(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、ステアリング系に操舵補助力を作用させる電動機と、前記操舵トルクセンサからの操舵トルク信号に基づいて前記電動機を駆動する目標電流信号を決定する目標電流設定手段、およびこの目標電流設定手段からの目標電流信号と電動機電流検出手段からの電動機電流信号の偏差に基づいて前記電動機を制御し、少なくとも比例要素と積分要素を備えた比例・積分制御手段からなる制御手段と、を備えた電動式パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記電動機を駆動する電動機駆動電圧を検出して電動機駆動電圧検出信号を出力する電動機駆動電圧検出手段と、この電動機駆動電圧検出信号および制御信号発生手段からの駆動制御信号に基づいて電源電圧を推定して電源電圧推定信号を出力する電源電圧推定手段と、この電源電圧推定信号に基づいて前記比例要素の比例係数および前記積分要素の積分係数のうち少なくとも一方を設定する比例・積分係数設定手段と、を備え、
前記比例・積分係数設定手段は、基準電圧以上のときに前記比例係数と前記積分係数とを１より小さい値とし、基準電圧以下のときに前記比例係数と前記積分係数とを１より大きい値とす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】
ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、ステアリング系に操舵補助力を作用させる電動機と、前記操舵トルクセンサからの操舵トルク信号に基づいて前記電動機を駆動する目標電流信号を決定する目標電流設定手段、およびこの目標電流設定手段からの目標電流信号と電動機電流検出手段からの電動機電流信号の偏差に基づいて前記電動機を制御し、少なくとも比例要素と積分要素を備えた比例・積分制御手段からなる制御手段と、を備えた電動式パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記電動機を駆動する電動機駆動電圧を検出して電動機駆動電圧検出信号を出力する電動機駆動電圧検出手段と、この電動機駆動電圧検出信号および制御信号発生手段からの駆動制御信号に基づいて電源電圧を推定して電源電圧推定信号を出力する電源電圧推定手段と、この電源電圧推定信号に基づいて前記比例要素の比例係数および前記積分要素の積分係数のうち少なくとも一方を設定する比例・積分係数設定手段と、を備え、
前記比例・積分係数設定手段は、基準電圧以上のときに前記比例係数と前記積分係数を一定値とし、基準電圧以下のときに前記比例係数と前記積分係数を漸減させることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動機の動力を操舵補助力としてステアリング系に作用させ、ドライバの操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置に係り、特に電源電圧が上昇した場合のステアリング系に生じる音や振動の発生を防止するとともに、電源電圧の低下した場合のステアリング系の操舵応答性の劣化を改善する電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動パワーステアリング装置において、ドライバのハンドル操作に伴って発生する操舵トルクを操舵トルクセンサで検出し、検出した操舵トルク信号を目標電流信号に変換し、目標電流信号と電動機に実際に流れる電動機電流に対応した電動機電流信号との偏差信号にＰＩ（比例・積分）またはＰＩＤ（比例・積分・微分）制御を施した信号を発生し、この信号に基づいて生成した電動機制御信号（例えば、ＰＷＭ信号）で電動機を駆動してステアリング系に操舵補助力を作用させるようにしたものは知られている。
