(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルから車輪までの操舵トルク伝達機構中に介挿され、運転者による操舵トルクを補助するトルクを発生する電動モータを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータのロータのフリクションや車両及びステアリング系のフリクションを補正するハンドル戻り補正部と、
ハンドルの切り込みと戻しを判別する操舵状態判別補償部と、
を備え、
前記ハンドル戻り補正部の補正量をハンドルの切り込みと戻しの方向によって異なった値に設定し、ハンドル戻し時に操舵トルクとは逆トルクであるハンドル戻しトルクの補正量をハンドル切り込み時よりも大きく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。
【請求項２】
操舵時の路面からの反力トルクを検出する路面反力トルク検出器を更に備え、
前記操舵状態判別補償部は、前記ハンドル戻り補正部の制御量を、路面反力トルク検出器の出力に基づき制御す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の制御装置。
【請求項３】
前記ハンドルの舵角を検出する舵角検出器を更に備え、
前記操舵状態判別補償部は、ハンドルの切り込みと戻しの方向の判定を、前記舵角検出器により検出された舵角の絶対値の増加と減少の方向で判定することを特徴とする請求項１または２記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項４】
前記操舵状態判別補償部は、前記舵角検出器により検出された舵角の絶対値に関して、切り込みを舵角の増加側、戻しを舵角の減少側とすることを特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項５】
前記操舵状態判別補償部は、ハンドルの切り込みと戻しの方向の判定を、前記路面反力トルク検出器の出力の絶対値の増加と減少の方向で判定することを特徴とする請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項６】
前記操舵状態判別補償部は、前記路面反力トルク検出器の出力の絶対値に関して、切り込みを出力の増加側、戻しを出力の減少側とすることを特徴とする請求項５に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項７】
操舵時の操舵トルクを検出する操舵トルク検出器を更に備え、
前記操舵状態判別補償部は、ハンドルの切り込みと戻しの方向の判定を、前記操舵トルク検出器により検出された操舵トルクの絶対値の増加と減少の方向で判定することを特徴とする請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項８】
前記操舵状態判別補償部は、前記操舵トルク検出器により検出された操舵トルクの絶対値に関して、切り込みをトルクの増加側、戻しをトルクの減少側とすることを特徴とする請求項７に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項９】
車両の走行速度を検出する車速検出器を更に備え、
前記操舵状態判別補償部は、停車中を除く低速時のみに前記ハンドル戻り補正部の補償係数を、ハンドルの切り込みと戻しの方向によって、異なった値に設定する状態係数補償器を備えることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項１０】
前記状態係数補償器は、低速時には、ハンドル戻し側の補償係数を大きく設定し、切り込み側の補償係数を戻し側よりも小さく設定することを特徴とする請求項９に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項１１】
