特許 5967336 電動パワーステアリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5967336

(24)【登録日】2016年7月15日

(45)【発行日】2016年8月10日

(54)【発明の名称】電動パワーステアリング装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20160728BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20160728BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20160728BHJP

   B62D 137/00 20060101ALN20160728BHJP

【ＦＩ】

   B62D6/00

   B62D101:00

   B62D119:00

   B62D137:00

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-513729(P2016-513729)

(86)(22)【出願日】2015年4月7日

(86)【国際出願番号】JP2015060871

(87)【国際公開番号】WO2015159762

(87)【国際公開日】20151022

【審査請求日】2016年3月31日

(31)【優先権主張番号】特願2014-84477(P2014-84477)

(32)【優先日】2014年4月16日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078776

【弁理士】

【氏名又は名称】安形 雄三

(72)【発明者】

【氏名】家安 真広

(72)【発明者】

【氏名】前田 将宏

【審査官】 田々井 正吾

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１１４６８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１４９１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１４３４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８６３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０８７７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０７５７７５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ ６／００

Ｂ６２Ｄ １０１／００

Ｂ６２Ｄ １１９／００

Ｂ６２Ｄ １３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

操舵トルク及び車速に基づいて電流指令値を演算し、前記電流指令値に基づいて操舵系をアシスト制御するモータを駆動制御すると共に、前記電流指令値を補正する収れん性制御機能を有している電動パワーステアリング装置において、
前記操舵トルク及びモータ角速度に基づいてアナログ系の切増し／切戻し状態インデックスを演算する切増し／切戻し状態インデックス演算部と、
前記切増し／切戻し状態インデックスに基づいて、可変なノミナル値を基準にしてアナログ系の切増し／切戻し状態レシオを演算する切増し／切戻し状態レシオ演算部と、
前記操舵トルク、前記車速及び前記モータ角速度に基づいて切増しゲイン及び切戻しゲインを演算する感応ゲイン部と、前記切増しゲイン及び前記切戻しゲインに対して前記切増し／切戻し状態レシオでゲイン補正するゲイン補正部と、ヨーレート推定値の絶対値及び符号反転信号に基づいて前記ゲイン補正部からのゲイン信号を出力処理して収れん性制御値を出力する出力処理部とで構成される収れん性制御部と、
を具備し、
前記切増し／切戻し状態レシオ演算部の特性が、
前記ノミナル値が０．０〜１．０で可変であり、前記切増し／切戻し状態インデックスが正の領域を切増し状態とすると共に、前記切増し／切戻し状態レシオを前記ノミナル値より小さくし、前記切増し／切戻し状態インデックスが負の領域を切戻し状態とすると共に、前記切増し／切戻し状態レシオを前記ノミナル値より大きくし、前記切増し／切戻し状態レシオが連続的にかつ非線形に変化するようになっている
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。

【請求項2】

前記切増し／切戻し状態インデックス演算部が、
前記操舵トルクを入力するＬＰＦと、前記モータ角速度に基づいて±１．０の範囲の角速度インデックスを演算する角速度インデックス演算部と、前記ＬＰＦの出力及び前記角速度インデックスを乗算して前記切増し／切戻し状態インデックスを出力する第１乗算部とで構成されている請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。

【請求項3】

前記角速度インデックス演算部が、前記モータ角速度の絶対値が所定値以上で一定値であり、前記所定値より小さいときに線形若しくは非線形に変化する特性である請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。

【請求項5】

前記ゲイン補正部が、
前記切戻しゲイン及び前記切増し／切戻し状態レシオを乗算する第２乗算部と、固定値から前記切増し／切戻し状態レシオを減算する減算部と、前記減算部からの減算結果及び前記切増しゲインを乗算する第３乗算部と、前記第２乗算部及び前記第３乗算部の乗算結果を加算する加算部とで構成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。

