(57)【要約】【課題】操舵感が向上する電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】この電動パワーステアリング装置は、操舵機構にアシストトルクを付与するモータの駆動をアシスト指令値Ｔａｓにより制御するモータ制御装置を備える。モータ制御装置は操舵トルクＴｈ及び車速Ｖから第１アシスト成分Ｔａ１を演算する。また操舵トルクＴｈ及び第１アシスト成分Ｔａ１から転舵角指令値θｐ＊を演算し、これに転舵角θｐを一致させるフィードバック制御により第２アシスト成分Ｔａ２を演算する。モータ制御装置は第１アシスト成分Ｔａ１に第２アシスト成分Ｔａ２を加算してアシスト指令値Ｔａｓを演算する。このモータ制御装置は、アシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２を調整するロードインフォメーション補償部４５を備える。基本アシスト成分演算部４１は第２アシスト成分Ｔａ２の調整度合いに応じて第１アシスト成分Ｔａ１を演算する。【選択図】図３
2014040178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータから車両の操舵機構にアシストトルクを付与するアシスト機構と、
前記モータの駆動をアシスト指令値に基づき制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記操舵機構に伝達される操舵トルクに基づいて第１アシスト成分を演算する第１アシスト成分演算部と、
転舵輪の転舵角の目標値となる転舵角指令値を前記操舵トルクに基づき演算する転舵角指令値演算部と、
前記転舵輪の転舵角を前記転舵角指令値に一致させる転舵角フィードバック制御の実行により第２アシスト成分を演算する第２アシスト成分演算部と、
前記第１アシスト成分に前記第２アシスト成分を加算した値を基礎として前記アシスト指令値を演算するアシスト指令値演算部と、
所定の条件に基づき、前記アシスト指令値に含まれる前記第２アシスト成分の絶対値を小さく調整する調整部と、を有し、
前記第１アシスト成分演算部は、前記調整部により前記第２アシスト成分が調整されている場合には、前記第２アシスト成分の調整度合いに応じて前記第１アシスト成分の演算を行う
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】
前記第１アシスト成分演算部は、
前記第２アシスト成分の調整度合いに応じて制御系の安定性を確保可能な前記第１アシスト成分を演算する複数の演算部を有し、
前記複数の演算部でそれぞれ演算されるアシスト成分に基づき前記第１アシスト成分を演算する
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】
前記第１アシスト成分演算部は前記複数の演算部として、
前記アシスト指令値に含まれる前記第２アシスト成分が調整されていない場合に制御系の安定性を確保可能な前記第１アシスト成分である一次成分を演算する第１演算部と、
前記アシスト指令値に含まれる前記第２アシスト成分が零に調整されている場合に制御系の安定性を確保可能な前記第１アシスト成分である二次成分を演算する第２演算部と、を有し、
前記一次成分及び前記二次成分に基づき前記第１アシスト成分を演算する
請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記第１アシスト成分演算部は、
前記一次成分及び前記二次成分を前記第２アシスト成分の調整度合いに応じて線形補完することにより前記第１アシスト成分を演算する
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記調整部は、車速が遅くなるほど、前記アシスト指令値に含まれる前記第２アシスト成分の絶対値を小さく調整する
請求項１〜４のいずれか一項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、運転者のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の操舵機構にモータの動力を付与することにより運転者のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置が知られている。従来、この種の電動パワーステアリング装置としては特許文献１に記載の装置がある。
【０００３】
