(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵トルク及び車速に基づいてステアリング機構に操舵補助力を付与するモータの電流指令値を演算し、フィードバック制御で前記モータを駆動制御する電動パワーステアリング装置において、
ステアリング機構に付加される作用力、前記ステアリング機構の舵角及び前記車速に基づいて前記車両の走行状態を判定すると共に、前記走行状態の判定結果、前記作用力及び所定条件に基づいてモータ電流補正値を算出して前記電流指令値を補正するモータ電流補正値算出部を具備し、
前記モータ電流補正値算出部は、
前記車両の直進状態を判定して直進判定結果ＳＲを出力する直進状態判定部と、少なくとも前記直進判定結果ＳＲ、前記舵角及び前記作用力に従ってモータ補正信号を演算して出力する適応演算部と、前記車速に応じた車速ゲインを出力する車速感応ゲイン部と、前記モータ補正信号に前記車速ゲインを乗算して前記モータ電流補正値を出力する出力演算部とで構成されており、
前記適応演算部は、
前記車両が直進走行状態から離れたときに、前記モータ補正信号を前記舵角及び前記作用力によってゼロにリセットし、
前記モータ補正信号に対して最大補正値よりも小さい少なくとも１つの閾値１を設定し、前記ステアリング機構の操舵情報に対して上下の閾値２及び閾値２’を設定し、前記車両の直進走行状態において、前記モータ補正信号、前記閾値１、前記操舵情報、前記閾値２及び前記閾値２’を用いて運転者が意図的に操舵したと判断したときに前記モータ補正信号を漸減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】
車両の操舵トルク及び車速に基づいてステアリング機構に操舵補助力を付与するモータの電流指令値を演算し、フィードバック制御で前記モータを駆動制御する電動パワーステアリング装置において、
ステアリング機構に付加される作用力、前記ステアリング機構の舵角及び前記車速に基づいて前記車両の走行状態を判定すると共に、前記走行状態の判定結果、前記作用力及び所定条件に基づいてモータ電流補正値を算出して前記電流指令値を補正するモータ電流補正値算出部を具備し、
前記モータ電流補正値算出部は、
前記車両の直進状態を判定して直進判定結果ＳＲを出力する直進状態判定部と、前記直進判定結果ＳＲ、前記舵角及び前記作用力に従ってモータ補正信号を演算して出力する適応演算部と、前記車速に応じた車速ゲインを出力する車速感応ゲイン部と、前記モータ補正信号に前記車速ゲインを乗算して前記モータ電流補正値を出力する出力演算部とで構成されており、
前記適応演算部は、
前記車両が直進走行状態から離れたときに、前記モータ補正信号を前記舵角及び前記作用力によってゼロにリセットし、
前記モータ補正信号に対して最大補正値よりも小さい上下の閾値ＴＡ１及びＴＡ２を設定し、前記モータ補正信号値の絶対値が前記閾値ＴＡ１を超えたとき、超えた時点の前記舵角を舵角１として記憶すると共に、前記舵角１に対して上下の閾値ＴＡ３及びＴＡ４を設定し、
前記舵角が前記閾値ＴＡ３からＴＡ４までの範囲を外れたとき、前記モータ補正信号を漸減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３】
前記モータ補正信号の漸減が、ゼロに向けての漸減である請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記閾値ＴＡ１及びＴＡ２はゼロよりも大きく、前記閾値ＴＡ３及びＴＡ４は前記舵角１に対して均等な所定値ＳＡの差を設定している請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記モータ補正信号の漸減後に、前記モータ補正信号が前記閾値ＴＡ２未満となったとき、前記舵角１の記憶と前記閾値ＴＡ３及びＴＡ４の設定を解除する請求項２乃至４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】
前記適応演算部が、
前記モータ補正信号の今回値及び前回値に基づいて判定出力ＣＡ１を出力する条件判定部１と、前記直進判定結果ＳＲ、前記舵角、前記判定出力ＣＡ１、前記モータ補正信号及び判定出力ＣＡ２に基づいて判定出力ＣＡ４及びＣＡ５を出力する条件判定部２と、前記舵角、前記判定出力ＣＡ４及びＣＡ５に基づいて判定出力ＣＡ３を出力する条件判定部３と、前記直進判定結果ＳＲ及び前記判定出力ＣＡ３の論理積で操舵状態信号を出力する論理出力部とを備え、
前記判定出力ＣＡ５をメモリユニットに入力して前記判定出力ＣＡ２とし、前記判定出力ＣＡ３によって前記モータ補正信号の生成を切替えるようになっている請求項２乃至５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７】