【請求項6】

前記出力処理部が、
前記ヨーレート推定値の絶対値を求める絶対値部と、前記ヨーレート推定値の符号を反転する符号反転部と、前記絶対値及び前記加算部の加算結果を乗算する第４乗算部と、前記符号反転部の出力及び前記第４乗算部の乗算結果を乗算する第５乗算部とで構成され、
前記第５乗算部が前記収れん性制御値を出力する請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の操舵系にモータによるアシスト力を付与するようにした電動パワーステアリング装置に関し、特に運転者の違和感を抑制するために切増し／切戻しの制御上の判定をアナログ系にすると共に、収れん性制御を改善することにより、より快適な操舵フィーリングを実現できる高性能な電動パワーステアリング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両のステアリング機構にモータの回転力で操舵補助力（アシスト力）を付与する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に操舵補助力を付与するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、操舵補助力のトルクを正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、操舵補助指令値（電流指令値）とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデューティの調整で行っている。

【0003】

電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図１に示して説明すると、ハンドル１のコラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、更にハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。また、コラム軸２には、ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられており、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）１００には、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット１００は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴと車速センサ１２で検出された車速Ｖとに基づいてアシスト（操舵補助）指令の電流指令値の演算を行い、演算された電流指令値に補償等を施した電流制御値Ｅによってモータ２０に供給する電流を制御する。なお、車速ＶはＣＡＮ（Controller Area Network）等から受信することも可能である。

【0004】

このような電動パワーステアリング装置において、コントロールユニット１００は主としてＣＰＵ（ＭＰＵやＭＣＵを含む）で構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと、例えば図２に示されるような構成となっている。

【0005】

図２を参照してコントロールユニット１００の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ１０からの操舵トルクＴは電流指令値演算部１０１に入力されると共に、操舵状態判定部１２０にも入力され、車速センサ１２からの車速Ｖは電流指令値演算部１０１に入力されると共に、車速感応ゲイン部１２３にも入力される。電流指令値演算部１０１で操舵トルクＴと車速Ｖとに基づいて演算された電流指令値Ｉｒｅｆは、減算部１０２に加算入力される。

【0006】

セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）部１４０で検出若しくは推定されたセルフアライニングトルクＳＡＴ１は、乗算部１２４に入力される。車速感応ゲイン部１２３では、車速Ｖに基づいて車速感応ゲインＧ_１が設定される。車速感応ゲイン部１２３からの車速感応ゲインＧ_１も乗算部１２４に入力される。乗算部１２４の出力ＳＡＴ１・Ｇ_１が乗算部１２５に入力される。

【0007】

一方、操舵状態判定部１２０には、測定若しくは推定されたモータ角速度ωが入力される。操舵状態判定部１２０では、操舵トルクＴとモータ角速度ωとに基づいて、操舵状態（ステアリング切増し操舵、ステアリング切戻し操舵、又は保舵の何れか）を判定し、判定した結果として判定信号を操舵状態感応ゲイン部１２１に入力する。

【0008】

操舵状態の判定は、例えば図３に示すフローチャートに従って行われる。まず、モータ角速度ωが一定時間同じ値（又はある範囲の値）が継続したかどうかを判断し（ステップＳ１００）、継続したと判断された場合に保舵と判定される（ステップＳ１０５）。一方、継続していないと判断された場合に操舵と判定され（ステップＳ１０１）、更に、操舵トルクＴの符号とモータ角速度ωの符号が一致するかどうかを判断する（ステップＳ１０２）。操舵トルクＴの符号とモータ角速度ωの符号が一致すると判断された場合に、ステアリング切増し操舵と判定する（ステップＳ１０４）。一方、操舵トルクＴの符号とモータ角速度ωの符号が一致しないと判断された場合に、ステアリング切戻し操舵と判定する（ステップＳ１０３）。

【0009】

操舵状態感応ゲイン部１２１では、操舵状態判定部１２０からの判定信号に基づいて、操舵状態感応ゲインＧ_２を切り替える。つまり、操舵状態感応ゲイン部１２１から乗算部１２５に出力される操舵状態感応ゲインＧ_２は、操舵状態判定部１２０からの判定信号に従って切り替えられる。操舵状態感応ゲイン部１２１では、例えば切戻し操舵と判定された場合の操舵状態感応ゲインＧ_２を負、切増し操舵と判定された場合の操舵状態感応ゲインＧ_２を０、保舵と判定された場合の操舵状態感応ゲインＧ_２を０とする「切戻し操舵時のみ操舵状態感応ゲインＧ_２を機能させる」パターン（Ａ）、切戻し操舵と判定された場合の操舵状態感応ゲインＧ_２を０、切増し操舵と判定された場合の操舵状態感応ゲインＧ_２を正、保舵と判定された場合の操舵状態感応ゲインＧ_２を０とする「切増し操舵時のみ操舵状態感応ゲインＧ_２を機能させる」パターン（Ｂ）、切戻し操舵と判定された場合の操舵状態感応ゲインＧ_２を０、切増し操舵と判定された場合の操舵状態感応ゲインＧ_２を０、保舵と判定された場合の操舵状態感応ゲインＧ_２を正とする「保舵時のみ操舵状態感応ゲインＧ_２を機能させる」パターン（Ｃ）のような数パターンの組合せが可能である。これを纏めると、図４のようなパターンになる。