【０００３】
このような従来の電動パワーステアリング装置は、電動機電流信号を目標電流信号にフィードバック（負帰還）させてＰＩまたはＰＩＤ制御する構成のため、偏差信号が速やかに０になるよう制御され、電動機電流は目標電流信号で設定された値に収束して電動機を駆動し、操舵トルク信号に対応した操舵補助力が得られる。
【０００４】
図７に従来の電動パワーステアリング装置の要部ブロック構成図を示す。
なお、図７は制御系にＰＩ（比例・積分）制御を施した例を示す。
図７において、電動パワーステアリング装置５０は、操舵トルクセンサ１２、車速センサ１４、制御手段５１、電動機駆動手段１６、電動機電流検出手段１８、電動機１０から構成される。
【０００５】
制御手段５１はマイクロプロセッサを基本に各種演算手段、比較・処理手段、メモリ等から構成され、目標電流設定手段５２、偏差演算手段５３、比例・積分制御手段５４、制御信号発生手段５５を備える。
【０００６】
操舵トルクセンサ１２はドライバのハンドル操作に対応した操舵トルクをアナログの電気信号として検出し、操舵トルク信号ＴＳが目標電流設定手段５２に供給される。
車速センサ１４は車両の速度に対応した周波数の電気的なパルス信号として検出し、車速信号ＳＳが目標電流設定手段５２に供給される。
【０００７】
目標電流設定手段５２は、操舵トルクセンサ１２から供給される操舵トルク信号ＴＳをディジタルの操舵トルク信号ＴＤに変換し、この操舵トルク信号ＴＤと車速センサ１４から供給される車速信号ＳＳに基づいて予め設定されている目標電流信号ＩＭＳに変換し、車速信号ＳＳ（ＳＬ、ＳＭ、ＳＨ）をパラメータにした操舵トルク信号ＴＤに対する目標電流信号ＩＭＳを偏差演算手段５３に出力するよう構成される。
【０００８】
図８に車速信号をパラメータとした操舵トルク信号（ＴＤ）―目標電流信号（ＩＭＳ）特性図（テーブル１）を示す。
図８において、車速信号ＳＬ、ＳＭおよびＳＨはそれぞれ低車速領域、中車速領域および高車速領域を示し、操舵トルク信号ＴＤが同じであっても、車速信号ＳＳが増加（ＳＬ→ＳＭ→ＳＨ）するに伴い、目標電流信号ＩＭＳは減少するよう予め設定されている。
【０００９】
このように、目標電流設定手段５２は、低車速領域（ＳＳ＝ＳＬ）では電動機１０を目標電流信号ＩＭＳに対応した大きな電動機電流ＩＭで駆動して充分大きな操舵補助力が得られ、一方、高車速領域（ＳＳ＝ＳＨ）では電動機１０を目標電流信号ＩＭＳに対応した小さな電動機電流ＩＭで駆動して操舵補助力を抑え、操舵の安定性が得られるよう構成される。
【００１０】
偏差演算手段５３は、目標電流信号ＩＭＳと電動機電流検出手段１８で検出され、電動機電流ＩＭに対応させてディジタル信号に変換した電動機電流信号ＩＭＯの偏差（＝ＩＭＳ−ＩＭＯ）を演算し、偏差信号ΔＩが比例・積分制御手段５４に提供される。
【００１１】
比例・積分制御手段５４は、偏差信号ΔＩを比例感度ＫＰ倍する比例要素と、偏差信号ΔＩ（＝ＩＭＳ−ＩＭＯ）を積分ゲインＫＩで積分制御する積分要素を並列接続して構成され、偏差信号ΔＩに比例・積分演算を施し、比例・積分信号ＩＰＩが制御信号発生手段５５に供給される。
比例・積分信号ＩＰＩは比例感度ＫＰおよび積分ゲインＫＩを用いて数１で表わされる。
【００１２】
【数１】
ＩＰＩ＝ＫＰ＊ΔＩ＋（ＫＩ／ｐ）＊ΔＩ
ただし、ｐはヘビサイド演算子
【００１３】
なお、比例感度ＫＰおよび積分ゲインＫＩの値を大きく設定することにより、電動機電流信号ＩＭＯ（電動機電流ＩＭに対応）を速やかに目標電流信号ＩＭＳに収束（偏差信号ΔＩ→０）させることができる。
【００１４】
制御信号発生手段５５はＰＷＭ（パルス幅変調）信号発生手段を備え、比例・積分信号ＩＰＩの大きさと方向に対応したＰＷＭ信号ＶＰＷＭが駆動制御信号ＶＯとして電動機駆動手段１６に供給され、電動機駆動手段１６から電動機駆動電圧ＶＭで電動機１０が駆動される。
