JP4483330B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の速度及び操舵角度に対応させて、操舵部材に対する操作をアシストする目標アシストトルク及びアシスト電流値を記憶しておき、車両の速度及び操舵角度に基づき、目標アシストトルクを抽出し、抽出した目標アシストトルクと操舵トルクとの偏差を算出して、偏差が所定値より大きい場合、操舵トルクが目標アシストトルクとなるようにアシスト電流値を補正して電動モータの動作を制御する電動パワーステアリング装置に関する。

自動車の電子化の進展に伴い、電動モータを駆動して操舵アシストを行い、運転者の負担を軽減する電動パワーステアリング装置が多々開発されている。電動パワーステアリング装置は、操舵部材（ステアリングホイール、ハンドル）に繋がる入力軸と、ピニオン及びラック等により操向車輪に繋がる出力軸と、入力軸及び出力軸を連結する連結軸とを備え、連結軸に生じる捩れ角度によって、トルクセンサが入力軸に加わる操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに基づいて、出力軸に連動する操舵アシスト用の電動モータの動作を制御する。

従来の電動パワーステアリング装置は、操舵部材により入力軸に加えられた操舵トルクに応じた操舵アシストトルクを左右対称に付与している。すなわち、操舵部材を左に回した場合と右に回した場合とで、操舵角度が同じである場合には電動モータによる操舵アシストトルクは同じであった。

しかし、実際の自動車では、サスペンションの形状、自動車の重心位置等の影響により、操舵部材により入力軸に加えられた操舵角度に対する操舵負荷は左右対称でない場合が多く、これに伴い、操舵アシストトルクが左右対称に付与している場合には、運転者の操舵負荷に左右差が生じるという問題点が残されていた。

斯かる問題点を解消すべく、例えば特許文献１では、操舵部材により入力軸に加えられた操舵角度と電動モータにより付与される操舵アシストトルクとの関係を左右非対称とすることで、操舵トルクの左右差を低減し、運転者の操舵負荷の左右差を低減する電動パワーステアリング装置が開示されている。
特開平１０−２７８８１８号公報

しかし、上述した電動パワーステアリング装置では、操舵角度に応じて操舵負荷を推定しているが、実際の操舵時には、車両の速度、操舵する速度、すなわち操舵部材の回転角速度、回転角加速度等によっても操舵負荷は変動する。したがって、運転者の操舵負荷の左右差についても適切に低減できるか否かは不確実であり、条件によっては運転者の操舵違和感を増幅するおそれもあるという問題点があった。

本発明は、上記問題点を解決すべく、車両の速度及び操舵部材の操舵角度に基づいて、運転者の操舵負荷の左右差を低減する操舵アシストトルクを付与することが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。

上記目的を達成するために第１発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵部材に連結された入力軸と、該入力軸と弾性部材を介して連結され、舵取機構と連結された出力軸と、前記入力軸の操舵角度を検出する操舵角センサと、前記入力軸と前記出力軸との間の回転差を操舵トルクとして検出するトルクセンサと、前記トルクセンサで検出した操舵トルク及び前記操舵角センサで検出した操舵角度に応じて前記操舵部材に対する操作をアシストする電動モータとを備える電動パワーステアリング装置において、前記操舵部材に対する操作をアシストする目標アシストトルク及びアシスト電流値を、車両の速度を検出する車速センサが検出した車両の速度、及び前記入力軸の操舵角度に対応させて記憶してある目標値テーブルと、前記車速センサで検出した車両の速度及び前記操舵角センサが検出した操舵角度に基づき、前記目標値テーブルから目標アシストトルクを抽出する目標アシストトルク抽出手段と、該目標アシストトルク抽出手段で抽出した目標アシストトルクと前記操舵トルクとの偏差を演算する偏差演算手段と、前記偏差が所定値より大きいか否かを判定する判定手段と、該判定手段で前記偏差が所定値より大きいと判定した場合、前記操舵トルクが前記目標アシストトルクとなるようにアシスト電流値を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。