前記状態係数補償器は、高速時には、ハンドル戻し側の補償係数を小さく設定し、切り込み側の補償係数を戻し側と同じか若しくは若干大きく設定することを特徴とする請求項９または１０に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される電動パワーステアリング装置に係り、特に、電動パワーステアリング装置により発生するアシストトルクの向きや大きさを制御する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置は、運転者がハンドルを回転させることによって生じる操舵トルクを操舵トルク検出器によって検出し、検出されたトルクの値に応じた電流を電動モータに供給する。この給電により回転駆動される電動モータは、ステアリング装置に接続されており、必要なアシストトルクを発生させ、転舵を行う。また、一般にステアリング装置は、マニュアルステアリング装置、油圧パワーステアリング装置、或いは電動パワーステアリング装置のいずれでも、セルフアライニング機能を有する。即ち、転舵後に直進状態に戻る過程で、運転者がハンドルを回転させる力を緩めるか零（いわゆる手放し状態）にすれば、車輪は自動的に中立位置方向に戻ろうとする。この中立位置方向に戻ろうとするトルクは、車速が大きい程大きい。
この時、電動パワーステアリング装置においては、まず車輪が例えば右に転舵しているものとすれば、セルフアライニング機能により車輪は中立位置方向すなわち左方向に動く。そして、運転者がハンドルを回転させる力は零なので、操舵トルクも本来は零のはずである。従って、操舵トルク検出器により検出される操舵トルク値も零になり、電動モータは通電されず、アシストパワーを発生せず、ステアリング装置に接続されたまま左方向に回転する。勿論、ハンドルも左へ回転する。
【０００３】
しかしながら、従来の電動パワーステアリング装置においては、電動モーターのローターや車両及びステアリング系のフリクションに相当する摩擦力等により、低車速走行時に転舵後のハンドルの戻りが悪く、また高車速走行時にハンドルの戻り感やフリクション感等のオンセンタ感が悪いという問題点があった。すなわち、低車速で運転者がハンドルを回転させて転舵した後に直進状態に戻る過程において、マニュアルステアリング装置や油圧パーワーステアリング装置に比べ戻りが悪く、甚だしい場合には、運転者がハンドルを直進方向へ回転し直す必要があった。また、高車速において車線変更や方向修正の為に転舵した後に直進に戻る過程（特に手放し状態で戻る過程）において、セルフアライニング機能により車輪が中立位置方向に戻ろうとする時にも、真ん中（中立位置）迄戻りきらず、甚だしい場合には、運転者がハンドルを直進方向へ回転し直す必要があった。
【０００４】
これらの不具合を部分的に解消する方法として、本出願人の先願において、フリクションを補正あるいは打ち消すハンドル戻り補正部として路面反力トルク検出器を用い、この路面反力トルク検出器としてハンドルの回転角度を検出するハンドル角検出器を有し、該ハンドル角検出器より出力されるハンドル角信号に基づいてハンドル戻し補正量を求め、且つ、この補正量を、ハンドル及びステアリング系の回転或いは運動の方向によるフリクションのアンバランスを調整できるようにすることで、ハンドル戻り特性の左右差を解消するように構成したものが提案されている。
【０００５】
同様に、フリクションを補正或いは打ち消すハンドル戻り補正部としての路面反力トルク検出器を路面反力トルク推定手段により構成し、この路面反力トルク推定手段により、操舵トルク検出器の出力に、前記電動モータの電流を検出する電流検出器の出力から演算されるステアリング軸換算のモータトルクを加算するとともに、ステアリング軸換算のモータ慣性トルクを減算して得られる値に、ローパス或いは遅延フィルタ処理を施して路面反力トルク推定信号を生成し、この路面反力トルク推定信号に基づいてハンドル戻し補正量を求め、且つこの補正量をハンドル及びステアリング系の回転或いは運動の方向によるフリクションのアンバランスを調整できるようにすることで、ハンドル戻り特性の左右差を解消するように構成したものも知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記従来例では、低車速においては、手放し時にハンドルの戻りを改善する効果は期待できるが、車両のフリクションが大きな場合には、ハンドルの切り込み時に、操舵力が重くなり過ぎる欠点があった。