特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置は、操舵角に基づき目標操舵トルクを定める第１の規範モデル、及び操舵トルクに基づき操舵系の目標舵角（目標転舵角）を定める第２の規範モデルを備えている。これら両規範モデル（理想モデル）に基づいてモータの駆動が制御される。すなわち、目標操舵トルクに実操舵トルクを追従させるべくトルクフィードバック制御を実行して得られる第１アシスト成分によって、操舵トルクを常に最適な値にすることができる。また目標転舵角に実転舵角を追従させる転舵角フィードバック制御を実行して得られる第２アシスト成分によって、転舵輪からの逆入力振動を打ち消すこともできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４５３０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで車両走行の際、転舵輪には路面状態に応じた振動が生じ、この振動が操舵機構を介してステアリングホイールに伝達される。よって運転者はステアリングホイールを把持している手に伝わる振動により路面状態（ロードインフォメーション）を把握することができる。しかしながら特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置では、路面状態に応じて操舵機構に発生する振動も抑制されてしまうため、運転者は路面状態に対応する操舵感（手応え感）を得ることができない。このことが操舵感の悪化を招く一つの要因となっている。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、操舵感が向上する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】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置は、モータから車両の操舵機構にアシストトルクを付与するアシスト機構と、前記モータの駆動をアシスト指令値に基づき制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記操舵機構に伝達される操舵トルクに基づいて第１アシスト成分を演算する第１アシスト成分演算部転舵輪の転舵角の目標値となる転舵角指令値を前記操舵トルクに基づき演算する転舵角指令値演算部と、前記転舵輪の転舵角を前記転舵角指令値に一致させる転舵角フィードバック制御の実行により第２アシスト成分を演算する第２アシスト成分演算部と、前記第１アシスト成分に前記第２アシスト成分を加算した値を基礎として前記アシスト指令値を演算するアシスト指令値演算部と、所定の条件に基づき、前記アシスト指令値に含まれる前記第２アシスト成分の絶対値を小さく調整する調整部と、を有し、前記第１アシスト成分演算部は、前記調整部により前記第２アシスト成分が調整されている場合には、前記第２アシスト成分の調整度合いに応じて前記第１アシスト成分の演算を行うことを要旨とする。
【０００８】
同構成によれば、アシスト指令値に含まれる第２アシスト成分の絶対値が小さくなるように調整部により調整されると、転舵角フィードバック制御に起因するアシストトルクが小さくなる。これにより転舵輪からの逆入力を必要な分だけ打ち消し、残りをロードインフォメーションとして運転者に伝達することができる。しかし第２アシスト成分の調整を行うと制御系全体の安定性が変化するため、制御系に自励振動が発生するおそれがある。これに対し、上記構成では、アシスト指令値に含まれる第２アシスト成分が調整部により調整されている場合には、制御系の安定性を確保するために、第２アシスト成分の調整度合いに応じて第１アシスト成分を設定することとしている。これにより、アシスト指令値に含まれる第２アシスト成分を調整した場合であっても制御系の安定性を確保することができ、制御系の自励振動を防止することができる。その結果、操舵感が向上する。
【０００９】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置では、請求項２に記載の発明のように、前記第１アシスト成分演算部は、前記第２アシスト成分の調整度合いに応じて制御系の安定性を確保可能な前記第１アシスト成分を演算する複数の演算部を有し、前記複数の演算部でそれぞれ演算されるアシスト成分に基づき前記第１アシスト成分を演算する、といった構成を採用することが有効である。これにより請求項２の発明は、第２アシスト成分の調整度合いに応じて、複数の演算部でそれぞれ演算されるアシスト成分を適宜選択又は組み合わせることにより、制御系の安定性を確保可能な第１アシスト成分を設定することができる。
【００１０】
請求項２に記載の電動パワーステアリング装置では、請求項３に記載の発明のように、前記第１アシスト成分演算部は前記複数の演算部として、前記アシスト指令値に含まれる前記第２アシスト成分が調整されていない場合に制御系の安定性を確保可能な前記第１アシスト成分である一次成分を演算する第１演算部と、前記アシスト指令値に含まれる前記第２アシスト成分が零に調整されている場合に制御系の安定性を確保可能な前記第１アシスト成分である二次成分を演算する第２演算部と、を有し、前記一次成分及び前記二次成分に基づき前記第１アシスト成分を演算する、といった構成を採用することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、前記第１アシスト成分演算部は、前記一次成分及び前記二次成分を前記第２アシスト成分の調整度合いに応じて線形補完することにより前記第１アシスト成分を演算することを要旨とする。