第１発明に係る電動パワーステアリング装置では、車両の速度及び入力軸の操舵角度に対応させて、操舵部材に対する操作をアシストする目標アシストトルク及びアシスト電流値を事前に記憶しておき、検出した車両の速度及び操舵角度に基づいて抽出した目標アシストトルクと操舵トルクとを比較し、両者の偏差が所定の範囲を超えている場合、操舵トルクが目標アシストトルクとなるようにアシスト電流値を補正する。これにより、例えば低速走行時、右（左）旋回時等と高速走行時とのように、操舵部材の操舵角度と操舵トルクとの関係が相違する場合であっても、操舵トルクを左右差のない目標アシストトルクへ確実に補正することができ、運転者の操舵負荷の左右差を効果的に低減することが可能となる。

第２発明に係る電動パワーステアリング装置は、第１発明において、前記操舵角センサが検出した前記入力軸の操舵角度に基づいて、操舵角速度を算出する操舵角速度算出手段を備え、前記目標値テーブルは、前記目標アシストトルク及びアシスト電流値を、前記車両の速度、前記入力軸の操舵角度、及び前記操舵角速度に対応させて記憶してあることを特徴とする。

第２発明に係る電動パワーステアリング装置では、検出した操舵角度に基づいて、操舵角速度を算出し、操舵トルクを車両の速度及び操舵角度に加えて、操舵角速度も考慮した目標アシストトルクへと補正する。これにより、操舵トルクを車両の速度及び操舵角度に加えて、操舵角速度も考慮した目標アシストトルクへ補正することができ、運転者の操舵負荷の左右差を、走行状況に応じて、より効果的に低減することが可能となる。

第３発明に係る電動パワーステアリング装置は、第２発明において、前記操舵角センサが検出した前記入力軸の操舵角度に基づいて、操舵角加速度を算出する操舵角加速度算出手段を備え、前記目標値テーブルは、前記目標アシストトルク及びアシスト電流値を、前記車両の速度、前記入力軸の操舵角度、前記操舵角速度、及び前記操舵角加速度に対応させて記憶してあることを特徴とする。

第３発明に係る電動パワーステアリング装置では、検出した操舵角度に基づいて、操舵角加速度を算出し、操舵トルクを操舵角度、操舵角速度に加えて、操舵角加速度も考慮した目標アシストトルクへと補正する。これにより、操舵トルクを車両の速度、操舵角度、及び操舵角速度に加えて、操舵角加速度も考慮した目標アシストトルクへ補正することができ、運転者の操舵負荷の左右差を、走行状況に応じて、より効果的に低減することが可能となる。

以上のように本発明によれば、例えば低速走行時、右（左）旋回時等と高速走行時とのように、操舵部材の操舵角度と操舵トルクとの関係が相違する場合であっても、操舵角度に基づいて算出したアシスト量を、車両の速度、操舵角度、操舵角速度、操舵角加速度等に基づいた目標アシスト量へ補正することができ、運転者の操舵負荷の左右差を効果的に低減することが可能となる。

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の要部構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置は、操舵軸（図示せず）に加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサ４を備え、トルクセンサ４の演算処理回路１０は、検出した操舵トルク値及び操舵軸の操舵角度（絶対舵角）を、インタフェース回路１６を介してマイクロコンピュータ２２へ送信する。

マイクロコンピュータ２２は、車両の速度を検出する車速センサ２０が検出した車両の速度を示す信号を、インタフェース回路２１を介して取得する。マイクロコンピュータ２２は、リレー制御信号をリレー駆動回路１５へ出力し、リレー駆動回路１５は入力したリレー制御信号に従って、フェイルセーフリレー１５ａをオン又はオフさせる。