【0010】

乗算部１２５の出力ＳＡＴ１・Ｇ_１・Ｇ_２が乗算部１３１に入力される。また、ω感応ゲイン部１３０で設定されたω感応ゲインＧ_３（ω）も乗算部１３１に入力される。乗算部１３１の出力ＳＡＴ１・Ｇ_１・Ｇ_２・Ｇ_３（ω）が乗算部１３３に入力される。操舵トルク感応ゲイン部１３２で設定された操舵トルク感応ゲインＧ_４（Ｔ）も乗算部１３３に入力される。乗算部１３３の出力ＳＡＴ１・Ｇ_１・Ｇ_２・Ｇ_３（ω）・Ｇ_４（Ｔ）が乗算部１３５に入力される。操舵角感応ゲイン部１３４で設定された操舵角感応ゲインＧ_５（θ）も乗算部１３５に入力される。乗算部１３５の出力ＳＡＴ１・Ｇ_１・Ｇ_２・Ｇ_３（ω）・Ｇ_４（Ｔ）・Ｇ_５（θ）であるＳＡＴ補償値ＳＡＴｃが減算部１０２に入力される。減算部１０２での減算結果（Ｉｒｅｆ−ＳＡＴｃ）は、電流指令値Ｉｒｅｆ１として加算部１０３に入力され、特性を改善するための補償部１１０からの補償信号ＣＭも加算部１０３に入力される。

【0011】

補償部１１０は慣性補償値１１１及び収れん性制御値１１２を加算部１１３で加算し、その加算結果を補償信号ＣＭとして加算部１０３に入力する。加算部１０３での加算結果（Ｉｒｅｆ１＋ＣＭ）は電流指令値Ｉｒｅｆ２として減算部１０４に入力され、ＰＩ制御部１０５、ＰＷＭ制御部１０６及びインバータ１０７を経てモータ２０が制御される。収れん性制御は、車両のヨーの収れん性を改善するためにハンドルが振れ回る動作に対してブレーキをかけるものである。例えば特開２０００−９５１３２に開示されているように、車両のヨーレートの変化率を検出し、その変化率に基づいてヨーレートにダンピングをかけることによって行う。

【0012】

このように、電動パワーステアリング装置では運転者がハンドルを切増ししたり、切戻ししたりすることで、車両の方向を変えるようになっている。しかしながら、切増し／切戻しの２値の状態しかなく、その際、２値が多様なチャタリングを発生させ、運転者に違和感（トルクリップル、振動、異音、引っ掛かりなど）を与えてしまう可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】特開２００９−２８６３５０号公報

【特許文献2】特開２００８−０８７７２７号公報

【特許文献3】特許第４７１５４４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

良好な操舵フィーリングを実現するための先行技術として、上述したような特許４７１５４４６号公報（特許文献３）に示されるものがある。特許文献３の電動パワーステアリング装置では、操舵状態（切増し操舵、切戻し操舵又は保舵）と、モータ角速度と、操舵角と、操舵トルクとに基づいて、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）を補償するＳＡＴ補償値ＳＡＴｃを適切に設定している。操舵角感応ゲイン、操舵トルク感応ゲインを設けることにより、ＳＡＴの小さいオンセンター時及び、ＳＡＴの大きいオフセンター時に、それぞれの適切なＳＡＴ補償値設計を可能としている。また、特許文献３では、操舵状態（切増し操舵、切戻し操舵、保舵）を判定することにより、保舵時のＳＡＴ補償値設計を可能としている。