【００１５】
また、駆動制御信号ＶＯにより電動機１０が駆動されて電動機電流ＩＭが流れるが、電動機電流検出手段１８が電動機電流ＩＭを検出し、対応した電動機電流信号ＩＭＯが偏差演算手段５３に帰還される。
【００１６】
このように、従来の電動パワーステアリング装置５０は、目標電流信号ＩＭＳに電動機電流ＩＭに対応した電動機電流信号ＩＭＯをフィードバック（負帰還）させ、偏差信号ΔＩに比例・積分制御を施すよう構成したので、電動機電流信号ＩＭＯを速やかに目標電流信号ＩＭＳに収束させ、操舵トルクに対応した電動機動力が得られ、応答性のよい所望の操舵補助力をステアリング系に作用させることが可能となる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電動パワーステアリング装置５０は、電源電圧変動に対して、比例・積分制御手段５４の比例感度ＫＰおよび積分ゲインＫＩの値の制御がなされていないため、電源電圧ＶＤが標準電圧ＶＳより低い場合と高い場合とでは、車両挙動が異なり以下のような課題がある。
【００１８】
図９は電源電圧をパラメータとした従来の電動パワーステアリング装置の位相特性図である。
図９は、図８の電動パワーステアリング装置５０において電源電圧ＶＤをパラメータとして目標電流信号ＩＭＳに対する電動機電流ＩＭの位相特性を示したものである。
図１０は電源電圧をパラメータとした電動パワーステアリング装置のゲイン特性図である。
図１０は、図８の電動パワーステアリング装置５０において電源電圧ＶＤをパラメータとして目標電流信号ＩＭＳに対する電動機電流ＩＭのゲイン特性を示したものである。
【００１９】
図９と図１０より電源電圧ＶＤが１０（Ｖ）の場合は標準電圧ＶＳ｛ＶＤ＝１２（Ｖ）｝の場合に比べ、高周波領域での位相遅れが大きくなり、ゲインが小さくなる。
また電源電圧ＶＤが１４．５（Ｖ）の場合は標準電圧ＶＳ｛ＶＤ＝１２（Ｖ）｝の場合に比べ、高周波領域での位相遅れが小さく、ゲインが大きくなる。
【００２０】
このことは電源電圧ＶＤが標準電圧ＶＳより低い場合、標準電圧ＶＳの場合に対して比例感度ＫＰおよび積分ゲインＫＩを小さくしたことに相当し、制御手段５１の応答に遅れを生じ、ハンドル操作をしてから車輪が操向するまでに時間遅れがあり、操舵応答性が低下する課題がある。
【００２１】
また、電源電圧ＶＤが標準電圧ＶＳより高い場合、標準電圧ＶＳの場合に対して比例感度ＫＰおよび積分ゲインＫＩを大きくしたことに相当し、制御信号発生手段５５からの駆動制御信号ＶＯが必要以上に高くなってステアリング系にノイズ等に起因する音や振動が発生する課題がある。
【００２２】
図１１は電源電圧をパラメータとした従来の電動パワーステアリング装置の応答時間特性図である。
図１１は、図８の電動パワーステアリング装置５０において電源電圧ＶＤをパラメータとして目標電流信号ＩＭＳに対する電動機電流信号ＩＭＯの応答時間特性を示したものである。
【００２３】
標準電圧ＶＳ｛１２（Ｖ）｝の場合の電動機電流信号ＩＭＯの応答特性をＩＭＯ（ＶＳ）とすると、電源電圧ＶＤが標準電圧ＶＳより低い場合の応答特性はＩＭＯ（ＶＬ）となり、電源電圧ＶＤが標準電圧ＶＳより高い場合は応答特性はＩＭＯ（ＶＨ）となる。
【００２４】