マイクロコンピュータ２２は、操舵トルク値、車両速度、操舵角度及び後述するモータ駆動電流に基づき、メモリ１８内の目標値テーブル１８ａを参照してモータ制御信号を生成する。モータ制御信号は、目標アシストトルクに対応するアシスト電流値及び電動モータ２４の回転方向を示す情報を含み、モータ駆動回路１９へ出力されている。モータ駆動回路１９は、モータ制御信号が入力され、モータ制御信号に含まれている目標アシストトルクに対応するアシスト電流値及び電動モータの回転方向を示す情報に基づいて、操舵アシスト用の電動モータ２４を回転駆動させる。モータ電流検出回路１７は、モータ駆動回路１９に流れる操舵アシスト用の電動モータ２４のモータ駆動電流を検出し、マイクロコンピュータ２２にフィードバックする。

図２は、トルクセンサ４の構成例を模式的に示す模式図である。このトルクセンサ４は、上端を操舵輪１（操舵部材）に連結された入力軸６と、下端を舵取機構の一部であるピニオン８に連結された出力軸７とを、弾性部材である細径のトーションバー９（連結軸）を介して同軸状に連結し、操舵輪１と舵取機構とを連絡する操舵軸１３が構成されており、入力軸６及び出力軸７の連結部近傍は以下のように構成されている。

入力軸６は、出力軸７との連結側端部近傍に、円板形をなすターゲット板１２ａ、１２ｂを同軸状に外嵌固定している。入力軸６側に固定されているターゲット板１２ａの外周面には、磁性体からなる突起部で構成するターゲット３ａ、３ａ、・・・が、例えば３７個、周方向に等間隔で突設され、出力軸７側に固定されているターゲット板１２ｂの外周面には、磁性体からなる突起部で構成するターゲット３ｂ、３ｂ、・・・が、ターゲット３ａの個数と互いに素である個数、例えば３６個、周方向に等間隔で突設されている。ここで、互いに素であるとは、１以外の公約数を持たないことを意味する。ターゲット３ａ、３ａ、・・・、３ｂ、３ｂ、・・・は、インボリュート歯形を有する平歯車の歯からなり、環状の平歯車がターゲット板１２ａ、１２ｂ及びターゲット３ａ、３ａ、・・・、３ｂ、３ｂ、・・・を構成している。

出力軸７は、入力軸６との連結側端部近傍に、円板形をなすターゲット板１２ｃを同軸状に外嵌固定している。ターゲット板１２ｃの外周面には、磁性体からなる突起部で構成するターゲット３ｃ、３ｃ、・・・が、ターゲット３ａ、３ａ、・・・と同数の３７個、ターゲット３ａ、３ａ、・・・と周方向に揃えて等間隔で突設されている。ターゲット３ｃ、３ｃ、・・・は、インボリュート歯形を有する平歯車の歯からなり、環状の平歯車がターゲット板１２ｃ及びターゲット３ｃ、３ｃ、・・・を構成している。

ターゲット板１２ａ、１２ｂ、１２ｃの外側には、それぞれの外周のターゲット３ａ、３ａ、・・・、３ｂ、３ｂ、・・・、３ｃ、３ｃ、・・・の外縁を臨むようにセンサボックス１１を配設している。センサボックス１１は、入力軸６及び出力軸７を支承するハウジング（図示せず）等の動かない部位に固定支持されている。センサボックス１１の内部には、入力軸６側のターゲット３ａ、３ａ、・・・の周方向に異なる部位に対向する磁気センサＡ、Ｂと、出力軸７側のターゲット３ｃ、３ｃ、・・・の周方向に異なる部位に対向する磁気センサＥ、Ｆとが、周方向の相対位置が合致するよう収納されている。また、入力軸６側のターゲット３ｂ、３ｂ、・・・の周方向に異なる部位に対向する磁気センサＣ、Ｄも収納されている。

磁気センサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆは、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）等、磁界の作用により電気的特性（抵抗）が変化する特性を有する素子を用い、対向するターゲット３ａ、３ａ、・・・、３ｂ、３ｂ、・・・、３ｃ、３ｃ、・・・の近接する部位に応じて検出信号が変わるように構成されている。磁気センサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆで検出した信号は、センサボックス１１外部又は内部のマイクロプロセッサを用いてなる演算処理回路１０に入力される。

