角及び目標操舵角に基づいてステアリングに付与すべき付加摩擦トルクを設定し、ステアリングに前記付加摩擦トルクを付与する制御を行うトルク付与手段と、前記伝達比に基づき前記付加摩擦トルクを変更する付加摩擦トルク変更手段と、を備える。
　上記のパワーステアリング装置は、車両に搭載され、伝達比可変機構と、トルク付与手段と、付加摩擦トルク変更手段と、を備える。トルク付与手段は、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、ステアリングに付与すべき付加摩擦トルクを設定し、付加摩擦トルクを付与する制御を行う。付加摩擦トルク変更手段は、例えばＥＣＵであり、伝達比可変機構の伝達比または伝達比に相関があるパラメータに基づき付加摩擦トルクを変更する。このようにすることで、パワーステアリング装置は、伝達比が変化した場合であっても、ステアリングに適切な付加摩擦トルクを付与することができる。
　上記のパワーステアリング装置の一態様では、前記付加摩擦トルク変更手段は、前記伝達比に基づき前記付加摩擦トルクの立ち上がり特性を変更する。このようにすることで、パワーステアリング装置は、運転者の実際の操舵に適った付加摩擦トルクを設定することができる。
　上記のパワーステアリング装置の他の一態様では、前記付加摩擦トルク変更手段は、軸増速時に前記付加摩擦トルクの立ち上がりを遅くする。このようにすることで、パワーステアリング装置は、伝達比可変機構によってステアリングが増速された場合であっても、運転者の実際の操舵に適った付加摩擦トルクを設定することができる。
　上記のパワーステアリング装置の他の一態様では、前記付加摩擦トルク変更手段は、前記伝達比に基づき前記付加摩擦トルクの最大値を変更する。このようにすることで、パワーステアリング装置は、伝達比に応じて、適切に付加摩擦トルクを設定することができる。
本実施形態に係るパワーステアリング装置が適用された操舵制御システムの概略構成図を示す。 摩擦トルクを求める方法の一例を示す。 付加摩擦トルクの特性の一例を示す。 付加摩擦トルクの特性を可視的なモデルで表すイメージ図である。 第１実施形態における付加摩擦トルクの特性の一例を示す。 第１実施形態における制御処理を示すフローチャートである。 目標角速度ωｖｇに対するゲインＫｖｇ及び摩擦トルクＴｔｖｇの適正値を示すマップの一例である。 第２実施形態における制御処理を示すフローチャートである。
符号の説明
　１　ステアリングホイール
　２　ステアリングシャフト
　３　操舵角センサ
　４　操舵トルクセンサ
　５　ピニオン
　６　ステアリングラック
　７　モータ
　８　モータ回転角センサ
　１２　車輪
　１５　車速センサ
　３０　コントローラ
　５０　操舵制御システム
　以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
　［装置構成］
　まず、本実施形態に係るパワーステアリング装置が適用されたシステム（以下、「操舵制御システム」と呼ぶ。）５０の全体構成について説明する。図１は、操舵制御システム５０の構成を示す概略図である。
　操舵制御システム５０は、主に、ステアリングホイール１と、ステアリングシャフト２と、操舵角センサ３と、操舵トルクセンサ４と、ピニオン５と、ステアリングラック６と、モータ７と、モータ回転角センサ８と、タイロッド１０Ｒ、１０Ｌと、ナックルアーム１１Ｒ、１１Ｌと、車輪（前輪）１２ＦＲ、１２ＦＬと、車速センサ１５と、コントローラ３０と、を備える。なお、以下では、タイロッド１０Ｒ、１０Ｌ、ナックルアーム１１Ｒ、１１Ｌ、及び車輪１２ＦＲ、１２ＦＬの符号の末尾に付した「Ｒ」、「Ｌ」は、これらを区別しないで用いる場合には、省略するものとする。
　操舵制御システム５０は、電動パワーステアリング（ＥＰＳ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）システムによって構成される。具体的には、操舵制御システム５０は、車両に搭載され、ステアリングホイール１の操作などに応じて車輪１２Ｆ（転舵輪）を転舵させる制御を行うシステムである。
　ステアリングホイール１は、運転者により車両を旋回等させるために操作される。ステアリングホイール１は、ステアリングシャフト２を介して、ピニオン５に接続される。ステアリングシャフト２には、主に、操舵角センサ３及び操舵トルクセンサ４が設けられている。なお、以下では、ステアリングホイール１のことを単に「ステアリング」とも表記する。
　ピニオン５は、ステアリングシャフト２の回転に応じて回転可能に構成され、ステアリングラック６は、ピニオン５の回転に応じて移動可能に構成されている。ステアリングラック６にはタイロッド１０を介してナックルアーム１１が連結されており、ナックルアーム１１には車輪１２Ｆが連結されている。この場合、ステアリングラック６によってタイロッド１０及びナックルアーム１１が動作されることにより、ナックルアーム１１に連結された車輪１２Ｆが転舵されることとなる。
