(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の速度を検出して車速信号を生成する車速センサと、ステアリングコラムにかかる操舵トルクを検出して操舵トルク信号を生成するトルクセンサと、この操舵トルク信号に基づいて操舵力を高めるパワーアシストモータと、この車速信号とこの操舵トルク信号とに基づいてこのパワーアシストモータを駆動する制御ユニットとを有する電動パワーステアリング装置において、
前記制御ユニットは、前記パワーアシストモータに加えられるモータ端子間電圧とモータ電流検出値とに基づいて操舵角速度推定値を算出する操舵角速度推算手段と、前記操舵トルク信号とこの操舵角速度推定値とに基づいてハンドルが戻し状態にあるか否かを判定するハンドル戻し判定手段と、このハンドル戻し判定手段によってハンドルが戻し状態にあると判定された場合には前記パワーアシストモータに適正な戻し操舵をさせる戻し制御手段とを有し、
前記ハンドル戻し判定手段は、
前記ハンドルが右切り位置からの戻し状態にあると判定されている場合には、前記操舵角速度推定値がゼロないし右向きになったら、この右切り位置からの戻し状態から脱出したものと判定し、
前記ハンドルが左切り位置からの戻し状態にあると判定されている場合には、前記操舵角速度推定値がゼロないし左向きになったら、この左切り位置からの戻し状態から脱出したものと判定する論理演算手段であ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】
前記ハンドル戻し判定手段は、前記操舵トルク信号の符号と前記操舵角速度推定値の符号とに基づいて前記ハンドルが戻し状態にあるか否かを判定する論理演算手段である、
請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記ハンドル戻し判定手段は、
前記操舵トルク信号が右向きであり前記操舵角速度推定値が左向きである場合には、前記ハンドルが前記右切り位置から中立位置への戻し状態にあると判定し、
前記操舵トルク信号が左向きであり前記操舵角速度推定値が右向きである場合には、前記ハンドルが前記左切り位置から中立位置への戻し状態にあると判定する論理演算手段である、
請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記ハンドル戻し判定手段は、
前記操舵トルク信号が右向きであり前記操舵角速度推定値が左向きである状態が、所定時間を越えて続いた場合には、前記ハンドルが前記右切り位置からの戻し状態にあると判定し、
前記操舵トルク信号が左向きであり前記操舵角速度推定値が右向きである状態が、所定時間を越えて続いた場合には、前記ハンドルが前記左切り位置からの戻し状態にあると判定する論理演算手段である、
請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
車両の速度を検出して車速信号を生成する車速センサと、ステアリングコラムにかかる操舵トルクを検出して操舵トルク信号を生成するトルクセンサと、この操舵トルク信号に基づいて操舵力を高めるパワーアシストモータと、この車速信号とこの操舵トルク信号とに基づいてこのパワーアシストモータを駆動する制御ユニットとを有する電動パワーステアリング装置において、
前記制御ユニットは、前記パワーアシストモータに加えられるモータ端子間電圧とモータ電流検出値とに基づいて操舵角速度推定値を算出する操舵角速度推算手段と、前記操舵トルク信号とこの操舵角速度推定値とに基づいてハンドルが戻し状態にあるか否かを判定するハンドル戻し判定手段と、このハンドル戻し判定手段によってハンドルが戻し状態にあると判定された場合には前記パワーアシストモータに適正な戻し操舵をさせる戻し制御手段とを有し、
前記戻し制御手段は、前記パワーアシストモータへの電流指令値に適正な補正量を加算して戻し補正を行うに際し、この補正量の急変を防ぐローパスフィルタをもつ、
請求項１記載の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】
本発明は、電気自動車など操舵を行う車両に装備される電動パワーステアリング装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の操舵装置では、一方に切られたハンドル（ステアリングホイール）から運転者が手を離すなり操舵力を抜くなりして、自然に操舵車輪が中立位置に戻す操作が通常行われてきた。ところが通常の電動パワーステアリング装置では、自然に操舵車輪が中立位置に戻るのを期待していると、特に低速時にはハンドルが戻りにくいという不都合があった。これは、路面から各操舵車輪にかかる力により自然にハンドルが戻ろうとする際に、パワーアシストモータおよびその減速機がもつ慣性モーメントおよび摩擦抵抗などの影響に起因している。その結果、運転者がハンドルから手を離しても、ハンドルの戻りが遅かったり、ハンドルが中立位置まで戻りきらなかったりするので、運転者は積極的にハンドルを中立位置にまで戻す操作をしなければならず、ワークロードが大きかった。