演算処理回路１０には、操舵輪４を回転させることにより入力軸６が回転したときの操舵回転角度と、磁気センサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄでの各検出信号の値とを対応させて記憶しているテーブル１４が内蔵されている。磁気センサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆは、各ターゲット３ａ、３ａ、・・・、３ｂ、３ｂ、・・・、３ｃ、３ｃ、・・・の通過に応じて正弦波に近似した検出信号を出力する。

磁気センサＡ、Ｂの検出信号は、これらに対応するターゲット３ａ、３ａ、・・・が設けられた入力軸６の回転角度に対応するものとなり、磁気センサＣ、Ｄの検出信号は、これらに対応するターゲット３ｂ、３ｂ、・・・が設けられた入力軸６の回転角度に対応するものとなり、磁気センサＥ、Ｆの検出信号は、これらが対向するターゲット３ｃ、３ｃ、・・・が設けられた出力軸７の回転角度に対応するものとなる。従って、演算処理回路１０は、磁気センサＡ、Ｂの検出信号から入力軸６の相対回転角度を算出することができ、演算処理回路１０及び磁気センサＡ、Ｂは、入力軸６の回転角度検出装置として作動する。また、演算処理回路１０は、磁気センサＥ、Ｆの検出信号から出力軸７の相対回転角度を算出することができ、演算処理回路１０及び磁気センサＥ、Ｆは出力軸７の回転角度検出装置として作動する。

入力軸６に操舵トルクが加わった場合、磁気センサＡ、Ｂの各検出信号と磁気センサＥ、Ｆの各検出信号とに差が生じる。磁気センサＡ、Ｅと磁気センサＢ、Ｆとは、ターゲット板１２ａ、１２ｃの周方向に、例えば９０°位相が異なるよう配置してある。それぞれの検出信号は、上昇及び下降の転換点である極大値及び極小値で非線形的な変化率が最大となるが、位相が異なっていることから、相互に補完し合うことができる。なお、補完することができれば十分であることから、異なる位相は１°〜３６０°未満の何れでも良い。

ここで、磁気センサＡの検出信号と磁気センサＥの検出信号との差、又は磁気センサＢの検出信号と磁気センサＦの検出信号との差は、入力軸６と出力軸７との回転角度の差（相対角度変位）に対応している。斯かる相対角度変位は、入力軸６に加わる操舵トルクの作用下において、入力軸６と出力軸７とを連結するトーションバー９に生じる捩れ角度に対応する。従って、前述した検出信号の差に基づいて入力軸６に加わる操舵トルクを算出することができる。トルクセンサ４は算出した操舵トルクを検出トルクとして出力する。

また、磁気センサＣ及び磁気センサＤは、磁気センサＡ及び磁気センサＢと同様に、ターゲット板１２ｂの周方向に９０°位相が異なっている。さらに、磁気センサＡ及び磁気センサＢに対向するターゲット３ａ、３ａ、・・・の個数は３７個であるのに対して、磁気センサＣ及び磁気センサＤに対向するターゲット３ｂ、３ｂ、・・・の個数は３６個である。従って、磁気センサＡ、Ｃ及び磁気センサＢ、Ｄは、入力軸６が１位相回転する都度、１／３７位相ずつ互いに位相がずれて行く検出信号を出力する。これにより、入力軸６の回転角度、すなわち操舵輪１の操舵角度を特定することが可能となる。

図３は、本発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置は、マイクロコンピュータ２２のメモリ１８内に、車両の速度、操舵角度、目標アシストトルク、アシスト電流値を相互に対応付けた目標値テーブル１８ａを記憶してある。図４は、目標値テーブル１８ａに記憶するデータ構成の例示図である。図４に示すように、車両の速度、操舵角度（絶対角度）、目標アシストトルク、アシスト電流値を相互に対応付けて記憶していることから、車両の速度及び操舵角度（絶対角度）に基づいて、目標アシストトルクを生じせしめるアシスト電流値を抽出することができる。