【0015】

しかしながら、特許文献３の装置での操舵状態の判定は、状態フラグのみであり、切増し／切戻し／保舵の３値のフラグであり、その際、３値が多様なチャタリングを発生させ、運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。また、同様の操舵状態の判定を、収れん性制御においても使用している。収れん性制御では、ハンドル戻り量を制御するために、十分な制御量が必要となることがある。この操舵状態（切増し／切戻し）に応じたゲイン切り替えをしている収れん性制御においては、操舵状態判定のチャタリングは収れん性制御出力の急変を引き起こし、運転者に違和感を与えてしまう。

【0016】

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、操舵状態である切増し／切戻しの判定の改善を行うと共に、収れん性制御機能の改善を行う操舵状態のきめ細かな制御によって、運転者の違和感を軽減した高性能な電動パワーステアリング装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0017】

本発明は、操舵トルク及び車速に基づいて電流指令値を演算し、前記電流指令値に基づいて操舵系をアシスト制御するモータを駆動制御すると共に、前記電流指令値を補正する収れん性制御機能を有している電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、前記操舵トルク及びモータ角速度に基づいてアナログ系の切増し／切戻し状態インデックスを演算する切増し／切戻し状態インデックス演算部と、前記切増し／切戻し状態インデックスに基づいて、可変なノミナル値を基準にしてアナログ系の切増し／切戻し状態レシオを演算する切増し／切戻し状態レシオ演算部と、前記操舵トルク、前記車速及び前記モータ角速度に基づいて切増しゲイン及び切戻しゲインを演算する感応ゲイン部と、前記切増しゲイン及び前記切戻しゲインに対して前記切増し／切戻し状態レシオでゲイン補正するゲイン補正部と、ヨーレート推定値の絶対値及び符号反転信号に基づいて前記ゲイン補正部からのゲイン信号を出力処理して収れん性制御値を出力する出力処理部とで構成される収れん性制御部とを具備し、前記切増し／切戻し状態レシオ演算部の特性が、前記ノミナル値が０．０〜１．０で可変であり、前記切増し／切戻し状態インデックスが正の領域を切増し状態とすると共に、前記切増し／切戻し状態レシオを前記ノミナル値より小さくし、前記切増し／切戻し状態インデックスが負の領域を切戻し状態とすると共に、前記切増し／切戻し状態レシオを前記ノミナル値より大きくし、前記切増し／切戻し状態レシオが連続的にかつ非線形に変化するようになっていることにより達成される。

【0018】

また、本発明の上記目的は、前記切増し／切戻し状態インデックス演算部が、前記操舵トルクを入力するＬＰＦと、前記モータ角速度に基づいて±１．０の範囲の角速度インデックスを演算する角速度インデックス演算部と、前記ＬＰＦの出力及び前記角速度インデックスを乗算して前記切増し／切戻し状態インデックスを出力する第１乗算部とで構成されていることにより、或いは前記角速度インデックス演算部が、前記モータ角速度の絶対値が所定値以上で一定値であり、前記所定値より小さいときに線形若しくは非線形に変化する特性であることにより、或いは前記ゲイン補正部が、前記切戻しゲイン及び前記切増し／切戻し状態レシオを乗算する第２乗算部と、固定値から前記切増し／切戻し状態レシオを減算する減算部と、前記減算部からの減算結果及び前記切増しゲインを乗算する第３乗算部と、前記第２乗算部及び前記第３乗算部の乗算結果を加算する加算部とで構成されていることにより、或いは前記出力処理部が、前記ヨーレート推定値の絶対値を求める絶対値部と、前記ヨーレート推定値の符号を反転する符号反転部と、前記絶対値及び前記加算部の加算結果を乗算する第４乗算部と、前記符号反転部の出力及び前記第４乗算部の乗算結果を乗算する第５乗算部とで構成され、前記第５乗算部が前記収れん性制御値を出力することにより、より効果的に達成される。

【発明の効果】

【0019】

本発明の電動パワーステアリング装置によれば、操舵状態の判定をアナログ的なマップとして切増し／切戻し状態レシオを出力するようにしているので、操舵状態に応じた切増し／切戻し状態レシオを設定することができる。切増し／切戻し状態レシオは、ノミナル値を自在に変化させることによって適宜変更することができ、自由度の高い操舵フィーリングを実現させることができる。