　モータ７は、例えば３相交流モータなどで構成され、ステアリングギヤボックス（不図示）内にステアリングラック６と同軸に設けられている。モータ７は、ステアリングラック６の移動をアシストするような力、若しくはステアリングラック６の移動を阻害するような力を付与することが可能に構成されている。具体的には、モータ７は、操舵感や操舵安定性などを向上させるために、運転者による操舵方向にアシストトルクを付与する。これに対して、モータ７は、保舵性能などを向上させるために、運転者による操舵方向と反対方向に付加摩擦トルクを付与する（つまり操舵反力を付与する）。モータ７は、コントローラ３０から供給される制御信号Ｓ７によって制御される。
　操舵制御システム５０内に設けられた各種センサは、以下のように機能する。操舵角センサ３は、運転者によるステアリングホイール１の操作に対応する操舵角を検出し、検出した操舵角に対応する検出信号Ｓ３をコントローラ３０に供給する。操舵トルクセンサ４は、運転者によって入力された操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに対応する検出信号Ｓ４をコントローラ３０に供給する。モータ回転角センサ８は、モータ７の回転角を検出し、検出した回転角に対応する検出信号Ｓ８をコントローラ３０に供給する。車速センサ１５は、車速を検出し（例えば車輪速度を検出する）、検出した車速に対応する検出信号Ｓ１５をコントローラ３０に供給する。
　伝達比可変機構１９は、ピニオン５に入力されるステアリングシャフト２の回転を増速（又は減速）させることが可能な機構である。即ち、伝達比可変機構１９は、操舵角と転舵角との間の伝達比を可変にする。伝達比可変機構１９は、例えばＶＧＲＳである。具体的には、伝達比可変機構１９は、モータや可変ギヤなどを備え、ステアリングシャフト２の入力軸２ａと出力軸２ｂとを可変ギヤ部分において連結させている。以後、「伝達比」とは、入力軸２ａの回転に対する出力軸２ｂの回転の比を指すものとする。また、伝達比可変機構１９がステアリングシャフト２の回転を増速させる場合、即ち、伝達比が１以上の場合を単に「軸増速時」と呼ぶ。そして、伝達比可変機構１９がステアリングシャフト２の回転を減速させる場合、即ち、伝達比が１未満の場合を単に「軸減速時」と呼ぶ。
　コントローラ３０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＡ／Ｄ変換器などを含んで構成される。コントローラ３０は、上記した各種センサから供給される検出信号Ｓ３、Ｓ４、Ｓ８、Ｓ１５などに基づいて、モータ７に制御信号Ｓ７を供給することで、モータ７に対する制御を行う。本実施形態では、コントローラ３０は、モータ７からステアリングに対して付加摩擦トルクを付与させるための制御（以下、「摩擦付与制御」と呼ぶ。）を行う。このように、コントローラ３０は、本発明におけるパワーステアリング装置として機能する。なお、コントローラ３０は、車両内の制御を行うＥＣＵにより実現されても良い。
　［摩擦付与制御の例］
　次に、コントローラ３０が行う摩擦付与制御の一例について説明する。なお、ここで示す摩擦付与制御の例は、伝達比可変機構１９の存在を考慮していない。伝達比可変機構１９の存在を考慮した摩擦付与制御については、第１実施形態及び第２実施形態にて説明する。
　まず、コントローラ３０は、操舵角（以下、「θ」と表記する。）及び車速（以下、「Ｖ」と表記する。）に基づいて、ステアリングに付与すべき摩擦トルク（以下、「Ｔｔ」と表記する。）を求める。次に、コントローラ３０は、操舵角θ及び摩擦トルクＴｔに基づいて目標操舵角（以下、「θｔ」と表記する。）を求める。次に、コントローラ３０は、目標操舵角θｔと操舵角θとの偏差（以下、「Δθ」と表記する。）に基づいて、付加摩擦トルク（以下、「Ｔｃ」と表記する。）を求める。即ち、コントローラ３０は、目標操舵角θｔなどに基づいて摩擦トルクＴｔを補正し、補正後の摩擦トルクを付加摩擦トルクＴｃとする。そして、コントローラ３０は、このように求められた付加摩擦トルクＴｃがステアリングに付与されるように、モータ７に対する制御を行う。
　ここで、図２乃至図４を参照して、摩擦付与制御を具体的に説明する。
　図２は、摩擦トルクＴｔを求める方法の一例を示した図である。図２は、横軸に操舵角θを示し、縦軸に摩擦トルクＴｔを示している。より具体的には、図２は、車速Ｖに応じて、操舵角θに対して設定すべき摩擦トルクＴｔが規定されたマップに相当する。ここでは、一例として、高速域Ｖ２、中速域Ｖ１、及び低速域Ｖ０のそれぞれに対応するマップを示している。コントローラ３０は、このようなマップを参照することで、現在の操舵角θ及び車速Ｖに対応する摩擦トルクＴｔを求める。