この発明はこのような課題を解決するためなされたもので、その目的は、電源電圧が上昇した場合のステアリング系に生じる音や振動の発生を防止するとともに、電源電圧が低下した場合には制御手段のゲインを制御してステアリング系の操舵応答性の劣化を改善した操舵フィーリングのよい電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、ステアリング系に操舵補助力を作用させる電動機と、操舵トルクセンサからの操舵トルク信号に基づいて電動機を駆動する目標電流信号を決定する目標電流設定手段、およびこの目標電流設定手段からの目標電流信号と電動機電流検出手段からの電動機電流信号の偏差に基づいて電動機を制御し、少なくとも比例要素と積分要素を備えた比例・積分制御手段からなる制御手段と、を備えた電動式パワーステアリング装置において、制御手段は、電動機を駆動する電動機駆動電圧を検出して電動機駆動電圧検出信号を出力する電動機駆動電圧検出手段と、この電動機駆動電圧検出信号および制御信号発生手段からの駆動制御信号に基づいて電源電圧を推定して電源電圧推定信号を出力する電源電圧推定手段と、この電源電圧推定信号に基づいて比例要素の比例係数および積分要素の積分係数のうち少なくとも一方を設定する比例・積分係数設定手段と、を備え、比例・積分係数設定手段は、基準電圧以上のときに比例係数と積分係数とを１より小さい値とし、基準電圧以下のときに比例係数と積分係数とを１より大きい値とすることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、ステアリング系に操舵補助力を作用させる電動機と、操舵トルクセンサからの操舵トルク信号に基づいて電動機を駆動する目標電流信号を決定する目標電流設定手段、およびこの目標電流設定手段からの目標電流信号と電動機電流検出手段からの電動機電流信号の偏差に基づいて電動機を制御し、少なくとも比例要素と積分要素を備えた比例・積分制御手段からなる制御手段と、を備えた電動式パワーステアリング装置において、制御手段は、電動機を駆動する電動機駆動電圧を検出して電動機駆動電圧検出信号を出力する電動機駆動電圧検出手段と、この電動機駆動電圧検出信号および制御信号発生手段からの駆動制御信号に基づいて電源電圧を推定して電源電圧推定信号を出力する電源電圧推定手段と、この電源電圧推定信号に基づいて比例要素の比例係数および積分要素の積分係数のうち少なくとも一方を設定する比例・積分係数設定手段と、を備え、比例・積分係数設定手段が、基準電圧以上のときに比例係数と積分係数を一定値とし、基準電圧以下のときに比例係数と積分係数を漸減させることを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１はこの発明に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
図１において、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール１７に一体的に設けられたステアリング軸２に自在継ぎ手３ａ、３ｂを備えた連結軸３を介し、ステアリング・ギアボックス４内に設けたラック＆ピニオン機構５のピニオン５ａに連結されて手動操舵力発生手段６を構成する。
【００２８】
ピニオン５ａに噛み合うラック歯７ａを備え、これらの噛み合いにより往復運動するラック軸７は、その両端にタイロッド８を介して転動輪としての左右の前輪９に連結される。
【００２９】
このようにして、ステアリングホイール１７操舵時には通常のラック＆ピニオン式の手動操舵力発生手段６を介し、マニュアルステアリングで前輪９を転動させて車両の向きを変えている。
【００３０】
手動操舵力発生手段６による操舵力を軽減するため、操舵補助力を供給する電動機１０をラック軸７と同軸的に配設し、ラック軸７と同軸に設けられたボールねじ機構１１を介して推力に変換し、ラック軸７（ボールねじ軸１１ａ）に作用させる。
【００３１】
ステアリング・ギアボックス４内にはドライバの手動操舵トルクの方向と大きさを検出する操舵トルクセンサ１２を配置し、操舵トルクセンサ１２が検出した操舵トルクに対応したアナログ電気信号の操舵トルク信号ＴＳを制御手段１５に提供する。