【0020】

また、切増し／切戻し状態レシオを収れん制御部へ入力して感応ゲイン部の出力にオーバーライドし、ヨーレート推定値（若しくはヨーレート検出値）の処理と組み合わせて収れん性制御値を出力するようになっており、操舵状態判定のフラグがアナログ値となっていることにより、操舵状態（切増し／切戻し状態）に応じたよりきめ細かな収れん性制御を行うことができる。これにより、運転者の違和感（トルクリップル、振動、異音、引っ掛かり等）を軽減することで、一層良好な操舵フィーリングを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】電動パワーステアリング装置の概要を示す構成図である。

【図2】電動パワーステアリング装置の制御系の構成例を示すブロック図である。

【図3】切増し／切戻しの判定例を示すフローチャートである。

【図4】切増し／切戻しの判定を説明するためのパターン図である。

【図5】本発明の構成例を示すブロック図である。

【図6】本発明に係る角速度インデックス演算部の特性例を示す図である。

【図7】本発明に係る切増し／切戻し状態レシオ演算部の特性例を示す図である。

【図8】本発明に係る収れん性制御部の構成例を示すブロック図である。

【図9】本発明の動作例（一部）を示すフローチャート図である。

【図10】本発明の動作例（一部）を示すフローチャート図である。

【図11】ノミナル値の設定と切増し／切戻し状態の判定を説明するための特性図である。

【図12】本発明の効果を従来例と比較して示す波形図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明は操舵状態の判定の改善と制御系の改善を目的としており、操舵状態の判定をフラグの状態ではなく、アナログ的なマップとして切増し／切戻し状態レシオを出力するようにしている。操舵状態は操舵トルク（若しくは操舵角度）とモータ角速度から判定し、操舵状態に応じた切増し／切戻し状態レシオを設定する。切増し／切戻し状態レシオは操舵していない状態（保舵状態）のノミナル値を中心として可変できるようにし、例えばノミナル値を０．５とした場合、ノミナル値０．５を中心に切増し／切戻し状態レシオを出力する。また、ノミナル値をずらすことも可能であり、例えばノミナル値を０．３に設定した場合、切増し状態（０に近いほど切増し側となる）へ迅速に移行させることが可能となり、ノミナル値を０．７に設定した場合、切戻し状態（１に近いほど切戻し側となる）へ迅速に移行させることが可能となり、自由度の高い操舵性能を容易に実現することができる。

【0023】

切増し／切戻し状態レシオを収れん性制御部へ入力し、従来よりある感応ゲイン部の出力それぞれにオーバーライドし、従来からあるヨーレート推定値（ヨーレート検出値）の絶対値、符号等と乗算等の出力処理を行い、収れん性制御値として出力する。

【0024】

このような構成とすることにより、操舵状態判定のフラグがアナログ値となっていることにより、操舵状態に応じたよりきめ細かな制御ができることによって、運転者の違和感（トルクリップル、振動、異音、引っ掛かり）を軽減することができ、一層良好な操舵フィーリングを実現することができる。

【0025】

以下に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

【0026】

図５は本発明の構成例を図２に対応させて示しており、操舵トルクＴ及びモータ角速度ωを入力し、切増し／切戻し状態インデックスＴＲを演算する切増し／切戻し状態インデックス演算部１５０と、切増し／切戻し状態インデックスＴＲから切増し／切戻し状態レシオＲＴを演算して出力する切増し／切戻し状態レシオ演算部１６０と、切増し／切戻し状態レシオＲＴ、操舵トルクＴ、車速Ｖ、モータ角速度ω及びヨーレート推定値ＹＥを入力して収れん性制御値ＣＶを出力する収れん性制御部１７０とが新たに設けられている。

【0027】

切増し／切戻し状態インデックス演算部１５０は、操舵トルクＴのゼロ近辺における高周波振動を抑制するローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５１と、モータ角速度ωのゼロ近辺における高周波振動を抑制する角速度インデックス演算部１５２と、ＬＰＦ１５１からの操舵トルクＴｈ及び角速度インデックス演算部１５２からの符号信号ＳＮを乗算する乗算部１５３とで構成されている。角速度インデックス演算部１５２の入出力特性は図６に示すようになっており、符号信号ＳＮは、角速度ωの正入力に対して角速度ω１まで線形に増加し、角速度ω１以上では１．０の一定値となり、角速度ωの負入力に対して角速度−ω１まで線形に減少し、角速度−ω１以下では−１．０の一定値である。