【００１２】
同構成によれば、第１アシスト成分が一次成分から二次成分までの範囲でリニアに変化するため、第２アシスト成分の調整度合いの変化に対する第１アシスト成分の急激な変動を抑制することができる。これによりアシストトルクの急変が抑制され、操舵感が向上する。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記調整部は、車速が遅くなるほど、前記アシスト指令値に含まれる前記第２アシスト成分の絶対値を小さく調整することを要旨とする。
【００１４】
直進制動時などに生ずる逆入力振動は車速とともに増大するため、車両が高速で走行している場合には車両走行の安定性を確保するために逆入力振動を抑制することが望ましい。上記構成によれば、車速が遅くなるほど、アシスト指令値に含まれる第２アシスト成分の絶対値が小さくなるため、転舵輪からの逆入力がアシストトルクによって打ち消されず、ロードインフォメーションとして運転者に伝達され易くなる。また車速が速くなるほど、アシスト指令値に含まれる第２アシスト成分の絶対値が大きくなるため、転舵輪からの逆入力振動は、転舵角フィードバック制御に起因するアシストトルクによって打ち消され、車両走行の安定性を的確に確保することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電動パワーステアリング装置によれば、操舵感が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の電動パワーステアリング装置の一実施形態についてその構成を示すブロック図。
【図２】実施形態の電動パワーステアリング装置についてそのモータ制御装置の構成を示すブロック図。
【図３】実施形態の電動パワーステアリング装置についてそのモータ制御装置の構成を示す制御ブロック図。
【図４】操舵トルク、車速、及び第１アシストトルク成分の関係を示すグラフ。
【図５】実施形態の電動パワーステアリング装置についてそのロードインフォメーション補償部の構成を示す制御ブロック図。
【図６】実施形態の電動パワーステアリング装置についてその基本アシストトルク演算部の構成を示す制御ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の電動パワーステアリング装置を具体化した一実施形態について図１〜図６を参照して説明する。
図１に示すように、この電動パワーステアリング装置は、運転者のステアリングホイール１０の操作に基づき転舵輪１５を転舵させる操舵機構１、及び運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構２を備えている。
【００１８】
操舵機構１は、ステアリングホイール１０と一体となって回転するステアリングシャフト１１を備えている。ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール１０の中心に連結されたコラムシャフト１１ａ、コラムシャフト１１ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト１１ｂ、及びインターミディエイトシャフト１１ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト１１ｃからなる。ピニオンシャフト１１ｃの下端部にはラックアンドピニオン機構１２を介してラックシャフト１３が連結されている。これにより運転者のステアリング操作に伴いステアリングシャフト１１が回転すると、その回転運動がラックアンドピニオン機構１２を介してラックシャフト１３の軸方向の往復直線運動に変換される。このラックシャフト１３の往復直線運動が、その両端に連結されたタイロッド１４を介して転舵輪１５に伝達されることにより転舵輪１５の転舵角θｐが変化し、車両の進行方向が変更される。
【００１９】
アシスト機構２は、コラムシャフト１１ａにアシストトルクを付与するモータ２０を備えている。モータ２０は三相交流モータからなる。このモータ２０の回転がギア機構２１を介してコラムシャフト１１ａに伝達されることによりステアリングシャフト１１にモータトルクが付与され、ステアリング操作が補助される。
【００２０】
また、この電動パワーステアリング装置には、ステアリングホイール１０の操作量や車両の状態量を検出する各種センサが設けられている。例えばコラムシャフト１１ａには、運転者のステアリング操作に際してステアリングシャフト１１に付与されるトルク（操舵トルク）Ｔｈを検出するトルクセンサ４が設けられている。車両には、その走行速度Ｖを検出する車速センサ５が設けられている。モータ２０には、その回転角θｍを検出する回転角センサ６が設けられている。これらのセンサの出力はモータ制御装置（制御部）３に取り込まれている。モータ制御装置３は各センサの出力に基づいてモータ２０の駆動を制御する。