一般に、カーブでの旋回中のハンドル切り込み時におけるパワーアシスト無し時のマニュアル操舵力は、路面からの反力に操舵系のフリクションを加算した値となり、路面反力よりフリクション分更に重くなり、逆にハンドル戻し時には、路面反力から操舵系のフリクションを減算した値となり、路面反力よりフリクション分軽くなり、これがハンドル戻りを悪化させる主原因となっている。
このため、特に、車両及びステアリング系のフリクションの値が大きい車では、フリクションに打ち勝ってハンドルを戻すためのハンドル戻し補正量が大きくなる傾向があり、切り込み時と戻し時に、補正を路面反力に基づいて同一係数で実施すると、特に、大舵角からの良好なハンドル戻りを要求される低速走行時におけるカーブでの旋回時のハンドル戻り切り込み時に重くなり過ぎ、大きなアンバランスが生じる欠点があった。
【０００７】
この発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、ハンドル戻り時の補正量を、ハンドルの切り込みと戻しの方向によって異なった値に設定することにより、ハンドル切り込み及び切り戻し時のアンバランスを解消しうる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、ハンドルから車輪までの操舵トルク伝達機構中に介挿され、運転者による操舵トルクを補助するトルクを発生する電動モータを備えた電動パワーステアリング装置において、前記電動モータのロータのフリクションや車両及びステアリング系のフリクションを補正するハンドル戻り補正部と、ハンドルの切り込みと戻しを判別する操舵状態判別補償部とを備え、前記ハンドル戻り補正部の補正量をハンドルの切り込みと戻しの方向によって異なった値に設定し、ハンドル戻し時に操舵トルクとは逆トルクであるハンドル戻しトルクの補正量をハンドル切り込み時よりも大きくするものである。
また、好ましくは、前記制御装置は、操舵時の路面からの反力トルクを検出する路面反力トルク検出器を更に備え、前記操舵状態判別補償部は、前記ハンドル戻り補正部の制御量を、路面反力トルク検出器の出力に基づき制御するものである。
さらに、好ましくは、前記制御装置は、前記ハンドルの舵角を検出する舵角検出器を更に備え、前記操舵状態判別補償部は、ハンドルの切り込みと戻しの方向の判定を、前記舵角検出器により検出された舵角の絶対値の増加と減少の方向で判定するものである。
さらにまた、好ましくは、前記操舵状態判別補償部は、前記舵角検出器により検出された舵角の絶対値に関して、切り込みを舵角の増加側、戻しを舵角の減少側とするものである。
また、好ましくは、前記操舵状態判別補償部は、ハンドルの切り込みと戻しの方向の判定を、前記路面反力トルク検出器の出力の絶対値の増加と減少の方向で判定するものである。
さらに、好ましくは、前記操舵状態判別補償部は、前記路面反力トルク検出器の出力の絶対値に関して、切り込みを出力の増加側、戻しを出力の減少側とするものである。
さらにまた、好ましくは、前記制御装置は、操舵時の操舵トルクを検出する操舵トルク検出器を更に備え、前記操舵状態判別補償部は、ハンドルの切り込みと戻しの方向の判定を、前記操舵トルク検出器により検出された操舵トルクの絶対値の増加と減少の方向で判定するものである。
また、好ましくは、前記操舵状態判別補償部は、前記操舵トルク検出器により検出された操舵トルクの絶対値に関して、切り込みをトルクの増加側、戻しをトルクの減少側とするものである。
さらに、好ましくは、前記制御装置は、車両の走行速度を検出する車速検出器を備え、前記操舵状態判別補償部は、停車中を除く低速時のみに前記ハンドル戻り補正部の補償係数を、ハンドルの切り込みと戻しの方向によって、異なった値に設定する状態係数補償器を備えるものである。
さらにまた、好ましくは、前記状態係数補償器は、低速時には、ハンドル戻し側の補償係数を大きく設定し、切り込み側の補償係数を戻し側よりも小さく設定するものである。
また、好ましくは、前記状態係数補償器は、高速時には、ハンドル戻し側の補償係数を小さく設定し、切り込み側の補償係数を戻し側と同じか若しくは若干大きく設定するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係る電動式パワーステアリング装置の制御装置の構成について、図１に基づいて説明する。尚、本発明は、マイコンのソフトウエアのみで従来技術の上記問題点を解決可能であり、ハードウエアについては従来公知の電動式パワーステアリング装置を用いることができるので、その説明は省略する。