　図２に示すマップによれば、同一の操舵角θの場合、車速が大きいほど、大きな値を有する摩擦トルクＴｔが設定されることとなる。これは、高速域Ｖ２や中速域Ｖ１では、直進安定性向上や、操舵保持時の保舵力低減・安定性向上を図る観点から、ある程度の摩擦トルクを発生することが好ましい一方、低速域Ｖ０では、摩擦トルクが大きいと運転者に違和感を与え、操舵感が悪化する場合があるからである。また、図２に示すマップによれば、車速が同一である又は同一の車速域にある場合、操舵角θが大きいほど、大きな値を有する摩擦トルクＴｔが設定されることとなる。これは、操舵角θが大きい場合は車輪の転舵角が大きくなるため、大きな横力が発生し易く、操舵保舵時の保舵力低減・安定性向上を図る観点から、より大きな摩擦トルクが必要となるからである。
　次に、上記のように求められた摩擦トルクＴｔから、目標操舵角θｔを求める方法について説明する。コントローラ３０は、目標操舵角θｔと操舵角θとの偏差Δθ（＝θｔ－θ）、及び、摩擦トルクＴｔ及びゲインＫによって規定された偏差上限値Δ（＝Ｔｔ／Ｋ）に基づいて、目標操舵角θｔを求める。詳しくは、コントローラ３０は、まず目標操舵角θｔをθに初期化した後に（初期化済みであれば初期化しない）、偏差Δθ（＝θｔ－θ）を求め、「Δθ＞Δ」である場合には目標操舵角θｔを「θｔ＝θ＋Δ」に変更し、「Δθ＜－Δ」である場合には目標操舵角θｔを「θｔ＝θ－Δ」に変更し、「－Δ≦Δθ≦Δ」である場合には目標操舵角θｔを変更しない。なお、ゲインＫは、例えばステアリング系の剛性などを考慮して決定される値である。
　次に、上記のように求められた目標操舵角θｔから付加摩擦トルクＴｃを求める方法について説明する。コントローラ３０は、目標操舵角θｔより得られる偏差Δθ（＝θｔ－θ）、及びゲインＫ（＝Ｔｔ／Δ）から、付加摩擦トルクＴｃを求める。具体的には、コントローラ３０は、「Ｔｃ＝Ｋ・Δθ」、即ち「Ｔｃ＝Ｋ（θｔ－θ）」より、付加摩擦トルクＴｃを求める。
　図３は、付加摩擦トルクＴｃの特性の一例を示す図である。図３は、横軸に操舵角θを示し、縦軸に付加摩擦トルクＴｃを示している（左回りのトルクの方向を正とし、右回りのトルクの方向を負としている）。ここでは、摩擦トルクＴｔが「Ｔｔ１」の場合と「Ｔｔ２」の場合（Ｔｔ２＜Ｔｔ１）とを一例として示している。例えば、車速が高速域Ｖ２若しくは中速域Ｖ１である場合における摩擦トルクＴｔ１と、車速が低速域Ｖ０である場合における摩擦トルクＴｔ２とを示している（図２参照）。また、図３では、「Ｔｔ１」及び「Ｔｔ２」のいずれの場合も、理解の容易化のため、便宜上、目標操舵角θｔが同一で、操舵角θの変化に応じて変化しないものとする。なお、目標操舵角θｔが変化した場合には、それに応じてグラフが新たな目標操舵角θｔを中心として横軸方向に平行移動するだけである。
　図３に示すように、偏差上限値Δは、「Δ＝Ｔｔ／Ｋ」であることから、摩擦トルクＴｔが大きいほど大きくなる（例えば、「Ｔｔ１」の場合の偏差上限値Δ１は「Ｔｔ２」の場合の偏差上限値Δ２よりも大きい）。また、「－Δ≦Δθ≦Δ」の範囲では、目標操舵角θｔが変更されずに維持され、「Ｔｃ＝Ｋ・Δθ」、即ち「Ｔｃ＝Ｋ（θｔ－θ）」より、付加摩擦トルクＴｃの大きさはΔθに比例して増加する。そして、「Δθ＞Δ」及び「Δθ＜－Δ」の範囲では、目標操舵角θｔが上述したように変更されてΔθの大きさが一定となるので、「Ｔｃ＝Ｋ・Δθ」、即ち「Ｔｃ＝Ｋ（θｔ－θ）」より、付加摩擦トルクＴｃの大きさは摩擦トルクＴｔに応じた一定値となる。この場合、「－Δ≦Δθ≦Δ」の範囲では、ステアリングホイール１に付与されるべき摩擦トルクＴｔは、実際にはステアリングホイール１には付与されず、Δθの絶対値が偏差上限値Δ以上となって初めて、付加摩擦トルクＴｃの大きさが、ステアリングホイール１に付与されるべき摩擦トルクＴｔの大きさに設定されることとなる。即ち、ゲインＫは付加摩擦トルクＴｃの立ち上がり特性（ここでは、Δθに対する付加摩擦トルクＴｃの変化の割合を表す。）を決定するパラメータである。「－Δ≦Δθ≦Δ」の範囲で摩擦トルクＴｔを付与しないのは、摩擦トルクが過敏に振動し易くなり、操舵感が悪化してしまうことを抑制するためである。
　図４は、付加摩擦トルクＴｃの特性を可視的なモデルで表すイメージ図である。図４（Ａ）は、「－Δ≦Δθ≦Δ」の範囲に相当するイメージ図である。この場合には、目標操舵角θｔは変化せず、力Ｔ（例えば車輪への入力に起因して発生する外力）に対して釣り合うような力、即ちバネ定数Ｋ（＝ゲインＫ）のバネが変位量（θｔ－θ）で変位したときの弾性力（＝Ｋ・Δθ）が生成される。図４（Ｂ）は、「Δθ＞Δ」及び「Δθ＜－Δ」の範囲に相当するイメージ図である。この場合には、目標操舵角θｔは力Ｔを受ける方向に変化し、力Ｔに対向する方向に一定の摩擦力Ｔｔ’（＜力Ｔ）が生成される。なお、摩擦力Ｔｔ’は、摩擦力Ｔｔを力に変換した値に相当する。