【０００３】
このような不都合を解消する目的で、特公平３−１１９４４号公報には、ハンドルを一方に切るトルクを弱めると、直ちに戻し操舵が自動的に行われて操舵車輪が中立位置に戻る電動パワーステアリング装置が開示されている。すなわち、同公報の電動パワーステアリング装置には、ステアリングラック軸の左右位置を検出することにより直接的に操舵車輪の操舵角を検出する舵角センサが装備されている。そして、ステアリングコラムにかかる操舵トルクの急激な減少によってハンドルが戻し状態にあると判定された場合には、積極的にパワーアシストモータが駆動され、操舵車輪は速やかに中立位置に戻されるようになっている。その結果、同公報の技術によれば、ハンドルを中立位置に戻すための積極的な運転操作を行うことが不要になり、運転者のワークロードが軽減されるという効果がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報の技術では、通常の電動パワーステアリング装置のハードウェア構成に加えて、操舵車輪の操舵角を検出するための舵角センサが必要とされるので、その分のコストアップは不可避であった。
そこで本発明は、ハンドルを中立位置に戻すためのワークロードが軽減されていながら、コストアップを最小限に止めることが可能な電動パワーステアリング装置を提供することを解決すべき課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、発明者は以下の手段を発明した。
（第１手段）
本発明の第１手段は、請求項１記載の電動パワーステアリング装置である。
本手段において、制御ユニットは、車速センサからの車速信号とトルクセンサからの操舵トルク信号とに基づいて、パワーアシストモータを駆動する作用を有する。この作用を発揮するために、制御ユニットは、操舵角速度推算手段、ハンドル戻し判定手段および戻し制御手段を備えている。
【０００６】
操舵角速度推算手段は、パワーアシストモータに加えられるモータ端子間電圧と、そのモータ電流検出値とに基づいて、モータ回転角速度を推定してハンドルの操舵角速度推定値を算出する数値演算手段である。また、ハンドル戻し判定手段は、操舵トルク信号と操舵角速度推定値とに基づいて、ハンドルが戻し状態にあるか否かを判定する論理演算手段である。さらに、戻し制御手段は、このハンドル戻し判定手段によってハンドルが戻し状態にあると判定された場合には、モータ制御回路等を介してパワーアシストモータに適正な戻し操舵をさせる制御を行う数値演算手段である。これらの演算手段が、所定の制御ロジックに従って互いに関連しながら作用することにより、制御ユニットは、ハンドルが戻し状態にある場合には、適正な戻し操舵をさせるように、パワーアシストモータを駆動することができる。
【０００７】
すなわち、これらの演算手段は、ＥＣＵ等の制御ユニット内に装備されているマイクロコンピュータのソフトウェアを改修するなどのマイナーチェンジによって実現可能である。それゆえ、本手段では、操舵角センサ等のハードウェアを新たに装備すること必要がなくなり、その分のコストアップがなくなる。それでいて、本手段の電動パワーステアリング装置によれば、ハンドルを中立位置に戻すためのワークロードを軽減することができる。
【０００８】
したがって、本手段の電動パワーステアリング装置によれば、ハンドルを中立位置に戻すためのワークロードが軽減されていながら、コストアップを最小限に止めることができるという効果がある。そのうえ本手段は、ＡＢＳを備えていない車両にも、新たにセンサを付加することなしに適用することができるという効果がある。
【０００９】
（第２手段）
本発明の第２手段は、請求項２記載の電動パワーステアリング装置である。
本手段においては、前記ハンドル戻し判定手段は、前記操舵トルク信号の符号と前記操舵角速度推定値の符号とに基づいて前記ハンドルが戻し状態にあるか否かを判定する論理演算手段である。それゆえ、複雑な数値演算処理等の演算は不要となり、論理演算のロジックが簡素化される。
【００１０】
したがって本手段によれば、前述の第１手段の効果に加えて、ハンドルの戻し状態の判定に関わる論理演算のロジックが簡素化されるので、制御ユニットのコストアップも最低限に抑制されるという効果がある。
（第３手段）
本発明の第３手段は、請求項３記載の電動パワーステアリング装置である。
【００１１】
本手段においては、ハンドル戻し判定手段により、操舵トルク信号が右向きであり操舵角速度推定値が左向きである場合には、ハンドルが右切り位置から中立位置への戻し状態にあると判定される。逆に、操舵トルク信号が左向きであり操舵角速度推定値が右向きである場合には、ハンドルが左切り位置から中立位置への戻し状態にあると判定される。
【００１２】