【００３２】
また、車速センサ１４は車両の速度を車両の速度に対応した周波数の電気的なパルス信号として検出し、車速信号ＳＳを制御手段１５に提供する。
【００３３】
制御手段１５はマイクロプロセッサを基本に各種演算手段、処理手段、信号発生手段、メモリ等で構成し、車速信号ＳＳに応動した操舵トルク信号ＴＳに対応する駆動制御信号ＶＯ（例えば、オン信号とＰＷＭ信号の混成信号）を発生して電動機駆動手段１６を駆動制御する。
【００３４】
また、制御手段１５は、操舵トルク信号ＴＳおよび車速信号ＳＳに基づいて予め設定されている目標電流信号に変換する目標電流設定手段と、比例・積分制御手段と、比例・積分係数設定手段とを備え、安定した操舵特性を得るために比例・積分係数設定手段で比例・積分制御手段の比例要素の比例感度、積分要素の積分ゲインを電源電圧ＶＤの変動に応じて制御する。
【００３５】
電動機駆動手段１６は、例えば４個のパワーＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のスイッチング素子からなるブリッジ回路で構成し、駆動制御信号ＶＯに基づいて電動機電圧ＶＭを出力して電動機１０を駆動する。
【００３６】
電動機電流検出手段１８は電動機１０に実際に流れる電動機電流ＩＭを検出し、電動機電流ＩＭに対応した電動機電流信号ＩＭＯを制御手段１５にフィードバック（負帰還）する。
【００３７】
図２は本発明に係る電動パワーステアリング装置の要部ブロック構成図である。
図２において、制御手段１５は、目標電流設定手段２１、偏差演算手段２２、比例・積分制御手段２３、制御信号発生手段２８、電源電圧検出手段２９、比例・積分係数設定手段３０を備える。
【００３８】
なお、目標電流設定手段２１、偏差演算手段２２および制御信号発生手段２８は、それぞれ図７に示す目標電流設定手段５２、偏差演算手段５３および制御信号発生手段５５と同一構成、同一作用なので説明を省略する。
【００３９】
比例・積分制御手段２３は、比例感度ＫＰを発生して比例制御する比例要素２４と、積分ゲインＫＩを発生して積分制御する積分要素２５と、比例要素２４、積分要素２５の出力信号を加算する加算器２７を備える。
【００４０】
比例要素２４と積分要素２５は並列接続され、比例要素２４は偏差信号ΔＩに比例感度ＫＰを乗算した比例信号ＩＰを、積分要素２５は偏差信号ΔＩに積分ゲインＫＩを有する積分処理を施した積分信号ＩＩを、それぞれ加算器２７に供給する。
【００４１】
また、比例要素２４は比例・積分係数設定手段３０から供給される比例係数ＫＶＰを比例感度ＫＰに乗算する演算機能を備える。
一方、積分要素２５は比例・積分係数設定手段３０から供給される積分係数ＫＶＩを積分ゲインＫＩに乗算する演算機能を備える。
【００４２】
加算器２７は比例信号ＩＰと積分信号ＩＩを加算し、比例・積分信号ＩＰＩ（＝ＩＰ＋ＩＩ）を制御信号発生手段２８に出力する。
比例係数ＫＶＰと積分係数ＫＶＩを考慮した比例・積分信号ＩＰＩは数２で表わされる。
【００４３】
【数２】
ＩＰＩ＝ＫＰ＊ＫＶＰ＊ΔＩ＋（ＫＩ＊ＫＶＩ／ｐ）＊ΔＩ
【００４４】
数２から明らかなように、比例係数ＫＶＰを比例感度ＫＰに乗算し、積分係数ＫＶＩを積分ゲインＫＩに乗算することにより、比例感度ＫＰ、積分ゲインＫＩを変更することができる。
また、比例係数ＫＶＰと積分係数ＫＶＩは電源電圧ＶＤを検出する電源電圧検出手段２９の電源電圧検出信号ＶＴに応じて変化するよう設定されるので、比例・積分信号ＩＰＩを電源電圧の変動に対応した制御量とすることができる。
【００４５】