前記条件判定部１が、前記モータ補正信号の今回値及び前回値と前記閾値ＴＡ１との比較に基づいて前記判定出力ＣＡ１を出力する請求項６に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記条件判定部２が、前記閾値ＴＡ２との比較、前記判定出力ＣＡ２の状態、前記直進判定結果ＳＲの状態及び前記判定出力ＣＡ１に基づいて、前記判定出力ＣＡ４を０或いは前記舵角又は前回サンプリング値として出力し、前記判定出力ＣＡ５を０或いは１又は前回サンプリング値として出力する請求項６又は７に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記条件判定部３が、前記判定出力ＣＡ５の状態と、前記舵角及び前記閾値ＴＡ３及びＴＡ４の比較結果とに基づいて、或いは判定出力ＣＡ５の状態と、前記舵角１及び前記舵角の差と所定値ＳＡの比較結果とに基づいて、前記判定出力ＣＡ３を出力する請求項６乃至８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１０】
車両の操舵トルク及び車速に基づいてステアリング機構に操舵補助力を付与するモータの電流指令値を演算し、フィードバック制御で前記モータを駆動制御する電動パワーステアリング装置において、
ステアリング機構に付加される作用力、前記ステアリング機構の舵角及び前記車速に基づいて前記車両の走行状態を判定すると共に、前記走行状態の判定結果、前記作用力及び所定条件に基づいてモータ電流補正値を算出して前記電流指令値を補正するモータ電流補正値算出部を具備し、
前記モータ電流補正値算出部は、
前記車両の直進状態を判定して直進判定結果ＳＲを出力する直進状態判定部と、前記直進判定結果ＳＲ、前記ステアリング機構の操舵速度、前記舵角及び前記作用力に従ってモータ補正信号を演算して出力する適応演算部と、前記車速に応じた車速ゲインを出力する車速感応ゲイン部と、前記モータ補正信号に前記車速ゲインを乗算して前記モータ電流補正値を出力する出力演算部とで構成されており、
前記適応演算部は、
前記車両が直進走行状態から離れたときに、前記モータ補正信号を前記舵角及び前記作用力によってゼロにリセットし、
前記モータ補正信号に対して最大補正値よりも小さい閾値ＴＢ１を設定し、前記操舵速度に対して上下の閾値ＴＢ２及びＴＢ３を設定し、前記モータ補正信号の絶対値が前記閾値ＴＢ１を超え、かつ前記操舵速度が前記閾値ＴＢ２からＴＢ３までの範囲を外れたとき、前記モータ補正信号を漸減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１１】
前記モータ補正信号の漸減が、ゼロに向けての漸減である請求項１０に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
前記閾値ＴＢ１はゼロよりも大きく、前記閾値ＴＢ２及びＴＢ３は絶対値が同じ所定値ＳＢで符号が異なる値を設定している請求項１０又は１１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１３】
前記適応演算部が、
前記モータ補正信号及び前記操舵速度に基づいて判定出力ＣＢを出力する条件判定部と、前記直進判定結果ＳＲ及び前記判定出力ＣＢの論理積で操舵状態信号を出力する論理出力部とを備え、
前記判定出力ＣＢによって前記モータ補正信号の生成を切替えるようになっている請求項１０乃至１２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１４】
前記条件判定部が、前記モータ補正信号及び前記閾値ＴＢ１の比較結果と、前記操舵速度及び前記閾値ＴＢ２及びＴＢ３の比較結果に基づいて、前記判定出力ＣＢを出力する請求項１３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、少なくとも操舵トルクに基づいて演算された電流指令値により、車両の操舵機構にモータによるアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置に関し、特にモータ電流補正値による横流れ抑制若しくは片流れ抑制機能を有し、さらに横流れ抑制若しくは片流れ抑制から離脱する機能を備え、より横流れ時或いは片流れ時の運転者の負荷低減効果を得ることができ、安全で操舵フィーリングの良い電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、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）を付与するものであり、インバータから供給される電力で制御されるモータの駆動力を、ギア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。