ハンドルが戻し状態に入ったときには、ハンドルは中立位置へと戻る方向に角速度を持つことは当然である。一方、操舵トルク信号が依然としてハンドルをより大きく切る方向へ発生していることに関しては、疑問をもたれる方も居よう。しかしながら、発明者が実験を行ったところ、どんなに急操舵を行っても運転者の操作である限り、ハンドルが戻し状態に入った瞬間（つまりハンドルが中立位置へと戻る方向に角速度を持ち始めた瞬間）には、操舵トルク信号は依然としてハンドルをより大きく切る方向へ発生していることが発見された。そして、戻し操舵が進むうちに、多くの場合には操舵トルク信号の符号は反転し、ハンドルを中立位置へと戻す方向への操舵トルク信号が発生するに至る。
【００１３】
また、それならばハンドルの角速度に相当する操舵角速度推定値だけを観測していれば戻し状態へ入ったことが判定できそうに思う向きもあろうが、そうではない。すなわち、操舵角速度推定値が中立位置方向へ発生してることを知るには、操舵角自体が観測できていなければならない。しかしながら、本発明のパワーステアリング装置は、操舵角センサを持たない構成であるので、操舵角速度推定値がわかっても、中立位置へ向かっているのか逆に操舵角を増す方向に向かっているのかは、操舵角速度推定値だけからは判定がつかない。ところが、操舵角速度推定値の符号が変わった瞬間に操舵トルク信号の符号を援用することにより、操舵角の方向を間接的に観測することができることが実験的にわかった。そこで本手段では、操舵角速度推定値に操舵トルク信号を援用して戻し状態に入ったことが判定される。
【００１４】
したがって本手段によれば、前述の第２手段と同様に、操舵角センサが不要で安価な構成でありながら、簡素な論理演算で戻し状態の入ったことが判定できるという効果がある。
（第４手段）
本発明の第４手段は、請求項４記載の電動パワーステアリング装置である。
【００１５】
本手段では、前記第３手段において、操舵トルクの符号と操舵角速度推定値の符号との所定の組み合わせが、所定時間続いた場合にのみ、戻し状態に入ったとの判定がなされる。自動車等の車両の搭載しての実運用においては、振動等の外乱や手の震え等の擾乱が入るので、ハンドルを戻す意志が運転者にないにも関わらず、ごく短時間だけ操舵トルクの符号と操舵角速度推定値の符号とが戻し状態に入る際の組み合わせになることがある。このような場合にハンドル戻し制御に入ってしまうと、操舵感覚に違和感を生じて不都合である。そこで本手段のように、操舵トルクの符号と操舵角速度推定値の符号との所定の組み合わせが所定時間続いた場合にのみ、戻し状態に入ったとの判定がなされるのであれば、このような誤判定による不都合が回避される。
【００１６】
したがって本手段によれば、前述の第３手段の効果に加えて、ハンドル操作が戻し状態に入ったとの判定に誤判定が少なくなり、同判定がより確実になされるようになるので、操舵感覚が向上するという効果がある。
（第５手段）
本発明の第５手段は、請求項５記載の電動パワーステアリング装置である。
【００１７】
本手段では、ハンドル戻し判定手段により、ハンドルが右切り位置からの戻し状態にあると判定されている場合には、操舵角速度推定値がゼロないし右向きになったら該右切り位置からの戻し状態から脱出したものと判定される。逆に、ハンドルが左切り位置からの戻し状態にあると判定されている場合には、操舵角速度推定値がゼロないし左向きになったら左切り位置からの戻し状態から脱出したものと判定される。
【００１８】
すなわち、ハンドル戻し制御中に戻し方向が明らかになっていれば、操舵角速度推定値がゼロになるか符号が反転することをもって、ハンドル戻し制御が終了したものと判定される。最も簡素には、ハンドル戻し制御中に操舵角速度推定値がゼロになるか符号が反転することをもって、ハンドル戻し制御が終了したものと判定される。
【００１９】
したがって本手段によれば、前述の第１手段の効果に加えて、戻し状態からの脱出を判定する論理がきわめて簡素になり、マイクロコンピュータなどの演算手段をより安価にすることができるという効果がある。
（付記）
以下の実施例１で示すように、前記第４手段と前記第５手段との組み合わせが本発明の実施形態のベストモードである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の電動パワーステアリング装置の実施の形態については、当業者に実施可能な理解が得られるよう、以下の実施例で明確かつ十分に説明する。
［実施例１］
（実施例１の構成）
本発明の実施例１としての電動パワーステアリング装置は、電気自動車用の操舵装置であって、図１に示すように、車速センサ１、トルクセンサ２、制御ユニット１０およびパワーアシストモータ３を有する。
【００２１】
車速センサ１は、速度計用の車速信号ｖを生成するセンサであって、すでに自動車に標準装備されている。一方、トルクセンサ２は、ステアリングコラムにかかる操舵トルクを検出して操舵トルク信号Ｔｓを生成するセンサであって、パワーアシストを行うパワーステアリング装置ではすでに標準装備されている。本実施例の電動パワーステアリング装置では、自動車の状態を検知するセンサとしてはこれら二種類のセンサだけが採用されており、操舵車輪の操舵角度を検出するポテンショメータなどの操舵角センサは必要とされない。また、左右の車輪間の回転速度差を検出する必要もないので、ＡＢＳを装備していない自動車にも新たにセンサを付加することなく本実施例を適用することができる。