【００１０】
図１は、本実施の形態１に係る電動式パワーステアリング装置の制御装置の構成を示すブロック図である。この図において、制御装置は、ハンドルに加えられる操舵トルクを検出する操舵トルク検出器１と、車両速度を検出する車速検出器１４と、操舵トルク検出器１の出力である操舵トルク信号に基づいて操舵補助トルク信号を演算する操舵トルク制御器２と、ハンドルを原点に復帰させる方向に電動モータ１０がトルクを発生するようにハンドル戻し補助トルク信号を出力するハンドル戻り補正部１００と、ハンドルの切り込みと戻しを判別する操舵状態判別補償部１１０と、電動モータ１０の回転速度を検出するモータ速度検出器５と、モータ速度検出器５で検出したモータ速度信号に基づいてダンピング補償信号を演算するダンピング補償器３と、モータ速度検出器５の出力からモータ加速度信号を生成するモータ加速度検出器６と、モータ加速度検出器６より出力されるモータ加速度信号と車速検出器１４からの車速信号とに基づいて慣性補償信号を演算する慣性補償器４と、第１の加算器１２で演算された補助トルク信号、方向によるアンバランスを補正されたハンドル戻し補助トルク信号、ダンピング補償信号、慣性補償信号の和である目標トルクから、目標電流信号を演算するモータ電流決定器７とを備える。
【００１１】
ハンドル戻り補正部１００は、電動モータのロータのフリクションや車両及びステアリング系のフリクションを補正するものであり、その補正量をハンドルの切り込みと戻しの方向によって異なった値に設定する。ハンドル戻り補正部１００は、図示しないハンドルの中立位置からの回転角を舵角として検出する舵角検出器（図示せず）から出力される舵角信号と車速検出器１４から出力される車速信号とに基づいて路面反力トルクを演算する路面反力トルク検出器１０１と、ズレが零に修正されるように前記路面反力トルクの演算値を基にして、電動モータ１０のロータのフリクション、車両及びステアリング系のフリクション等を打ち消すように電動モータ１０がトルクを発生するようにハンドル戻し補助トルク信号を出力する戻しトルク補償器１０３と、路面反力トルク検出器１０１の出力からハンドル戻しの回転方向を判別する回転方向判別器１０５と、回転方向判別器１０５の出力に基づき左右の回転方向により異なる電動モータ１０のロータのフリクション、車両及びステアリング系のフリクション等の方向差を補正する方向係数補償器１０７とを備える。ハンドル戻り補正部１００の制御量は、路面反力トルク検出器１０１の出力に基づき制御される。
【００１２】
本実施の形態１では、操舵状態判別補償部１１０は、ハンドルの切り込みと戻しの方向の判定を、路面反力トルク検出器１０１の出力に基づいて路面反力トルク検出器出力の絶対値の増加と減少の方向で判定し、路面反力トルク検出器出力絶対値に関して切り込みを舵角の増加側、戻しを舵角の減少側とする操舵状態判別器１１１と、停車中を除く低速時のみにハンドル戻り補正部１００の補正量を、ハンドルの切り込みと戻しの方向によって、異なった値に設定する状態係数補償器１１３とを備える。
【００１３】
モータ駆動器９は、第２の加算器１３で得られた、目標電流信号とモータ電流検出器１１で検出されたモータ電流信号との誤差（偏差）に基づいて印加電圧を決定して、電動モータ１０にその電圧を印加する。電動モータ１０では、印加された電圧に応じてモータ電流値が応答し、モータ電流値に略比例関係でアシストトルクを発生してステアリング機構を駆動する。車速検出器１４は、車速を検出して、操舵トルク制御器２、ダンピング補償器３、慣性補償器４、後述する路面反力トルク検出器１０１及び戻しトルク補償器１０３へ車速信号を出力する。
【００１４】
次に、本実施の形態１の動作について、図２のフローチャートに基づいて説明する。従来技術と異なる点は、図１のブロック図中の一点鎖線で囲まれた、目標電流を演算するまでのアルゴリズムであり、電流制御に関しては、ＰＩＤ式の電流フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御、或いは、目標電流とモータ速度信号に基づくオープンループ制御等、一般的に行われる制御を、ディジタル制御、アナログ制御いずれの方式に基づいて実施しても良い。従って、以下では、目標電流を演算するまでのアルゴリズムに限定して説明を行う。