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、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）制御のデューティ比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及び操舵角θを検出する舵角センサ１４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）３０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３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈ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制御の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電圧制御指令値Ｖｒｅｆによって、ＥＰＳ用モータ２０に供給する電流を制御する。【０００４】
なお、舵角センサ１４は必須のものではなく、配設されていなくても良く、モータ２０に連結されたレゾルバ等の回転センサから操舵角を取得することも可能である。オートクルーズスイッチ１５が設けられ、オートクルーズ信号ＡＳが入力されるようになっていても良い。【０００５】
コントロールユニット３０には、車両の各種情報を授受するＣＡＮ（Controller  Area  Network）５０が接続されており、車速ＶはＣＡＮ５０から受信することも可能である。また、コントロールユニット３０には、ＣＡＮ５０以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ５１も接続可能である。【０００６】
コントロールユニット３０は主としてＣＰＵ（ＭＰＵやＭＣＵ等も含む）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図２のようになる。【０００７】
図２を参照してコントロールユニット３０を説明すると、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈ及び車速センサ１２で検出された（若しくはＣＡＮ５０からの）車速Ｖは、電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する電流指令値演算部３１に入力される。電流指令値演算部３１は、入力された操舵トルクＴｈ及び車速Ｖに基づいてアシストマップ等を用いて、モータ２０に供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する。電流指令値Ｉｒｅｆ１は加算部３２Ａを経て電流制限部３３に入力され、最大電流を制限された電流指令値Ｉｒｅｆｍが減算部３２Ｂに入力され、モータ電流値Ｉｍとの偏差Ｉ（Ｉｒｅｆｍ−Ｉｍ）が演算され、その偏差Ｉが操舵動作の特性改善のためのＰＩ制御部３５に入力される。ＰＩ制御部３５で特性改善された電圧制御指令値ＶｒｅｆがＰＷＭ制御部３６に入力され、更にインバータ３７を介してモータ２０がＰＷＭ駆動される。モータ２０の電流値Ｉｍはモータ電流検出器３８で検出され、減算部３２Ｂにフィードバックされる。インバータ３７は駆動素子としてのＦＥＴのブリッジ回路で構成されている。【０００８】
また、加算部３２Ａには補償信号生成部３４からの補償信号ＣＭが加算されており、補償信号ＣＭの加算によって操舵システム系の特性補償を行い、収れん性や慣性特性等を改善するようになっている。補償信号生成部３４は、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）３４３と慣性３４２を加算部３４４で加算し、その加算結果に更に収れん性３４１を加算部３４５で加算し、加算部３４５の加算結果を補償信号ＣＭとしている。【０００９】
このような電動パワーステアリング装置において、道路の舗装面には、排水などの目的でセンターラインから路肩まで１〜２％程度の横断勾配が付けられているため、直線道路を高速に走行する場合には長時間ハンドルを切り続けないと、車両が路肩方向に流される傾向（横流れ或いは片流れ）がある。また、車両の経年変化（例えばサスペンションブッシュのヘタリや車体の経時変化）や縁石への衝突などによりホイールアライメントが崩れ、運転者がハンドルに力を入れないと、車両が真っ直ぐに走行できないこと（横流れ或いは片流れ）がある。このような走行では、運転者に大きな負担がかかる恐れがある。【００１０】