【００２２】
パワーアシストモータ３は、制御ユニット１０によって適正に制御されながら駆動され、運転者がハンドルにかける操舵トルクを補強して、操舵車輪に舵角を与える操舵力を高める直流モータである。一方、制御ユニット１０は、前述の車速信号ｖと操舵トルク信号Ｔｓとに基づいて、パワーアシストモータ３を適正に駆動するＥＣＵである。
【００２３】
すなわち、制御ユニット１０は、車速演算器１１、電流指令値演算手段１２、モータ制御回路１３、モータ駆動回路１４、モータ電流検出回路１５、モータ端子間電圧検出回路１６、操舵角速度推算手段１７、ハンドル戻し判定手段１８、戻し補正量演算手段１９および加算手段２０を内蔵している。これらの構成要素のうち、車速演算器１１、電流指令値演算手段１２、モータ制御回路１３、モータ駆動回路１４、モータ電流検出回路１５およびモータ端子間電圧検出回路１６は、普通の電動パワーステアリング装置がもっているものと基本的に同じであるので、詳しい説明は省略する。
【００２４】
また、電流指令値演算手段１２、操舵角速度推算手段１７、ハンドル戻し判定手段１８、戻し補正量演算手段１９および加算手段２０は、制御ユニット１０に内蔵されているマイクロコンピュータ（図略）によってそれぞれ実現されるデジタル演算手段である。ここで、電流指令値演算手段１２、戻し補正量演算手段１９および加算手段２０は、戻し制御手段を構成している。
【００２５】
すなわち、操舵角速度推算手段１７は、パワーアシストモータ３に加えられるモータ端子間電圧Ｖｍとそのモータ電流検出値Ｉｍとに基づいて推定されたモータ回転角速度から、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖを算出する演算を行う数値演算手段である。一方、ハンドル戻し判定手段１８は、操舵トルク信号Ｔｓと操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖとに基づいて、ハンドルが戻し状態にあるか否かを判定する論理演算手段である。さらに、戻し補正量演算手段１９は、このハンドル戻し判定手段１８によってハンドルが戻し状態にあると判定された場合には、パワーアシストモータ３に適正な戻し操舵をさせるための戻し補正量ｉｃｒ’を生成する数値演算手段である。
【００２６】
ここで、ハンドル戻し判定手段１８は、操舵トルク信号Ｔｓの符号と操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖの符号とに基づいて、ハンドルが戻し状態にあるか否かを判定する論理演算手段である。すなわち、操舵トルク信号Ｔｓが右向きであり操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖが左向きである状態が所定時間を越えて続いた場合には、ハンドルが右切り位置からの戻し状態にあると判定し、操舵トルク信号Ｔｓが左向きであり操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖが右向きである状態が該所定時間を越えて続いた場合には、ハンドルが左切り位置からの戻し状態にあると判定する論理演算手段である。また、ハンドルが右切り位置からの戻し状態にあると判定されている場合には、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖがゼロないし右向きになったら右切り位置からの戻し状態から脱出したものと判定し、ハンドルが左切り位置からの戻し状態にあると判定されている場合には、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖがゼロないし左向きになったら左切り位置からの戻し状態から脱出したものと判定する論理演算手段である。
【００２７】
本実施例の電動パワーステアリング装置における各種信号の入出力は、図１に示す通りであるが、本実施例の特徴的な部分（特にハンドル戻し判定手段１８）の作用については、後ほど項を改めて詳しく説明する。
（実施例１の作用の概要）
本実施例の電動パワーステアリング装置は、以上のように構成されているので、以下のような作用効果を発揮する。読者におかれては、図１を参照しつつ読み進められたい。
【００２８】
操舵角速度推算手段１７は、パワーアシストモータ３に加えられるモータ端子間電圧Ｖｍとそのモータ電流検出値Ｉｍとに基づいて、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖを推定する数値演算を行う。ここで、モータ端子間電圧Ｖｍは、モータ駆動回路１４に付属しているモータ端子間電圧検出回路１６のよって検出され、図示しないＡ／Ｄ変換器を介して操舵角速度推算手段１７に入力される。一方、モータ電流検出値Ｉｍは、モータ制御回路１３等と共にマイナー・フィードバックループを形成しているモータ電流検出回路１５によって計測され、やはり図示しないＡ／Ｄ変換器を介して操舵角速度推算手段１７に入力される。また、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖは、ハンドルの回転角度の推定値であって、操舵車輪の操向角速度の推定値ではない。