比例・積分係数設定手段３０はＲＯＭ等のメモリで構成し、メモリ内に予め設計値や実験値から設定した電源電圧検出信号ＶＴに対応した比例係数ＫＶＰと積分係数ＫＶＩのデータを記憶しておき、電源電圧検出手段２９から電源電圧検出信号ＶＴが供給されると、メモリ内から電源電圧検出信号ＶＴに対応した比例係数ＫＶＰと積分係数ＫＶＩを読み出し、比例係数ＫＶＰを比例要素２４に、積分係数ＫＶＩを積分要素２５に、それぞれ供給する。
【００４６】
電源電圧検出信号ＶＴに対応した比例係数ＫＶＰと積分係数ＫＶＩとは異なった値、または同じ値ＫＶ（＝ＫＶＰ＝ＫＶＩ）のいずれにも設定することができる。
【００４７】
図３に比例・積分係数設定手段３０の電源電圧ＶＤに対する比例・積分係数（ＫＶＰ，ＫＶＩ）特性図の一例を示す。
図３の特性図において、比例係数ＫＶＰと積分係数ＫＶＩが等しく、電源電圧ＶＤが標準電圧ＶＳ｛ＶＤ＝１２（Ｖ）｝の場合、比例係数ＫＶＰおよび積分係数ＫＶＩを１に設定する。
【００４８】
電源電圧ＶＤが標準電圧ＶＳ｛ＶＤ＝１２（Ｖ）｝から増加すると比例係数ＫＶＰおよび積分係数ＫＶＩは１から次第に減少するよう設定し、電源電圧ＶＤが標準電圧ＶＳ｛ＶＤ＝１２（Ｖ）｝から減少すると比例係数ＫＶＰおよび積分係数ＫＶＩは１から次第に増加するよう設定する。
【００４９】
なお、比例係数ＫＶＰと積分係数ＫＶＩは電源電圧ＶＤ｛１２（Ｖ）｝を基準（係数１）として異なる勾配の特性に設定してもよい。
さらに、標準電圧ＶＳ｛ＶＤ＝１２（Ｖ）｝以上では漸減するが、標準電圧ＶＳ以下では一定値（係数１）になるような特性、もしくはその逆の特性に設定してもよい。
【００５０】
このように、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、比例・積分係数設定手段を備え、電源電圧が標準電圧を上回った場合は１より小さい値、電源電圧が標準電圧を下回った場合は１より大きな値の比例係数ＫＶＰおよび積分係数ＫＶＩを出力し、比例・積分制御手段の比例感度ＫＰおよび積分ゲインＫＩをそれぞれ比例係数ＫＶＰおよび積分係数ＫＶＩで制御するので、電源電圧が上昇した時には外乱に起因したステアリング系に生じる音や振動の発生を防止し、電源電圧が低下した時にはステアリング系の操舵応答性の劣化を改善することができる。
【００５１】
次に本発明に係る別の電動パワーステアリング装置について説明する。
図５は電動機駆動電圧のＰＷＭ駆動電圧波形を示した模式説明図である。
電動機駆動電圧ＶＭのＰＷＭ駆動電圧は図の実線で示されその波高値はほぼ電源電圧ＶＤに等しく、電源電圧ＶＤの変動が電動機駆動電圧ＶＭのＰＷＭ駆動電圧の波高値の変動になる。
しかし、電動機駆動電圧ＶＭを検出する場合、定抵抗（抵抗値Ｒ１）を流れる電流値ＩＸを検出し、ＶＭ＝ＩＸ×Ｒ１として求める。
この時電流値ＩＸは平均化されるので検出値としての電動機駆動電圧ＶＭ（＝ＩＸ×Ｒ１）は図の破線のようになり、駆動制御信号のデューティ・サイクルＤＣＬにより変動する。
【００５２】
図６に検出される電動機駆動電圧ＶＭ（＝ＩＸ×Ｒ１）と駆動制御信号のデューティ・サイクルＤＣＬの関係を電源電圧ＶＤ（電動機駆動電圧の波高値）をパラメータとして示す。
【００５３】
図から明らかなように検出値としての電動機駆動電圧ＶＭ（＝ＩＸ×Ｒ１）と駆動制御信号のデューティ・サイクルＤＣＬにより電源電圧ＶＤを推定できることがわかる。
【００５４】
図４は本発明に係る別の電動パワーステアリング装置の要部ブロック構成図である。
図４において、制御手段３５は、目標電流設定手段２１、偏差演算手段２２、比例・積分制御手段２３、制御信号発生手段２８、比例・積分係数設定手段３０、電動機駆動電圧検出手段３１、電源電圧推定手段３２と、を備える。
【００５５】
制御手段３５は、図２に示す制御手段１５の電源電圧検出手段２９に代えて電動機駆動電圧検出手段３１と電源電圧推定手段３２とを備えた点が図２に示す制御手段１５と基本的に異なる。