【００１５】
図２において、まず、ステップＳ１０１で、操舵トルク検出器１で検出された操舵トルク信号を読み込みメモリに記憶する。次にステップＳ１０２で、モータ速度検出器５にて検出されたモータ速度信号を読み込みメモリに記憶する。ステップＳ１０３はモータ加速度検出器６での動作を示し、モータ速度信号を微分演算してモータ加速度信号を得てメモリに記憶する。
【００１６】
ステップＳ１０４〜Ｓ１０５は操舵トルク制御器２における動作を示し、まずステップＳ１０４で操舵トルク信号の周波数特性を改善するために操舵トルク信号を位相補償器に通すとともに、ステップＳ１０５で位相補償器に通した操舵トルク信号に対してマップ演算で、操舵補助トルク信号を求めメモリに記憶する。
【００１７】
次いで、ステップＳ１０６〜Ｓ１１０はハンドル戻り補正部１００の動作を説明するものである。ステップＳ１０６は、路面反力トルク検出器１０１の動作を説明するもので、本実施の形態１では、舵角そのものを測定して車速等を基に、例えば舵角×車速をベースにマップ演算で、路面反力トルク信号を求めてメモリに記憶する。
【００１８】
ステップＳ１０７は戻しトルク補償器１０３での動作を示し、路面反力トルク信号に対してマップ演算で、ハンドル戻し補助トルク信号を求めてメモリに記憶する。ここで、ハンドル戻し補助トルク信号は、路面反力トルクがステアリング機構内の摩擦トルクより小さい時に、ハンドルが自動的に原点に復帰しない現象を避けるためのものであり、図３のように、ハンドル戻し補助トルク信号は、ステアリング機構内の概ね摩擦トルク程度の値を上限としてリミッタで制限し、リミッタの範囲内では路面反力トルク信号に比例ゲインを乗じて定める。
【００１９】
更に、ステアリング機構内の、例えばラック＆ピニオンや車両のステアリングに連動して運動する機構部の摩擦トルクの値は、ハンドルの操舵方向によって異なり、フリクションの値が大きいと、その操舵の回転方向による各々の回転方向でのフリクションの大きさの差も大きくなる傾向があり、回転或いは運動方向に応じてそれぞれの異なるフリクションを、適切に補償する必要がある。
ステップＳ１０８は回転方向判別器１０５の動作を説明したもので、路面反力トルク信号からどちらの回転或いは運動方向のフリクションを補正するかの方向判定を行ってメモリに記憶する。
【００２０】
ステップＳ１０９は方向係数補償器１０７の動作を説明したもので、補正すべきフリクションの方向に応じたハンドル戻し補助トルク信号の補正係数を掛けた方向補正後のハンドル戻し補助トルク信号を演算してメモリに記憶する。例えば、ハンドル軸で右操舵回転時のフリクションの方が左操舵回転時より２０％大きければ、右回転で戻す場合のハンドル戻し補助トルク信号を２０％大きくなるように補正係数を設定する。ハンドル戻し補助トルク信号の補正係数の例を図４に示す。
【００２１】
次に、ステップＳ１１０〜Ｓ１１２は操舵状態判別補償部１１０の動作を示しており、ステップＳ１１０では、操舵状態判別器１１１により操舵状態がハンドルの切り込みか、切り戻しであるかを、後述する図５のフローチャートに示すような方法で判定し、ステップＳ１１１では、方向係数補償器１０７により操舵状態と車速とから、図７に示すような操舵状態補償係数を得て、ステップＳ１１２でこの操舵状態補償係数より、図８に示すような補償値を求める。
【００２２】
次に、ステップＳ１１３は、ダンピング補償器３での動作を示し、モータ速度信号に比例ゲインを乗じてダンピング補償信号を求めてメモリに記憶する。
ステップＳ１１４は慣性補償器４での動作を示し、モータ加速度信号に比例ゲインを乗じて慣性補償信号を求めてメモリに記憶する。
ステップＳ１１５は、第１の加算器１２での動作を示し、操舵補助トルク信号、ハンドル戻し補助トルク信号、ダンピング補償信号、慣性補償信号の和を求めて目標トルクとしてメモリに記憶する。
次いで、ステップＳ１１６は、モータ電流決定器７での動作を示し、ステップＳ１１５で求められた目標トルクにゲインを乗じて目標電流を求めてメモリに記憶する。この時のゲインは、電動モータ１０のハンドル軸換算でのトルク定数の逆数とする。