【００２９】
すなわち、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖは、操舵角速度推算手段１７により、次の数１に従って算出される。
【００３０】
【数１】
ｅｓｔｅｖ＝｛（Ｖｍ−Ｉｍ・Ｒｍ）／Ｋｔ｝・（３６０／Ｎｍｒ）
ここで、前述のように、Ｖｍはモータ端子間電圧であり、Ｉｍはモータ電流検出値である。また、Ｒｍはモータ巻線抵抗、Ｋｔは誘起電圧定数、Ｎｍｒはパワーアシストモータ３からステアリングコラムまでの減速比である。
操舵角速度推算手段１７によって算定された操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖは、ハンドル戻し判定手段１８に伝達される。ハンドル戻し判定手段１８にはまた、前述のトルクセンサ２からの操舵トルク信号Ｔｓが入力される。
【００３１】
ハンドル戻し判定手段１８は、操舵トルク信号Ｔｓおよび操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖに基づいて、ハンドルが戻し状態にあるか否かを判定する論理演算を行う。ハンドル戻し判定手段１８によるこの判定結果は、車速演算器１１により計測された車速信号ｖに並行して、戻し補正量演算手段１９に供給される。なお、ハンドル戻し判定手段１８の作用である判定ロジックについては、項を改めて後ほど詳しく説明する。
【００３２】
最後に、戻し補正量演算手段１９は、前述のようにハンドル戻し判定手段１８によってハンドルが戻し状態にあると判定された場合には、数値演算を行い、パワーアシストモータ３に適正な戻し操舵をさせる戻し補正量ｉｃｒ’を生成する。この数値演算は、ハンドル戻し判定手段１８によってハンドルが中立位置への戻し状態のあると判定された場合に、車速演算器１１によって測定された車速信号ｖに基づき、所定の演算ロジックに従ってなされ、適正な戻し補正量が生成される。戻し補正量演算手段１９が行う論理演算の判定ロジックについては、次の項で詳しく説明する。
【００３３】
戻し補正量ｉｃｒ’は、このようにして戻し補正量演算手段１９によって生成され、電流指令値演算手段１２の出力である電流指令値ｉｃに加算手段２０で加算されて戻し補正がなされた電流指令値ｉｃ＋ｉｃｒ’が生成される。そして、この戻し補正がなされた電流指令値ｉｃ＋ｉｃｒ’は、モータ制御回路１３に提供されてパワーアシストモータ３の出力を規定する。
【００３４】
（実施例１の判定ロジック）
本項では、以上の作用のうち、ハンドル戻し判定手段１８の作用について、図２のフローチャートを参照しつつより具体的に説明する。
図２に示すように、ハンドル戻し判定手段１８の判定ロジックがスタートすると、先ず処理ステップＳ１で前回の同判定ロジックがスタートしてから２０ミリ秒経つまで待たされる。すなわち、この判定ロジックは、２０ミリ秒毎に実行されるようになっている。
【００３５】
そして、この判定ロジックが所定時間間隔でスタートすると、処理ステップＳ２で、両戻り中判定タイマのカウントアップが始まる。すなわち、ハンドルが右切り位置から中立位置への戻し状態にある時間を計数するためのタイマ（右からの戻り中判定タイマ）と、ハンドルが左切り位置から中立位置への戻し状態にある時間を計数するためのタイマ（左からの戻り中判定タイマ）とのインクリメントが行われる。
【００３６】
次に、判断ステップＳ３で、前回のハンドル戻し判定手段１８での判定結果が通常制御中であったか否か、すなわち戻し制御中でなかったか否かの判定が行われる。その結果、前回のハンドル戻し判定手段１８での判定結果が通常制御中であって戻し制御中でなかったと判定された場合には、ステップＳ４〜Ｓ７およびステップＳ１４〜Ｓ１７で、現時点のハンドル操作が戻り中になっているか否かを判定するルーチンに入る。
【００３７】
すなわち、判断ステップＳ４では、操舵トルク信号Ｔｓが正（右向き）であり、かつ、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖが負（左向き）である場合には、ハンドルが右からの戻り中になっている可能性ありとして次の判断ステップＳ５に進む。ここで、急操舵による右からの戻し操作を行った場合には操舵トルク信号Ｔｓが負（左向き）になるのではないかとの懸念をお持ちの読者もあろう。しかし、発明者が実験により確認したところ、右からの戻し操作の初期においては、短時間であっても必ず操舵トルク信号Ｔｓが正（右向き）に出ていることが確認されたので、判断ステップＳ４の判定基準は信頼すべきものである。なお、このことは左からの戻し操作の判定に関しても左右が逆転するだけで同様であるので、後述の判断ステップＳ１４の判定基準も信頼に足りる。
【００３８】