図３において、電動パワーステアリング装置を始動した場合、マイクロコンピュータ２２は、パラメータ類のリセット等の初期設定を行い（ステップＳ３０１）、例えば制御周期である５００μｓ（マイクロ秒）が経過したか否かを判定し（ステップＳ３０２）、斯かる５００μｓが経過したと判定した場合（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、トルクセンサ４で検出した検出トルク（操舵トルク）及び入力軸６の操舵角度（絶対舵角）を読み込む（ステップＳ３０３）。

マイクロコンピュータ２２は、車速センサ２０から車両の速度を読み込む（ステップＳ３０４）。マイクロコンピュータ２２は、読み込んだ車両の速度及び入力軸６の絶対舵角に基づいて、目標値テーブル１８ａを参照し、目標アシストトルク、及び該目標アシストトルクを生じせしめるアシスト電流値を抽出する（ステップＳ３０５）。

マイクロコンピュータ２２は、抽出した目標アシストトルクと、読み込んだトルクセンサ４での検出トルクとの偏差を演算し（ステップＳ３０６）、演算した偏差が所定の閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ３０７）。マイクロコンピュータ２２が、演算した偏差が所定の閾値より大きいと判定した場合（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、抽出した目標アシストトルクを生じせしめるアシスト電流値をモータ駆動回路１９へ出力する（ステップＳ３０８）。マイクロコンピュータ２２が、演算した偏差が所定の閾値より小さいと判定した場合（ステップＳ３０７：ＮＯ）、検出トルクに応じたアシスト電流値をモータ駆動回路１９へ出力する（ステップＳ３０９）。モータ駆動回路１９は、操舵補助モータ２４を入力されたアシスト電流値に基づいて駆動制御する。

以上のように本実施の形態１によれば、例えば低速走行時、右（左）旋回時等と高速走行時とのように、操舵部材の操舵角度と操舵トルクとの関係が相違する場合であっても、操舵角度に基づいて算出したアシスト量を、車両の速度及び操舵角度に基づいた目標アシスト量へ補正することができ、運転者の操舵負荷の左右差を効果的に低減することが可能となる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置のブロック図である。図５に示すように、磁気センサＡ、Ｂ、Ｅ、Ｆの各検出信号はトルク演算部２５に入力され、トルク演算部２５は、入力した各検出信号に基づいて、入力軸６に加えられた操舵トルクを演算し、マイクロコンピュータ２２の増幅部２９に入力する。増幅部２９は、車速センサ２０が検出した車両の速度を示す車速信号が入力され、入力された車速信号に基づいてゲインＫ２を調節し、入力された操舵トルクをゲインＫ２を用いて増幅し、増幅した操舵トルクを加算手段３０に入力する。

また、磁気センサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各検出信号は、操舵角検出部２６に入力され、操舵角検出部２６は、各検出信号及びテーブル１４に基づき、入力軸６の操舵角度（絶対舵角）を検出し、マイクロコンピュータ２２の操舵角速度演算部２７へ入力する。操舵角速度演算部２７は、入力された操舵角度の変化量に基づいて操舵角速度を演算し、増幅部２８に入力する。増幅部２８は、車速センサ２０が検出した車両の速度を示す車速信号に基づいてゲインＫ１を調節し、入力された操舵角速度を調節したゲインＫ１により増幅し、増幅した操舵角速度を加算手段３０に入力する。

加算手段３０は、ゲインＫ２により増幅した操舵トルクに、ゲインＫ１により増幅した操舵角速度を加算し、検出した操舵トルクとしてモータ制御部２３へ入力する。モータ制御部２３は、入力された操舵トルクに基づいて、目標値テーブル１８ａを参照して、モータ制御信号を生成し、モータ駆動回路１９へ出力する。

図６は、本発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の要部構成は、上述した実施の形態１と同様であるので、同一箇所には同一符号を付して、説明を省略する。なお、トルクセンサ４の演算処理回路１０は、磁気センサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの各検出信号に基づいて、入力軸６及び出力軸７の各操舵角度を演算して、操舵トルクを演算する。トルクセンサ４は、算出した操舵トルクを検出トルクとして出力する。