　なお、コントローラ３０は、好ましくは、付加摩擦トルクＴｃをローパスフィルタによりフィルタ処理する。例えば、このローパスフィルタとして、コントローラ３０は、式（１）を付加摩擦トルクＴｃに乗じる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　ここで、「ｆｃ」はカットオフ周波数であり、「ｓ」はローパスフィルタのパラメータである。カットオフ周波数ｆｃは、約１～２Ｈｚの範囲内の固定値又は可変値であることが望ましい。これは、かかる周波数範囲に車両のヨー共振周波数があり、摩擦トルクの変化が適切にフィルタリングされ操舵感が良好となるからである。なお、車両のヨー共振周波数は、車速に応じて変化するので、カットオフ周波数ｆｃは車速に応じて可変されてもよい。或いは、カットオフ周波数ｆｃは、簡易的に、代表車速（例えば８０ｋｍ／ｈ）での車両のヨー共振周波数に相当する固定値であってもよい。
　以下の第１実施形態及び第２実施形態では、さらに、コントローラ３０は、伝達比可変機構１９の伝達比または伝達比と相関があるパラメータに基づき付加摩擦トルクＴｃを変化させる。
　［第１実施形態］
　まず、第１実施形態における付加摩擦トルクＴｃの変更方法について説明する。第１実施形態では、伝達比可変機構１９の伝達比に基づき、付加摩擦トルクＴｃの立ち上がり特性を変化させる。これにより、コントローラ３０は、付加摩擦トルクＴｃを適切に設定する。
　具体的には、コントローラ３０は、伝達比可変機構１９の伝達比を取得し、この伝達比に応じてゲインＫを変化させる。コントローラ３０は、例えば、伝達比可変機構１９からこの伝達比を取得する。そして、伝達比が１以上の場合、即ち、軸増速時には、コントローラ３０は、ゲインＫをその伝達比に応じて減らす。例えば、コントローラ３０は、ゲインＫと伝達比とを反比例させる。即ち、コントローラ３０は、入力軸２ａの回転に対する出力軸２ｂの回転の増速率（以後、「増速率Ｇｖｇ」と呼ぶ。）を用いて、変更後のゲイン「Ｋｖｇ」を、式（２）のように求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　式（２）では、コントローラ３０は、ゲインＫを伝達率（即ち、「１＋Ｇｖｇ」）で除してゲインＫｖｇを算出している。このようにすることで、コントローラ３０は、伝達率に基づき付加摩擦トルクＴｃを適切に変更する。
　次に、第１実施形態の効果について述べる。操舵角センサ３は、高精度な操舵角θを得るため、通常では、モータ回転角センサ８などから検出したモータ７の回転角を用いて操舵角θを推定する。一方、モータ７の回転角は、伝達比可変機構１９の伝達比に影響を受ける。即ち、モータ７の回転角が伝達比に従い増幅された結果、モータ７の回転角に基づき推定した操舵角θの変動は、運転者が操縦した実際の操舵角（以後、「実操舵角」と呼ぶ。）の変動よりも大きくなる。また、コントローラ３０は、摩擦付与制御の例で述べたように、操舵角θに基づき付加摩擦トルクＴｃを算出する。従って、伝達比可変機構１９が駆動している場合、検出される操舵角θが実操舵角と異なることに起因して付加摩擦トルクＴｃが適切に設定されず、結果として操舵感が悪化する可能性がある。
　これに対して、第１実施形態では、コントローラ３０は、ゲインＫを伝達比に応じて変更することで、付加摩擦トルクＴｃの立ち上がり特性を適切に変更し、実操舵角に適った付加摩擦トルクＴｃを設定している。これについて図５を用いて説明する。
　図５は、軸増速時における付加摩擦トルクＴｃの特性の一例を示す図である。図５のグラフは、摩擦トルクＴｔが「Ｔｔ１」の場合を示す。また、図５では、伝達比を考慮しない場合のゲインＫを用いた付加摩擦トルクＴｃのグラフが実線で示され、伝達比を考慮したゲインＫｖｇを用いた付加摩擦トルクＴｃのグラフが破線で示されている。図５に示すように、増速時では、伝達比に反比例してゲインＫｖｇはゲインＫより小さくなる。即ち、ゲインＫｖｇを用いて算出した付加摩擦トルクＴｃは、ゲインＫを用いて算出した付加摩擦トルクＴｃよりも立ち上がりが遅くなる。また、上述したように、検出される操舵角θは、伝達比に応じて実操舵角よりも変動が大きくなる。従って、コントローラ３０は、ゲインＫを伝達比に応じて変更することで、実操舵角に基づいた付加摩擦トルクＴｃを適切に設定することができる。
　（処理フロー）
　次に、第１実施形態における処理の手順について説明する。図６は、第１実施形態においてコントローラ３０が実行する処理の手順を表すフローチャートの一例である。コントローラ３０は、図６に示すフローチャートの処理を所定の周期に従い繰り返し実行する。
　まず、コントローラ３０は、増速率Ｇｖｇを取得する（ステップＳ１０１）。例えば、コントローラ３０は、伝達比可変機構１９から送信される制御信号によって増速率Ｇｖｇを取得する。