そして、判断ステップＳ５では、前述の処理ステップＳ２でカウントアップされた右からの戻り中判定タイマが、所定の閾値ｔｍｍｈを越えているか否かが判定される。この判定で右からの戻り中判定タイマが閾値ｔｍｍｈを越えていると判定された場合には、次の処理ステップＳ６で戻し制御開始とされ戻し制御フラッグが立てられる。逆に、右からの戻り中判定タイマが閾値ｔｍｍｈを越えていると判定されなかった場合には、まだ確実には戻し状態に入っていないと見なされ、通常制御のままに判定は保たれる。処理ステップＳ６のように、戻り中判定タイマが閾値ｔｍｍｈを越えたか否かを判定することにより、微振動等のノイズによって戻し制御に入ってしまうような誤判定が防止される。このような誤判定防止作用は、判断ステップＳ５と左右が逆転した後述の判断ステップＳ１５においても、同様に有効である。
【００３９】
逆に、判断ステップＳ４で、右からの戻り中になっている可能性なしと判定された場合には、判定ロジックは判断ステップＳに並行した判断ステップＳ１４に進み、ハンドルが左からの戻り中になっていないかどうかが判定される。
すなわち、判断ステップＳ１４では、操舵トルク信号Ｔｓが負（左向き）であり、かつ、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖが正（右向き）である場合には、ハンドルが左からの戻り中になっている可能性ありとして次の判断ステップＳ１５に進む。判断ステップＳ１５では、前述の処理ステップＳ２でカウントアップされた左からの戻り中判定タイマが、所定の閾値ｔｍｍｈを越えているか否かが判定される。この判定で左からの戻り中判定タイマが閾値ｔｍｍｈを越えていると判定された場合には、次の処理ステップＳ１６で戻し制御開始とされ戻し制御フラッグが立てられる。逆に、左からの戻り中判定タイマが閾値ｔｍｍｈを越えていると判定されなかった場合には、まだ確実には戻し状態に入っていないと見なされ、通常制御のままに判定は保たれる。
【００４０】
なお、判断ステップＳ４でも判断ステップＳ１４でもハンドルが戻し状態にないと判定された場合には、通常制御が継続されて処理ステップＳ２７に判定ロジックは進む。そして処理ステップＳ２７で、右からの戻り中判定タイマも左からの戻り中判定タイマもゼロにリセットされ、判定ロジックは、ハンドルが戻し状態になく通常制御が継続されるとの判定を維持する。
【００４１】
一方、前述の判断ステップＳ３で、前回のハンドル戻し判定手段１８での判定結果が通常制御中でなく戻し制御中であったと判定された場合には、判定ロジックは、図中右方の判断ステップＳ３１に進む。そして、ステップＳ３１〜Ｓ３４およびステップＳ４２〜Ｓ４４で、現時点のハンドル操作が戻り中に維持されているか否かを判定するルーチンに入る。
【００４２】
すなわち、判断ステップＳ３１で右からの戻り中であると判定された場合には、処理ステップＳ３２で右からの戻り中判定タイマも左からの戻り中判定タイマもゼロにリセットされる。処理ステップＳ３２の処理は、両タイマがカウントアップされ続けて、後々に前述の判断ステップＳ５，Ｓ１５で誤判定が起こらないようにすることを目的にしている。そして、判断ステップＳ３３で操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖがゼロ以上、すなわちハンドルが停止ないし逆転に入ったかどうかが判定される。この判断ステップＳ３３で肯定的な判定がなされた場合には、処理ステップＳ３４で戻し制御が終了したとされ、戻し制御フラッグが下ろされる。逆に、判断ステップＳ３３で否定的な判定がされた場合には、戻し制御が終了しておらず継続されているものと見なされ、戻し制御フラッグは立てられたままに放置される。
【００４３】
逆に、判断ステップＳ３１で右からの戻り中であると判定されなかった場合には、すでに前述の判断ステップＳ３で戻し制御状態にあったと判定されているわけだから、左からの戻し制御中であることになる。この場合にも、前述の右からの戻し制御中であった場合と同様に、処理ステップＳ４２で右からの戻り中判定タイマも左からの戻り中判定タイマもゼロにリセットされる。（処理ステップＳ４２の処理は、前述の処理ステップＳ３２の処理と同様であるから、両処理ステップＳを一つにまとめて判断ステップＳ３１の直前に持ってきてもよい。）そして、判断ステップＳ４３で操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖがゼロ以下、すなわちハンドルが停止ないし逆転に入ったかどうかが判定される。
【００４４】
この判断ステップＳ４３で肯定的な判定がなされた場合には、処理ステップＳ４４で戻し制御が終了したとされ、戻し制御フラッグが下ろされる。逆に、判断ステップＳ４３で否定的な判定がされた場合には、戻し制御が終了しておらず継続されているものと見なされ、戻し制御フラッグは立てられたままに放置される。（処理ステップＳ３４，Ｓ４４は同一の処理を行っているので、やはり一つにまとめて両判断ステップＳ３２，Ｓ４２の直後に置いてもよい。）