【００２１】
図２に示すようにモータ制御装置３は、車載バッテリなどの電源（電源電圧「＋Ｖｃｃ」）から供給される直流電流を三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電流に変換するインバータ回路３０、及びインバータ回路３０をＰＷＭ（パルス幅変調）駆動するマイコン３１を備えている。
【００２２】
インバータ回路３０は、マイコン３１からのＰＷＭ駆動信号に基づいて、電源から供給される直流電流を三相交流電流に変換する。この三相交流電流は給電線ＷＬを介してモータ２０に供給される。
【００２３】
給電線ＷＬには、同給電線ＷＬを流れる各相電流値Ｉを検出する電流センサ３２が設けられている。電流センサ３２の出力はマイコン３１に取り込まれている。
マイコン３１にはトルクセンサ４、車速センサ５、及び回転角センサ６のそれぞれの出力も取り込まれている。マイコン３１は、各センサにより検出される操舵トルクＴｈ、車速Ｖ、モータ回転角θｍ、及び各相電流値Ｉに基づいてＰＷＭ駆動信号を生成する。そしてマイコン３１は、このＰＷＭ駆動信号をインバータ回路３０に出力することでインバータ回路３０をＰＷＭ駆動し、モータ２０の駆動を制御する。
【００２４】
次に図３の制御ブロックを参照してマイコン３１によるモータ２０の駆動制御について詳述する。
図３に示すように、マイコン３１は、操舵トルクＴｈ、車速Ｖ、及びモータ回転角θｍに基づいてアシスト指令値Ｔａｓを演算するアシスト指令値演算部４０を備えている。
【００２５】
アシスト指令値演算部４０は、操舵トルクＴｈ及び車速Ｖに基づいてアシスト指令値Ｔａｓの基礎成分である第１アシスト成分Ｔａ１を演算する基本アシスト成分演算部（第１アシスト成分演算部）４１を備えている。基本アシスト成分演算部４１は、例えば図４に示すように操舵トルクＴｈの絶対値が大きくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど第１アシスト成分Ｔａ１の絶対値をより大きい値に設定する。基本アシスト成分演算部４１は、図４に示すようなマップを用いて第１アシスト成分Ｔａ１を演算する。
【００２６】
図３に示すようにアシスト指令値演算部４０は、基本アシスト成分演算部４１で演算された第１アシスト成分Ｔａ１の値から補正値Ｔｋを減算する補正を行い、補正後の第１アシスト成分Ｔａ１’を転舵角指令値演算部４２に入力する。
【００２７】
転舵角指令値演算部４２には、補正後の第１アシスト成分Ｔａ１’の他、操舵トルクＴｈの情報も入力される。転舵角指令値演算部４２は補正後の第１アシスト成分Ｔａ１’と操舵トルクＴｈとを加算して駆動トルクを求め、求めた駆動トルクから理想モデルに基づいて転舵角指令値θｐ＊を演算する。転舵角指令値θｐ＊は転舵角θｐの目標値である。理想モデルは基本駆動トルクに応じた理想的な転舵角を予め実験などによりモデル化したものである。転舵角指令値演算部４２は、演算した転舵角指令値θｐ＊を転舵角フィードバック制御部４３に出力する。
【００２８】
一方、図１に示すようにモータ２０はギア機構２１を介してコラムシャフト１１ａに連結されているため、モータ回転角θｍとステアリングシャフト１１の回転角との間には相関関係がある。そのためモータ回転角θｍと転舵輪１５の転舵角θｐとの間にも相関関係がある。図３に示すようにアシスト指令値演算部４０は、こうした相関関係を利用してモータ回転角θｍから転舵輪１５の転舵角θｐを演算する転舵角演算部４４を備えている。転舵角演算部４４は、演算した転舵角θｐを転舵角フィードバック制御部４３に出力する。
【００２９】
転舵角フィードバック制御部４３は、転舵角θｐを転舵角指令値θｐ＊に一致させるべく、それらの偏差に基づくフィードバック制御を行い、第２アシスト成分Ｔａ２を生成する。このように本実施形態では転舵角フィードバック制御部４３が第２アシスト成分演算部となっている。
【００３０】
アシスト指令値演算部４０は補正後の第１アシスト成分Ｔａ１’に第２アシスト成分Ｔａ２を加算することでアシスト指令値Ｔａｓを演算し、このアシスト指令値Ｔａｓを電流指令値演算部５０に出力する。
【００３１】
電流指令値演算部５０はアシスト指令値Ｔａｓに基づいてｄ／ｑ座標系におけるｑ軸上の電流指令値Ｉｑ＊を演算し、この電流指令値Ｉｑ＊をＰＷＭ駆動信号生成部６０に出力する。なお本実施形態においてｄ軸上の電流指令値Ｉｄ＊は「０」とされており、電流指令値演算部５０は、この電流指令値Ｉｄ＊もＰＷＭ駆動信号生成部６０に出力する。
【００３２】
ＰＷＭ駆動信号生成部６０には電流指令値演算部５０からの電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊の他、各相電流値Ｉ及びモータ回転角θｍの情報も入力される。ＰＷＭ駆動信号生成部６０はモータ回転角θｍを用いて各相電流値Ｉをｄ／ｑ座標系のｄ軸電流値及びｑ軸電流値に変換する。そしてｄ軸電流値が電流指令値Ｉｄ＊となり、ｑ軸電流値が電流指令値Ｉｑ＊となるように、それらの偏差に基づくフィードバック制御を行い、ＰＷＭ駆動信号を生成する。これにより上記インバータ回路３０がＰＷＭ駆動し、モータ２０からアシストトルクがステアリングシャフト１１に付与され、ステアリング操作を補助するアシスト制御が実行される。