【0028】

また、切増し／切戻し状態インデックス演算部１５０の乗算部１５３の出力である切増し／切戻し状態インデックスＴＲは切増し／切戻し状態レシオ演算部１６０に入力され、切増し／切戻し状態レシオ演算部１６０で演算された切増し／切戻し状態レシオＲＴは、収れん性制御部１７０に入力される。

【0029】

切増し／切戻し状態レシオ演算部１６０は、図７に示すような特性を有しており、操舵していない状態、つまり切増し／切戻し状態インデックスＴＲが０のときの切増し／戻し状態レシオＲＴ（ノミナル値）が０．５（５０％）に設定され、切増し／切戻し状態インデックスＴＲの正側を切増し状態と判定し、切増し／切戻し状態インデックスＴＲの負側を切戻し状態と判定する。切戻し状態では切増し／切戻し状態レシオＲＴは、切増し／切戻し状態インデックスＴＲの負側が０に近づくに従って飽和状態（ほぼ１．０）から徐々に減少し、切増し状態においても切増し／切戻し状態レシオＲＴは、切増し／切戻し状態インデックスＴＲが０から大きくなるに従って徐々に減少して飽和状態（ほぼ０）となる。

【0030】

収れん性制御部１７０は図８に示す構成であり、車速Ｖ、モータ角速度ω及び操舵トルクＴは感応ゲイン部１８０に入力され、感応ゲイン部１８０で算出された切増しゲインＴＳは乗算部１７１に入力され、切戻しゲインＲＳは乗算部１７３に入力される。感応ゲイン部１８０は、例えば特許第３１３７８４７号で示されているような手法で、切増し時の切増しゲインＴＳ及び切戻し時の切戻しゲインＲＳを算出する。また、上述のように演算された切増し／切戻し状態レシオＲＴは、ゲイン補正部内の乗算部１７３に入力されると共に、減算部１８２に減算入力され、固定値（１．０）１８１との偏差ＤＶが乗算部１７１に入力される。また、乗算部１７１の乗算結果（＝ＴＳ・ＤＶ）が加算部１７２に入力され、乗算部１７３の乗算結果（＝ＲＳ・ＲＴ）も加算部１７２に入力され、加算部１７２の加算結果ＡＲが乗算部１７５に入力される。

【0031】

更に、ヨーレート推定値ＹＥが、出力処理部内の絶対値部１７４で絶対値にされ、ヨーレート推定値ＹＥの絶対値｜ＹＥ｜が乗算部１７５に入力され、乗算結果（＝ＡＲ・｜ＹＥ｜）が乗算部１７７に入力される。ヨーレート推定値ＹＥは符号反転部１７６に入力され、ヨーレート推定値ＹＥの正負符号ＳＲを反転（×−１）されて乗算部１７７に入力される。つまり、ヨーレート推定値ＹＥが正の場合には正負符号ＳＲは“−１”であり、ヨーレート推定値ＹＥが負の場合には正負符号ＳＲは“＋１”である。乗算部１７７の乗算結果が収れん性制御値ＣＶとして、制御系の補償部１１０内の加算部１１３に入力される。

【0032】

なお、乗算部１７１及び１７３、減算部１８２、加算部１７２でゲイン補正部を構成し、絶対値部１７４、符号反転部１７６、乗算部１７５及び１７７で出力処理部を構成している。

【0033】

このような構成において、その動作例を図９及び図１０のフローチャートを参照して説明する。

【0034】

先ずトルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴを入力し（ステップＳ１）、ＬＰＦ１５１がＬＰＦ処理を行う（ステップＳ２）。次に、演算されたモータ角速度ωを入力し（ステップＳ３）、角速度インデックス演算部１５２は角速度符号を演算する（ステップＳ４）。なお、操舵トルクＴの入力及びＬＰＦ処理と、モータ角速度ωの入力及び角速度符号の演算との順番は任意である。