図６において、電動パワーステアリング装置を始動した場合、マイクロコンピュータ２２は、パラメータ類のリセット等の初期設定を行い（ステップＳ６０１）、例えば制御周期である５００μｓ（マイクロ秒）が経過したか否かを判定し（ステップＳ６０２）、斯かる５００μｓが経過したと判定した場合（ステップＳ６０２：ＹＥＳ）、トルクセンサ４の演算処理回路１０が演算した検出トルク値及び入力軸６の操舵角度（絶対舵角）を読み込む（ステップＳ６０３）。マイクロコンピュータ２２は、読み込んだ操舵角度の時間変化に基づいて、操舵角速度を演算する（ステップＳ６０４）。また、マイクロコンピュータ２２は、車速センサ２０から車両の速度を読み込む（ステップＳ６０５）。

マイクロコンピュータ２２は、トルクセンサ４の演算処理回路１０が演算した検出トルクの向きと、演算した操舵角速度の向きとが同じであるか否かを判定し（ステップＳ６０６）、マイクロコンピュータ２２が、検出トルクの向きと操舵角速度の向きとが同じであると判定した場合（ステップＳ６０６：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ２２は、読み込んだ車両の速度、入力軸６の操舵角度、及び操舵角速度に基づいて、目標値テーブル１８ａを参照し、目標アシストトルク、及び該目標アシストトルクを生じせしめるアシスト電流値を抽出する（ステップＳ６０７）。

図７は、目標値テーブル１８ａに記憶するデータ構成の例示図である。図７に示すように、車両の速度、操舵角度、操舵角速度、目標アシストトルク、アシスト電流を相互に対応付けて記憶していることから、車両の速度、操舵角度及び操舵角速度に基づいて、目標アシストトルクを生じせしめるアシスト電流値を抽出することができる。

マイクロコンピュータ２２は、抽出した目標アシストトルクと、読み込んだトルクセンサ４での検出トルクとの偏差を演算し（ステップＳ６０８）、演算した偏差が所定の閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ６０９）。マイクロコンピュータ２２が、演算した偏差が所定の閾値より大きいと判定した場合（ステップＳ６０９：ＹＥＳ）、抽出した目標アシストトルクを生じせしめるアシスト電流値をモータ駆動回路１９へ出力する（ステップＳ６１０）。マイクロコンピュータ２２が、演算した偏差が所定の閾値より小さいと判定した場合（ステップＳ６０９：ＮＯ）、検出トルクに応じたアシスト電流値をモータ駆動回路１９へ出力する（ステップＳ６１１）。モータ駆動回路１９は、操舵補助モータ２４を入力されたアシスト電流値に基づいて駆動制御する。

マイクロコンピュータ２２が、操舵トルクの向きと操舵角速度の向きとが同じでないと判定した場合（ステップＳ６０６：ＮＯ）、検出トルクに基づいて、操舵補助する回転方向と操舵方向とが逆になる、操舵補助モータ２４のハンドル戻し制御を行う（ステップＳ６１２）。これにより、ハンドル戻しであるのか、素早くカーブを切りながらの操舵角修正であるのかを判別することができ、正確にハンドル戻し制御を行うことが可能となる。

以上のように本実施の形態２によれば、操舵角速度の相違に応じて、操舵角度に基づいて算出したアシスト量を、車両の速度及び操舵角度に加えて、操舵角速度も考慮した目標アシスト量へ補正することができ、運転者の操舵負荷の左右差を、走行状況に応じて、より効果的に低減することが可能となる。

（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３に係る電動パワーステアリング装置のブロック図である。図８に示すように、操舵角速度演算部２７は、演算した操舵角速度を増幅部２８に入力するとともに、操舵角加速度演算部３１にも入力する。操舵角加速度演算部３１は、入力された操舵角速度の変化量に基づいて操舵角加速度を演算し、増幅部３２に入力する。増幅部３２は、車速センサ２０が検出した車両の速度を示す信号に基づいてゲインＫ３を調節し、与えられた操舵角加速度を、調節したゲインＫ３により増幅し、増幅した操舵角加速度を加減算手段３３に入力する。