【００２３】
図５は、操舵状態判別補償部１１０による操舵状態判別動作の具体例を示すフローチャート、図６は操舵状態判別補償部１１０による操舵状態判別動作のタイミングチャートである。図５及び図６において、
ＦＬＡＧ：  操舵状態判定フラグ（０＝切り込み状態、１＝戻し状態）
ｔ１    ：  路面反力トルク検出器出力（或いは舵角、操舵トルク）の絶対値
ｔ２    ：  ｔ１の前回値またはｔ２の前回値
ｈｙｓ  ：  ヒステリシス判定用閾値
である。
【００２４】
次に、図５及び図６を参照して、操舵状態判別補償部１１０による操舵状態判別動作について説明する。先ず、ステップＳ２０１において、操舵状態判定フラグＦＬＡＧにより操舵状態を判定し、操舵状態がハンドル切り込み時の場合にはステップＳ２０２へ、またハンドル切り戻し時の場合にはステップＳ２０７へジャンプする。ステップＳ２０２では、路面反力トルク検出器出力（或いは舵角（後述する第２実施の形態）、操舵トルク（後述する第３実施の形態））の絶対値ｔ１とその前回値ｔ２とを比較し、ｔ２の方がｔ１よりも大きければ（ｔ１＜ｔ２）、切り込み状態から戻し状態へ移行したと判定してステップＳ２０３へ進み、そうでなければ（ｔ１≧ｔ２）、まだ切り込み状態が継続していると判定し、ステップＳ２０５へジャンプする。
【００２５】
ステップＳ２０３において、今回の路面反力トルク検出器出力ｔ１と前回の路面反力トルク検出器出力ｔ２との偏差（ｔ２―ｔ１）が所定の閾値ｈｙｓより大きい場合には（ｔ２−ｔ１＞ｈｙｓ）、切り込み状態から戻し状態へ移行したと判定してステップＳ２０４へ進み、そうでなければ（ｔ２−ｔ１≦ｈｙｓ）、ヒステリシス判定状態継続と判定してステップＳ２０６へジャンプする。このようにヒステリシス判定用閾値ｈｙｓを設定することにより、ノイズ等による誤判定を防止することができる。
【００２６】
次いで、ステップＳ２０４では、切り込み状態から戻し状態へ移行したので、操舵状態判定フラグＦＬＡＧを「１」にセットし、ステップＳ２０５へ進む。
ステップＳ２０５でｔ２としてｔ１の値をストアし、処理を終了する。これにより、ｔ２にはｔ１の前回値がストアされる。
またステップＳ２０６では、ｔ２としてその前回値ｔ２（ｎ−１）をストアして処理を終える。尚、ヒステリシス判定中はｔ２の値を保持する。（図６のタイミングチャートの拡大図参照。）
【００２７】
一方、ステップＳ２０１において、ＦＬＡＧ＝０でないとき（ＦＬＡＧ＝１）には、ステップＳ２０７でｔ１とｔ２とを比較して、ｔ１の方がｔ２よりも大きければ（ｔ１＞ｔ２）、ハンドル戻し状態から切り込み状態へ移行したと判定してステップＳ２０８へ進み、そうでなければ（ｔ１≦ｔ２）、まだ戻し状態継続と判定してステップＳ２１０１へジャンプする。
【００２８】
ステップＳ２０８において、ｔ１とｔ２の偏差（ｔ１―ｔ２）がヒステリシス判定用閾値ｈｙｓより大きい場合には（ｔ１−ｔ２＞ｈｙｓ）、ハンドル戻し状態から切り込み状態へ移行したと判定してステップＳ２０９へ進み、そうでなければ（ｔ１−ｔ２≦ｈｙｓ）、ヒステリシス判定状態継続と判定してステップＳ２１１へジャンプする。ここで、ヒステリシスを設定することにより、ノイズ等による誤判定を防止できる。
【００２９】
ステップＳ２０９では、ハンドル戻し状態から切り込み状態へ移行したので、操舵状態判定フラグＦＬＡＧを「０」にクリアする。
次いで、ステップＳ２１０でｔ２としてｔ１の値をストアし、処理を終了する。これにより、ｔ２にはｔ１の前回値がストアされる。
【００３０】
また、ステップＳ２１１では、ｔ２としてその前回値ｔ２（ｎ−１）をストアして処理を終える。尚、ヒステリシス判定中は、ｔ２の値を保持する。
図７は、状態係数補償器１１３により決められる操舵状態補償係数と車速との関係を表す図で、実線がハンドル戻し時（ＦＬＡＧ＝１）、鎖線が切り込み時（ＦＬＡＧ＝０）を表しており、一部、実線と鎖線が重なっている。
【００３１】