　次に、コントローラ３０は、増速率Ｇｖｇに基づきゲインＫを変更する（ステップＳ１０２）。具体的には、コントローラ３０は、式（２）を用いて、増速率ＧｖｇからゲインＫｖｇを算出する。
　次に、コントローラ３０は、付加摩擦トルクＴｃを算出する（ステップＳ１０３）。このとき、コントローラ３０は、変更したゲインＫｖｇを用いて付加摩擦トルクＴｃを算出する。従って、コントローラ３０は、伝達比を考慮して付加摩擦トルクＴｃを適切に設定することができる。従って、コントローラ３０は、伝達比可変機構１９に起因した操舵感の悪化を防ぐことができる。
　（変形例１）
　上述の説明では、コントローラ３０は、式（２）に示すように、軸増速時にはゲインＫを伝達率で除することにより、ゲインＫｖｇを算出した。しかし、本発明が適用可能なゲインＫｖｇの決定方法はこれに限定されない。例えば、コントローラ３０は、マップまたは式等を参照することで、軸増速時での伝達比からゲインＫｖｇを定めてもよい。この場合、上述のマップ等は実験等により作成され、コントローラ３０のメモリに予め保持される。
　（変形例２）
　上述の説明では、軸増速時には、コントローラ３０は、伝達比に基づきゲインＫを減らした。これに加え、軸減速時の場合、コントローラ３０は、伝達比に応じてゲインＫを増やしてもよい。軸減速時の場合、実操舵角の変動は検出された操舵角θの変動より大きくなる。よって、コントローラ３０は、例えばゲインＫを伝達比で除することで変更後のゲインＫｖｇを求める。これにより、ゲインＫｖｇは、伝達比に応じて増える。このように、コントローラ３０は、ゲインＫを伝達比に応じて変更することで、軸減速時の場合であっても実操舵角に基づいた付加摩擦トルクＴｃを適切に設定することができる。
　（変形例３）
　上述の説明では、軸増速時には、コントローラ３０は、伝達比に基づきゲインＫを変更した。これに代えて、コントローラ３０は、伝達比に基づきカットオフ周波数ｆｃを変更してもよい。この場合、コントローラ３０は、例えば、伝達比に対応するカットオフ周波数ｆｃの適正値を示すマップや式を参照することで、カットオフ周波数ｆｃを定める。上述のマップ等は、実験等により作成され、コントローラ３０のメモリに予め保持される。このように、コントローラ３０は、カットオフ周波数ｆｃを変更することによっても、付加摩擦トルクＴｃの変化を調整することができ、立ち上がり特性を変更することができる。
　［第２実施形態］
　第１実施形態では、コントローラ３０は、ゲインＫを変更することで、付加摩擦トルクＴｃの立ち上がり特性を変更した。これに加え、またはこれに代えて、第２実施形態では、コントローラ３０は、摩擦トルクＴｔを適切な値に変更する。これにより、コントローラ３０は、適切に付加摩擦トルクＴｃを設定する。以後、変更後の摩擦トルクＴｔを、特に「Ｔｔｖｇ」と表記する。
　コントローラ３０は、伝達比可変機構１９が使用する出力軸２ｂの目標角速度（以後、「目標角速度ωｖｇ」と呼ぶ。）に基づきゲインＫ及び摩擦トルクＴｔを変更する。ここで、「目標角速度ωｖｇ」は、一例として、入力軸２ａに対する出力軸２ｂの相対的な角速度を表すものとする。従って、目標角速度ωｖｇは、軸増速時には正の値をとり、軸減速時には負の値をとる。また、以下では、説明の便宜上、左回りの操舵、または右回りの操舵を区別しない。即ち、目標角速度ωｖｇは、左回りの操舵と右回りの操舵との違いによって符号が変動しない。
　具体的には、コントローラ３０は、目標角速度ωｖｇに対応するゲインＫｖｇのマップ又は式、及び目標角速度ωｖｇに対応する摩擦トルクＴｔｖｇのマップ又は式を参照することで、目標角速度ωｖｇから適切なゲインＫｖｇ及び摩擦トルクＴｔｖｇの値を求める。上述のマップ等は、例えば、実験等により作成され、コントローラ３０のメモリに予め保持される。
　図７（ａ）は、目標角速度ωｖｇに対応するゲインＫｖｇの適正値を示すマップの一例である。図７（ａ）に示すように、コントローラ３０は、目標角速度ωｖｇが大きいときには、ゲインＫｖｇを小さくする。即ち、軸増速時には、コントローラ３０は、付加摩擦トルクＴｃの立ち上がりを遅くする。ここで、図７（ａ）中の「Ｋｖｇ０」は、例えば、目標角速度ωｖｇを考慮しないで算出したときのゲインＫと一致する。このように、コントローラ３０は、付加摩擦トルクＴｃの立ち上がりを調整し、適切な操舵感を実現する。
　図７（ｂ）は、目標角速度ωｖｇに対応する摩擦トルクＴｔｖｇの適正値を示すマップの一例である。図７（ｂ）に示すように、目標角速度ωｖｇが大きくなるほど摩擦トルクＴｔｖｇは小さくなる。即ち、軸増速時には、コントローラ３０は、付加摩擦トルクＴｃの最大値を小さくする。ここで、図７（ｂ）中の「Ｔｔｖｇ０」は、例えば、目標角速度ωｖｇを考慮しないで算出したときの摩擦トルクＴｔと一致する。このように、コントローラ３０は、軸増速時には、付加摩擦トルクＴｃの最大値を小さくし、適切な操舵感を実現する。