【００３３】
このような構成によれば、転舵角フィードバック制御により生成される第２アシスト成分Ｔａ２がアシスト指令値Ｔａｓに含まれるため、転舵輪１５の転舵角θｐが転舵角指令値θｐ＊に追従するように制御される。この転舵角フィードバック制御により転舵輪１５の転舵角θｐが転舵角指令値θｐ＊に維持されるため、外乱に起因する操舵機構１の振動を的確に抑制することができる。また理想モデルを適宜調整することにより、搭載車両の実際の特性によらず、任意の特性を制御により形成することができる。すなわち所望の操舵感を実現することができる。
【００３４】
上記のように転舵角フィードバック制御を行った場合、転舵輪１５からの逆入力を効果的に打ち消すことができる。しかし運転者は、操舵機構１を介してステアリングホイール１０に伝達される逆入力から路面状態や転舵輪１５のグリップ力等、走行中の車両に関する多くのロードインフォメーションを取得する。このため転舵輪１５からの逆入力を全て打ち消してしまうと、運転者はロードインフォメーションをステアリングホイール１０から得ることができず、操舵感の悪化を招くおそれがある。また直進制動時に生ずる逆入力振動は車速Ｖとともに増大するため、車両が高速で走行している場合には車両走行の安定性を確保するために逆入力振動を抑制することが望ましい。
【００３５】
そこで本実施形態では、車両が低速走行している際に、アシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２の絶対値を小さく調整する。具体的には第１アシスト成分Ｔａ１から補正値Ｔｋを減算することにより、アシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２を実質的に調整する。以下その詳細を説明する。
【００３６】
図３に示すようにアシスト指令値演算部４０は、第２アシスト成分Ｔａ２及び車速Ｖに基づいて補正値Ｔｋを演算するロードインフォメーション補償部４５を備えている。
図５に示すようにロードインフォメーション補償部４５は、車速Ｖに基づいてゲインＫを演算するゲイン演算部４５ａを備えている。ゲイン演算部４５ａは、図中に示すように、車速Ｖが「０≦Ｖ＜Ｖ１」の範囲である低速走行時にはゲインＫを「１」に設定する。また車速Ｖが「Ｖ１≦Ｖ＜Ｖ２」の範囲である中速走行時には車速Ｖが速くなるほどゲインＫを「１」から「０」の範囲でリニアに減少させる。さらに車速Ｖが「Ｖ２≦Ｖ」の範囲である高速走行時にはゲインＫを「０」に設定する。
【００３７】
ロードインフォメーション補償部４５は、ゲイン演算部４５ａで演算されるゲインＫを第２アシスト成分Ｔａ２に乗算することで補正値Ｔｋを演算する。これにより補正値Ｔｋ、補正後の第１アシスト成分Ｔａ１’、及びアシスト指令値Ｔａｓは車速Ｖに応じて以下の（ａ１）〜（ａ３）に示すように算出される。
【００３８】
（ａ１）車速Ｖが「０≦Ｖ＜Ｖ１」を満たす低速走行時。この場合、ゲインＫが「１」に設定されるため、補正値Ｔｋは第２アシスト成分Ｔａ２と同一の値となる。このため補正後の第１アシスト成分Ｔａ１’は「Ｔａ１−Ｔａ２」となる。よってアシスト指令値Ｔａｓは「Ｔａ１」となる。
【００３９】
（ａ２）車速Ｖが「Ｖ１≦Ｖ＜Ｖ２」を満たす中速走行時。この場合、ゲインＫが「１≧Ｋ＞０」の範囲で変化するため、補正値Ｔｋは「Ｔａ２≧Ｔｋ＞０」の範囲で変化する。このため補正後の第１アシスト成分Ｔａ１’は「Ｔａ１−Ｋ・Ｔａ２」となる。よってアシスト指令値Ｔａｓは「Ｔａ１＋（１−Ｋ）Ｔａ２」となる。
【００４０】
（ａ３）車速Ｖが「Ｖ２≦Ｖ」を満たす高速走行時。この場合、ゲインＫが「０」に設定されるため、補正値Ｔｋは「０」となる。このため補正後の第１アシスト成分Ｔａ１’は「Ｔａ１」となる。よってアシスト指令値Ｔａｓは「Ｔａ１＋Ｔａ２」となる。
【００４１】
このように本実施形態では、ゲインＫが「０」から「１」の範囲で設定されると、アシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分は実質的に（１−Ｋ）・Ｔａ２に調整される。すなわちゲインＫは第２アシスト成分Ｔａ２の調整度合いを表すものとなっている。なおゲインＫが「０」に設定されているとき、アシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２の調整は行われない。またゲインＫが「１」に設定されているとき、アシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分が全て除去される。このようにロードインフォメーション補償部４５は、アシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２の絶対値を車速Ｖに応じて小さくする調整部となっている。