図７に示すように、状態係数補償器１１３は、車速と操舵状態判別フラグから操舵状態補償係数を計算する。この場合、操舵状態補償係数が大きくなるほどハンドル戻し電流が大きくなり、ハンドル戻し力（反力）も大きくなる。また、停車時は補正する必要ないため操舵状態補償係数を「０」とする。さらに、低速時にはハンドルの戻りが悪いので、戻し側の係数を大きく設定し、切り込み側の係数は違和感を感じない程度の値に設定する。他方、高速時にはハンドル戻りがよいので、ハンドル戻し側の係数を小さく設定し、切り込み側の係数は中立感乃至直進安定性向上のため戻し側と同じか若しくは若干大きく設定する。
【００３２】
図８は、ハンドルの切り込み、戻し時における路面反力トルク検出器１０１の出力（或いは舵角（後述する第２実施の形態）、操舵トルク（後述する第３実施の形態））と状態係数補償器１１３の出力との関係を示す図である。図８において、状態係数補償器１１３の出力（戻し電流）は、状態係数補償無しの時には鎖線で表され、状態係数補償有りの時には実線で表される。この図から明らかなように、特に、状態係数補償器１１３の出力（戻し電流）の絶対値は、切り込み時において、小さくなるように（図示例では略半減）補償されている。
【００３３】
尚、操舵トルク制御器２、路面反力トルク検出器１０１、戻しトルク補償器１０３、ダンピング補償器３、慣性補償器４の各制御パラメータは、車速信号に応じて変更する。この時、ステアリング機構自身のダンピングが強い車両や、ハンドル軸換算の慣性モーメントが小さなモータを装着した車両については、ダンピング補償器３、慣性補償器４の各ゲインを零としてもよく、この場合には、モータ速度検出器５、モータ加速度検出器６、ダンピング制御器３、慣性補償器４は不要となる。
【００３４】
本実施の形態１で用いるモータ速度検出器５は、例えばタコジェネレータ等のモータ速度センサを用いてもよいし、ロータリエンコーダのパルス出力を差分して求めてもよいし、或いは、モータに印加する電圧から、モータに通電される電流値とコイル抵抗値の積を減じる等して得られる逆起電圧からモータ速度を検出しても良い。
【００３５】
本実施の形態１では、ステップＳ１０５、Ｓ１０６、Ｓ１０７をマップ演算、ステップＳ１０９、Ｓ１１３、Ｓ１１４、Ｓ１１６をゲインを乗じる構成としたが、各ステップとも何れもゲインを乗じる構成としても、或いは、マップ演算とする構成としてもよい。
また、ステップＳ１０７とＳ１０９とをまとめて、補正係数を掛けた方向補正後のハンドル戻し補助トルク信号を合成した１つのマップとしても良い。
【００３６】
自動車の運転者は、ハンドルを切った後に手を放して路面反力トルクによる自己復元力によりハンドルを中心に戻す場合が多く、これにより操舵の労力を低減している。また、電動式パワーステアリング装置は、電動モータ１０及びギアの摩擦トルクによりハンドルの戻り性が悪い。操舵トルク信号のみを検出して目標トルクを定める場合には、ハンドルを切った後に手を放すと、操舵トルク信号が零となってしまうので、ハンドル戻しトルクを発生させることができない。さらに、操舵トルク信号に加えて、モータ回転信号に基づいて目標トルクを定める場合にも、電動モータ１０の回転が止まってしまった場合には、電動モータ１０はハンドルを戻す方向のトルクを発生させることが難しい。
【００３７】
これに対し、本実施の形態１では、路面反力トルク検出器１０１は、ハンドル手放しを行っても、ハンドルの角度に略比例した路面反力トルクを検出できるので、この路面反力トルク信号に応じてハンドル戻し補助トルク信号を演算する構成としたことにより、手放しを行った後にも、電動モータ１０がハンドル戻し方向にトルクを出力することが可能となり、確実にハンドルを中心に且つ左右差を改善して戻すことができる。
【００３８】
本実施の形態１では、運転者がハンドルを保持して操舵している場合には、操舵をアシストする操舵補助トルク信号を操舵トルク信号に基づいて発生させるとともに、運転者がハンドルを戻そうとした場合には、ハンドルを原点（中立位置）に復帰させるのを妨げるフリクションを打ち消すハンドル戻し補助トルク信号をハンドルの左右別々の回転方向に対応したフリクションを打ち消すのに必要な最適値として発生させることができるので、運転者がハンドルを保持している場合には従来の制御アルゴリズムをそのまま流用し、手放し時にはハンドルを原点に復帰させる制御アルゴリズムを新たに付け加えるだけで、手放しを行った後にも、モータがハンドル戻し方向にトルクを出力することが可能となり、確実にハンドルを中心に、左右差無く戻すことができるようになる。
【００３９】