なお、目標電流設定手段２１、偏差演算手段２２および制御信号発生手段２８は、それぞれ図７に示す目標電流設定手段５２、偏差演算手段５３および制御信号発生手段５５と同一構成、同一作用なので説明を省略する。
【００５６】
電動機駆動電圧検出手段３１は電動機駆動電圧ＶＭを検出してその電動機駆動電圧検出信号ＶＭＴを電源電圧推定手段３２に供給する。
具体的には電動機１０と並列接続された定抵抗（抵抗値Ｒ１）を流れる電流値ＩＸを検出してＶＭＴ＝ＩＸ×Ｒ１を演算する。
電源電圧推定手段３２は電動機駆動電圧検出信号ＶＭＴと制御信号発生手段２８からの駆動制御信号ＶＯとから電源電圧ＶＤを推定して電源電圧推定信号ＶＰＴを比例・積分係数設定手段３０に出力する。
【００５７】
制御信号発生手段２８は比例・積分制御手段２３からの比例・積分信号ＩＰＩに基づいて図５に示すＰＷＭの駆動制御信号ＶＯを発生する。
電動機駆動手段１６は駆動制御信号ＶＯに基づいて電動機駆動電圧ＶＭを電動機１０に供給する。
【００５８】
電動機駆動電圧ＶＭの検出電圧ＶＭＴは駆動制御信号ＶＯによって与えられるデューティ・サイクルＤＣＬ（％）と電源電圧ＶＤとで決定される。
それ故、電源電圧推定手段３２は電動機駆動電圧検出信号ＶＭＴと制御信号発生手段２８からの駆動制御信号ＶＯとから電源電圧ＶＤを推定することができる。
【００５９】
比例・積分係数設定手段３０はＲＯＭ等のメモリで構成し、メモリ内に予め設計値や実験値から設定した電源電圧推定信号ＶＰＴに対応した比例係数ＫＶＰと積分係数ＫＶＩのデータを記憶しておき、電源電圧推定手段３２から電源電圧推定信号ＶＰＴが供給されると、メモリ内から電源電圧推定信号ＶＰＴに対応した比例係数ＫＶＰと積分係数ＫＶＩを読み出し、比例係数ＫＶＰを比例要素２４に、積分係数ＫＶＩを積分要素２５に、それぞれ供給する。
【００６０】
電源電圧推定信号ＶＰＴに対応した比例係数ＫＶＰと積分係数ＫＶＩとは異なった値、または同じ値ＫＶ（＝ＫＶＰ＝ＫＶＩ）のいずれにも設定することができる。
比例・積分係数設定手段３０は図３の特性図に示すように、比例係数ＫＶＰと積分係数ＫＶＩが等しく、電源電圧推定手段３２が電源電圧ＶＤは標準電圧ＶＳ｛ＶＤ＝１２（Ｖ）｝に等しいと推定した場合、比例係数ＫＶＰおよび積分係数ＫＶＩを１に設定する。
【００６１】
また、電源電圧推定手段３２が電源電圧ＶＤは標準電圧ＶＳ｛ＶＤ＝１２（Ｖ）｝より高いと推定した場合は図３の特性図に示すように比例係数ＫＶＰおよび積分係数ＫＶＩは１より小さい値に設定し、電源電圧ＶＤが標準電圧ＶＳ｛ＶＤ＝１２（Ｖ）｝より低いと推定した場合は比例係数ＫＶＰおよび積分係数ＫＶＩは１より大きな値に設定する。
【００６２】
このように、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、電動機駆動電圧検出手段、電源電圧推定手段３２、比例・積分係数設定手段を備え、比例・積分係数設定手段から電源電圧が標準電圧を上回った場合は１より小さい値、電源電圧が標準電圧を下回った場合は１より大きな値の比例係数ＫＶＰおよび積分係数ＫＶＩを出力し、比例・積分制御手段の比例感度ＫＰおよび積分ゲインＫＩをそれぞれ比例係数ＫＶＰおよび積分係数ＫＶＩで制御するので、電源電圧が上昇した時には外乱に起因したステアリング系に生じる音や振動の発生を防止し、電源電圧が低下した時にはステアリング系の操舵応答性の劣化を改善することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、制御手段に、電源電圧を検出して電源電圧検出信号を出力する電源電圧検出手段と、この電源電圧検出信号に基づいて比例要素の比例感度および積分要素の積分ゲインを設定する比例・積分係数設定手段３０とを備え、電源電圧が上昇した時には外乱に起因したステアリング系に生じる音や振動の発生を防止し、電源電圧が低下した時にはステアリング系の操舵応答性の劣化を改善することができる。