【００４２】
そして本実施形態では低速走行時に、アシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２が完全に除去されるため、転舵角フィードバック制御に起因するアシストトルクがステアリングシャフト１１に作用しなくなる。よって転舵輪１５からの逆入力が打ち消されることなく運転者に伝達されるため、運転者はロードインフォメーションを取得することができる。一方、車速Ｖが速くなるほど、アシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２が大きくなり、転舵角フィードバック制御に起因するアシストトルクがステアリングシャフト１１に作用するようになる。特に車速Ｖが速度Ｖ２以上となる高速走行時には、転舵角フィードバック制御に起因するアシストトルクによって転舵輪１５からの逆入力を打ち消すことができる。これにより高速走行時における車両走行の安定性を的確に確保することができる。
【００４３】
ところで、このようにアシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２の調整を行うと、制御系の特性が変化するため、制御系の安定性が確保できなくなるおそれがある。詳しくは、ゲインＫが「０」に設定されているとき、すなわち転舵角フィードバック制御が制限されていないときに安定性が確保できるように制御系が設計されていたとする。この場合、ゲインＫが例えば「１」に変更されると、アシスト指令値Ｔａｓから第２アシスト成分Ｔａ２が完全に除去されて、制御系の特性及び安定性が変化してしまう。これにより制御系が不安定になり、運転者の操舵感に自動振動による違和感が生じる懸念がある。これを踏まえ、本実施形態では基本アシスト成分演算部４１が図６に示すように構成されている。
【００４４】
図６に示すように基本アシスト成分演算部４１は、第１アシスト成分Ｔａ１の演算が可能な２つの演算部４１ａ，４１ｂを備えている。第１演算部４１ａは、図４に示すようなマップを用いて操舵トルクＴｈ及び車速Ｖから一次成分Ｔａ１ａを演算する。一次成分Ｔａ１ａは、ゲインＫが「０」に設定されている場合、すなわちアシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２が調整されていない場合に制御系の安定性を確保可能な第１アシスト成分である。また第２演算部４１ｂは、図４に示すようなマップを用いて操舵トルクＴｈ及び車速Ｖから二次成分Ｔａ１ｂを演算する。二次成分Ｔａ１ｂは、ゲインＫが「１」に設定されている場合、すなわちアシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２が実質的に「０」となるように設定されている場合に制御系の安定性を確保可能な第１アシスト成分である。なお第１演算部４１ａのマップ及び第２演算部４１ｂのマップはそれぞれ、予め実験等により適当なものが準備される。演算された一次成分Ｔａ１ａ及び二次成分Ｔａ１ｂは合成部４１ｃに入力される。
【００４５】
合成部４１ｃには、ロードインフォメーション補償部４５からゲインＫの情報も入力される。合成部４１ｃは、以下の式（１）により一次成分Ｔａ１ａ及び二次成分Ｔａ１ｂをゲインＫに基づいて線形補完することにより第１アシスト成分Ｔａ１を演算する。
【００４６】
Ｔａ１＝Ｔａ１ａ＋（Ｔａ１ｂ−Ｔａ１ａ）×Ｋ・・・（１）
次に本実施形態の作用を説明する。
本実施形態ではゲインＫが「０」に設定されている場合、すなわちアシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２が調整されていない場合には、一次成分Ｔａ１ａが第１アシスト成分Ｔａ１として用いられる。またゲインＫが「１」に設定されている場合、すなわちアシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２が実質的に「０」になるように調整されている場合には、二次成分Ｔａ１ｂが第１アシスト成分Ｔａ１として用いられる。よって、いずれの場合でも制御系の安定性を確保することができ、制御系の自励振動を抑制することができる。その結果、操舵感が向上する。
【００４７】
またゲインＫが「０」から「１」の範囲で変化した場合、第１アシスト成分Ｔａ１が一次成分Ｔａ１ａから二次成分Ｔａ１ｂまでの範囲でリニアに変化するため、第１アシスト成分Ｔａ１の急激な変動を抑制することができる。これによりアシストトルクの急変が抑制されるため、操舵感が向上する。
【００４８】
以上説明したように本実施形態の電動パワーステアリング装置によれば以下のような効果が得られる。