更に、本実施の形態１では、ハンドル戻り補正部１００のハンドル戻り時の補正量を、ハンドルの切り込みと戻しの方向によって異なった値に設定することにより、ハンドル切り込み及び切り戻し時のアンバランスを解消することができる。
【００４０】
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２に係る電動式パワーステアリング装置の制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態２は、上記実施の形態１において、操舵状態判別器１１１の入力として、路面反力トルク検出器１０１の出力の代わりに、舵角検出器からの舵角信号を用いたもので、その他の構成及び作用は、上記実施の形態１と同様である。
【００４１】
実施の形態３．
図１０は、本発明の実施の形態３に係る電動式パワーステアリング装置の制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態３は、上記実施の形態１において、操舵状態判別器１１１の入力として、路面反力トルク検出器１０１の出力の代わりに、操舵トルク検出器１の出力を用いたもので、その他の構成及び作用は、上記実施の形態１と同様である。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明による電動式パワーステアリング装置の制御装置によれば、ハンドルから車輪までの操舵トルク伝達機構中に介挿され、運転者による操舵トルクを補助するトルクを発生する電動モータを備えた電動パワーステアリング装置において、前記電動モータのロータのフリクションや車両及びステアリング系のフリクションを補正するハンドル戻り補正部と、ハンドルの切り込みと戻しを判別する操舵状態判別補償部とを備え、前記ハンドル戻り補正部の補正量をハンドルの切り込みと戻しの方向によって異なった値に設定するので、ハンドル切り込み及び切り戻し時のアンバランスを解消することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電動式パワーステアリング装置の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１の制御装置のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１の戻しトルク補償器の特性図である。
【図４】本発明の方向係数補償器の特性図である。
【図５】本発明の操舵状態判別補償部による操舵状態判別動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の操舵状態判別補償部による操舵状態判別動作のタイミングチャートである。
【図７】本発明の状態係数補償器により決められる操舵状態補償係数と車速との関係を表す図である。
【図８】ハンドルの切り込み、戻し時における路面反力トルク検出器の出力と状態係数補償器の出力との関係を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る電動式パワーステアリング装置の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る電動式パワーステアリング装置の制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  操舵トルク検出器  ２  操舵トルク制御器、３  ダンピング補償器、４慣性補償器、５  モータ速度検出器、６  モータ加速度検出器、７  モータ電流決定器、９  モータ駆動器、１０  電動モータ、１１  モータ電流検出器、１２  第１の加算器、１３  第２の加算器、１４  車速検出器、１００  ハンドル戻り補正部、１０１  路面反力トルク検出器、１０３  戻しトルク補償器、１０５  回転方向判別器、１０７  方向係数補償器、１１０  操舵状態判別補償部、１１１  操舵状態判別器、１１３  状態係数補償器。
【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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