以上でハンドルが戻し制御中であるか否かの判定が出そろったので、判定ロジックは、判断ステップＳ８を経た後、処理ステップＳ９および処理ステップＳ１０のうち一方へと進む。すなわち、判断ステップＳ８で現時点では戻し制御中であると判定された場合には、判定ロジックは処理ステップＳ９へ進み、後述の戻し補正量演算手段１９による戻し補正量ｉｃｒ’の演算が行われる。逆に判断ステップＳ８で現時点では戻し制御中ではなく通常制御中であると判定された場合には、後述の戻し補正量演算手段１９での数２の演算結果に相当する時間遅れのない戻し補正量ｉｃｒが強制的にゼロに設定される。以上の処理ステップＳ９および処理ステップＳ１０のうち一方が完了することをもって、ハンドル戻し判定手段１８の判定ロジックは、その一周期を完了する。
【００４５】
以上のハンドル戻し判定ロジックをまとめると、ハンドル戻し判定手段１８では、トルク信号Ｔｓの符号と操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖの符号とに基づいて、ハンドルが戻し状態にあるか否かが次のように判定される。
すなわち、操舵トルク信号Ｔｓが右向きであり操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖが左向きである状態が所定時間ｔｍｍｈを越えて続いた場合には、ハンドルが右切り位置からの戻し状態にあると判定される。そして、ハンドルが右切り位置からの戻し状態にあると判定されている場合には、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖがゼロないし右向きになったら右切り位置からの戻し状態から脱出したものとの判定がなされる。それゆえ、右からの戻し制御中に、操舵トルク信号Ｔｓの符号が逆転して左向きになったとしても、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖがゼロないし右向きにならない限り、右からの戻し制御は維持される。
【００４６】
逆に、操舵トルク信号Ｔｓが左向きであり操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖが右向きである状態が所定時間ｔｍｍｈを越えて続いた場合には、ハンドルが左切り位置からの戻し状態にあると判定される。そして、ハンドルが左切り位置からの戻し状態にあると判定されている場合には、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖがゼロないし左向きになったら左切り位置からの戻し状態から脱出したものとの判定がなされる。それゆえ、左からの戻し制御中に、操舵トルク信号Ｔｓの符号が逆転して右向きになったとしても、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖがゼロないし左向きにならない限り、左からの戻し制御は維持される。
【００４７】
（実施例１の戻し補正量）
以上のようなハンドルが戻し状態にあるか否かの判定が、ハンドル戻し判定手段１８で行われた後、戻し状態である場合には、戻し補正量演算手段１９により適正な戻し補正量ｉｃｒ’が算出される。
ここで、戻し補正量演算手段１９は、次の数３と後述の数４とに基づいて、電流指令値演算手段１２で算出されたままの電流指令値ｉｃに対して、戻し補正量ｉｃｒ’を加える。すなわち、先ず次の数２によって、時間遅れのない戻し補正量ｉｃｒが算出される。
【００４８】
【数２】
ｉｃｒ＝ｉｒ（ｅｓｔｅｖ）・Ｋ３（ｖ）
ここで、ｉｃｒはハンドル戻し制御によるモータ電流指令値に対する時間遅れのない補正量である。また、ｉｒは、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖから図３に示す関数によって定まる戻し補正量の中間変数であり、Ｋ３は、車速信号ｖから図４に示す関数によって定まる戻し補正量の車速係数である。
【００４９】
図３に示すように、戻し補正量の中間変数ｉｒ［Ａ］は、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖの絶対値が３０〜１２０［ｄｅｇ／ｓ］の範囲でもっとも大きい。そして、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖの絶対値が１０［ｄｅｇ／ｓ］以下の範囲では不感帯が形成されている。これは、このように操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖが小さな範囲では、積極的にアシストしてハンドルを中立位置に戻さない方がよいからである。すなわち、ゆっくりと戻し操舵を行っている場合には、必要に応じて運転者が戻し角速度を調整するようになっている方が優れた操舵感覚が得られるからである。また、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖの絶対値が１２０［ｄｅｇ／ｓ］を越えると、戻し補正量の中間変数ｉｒ［Ａ］は低下するように設定されている。これは、戻し操舵中に操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖの絶対値がすでに大きい場合に、さらに強力にアシストして戻し角速度が過大になることを避けたからである。