【0035】

ＬＰＦ処理された操舵トルクＴｈ及び角速度インデックス演算部１５２で演算された符号信号ＳＮは乗算部１５３に入力されて乗算され（ステップＳ５）、切増し／切戻し状態インデックスＴＲとして切増し／切戻し状態レシオ演算部１６０に入力され、図７に示す特性で切増し／切戻し状態レシオＲＴが演算される（ステップＳ６）。演算された切増し／切戻し状態レシオＲＴは、収れん性制御部１７０内の感応ゲイン部１８０に入力される（ステップＳ７）。感応ゲイン部１８０には、更に車速Ｖも入力される（ステップＳ８）。

【0036】

感応ゲイン部１８０で切増しゲインＴＳ及び切戻しゲインＲＳが演算され（ステップＳ１０）、切戻しゲインＲＳは乗算部１７３で切増し／切戻し状態レシオＲＴと乗算され（ステップＳ２０）、切増し／切戻し状態レシオＲＴと固定値（１．０）との偏差ＤＶが演算される（ステップＳ２１）、偏差ＤＶは乗算部１７１に入力されて切増しゲインＴＳと乗算される（ステップＳ２２）。乗算部１７１の乗算結果と乗算部１７３の乗算結果が加算部１７２で加算され、加算結果ＡＲが乗算部１７５に入力される（ステップＳ２３）。

【0037】

また、ヨーレート推定値（若しくは検出値）ＹＥが入力され（ステップＳ３０）、ヨーレート推定値ＹＥは絶対値部１７４で絶対値化されて乗算部１７５に入力され（ステップＳ３１）、加算結果ＡＲと乗算されて乗算部１７７に入力される（ステップＳ３２）。また、ヨーレート推定値ＹＥは符号反転部１７６に入力されて符号を反転（正又は負の符号×（−１））され（ステップＳ３３）、乗算部１７７で乗算部１７５からの乗算結果と乗算され（ステップＳ３４）、収れん性制御値ＣＶとして制御系に入力される（ステップＳ３５）。

【0038】

このように本発明の電動パワーステアリング装置では、操舵トルクとモータ角速度を使用して操舵状態を生成し、この操舵状態に対して制御値へ反映するための切増し／切戻し状態レシオ（アナログ値）を設定している。このため、操舵状態に対して任意の特性を設定することが可能となり、車両毎の適合が可能になる。

【0039】

上述の例では切増し／切戻し状態レシオ演算部１６０は、図７に示すように操舵していない状態の切増し／戻し状態レシオＲＴであるノミナル値を０．５（５０％）に設定しているが、図１１（Ａ）に示すように、ノミナル値を０．３（３０％）にして切増し側に設定することも、図１１（Ｂ）に示すように０．７（７０％）にして切戻し側に設定することも可能である。

【0040】

図１２は本発明の効果を説明する波形図であり、図１２（Ａ）が改善前を、図１２（Ｂ）が本発明をそれぞれ示しており、いずれも最上段が操舵トルクの波形、次段が切増し／切戻しの判定（デジタル）、３段目がモータ角速度、４段目が収れん出力、最下段が電流指令値を示している。図１２（Ａ）及び（Ｂ）の比較より、本発明によれば切増し／切戻し判定のチャタリングがなくなり、収れん出力の急変がなくなっており、運転者に違和感を与えず、快適な操舵フィーリングを与えることが分かる。なお、図１２（Ａ）及び（Ｂ）における“ＣＴＲ”は、車両が直進している時のハンドル位置を意味している。

【0041】

なお、上述の実施形態では、角速度符号演算部１５２の符号信号ＳＮは、角速度ωの入力に対して角速度±ω１の間で線形に変化しているが、非線形に変化しても良く、非対称であっても良い。

【符号の説明】

【0042】

１ ハンドル
２ コラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）
１０ トルクセンサ
１２ 車速センサ
１３ バッテリ
２０ モータ
１００ コントロールユニット（ＥＣＵ）
１０１ 電流指令値演算部
１０５ ＰＩ制御部
１０６ ＰＷＭ制御部
１０７ インバータ
１１０ 補償部
１２０ 操舵状態判定部
１２１ 操舵状態感応ゲイン部
１４０ セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）部
１５０ 切増し／切戻し状態インデックス演算部
１５１ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１５２ 角速度インデックス演算部
１６０ 切増し／切戻し状態レシオ演算部
１７０ 収れん性制御部
１８０ 感応ゲイン部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】