　なお、目標角速度ωｖｇが負値となる軸減速時では、コントローラ３０は、例えば、ゲインＫｖｇを「Ｋｖｇ０」に設定し、摩擦トルクＴｔｖｇを「Ｔｔｖｇ０」に設定する。
　（処理フロー）
　次に、第２実施形態における処理の手順について説明する。図８は、第２実施形態においてコントローラ３０が実行する処理の手順を表すフローチャートの一例である。コントローラ３０は、図８に示すフローチャートの処理を所定の周期に従い繰り返し実行する。
　まず、コントローラ３０は、目標角速度ωｖｇを取得する（ステップＳ２０１）。例えば、コントローラ３０は、伝達比可変機構１９から送信される制御信号によって目標角速度ωｖｇを取得する。
　次に、コントローラ３０は、目標角速度ωｖｇに基づきゲインＫｖｇ及び摩擦トルクＴｔｖｇを導出する（ステップＳ２０２）。具体的には、コントローラ３０は、図７に示すマップ又は式等を用いることで、目標角速度ωｖｇに基づきゲインＫｖｇ及び摩擦トルクＴｔｖｇを導出する。
　そして、コントローラ３０は、付加摩擦トルクＴｃを算出する（ステップＳ２０３）。このとき、コントローラ３０は、ステップＳ２０２で導出したゲインＫｖｇ及び摩擦トルクＴｔｖｇを用いて付加摩擦トルクＴｃを算出する。従って、コントローラ３０は、目標角速度ωｖｇに応じて付加摩擦トルクＴｃの立ち上がり特性及び最大値を設定することができる。即ち、コントローラ３０は、適切に付加摩擦トルクＴｃを設定することができる。
　（変形例１）
　第２実施形態では、コントローラ３０は、伝達比可変機構１９の制御量の一例である目標角速度ωｖｇを用いて付加摩擦トルクＴｃを変更した。しかし、本発明が適用可能な例はこれに限定されない。例えば、コントローラ３０は、第１実施形態と同様に、増速率または伝達比に基づき付加摩擦トルクＴｃを変更してもよい。この場合、コントローラ３０は、例えば、予め作成したマップ等を参照することで、増速率等に基づきゲインＫｖｇ及び摩擦トルクＴｔｖｇを導出する。
　（変形例２）
　第１及び第２実施形態では、ゲインＫを変更することで、付加摩擦トルクＴｃの立ち上がり特性を変更していた。しかし、これに代えて、または、これに加えて、コントローラ３０は、伝達比や目標角速度ωｖｇ等に基づきカットオフ周波数ｆｃを変更してもよい。この場合、コントローラ３０は、例えば、伝達比等に対応するカットオフ周波数ｆｃの適正値を示すマップや式を参照することで、カットオフ周波数ｆｃを定める。上述のマップ等は、実験等により作成され、コントローラ３０のメモリに予め保持される。このように、コントローラ３０は、カットオフ周波数ｆｃを変更することによっても、付加摩擦トルクＴｃの変化を調整することができ、立ち上がり特性を変更することができる。
　（変形例３）
　第２実施形態では、コントローラ３０が、摩擦トルクＴｔ及びゲインＫの両方を変更しているが、その代わりに摩擦トルクＴｔのみを変更することとしてもよい。
　本発明は、車両に搭載される運転者の操舵を補助する機構に利用することができる。

Claims (4)

  1. 　車両に搭載されるパワーステアリング装置であって、
    　操舵角と転舵角との間の伝達比を可変にする伝達比可変機構と、
    　操舵角及び目標操舵角に基づいてステアリングに付与すべき付加摩擦トルクを設定し、ステアリングに前記付加摩擦トルクを付与する制御を行うトルク付与手段と、
    　前記伝達比に基づき前記付加摩擦トルクを変更する付加摩擦トルク変更手段と、
    を備えることを特徴とするパワーステアリング装置。
  2. 　前記付加摩擦トルク変更手段は、前記伝達比に基づき前記付加摩擦トルクの立ち上がり特性を変更する請求項１に記載のパワーステアリング装置。
  3. 　前記付加摩擦トルク変更手段は、軸増速時に前記付加摩擦トルクの立ち上がりを遅くする請求項２に記載のパワーステアリング装置。
  4. 　前記付加摩擦トルク変更手段は、前記伝達比に基づき前記付加摩擦トルクの最大値を変更する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のパワーステアリング装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5003427B2 (ja) * 2007-11-20 2012-08-15 トヨタ自動車株式会社 操舵制御装置及びこれを用いた車両用操舵装置
WO2010073367A1 (ja) * 2008-12-26 2010-07-01 トヨタ自動車株式会社 パワーステアリング装置
DE112008004075B4 (de) 2008-12-26 2016-05-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Servolenkvorrichtung