加減算手段３３は、ゲインＫ２により増幅した操舵トルクに、ゲインＫ１により増幅した操舵角速度を加算し、加算値からゲインＫ３により増幅した操舵角加速度を減算し、減算値を検出トルクとしてモータ制御部２３に入力する。モータ制御部２３は、入力された検出トルクに基づいて、目標値テーブル１８ａを参照して、モータ制御信号を生成し、モータ駆動回路１９へ出力する。その他の実施の形態３に係る電動パワーステアリング装置の構成は、上述した実施の形態２と同様であるので、同一箇所には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図９は、本発明の実施の形態３に係る電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。実施の形態３に係る電動パワーステアリング装置の要部構成は、上述した実施の形態１と同様であるので、同一箇所には同一符号を付して、説明を省略する。なお、トルクセンサ４の演算処理回路１０は、磁気センサＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの各検出信号に基づいて、入力軸６及び出力軸７の各操舵角度を演算して、操舵トルクを演算する。トルクセンサ４は、算出した操舵トルクを検出トルクとして出力する。

図９において、電動パワーステアリング装置を始動した場合、マイクロコンピュータ２２は、パラメータ類のリセット等の初期設定を行い（ステップＳ９０１）、例えば制御周期である５００μｓ（マイクロ秒）が経過したか否かを判定し（ステップＳ９０２）、斯かる５００μｓが経過したと判定した場合（ステップＳ９０２：ＹＥＳ）、トルクセンサ４の演算処理回路１０が演算した検出トルク値及び入力軸６の操舵角度（絶対舵角）を読み込む（ステップＳ９０３）。マイクロコンピュータ２２は、読み込んだ操舵角度の時間変化に基づいて、操舵角速度を演算するとともに、操舵角加速度を演算する（ステップＳ９０４）。また、マイクロコンピュータ２２は、車速センサ２０から車両の速度を読み込む（ステップＳ９０５）。

マイクロコンピュータ２２は、トルクセンサ４の演算処理回路１０が演算した検出トルクの向きと、演算した操舵角速度の向きとが同じであるか否かを判定し（ステップＳ９０６）、マイクロコンピュータ２２が、検出トルクの向きと操舵角速度の向きとが同じであると判定した場合（ステップＳ９０６：ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ２２は、読み込んだ車両の速度、入力軸６の操舵角度、操舵角速度、操舵角加速度に基づいて、目標値テーブル１８ａを参照し、目標アシストトルク、及び該目標アシストトルクを生じせしめるアシスト電流値を抽出する（ステップＳ９０７）。

図１０は、目標値テーブル１８ａに記憶するデータ構成の例示図である。図１０に示すように、車両の速度、操舵角度、操舵角速度、操舵角加速度、目標アシストトルク、アシスト電流を相互に対応付けて記憶していることから、車両の速度、操舵角度、操舵角速度及び操舵角加速度に基づいて、目標アシストトルクを生じせしめるアシスト電流値を抽出することができる。

マイクロコンピュータ２２は、抽出した目標アシストトルクと、読み込んだトルクセンサ４での検出トルクとの偏差を演算し（ステップＳ９０８）、演算した偏差が所定の閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ９０９）。マイクロコンピュータ２２が、演算した偏差が所定の閾値より大きいと判定した場合（ステップＳ９０９：ＹＥＳ）、抽出した目標アシストトルクを生じせしめるアシスト電流値をモータ駆動回路１９へ出力する（ステップＳ９１０）。マイクロコンピュータ２２が、演算した偏差が所定の閾値より小さいと判定した場合（ステップＳ９０９：ＮＯ）、検出トルクに応じたアシスト電流値をモータ駆動回路１９へ出力する（ステップＳ９１１）。モータ駆動回路１９は、操舵補助モータ２４を入力されたアシスト電流値に基づいて駆動制御する。