（１）アシスト指令値演算部４０には、アシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２を小さく調整するロードインフォメーション補償部４５を設けた。これにより運転者は路面状態に応じた操舵感を得ることができるため、操舵感が向上する。
【００４９】
（２）アシスト指令値演算部４０には、ゲインＫが「０」に設定されているとき、すなわちアシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２が調整されていないときに制御系の安定性を確保可能な第１アシスト成分Ｔａ１である一次成分Ｔａ１ａを演算する第１演算部４１ａを設けた。またアシスト指令値演算部４０には、ゲインＫが「１」に設定されているとき、すなわちアシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２が実質的に「０」に調整されているときに制御系の安定性を確保可能な第１アシスト成分Ｔａ１である二次成分Ｔａ１ｂを演算する第２演算部４１ｂを設けた。そしてアシスト指令値演算部４０では、２つの演算部４１ａ，４１ｂでそれぞれ演算される一次成分Ｔａ１ａ及び二次成分Ｔａ１ｂに基づき第１アシスト成分Ｔａ１を演算することとした。これにより、制御系の安定性を確保可能な第１アシスト成分Ｔａ１を設定することができる。
【００５０】
（３）アシスト指令値演算部４０では、２つの演算部４１ａ，４１ｂでそれぞれ演算される一次成分Ｔａ１ａ及び二次成分Ｔａ１ｂをゲインＫに応じて、すなわち第２アシスト成分Ｔａ２の調整度合いに応じて線形補完することにより第１アシスト成分Ｔａ１を演算することとした。これにより第２アシスト成分Ｔａ２の調整度合いの変化に対する第１アシスト成分Ｔａ１の急激な変動を抑制することができるため、操舵感が向上する。
【００５１】
（４）ロードインフォメーション補償部４５では、車速Ｖが遅くなるほど、アシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２の絶対値を小さく調整することとした。これにより車速Ｖが遅くなるほど、アシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２の絶対値が小さくなるため、転舵輪１５からの逆入力がアシストトルクによって打ち消されず、ロードインフォメーションとして運転者に伝達され易くなる。また車速Ｖが速くなるほど、アシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２の絶対値が大きくなるため、転舵輪１５からの逆入力振動は、転舵角フィードバック制御に起因するアシストトルクによって打ち消され、車両走行の安定性を的確に確保することができる。
【００５２】
なお上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では車速Ｖに応じてゲインＫを変更したが、制動時には、アシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２が小さくなりすぎないようにゲインＫを「１」に近づけることが望ましい。制動時には、ノイズとして認識され易い比較的周波数の高い振動が発生するが、上記のように転舵角フィードバック制御の実行による振動抑制作用を有効に機能させることにより、ノイズとなる逆入力振動を効果的に抑制できる。またゲインＫを「１」にしなければ、運転者はロードインフォメーションを得ることも可能である。
【００５３】
・上記実施形態では車速Ｖに基づいてゲインＫを設定したが、これに代えて例えば運転者が手動でゲインＫを設定できるようにしてもよい。これによりアシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２を運転者が手動で調整することが可能となるため、運転者が車両の操舵感を任意に調整することができるようになる。よって、運転者にとって望ましい操舵感を実現することが可能となる。要は、ゲインＫを可変設定することにより、アシスト指令値Ｔａｓに含まれる第２アシスト成分Ｔａ２の絶対値を小さく調整できるものであればよい。
【００５４】
・上記実施形態では合成部４１ｃにおいて式（１）に基づいて第１アシスト成分Ｔａ１を演算したが、これに代えて、例えば以下の（ｂ１），（ｂ２）に示すように第１アシスト成分Ｔａ１を演算してもよい。
【００５５】
（ｂ１）ゲインＫが「０≦Ｋ＜０．５」を満たすとき、第１演算部４１ａで演算される一次成分Ｔａ１ａを第１アシスト成分Ｔａ１として用いる。
（ｂ２）ゲインＫが「０．５≦Ｋ≦１」を満たすとき、第２演算部４１ｂで演算される二次成分Ｔａ１ｂを第１アシスト成分Ｔａ１として用いる。
【００５６】
このような構成であっても制御系に自励振動が発生し難くなるため、操舵感が向上する。