JP5962312B2 (ja) * 2012-08-03 2016-08-03 株式会社デンソー 電動パワーステアリング制御装置
JP6308379B2 (ja) * 2012-11-26 2018-04-11 株式会社ジェイテクト 制御システム
WO2016019344A1 (en) * 2014-07-31 2016-02-04 Trw Automotive U.S. Llc Assist compensation for actively controlled power steering systems
CN107985389B (zh) * 2016-10-27 2020-05-22 长城汽车股份有限公司 皮带轮、传动比可变的传动装置和转向系统
KR20220064445A (ko) * 2020-11-11 2022-05-19 현대모비스 주식회사 전동식 조향시스템의 제어 장치 및 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6246772A (ja) * 1985-08-24 1987-02-28 Mazda Motor Corp 自動車のステアリング装置
JP2000062632A (ja) * 1998-08-19 2000-02-29 Toyota Motor Corp 車両用操舵装置
JP2003034255A (ja) * 2001-05-18 2003-02-04 Koyo Seiko Co Ltd 電動式動力舵取装置
JP2005343205A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Koyo Seiko Co Ltd 車両用操舵装置

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4979114A (en) * 1988-04-21 1990-12-18 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Motor control apparatus for electric power steering system
EP0350818B1 (en) * 1988-07-11 1994-03-30 Koyo Seiko Co., Ltd. Power steering apparatus and rotary detector used therefor
US5828973A (en) * 1995-03-17 1998-10-27 Nippondenso Co., Ltd. Electric power steering apparatus
JP3493568B2 (ja) * 1997-02-12 2004-02-03 光洋精工株式会社 自動車の舵取装置
JP4128719B2 (ja) * 2000-02-25 2008-07-30 三菱電機株式会社 電動式パワーステアリング制御装置及びその制御方法
JP3637849B2 (ja) * 2000-07-06 2005-04-13 日産自動車株式会社 車線追従走行制御装置
JP4670161B2 (ja) * 2000-07-13 2011-04-13 マツダ株式会社 自動車の電動パワーステアリング装置
JP3901928B2 (ja) * 2000-09-28 2007-04-04 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置の制御装置
JP4293734B2 (ja) * 2001-01-17 2009-07-08 三菱電機株式会社 電動式パワーステアリング制御装置
JP4019813B2 (ja) * 2001-07-12 2007-12-12 株式会社豊田中央研究所 物理量推定装置、路面摩擦状態推定装置、操舵角中立点推定装置、及び空気圧低下推定装置
JP3950729B2 (ja) * 2002-04-23 2007-08-01 アイシン精機株式会社 車両の運動制御装置
EP1357007B1 (en) * 2002-04-23 2006-05-17 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Wheel grip factor estimation apparatus
JP3975823B2 (ja) * 2002-05-15 2007-09-12 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
DE10260752B4 (de) 2002-12-23 2014-03-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren, Computerprogramm und Servolenkvorrichtung zum Erleichtern eines Lenkvorgangs für den Fahrer eines Kraftfahrzeugs