【００６４】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御手段は、電動機を駆動する電動機駆動電圧を検出し電動機駆動電圧検出信号を出力する電動機駆動電圧検出手段と、この電動機駆動電圧検出信号および制御信号発生手段からの駆動制御信号に基づいて電源電圧を推定して電源電圧推定信号を出力する電源電圧推定手段と、この電源電圧推定信号に基づいて比例要素の比例感度および積分要素の積分ゲインを設定する比例・積分係数設定手段３０とを備え、電源電圧が上昇した時には外乱に起因したステアリング系に生じる音や振動の発生を防止し、電源電圧が低下した時にはステアリング系の操舵応答性の劣化を改善することができる。
【００６５】
よって、電源電圧変動に起因するステアリング系に生じる音や振動の発生を防止するとともに、ステアリング系の操舵応答性の劣化を改善した操舵フィーリングの良い電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図
【図２】この発明に係る電動パワーステアリング装置の要部ブロック構成図
【図３】比例・積分係数設定手段の比例・積分係数特性図
【図４】この発明に係る別の電動パワーステアリング装置の要部ブロック構成図
【図５】電動機駆動電圧のＰＷＭ駆動電圧波形を示した模式説明図
【図６】電源電圧をパラメータとするデューティ・サイクルに対する電動機駆動電圧特性図
【図７】従来の電動パワーステアリング装置の要部ブロック構成図
【図８】車速信号をパラメータとした操舵トルク信号（ＴＤ）―目標電流信号（ＩＭＳ）特性図
【図９】電源電圧をパラメータとした従来の電動パワーステアリング装置の位相特性図
【図１０】電源電圧をパラメータとした電動パワーステアリング装置のゲイン特性図
【図１１】電源電圧をパラメータとした従来の電動パワーステアリング装置の応答時間特性図
【符号の説明】
１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリング軸、３…連結軸、３ａ，３ｂ…自在継ぎ手、４…ステアリング・ギアボックス、５…ラック＆ピニオン機構、５ａ…ピニオン、６…手動操舵力発生手段、７…ラック軸、７ａ…ラック歯、８…タイロッド、９…前輪、１０…電動機、１１…ボールねじ機構、１１ａ…ボールねじ軸、１２…操舵トルクセンサ、１４…車速センサ、１５…制御手段、１６…電動機駆動手段、１７…ステアリングホイール、１８…電動機電流検出手段、２１…目標電流設定手段、２２…偏差演算手段、２３…比例・積分制御手段、２４…比例要素、２５…積分要素、２７…加算器、２８…制御信号発生手段、２９…電源電圧検出手段、３０…比例・積分係数設定手段、３１…電動機駆動電圧検出手段、３２…電源電圧推定手段、３５…制御手段、５２…目標電流設定手段、５３…偏差演算手段、５４…比例・積分制御手段、５５…制御信号発生手段、ＤＣＬ（％）…デューティ・サイクル、ＩＩ…積分信号、ＩＭ…電動機電流、ＩＭＯ…電動機電流信号、ＩＭＳ…目標電流信号、ＩＰ…比例信号、ＩＰＩ…比例・積分信号、ＫＩ…積分ゲイン、ＫＰ…比例感度、ＫＶＩ…積分係数、ＫＶＰ…比例係数、ＳＨ，ＳＬ，ＳＭ，ＳＳ…車速信号、ＴＳ…操舵トルク信号、ｔＴ…応答時間、ＶＯ…駆動制御信号、ＶＤ，ＶＬ…電源電圧、ＶＭ…電動機駆動電圧、ＶＭＴ…電動機駆動電圧検出信号、ＶＯ…電動機制御信号、ＶＰＴ…電源電圧推定信号、ＶＳ…標準電圧、ＶＴ…電源電圧検出信号、ΔＩ…偏差信号。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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