・上記実施形態では第１アシスト成分Ｔａ１の設定をゲインＫを用いて行ったが、ゲインＫを用いずに第１アシスト成分Ｔａ１を設定してもよい。詳しくは、第１アシスト成分Ｔａ１をまず、第１演算部４１ａで演算される一次成分Ｔａ１ａに設定する。そして第１アシスト成分Ｔａ１を一次成分Ｔａ１ａに設定しているときに制御系の自励振動を検知したとき、第１アシスト成分Ｔａ１を、第２演算部４１ｂで演算される二次成分Ｔａ１ｂに切り替える。また第１アシスト成分Ｔａ１を二次成分Ｔａ１ｂに設定しているときに制御系の自励振動を検出したとき、第１アシスト成分Ｔａ１を一次成分Ｔａ１ａに戻す。このような構成であっても制御系の自励振動を抑制できるため、操舵感が向上する。要は、ゲインＫを利用するか否かにかかわらず、２つの演算部４１ａ，４１ｂで演算される一次成分Ｔａ１ａ及び二次成分Ｔａ１ｂに基づいて第１アシスト成分Ｔａ１を演算するものであればよい。
【００５７】
・上記実施形態では、ゲインＫが「０」及び「１」に設定されているときにアシスト制御の安定性を確保可能な第１アシスト成分Ｔａ１を演算する２つの演算部４１ａ，４１ｂを設けた。これに代えて、例えばゲインＫが「０」、「０．５」、及び「１」に設定されているときにアシスト制御の安定性を確保可能な第１アシスト成分Ｔａ１をそれぞれ演算する３つの演算部を設け、それら演算部で演算されるアシスト成分に基づいて第１アシスト成分Ｔａ１の演算を行ってもよい。またゲインＫが「０．５」及び「１」に設定されているときにアシスト制御の安定性を確保可能な第１アシスト成分Ｔａ１を演算する２つの演算部を設け、それら演算部により演算されるアシスト成分に基づいて第１アシスト成分Ｔａ１の演算を行ってもよい。いずれの構成であってもアシスト制御の安定性を確保可能な第１アシスト成分Ｔａ１を演算することができる。要は、ゲインＫの複数の設定値に対してアシスト制御の安定性を確保可能な第１アシスト成分Ｔａ１を演算する演算部を複数設け、それら演算部で演算されるアシスト成分に基づいて第１アシスト成分Ｔａ１を演算するものであればよい。
【００５８】
・上記実施形態では、ゲインＫを「０」から「１」の範囲で設定したが、例えばゲインＫを「０．５」から「１」の範囲で設定してもよい。
・理想モデルは適宜変更可能である。例えば操舵トルクＴｈのみに基づいて転舵角指令値θｐ＊を設定する理想モデルなどを用いてもよい。
【００５９】
・転舵角指令値演算部４２は理想モデルを用いて転舵角指令値θｐ＊を演算するものに限らない。例えば基本アシスト成分演算部４１のように、マップ演算により転舵角指令値θｐ＊を演算するものであってもよい。
【００６０】
・トルクセンサ４は操舵トルクＴｈを検出可能であれば、例えばインターミディエイトシャフト１１ｂやピニオンシャフト１１ｃなどの操舵機構１の適宜の場所に設けてもよい。
【００６１】
・上記実施形態では、転舵輪１５の転舵角θｐを検出するセンサとして回転角センサ６及び転舵角演算部４４を用いたが、本発明はこのような構成に限定されない。例えばステアリングシャフト１１の回転角を検出するセンサや、転舵輪１５の転舵角θｐを直接検出するセンサなどを用いてもよい。
【００６２】
・転舵角フィードバック制御は、例えばインターミディエイトシャフト１１ｂの回転角やピニオンシャフト１１ｃの回転角など、転舵角θｐに換算可能な適宜の回転軸の回転角を利用して行ってもよい。
【００６３】
・基本アシスト成分演算部４１では、操舵トルクＴｈ及び車速Ｖに基づいて第１アシスト成分Ｔａ１を設定したが、例えば操舵トルクＴｈのみに基づいて第１アシスト成分Ｔａ１を設定してもよい。また操舵トルクＴｈに対する第１アシスト成分Ｔａ１の変化勾配（アシスト勾配）に基づいてトルクセンサ４の検出操舵トルクＴｈの位相を変化させる、いわゆる位相補償制御を実行してもよい。さらに第１アシスト成分Ｔａ１の微分値が大きいほど第１アシスト成分Ｔａ１を大きくする、いわゆるトルク微分制御を実行してもよい。
【００６４】
・上記実施形態では、本発明を、コラムシャフト１１ａにアシストトルクを付与する電動パワーステアリング装置に適用した。これに変えて、例えばピニオンシャフト１１ｃにアシストトルクを付与する電動パワーステアリング装置や、ラックシャフト１３にアシストトルクを付与する電動パワーステアリング装置に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
Ｔａ１…第１アシスト成分Ｔａ１、Ｔａ１ａ…一次成分，Ｔａ１ｂ…二次成分、Ｔａ２…第２アシスト成分、Ｔａｓ…アシスト指令値、Ｔｈ…操舵トルク、Ｖ…車速、θｐ…転舵角、θｐ＊…転舵角指令値、１…操舵機構、２…アシスト機構、３…モータ制御装置（制御部）、１５…転舵輪、２０…モータ、４０…アシスト指令値演算部、４１…基本アシスト成分演算部（第１アシスト成分演算部）、４１ａ…第１演算部、４１ｂ…第２演算部、４２…転舵角指令値演算部、４３…転舵角フィードバック制御部（第２アシスト成分演算部）、４５…ロードインフォメーション補償部（調整部）。
【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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