マイクロコンピュータ２２が、操舵トルクの向きと操舵角速度の向きとが同じでないと判定した場合（ステップＳ９０６：ＮＯ）、検出トルクに基づいて、操舵補助する回転方向と操舵方向とが逆になる、操舵補助モータ２４のハンドル戻し制御を行う（ステップＳ９１２）。これにより、ハンドル戻しであるのか、素早くカーブを切りながらの操舵角修正であるのかを判別することができ、正確にハンドル戻し制御を行うことが可能となる。

以上のように本実施の形態３によれば、操舵角加速度の相違に応じて、操舵角度に基づいて算出したアシスト量を、車両の速度、操舵角度、及び操舵角速度に加えて、操舵角加速度も考慮した目標アシスト量へ補正することができ、運転者の操舵負荷の左右差を、走行状況に応じて、より効果的に低減することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の要部構成を示すブロック図である。 トルクセンサの構成例を模式的に示す模式図である。 本発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。 目標値テーブルに記憶するデータ構成の例示図である。 本発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置のブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。 目標値テーブルに記憶するデータ構成の例示図である。 本発明の実施の形態３に係る電動パワーステアリング装置のブロック図である。 本発明の実施の形態３に係る電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。 目標値テーブルに記憶するデータ構成の例示図である。

符号の説明

１ 操舵輪（操舵部材）
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ 磁気センサ
３ａ、３ｂ、３ｃ ターゲット
４ トルクセンサ
６ 入力軸
７ 出力軸
８ ピニオン（舵取機構）
９ トーションバー（弾性部材）
１０ 演算処理回路
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ ターゲット板
１４ テーブル
１８ａ 目標値テーブル
２２ マイクロコンピュータ（アシスト量算出手段、偏差演算手段、判定手段、補正手段）
２３、２３ａ モータ制御部
２４ 操舵補助用モータ
２５ トルク演算部
２６ 操舵角検出部
２７ 操舵角速度演算部
２８、２９、３２、３４ 増幅部
３０ 加算手段
３１ 操舵角加速度演算部
３３ 加減算手段

Claims (3)

1. 操舵部材に連結された入力軸と、該入力軸と弾性部材を介して連結され、舵取機構と連結された出力軸と、前記入力軸の操舵角度を検出する操舵角センサと、前記入力軸と前記出力軸との間の回転差を操舵トルクとして検出するトルクセンサと、前記トルクセンサで検出した操舵トルク及び前記操舵角センサで検出した操舵角度に応じて前記操舵部材に対する操作をアシストする電動モータと
   を備える電動パワーステアリング装置において、
   前記操舵部材に対する操作をアシストする目標アシストトルク及びアシスト電流値を、車両の速度を検出する車速センサが検出した車両の速度、及び前記入力軸の操舵角度に対応させて記憶してある目標値テーブルと、
   前記車速センサで検出した車両の速度及び前記操舵角センサが検出した操舵角度に基づき、前記目標値テーブルから目標アシストトルクを抽出する目標アシストトルク抽出手段と、該目標アシストトルク抽出手段で抽出した目標アシストトルクと前記操舵トルクとの偏差を演算する偏差演算手段と、前記偏差が所定値より大きいか否かを判定する判定手段と、該判定手段で前記偏差が所定値より大きいと判定した場合、前記操舵トルクが前記目標アシストトルクとなるようにアシスト電流値を補正する補正手段と
   を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記操舵角センサが検出した前記入力軸の操舵角度に基づいて、操舵角速度を算出する操舵角速度算出手段を備え、
   前記目標値テーブルは、前記目標アシストトルク及びアシスト電流値を、前記車両の速度、前記入力軸の操舵角度、及び前記操舵角速度に対応させて記憶してあることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記操舵角センサが検出した前記入力軸の操舵角度に基づいて、操舵角加速度を算出する操舵角加速度算出手段を備え、
   前記目標値テーブルは、前記目標アシストトルク及びアシスト電流値を、前記車両の速度、前記入力軸の操舵角度、前記操舵角速度、及び前記操舵角加速度に対応させて記憶してあることを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング装置。

Images