US6728615B1 (en) * 2003-02-03 2004-04-27 Visteon Global Technologies, Inc. System and method of controlling vehicle steer-by-wire systems with adjustable steering feel
US7275617B2 (en) * 2003-05-16 2007-10-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Steering control device
JP4202872B2 (ja) * 2003-09-12 2008-12-24 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
JP3966274B2 (ja) * 2003-12-04 2007-08-29 トヨタ自動車株式会社 操舵制御装置
JP4293021B2 (ja) * 2004-03-16 2009-07-08 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
DE102004022098B4 (de) 2004-05-05 2009-09-17 Daimler Ag Verfahren zum Verhindern oder Reduzieren von Lenkungsreißen und Lenksystem
JP4034294B2 (ja) * 2004-07-12 2008-01-16 本田技研工業株式会社 反力制御装置
JP2006175982A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Nissan Motor Co Ltd パワーステアリング装置
JP4203062B2 (ja) * 2005-11-02 2008-12-24 三菱電機株式会社 車両用操舵装置
JP2007168756A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Showa Corp 電動パワーステアリング装置
DE102006050506B4 (de) * 2006-10-26 2017-09-28 Robert Bosch Automotive Steering Gmbh Verfahren zur Einstellung eines Solllenkmoments in einem Lenksystem eines Fahrzeugs
JP5003427B2 (ja) 2007-11-20 2012-08-15 トヨタ自動車株式会社 操舵制御装置及びこれを用いた車両用操舵装置
WO2010073367A1 (ja) * 2008-12-26 2010-07-01 トヨタ自動車株式会社 パワーステアリング装置
DE112008004075B4 (de) 2008-12-26 2016-05-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Servolenkvorrichtung
KR101022547B1 (ko) * 2009-04-17 2011-03-16 현대모비스 주식회사 전동 조향 장치의 조향 복원 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6246772A (ja) * 1985-08-24 1987-02-28 Mazda Motor Corp 自動車のステアリング装置
JP2000062632A (ja) * 1998-08-19 2000-02-29 Toyota Motor Corp 車両用操舵装置
JP2003034255A (ja) * 2001-05-18 2003-02-04 Koyo Seiko Co Ltd 電動式動力舵取装置
JP2005343205A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Koyo Seiko Co Ltd 車両用操舵装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109204446A (zh) * 2017-06-30 2019-01-15 现代摩比斯株式会社 用于补偿电动助力转向系统的转矩的装置及方法
CN109204446B (zh) * 2017-06-30 2021-03-16 现代摩比斯株式会社 用于补偿电动助力转向系统的转矩的装置及方法

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