【００５０】
一方、図４に示すように、戻し補正量の車速係数Ｋ３（無次元数）は、車速信号ｖが０〜２０［ｋｍ／ｈ］の範囲では高い値を保っているが、２０〜６０［ｋｍ／ｈ］の範囲で減少し、６０［ｋｍ／ｈ］以上ではゼロである。これは、自動車の走行速度が高くなると操舵車輪のセルフアライニング作用が強くなるので、戻し操舵にあたってアシストする必要がなくなるからである。すなわち、２０［ｋｍ／ｈ］以下の低速ではセルフアライニング作用が小さいので戻し操舵にパワーアシストする必要性が高く、自動車の走行速度が上がるにつれて戻し操舵にパワーアシストする必要性が薄れていくからである。
【００５１】
戻し補正量演算手段１９では、以上のようにして前記数２によって時間遅れのない補正量ｉｃｒが算出されると、これを次の数３に示すデジタル・ローパスフィルタを通して、戻し補正量ｉｃｒ’に急変がないようにする。
【００５２】
【数３】
ｉｃｒ’（ｎ）＝｛ｉｃｒ（ｎ）＋（β−１）・ｉｃｒ’（ｎ−１）｝／β
ここで、戻し補正量ｉｃｒ’は、電流指令値演算手段１２によって算出された電流指令値ｉｃに加算手段２０で加えられる戻し制御にあたっての補正量である。一方、βは、この数３の演算周期と関連してデジタル・ローパスフィルタの時定数を規定する１よりも大きな定数である。
【００５３】
前記数３によって規定されるデジタル・ローパスフィルタにより、戻し補正量ｉｃｒ’に急変がないようにされているので、戻し制御に入った瞬間や戻し制御から脱した瞬間にも、ハンドルにかかる操舵トルクの不連続は防止されている。そして、再び図１に示すように、戻し補正量演算手段１９によって算出された戻し補正量ｉｃｒ’は、加算手段２０に伝達され、加算手段２０で電流指令値演算手段１２の出力である電流指令値ｉｃに加算されて、モータ制御回路１３に伝達される。
【００５４】
その結果、戻し操作時にも適正な電流指令値がモータ制御回路１３に与えられるようになり、ハンドルの戻し操舵がスムースに行われるようになる。すなわち、前記数３によって規定されるデジタル・ローパスフィルタにより、戻し補正量ｉｃｒ’に急変がないようにされているので、戻し制御に入った瞬間や戻し制御から脱した瞬間にも、ハンドルにかかる操舵トルクの不連続は防止されている。それゆえ、戻し制御に入った瞬間や戻し制御から脱した瞬間にも、操舵感覚の不連続な急変は避けられており連続的な操舵感覚が得られるので、ハンドルの戻し操作における操舵感覚が向上する。
【００５５】
（実施例１の効果）
以上詳述したように、制御ユニット１０に内蔵されたマイクロコンピュータにおいて各演算手段が作用し、制御ユニット１０は、ハンドルが戻し状態にある場合には適正な戻し操舵をさせるように、パワーアシストモータ３を駆動することができる。
【００５６】
すなわち、本実施例の電動パワーステアリング装置は、すでに電気自動車に装備されている制御ユニット（ＥＣＵ）１０内に装備されているマイクロコンピュータのソフトウェアを改修する等のマイナーチェンジによって実現可能である。それゆえ、本実施例では、自動車に標準装備されている車速センサ１を利用することによって、操舵角センサ等のハードウェアを新たに装備すること必要がなくなり、その分のコストアップがなくなる。また、左右の車輪間での速度差を計測する必要もないので、ＡＢＳを装備していない自動車にも新たにセンサを付加することなく、本実施例を適用することができる。それでいて、本実施例によれば、ハンドルを中立位置に戻すための運転者のワークロードを軽減することができるばかりではなく、特に微低車速から中車速にかけての速度領域において、ハンドルの戻し操舵感覚を向上させることができる。
【００５７】
したがって、本実施例の電動パワーステアリング装置によれば、ハンドルを中立位置に戻す操舵感覚が向上して運転者のワークロードが軽減されていながら、コストアップを最小限に抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の電動パワーステアリング装置の構成を示すブロック図
【図２】実施例１でのハンドル戻し判定ロジックを示すフローチャート
【図３】実施例１で戻し補正量の中間変数を定めるグラフ
【図４】実施例１で車速信号から車速係数を定めるグラフ
【符号の説明】
１：車輪速センサ（左右一対）
２：トルクセンサ（ステアリングコラムに装備）
３：パワーアシストモータ（直流モータ）
１０：制御ユニット（ＥＣＵ）
１１：車速演算器    １２：電流指令値演算手段
１３：モ−タ制御回路      １４：モ−タ駆動回路
１５：モ−タ電流検出回路    １６：モ−タ端子間電圧検出回路
１７：操舵角速度推算手段    １８：ハンドル戻し判定手段
１９：戻し補正量演算手段    ２０：加算手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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