このため、従来多くの改善手法が提案されている。例えば特開２００７−２２１６９号公報（特許文献１）に示される方法では、車速、横加速度（横Ｇ）、操舵状態及びナビゲーションの情報によって路面の傾斜を推定し、車両の横流れ或いは片流れを補正している。また、特開２００８−２０７７７５号公報（特許文献２）に示される方法では、直進時の操舵トルクを短い期間で平滑化して平滑化トルクＴｓ１を求め、長い期間で平滑化して平滑化トルクＴｓ２を求め、平滑化トルクＴｓ１と平滑化トルクＴｓ２の関係からカント（路面の傾斜）での走行を判定し、車両の横流れ或いは片流れを補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２２１６９号公報
【特許文献２】特開２００８−２０７７７５号公報
【特許文献３】特許第５２５１８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献１及び２に示される方法は、路面の傾斜（カント）による横流れ或いは片流れを補正することはできるが、車両の経年劣化などによるホイールアライメント変化による横流れ或いは片流れの補正を行うことができない問題がある。また、特許文献１に記載の方法にあっては、ナビゲーションや横加速度センサなどの装置やセンサからの信号処理が必要となり、コストアップとなり、車両の装備状況によっては補正できない車両がある。特許文献２に記載の方法では、車両が平坦な路面を走行してからカントを走行することを前提としているので、最初からカントを走行する場合には、横流れ或いは片流れの補正ができなくなる恐れがある。【００１３】
かかる問題を解決するものとして特許第５２５１８９８号公報（特許文献３）に開示されている電動パワーステアリング装置がある。特許文献３の装置では、ステアリング機構に付加する作用力（ＳＡＴや操舵トルク、コラム軸の反力など）を検出する作用力検出手段と、ステアリング機構の回転角度（舵角）を検出する回転角度検出手段と、作用力、回転角度及び車速に基づいて車両の走行状態を判定すると共に、走行状態の判定結果と作用力に基づいてモータ電流補正値を算出し、算出されたモータ電流補正値によって電流指令値を補正するモータ電流補正値算出部とを設け、モータ電流補正値で補正された電流指令値でモータを駆動制御している。【００１４】
図３は特許文献３の装置（モータ電流補正値算出部１００Ａ）の概略構成を示しており、舵角θ、ＳＡＴ推定値及び車速Ｖは直進判定部１１０に入力されると共に、舵角θはリセットテーブル１３０に入力され、ＳＡＴ推定値はゲイン部１０１及びリセットテーブル１３０に入力され、車速Ｖは車速感応ゲイン部１３３に入力される。直進判定部１１０は直進走行か否かを判定して判定信号ＳＤを出力するが、直進判定部１１０の直進判定は、舵角θが所定範囲以内、かつ車速Ｖが所定値以上、かつＳＡＴ推定値の絶対値｜ＳＡＴ推定値｜が所定値以下であるときに直進判定が成立し（ＳＤ＝１）、それ以外の場合は直進判定が不成立（ＳＤ＝０）とする。ゲイン部１０１はＳＡＴ推定値にゲインＧを乗算して切替部１０２の接点１０２ａに入力し、リセットテーブル１３０はＳＡＴ推定値及び舵角θに応じたリセットゲインＲＧを出力する。リセットゲインＲＧは符号反転部１３１を経て乗算部１３２に入力される。【００１５】
直進判定部１１０からの判定信号ＳＤ（成立＝１、不成立＝０）は直進時間判定部１２０に入力され、直進時間判定部１２０は、判定信号ＳＤを計数する計数部１２１と、下限（＝０）及び上限（＝５００）のリミッタ１２２と、計数値２００以上（直進）で直進判定結果ＳＲ（＝１）、計数値２００未満（非直進）で直進判定結果ＳＲ（＝０）を出力する条件判定部１２３とで構成されている。直進判定結果ＳＲは切替部１０２の接点１０２ａ及び１０２ｂの切替えを行い、直進判定結果ＳＲ＝１で接点１０２ａとし、直進判定結果ＳＲ＝０で接点１０２ｂとする。接点１０２ａにはＳＡＴ推定値のゲインＧ倍の信号ＳＧ１が入力され、接点１０２ｂには乗算部１３２の乗算結果ＳＧ２が入力されている。【００１６】
切替部１０２の接点１０２ａ，１０２ｂは直進判定結果ＳＲによって切替えられ、切替部１０２の出力である操舵状態信号ＳＧ３は加算部１０３に入力され、１サンプリング前の信号を記憶するメモリユニット１０７からの信号との加算値がリミッタ１０４を経て、モータ補正信号ＳＧ４として乗算部１０５に入力されると共に、メモリユニット１０７に入力される。車速感応ゲイン部１３３からの車速ゲインＧａが乗算部１０５に入力され、モータ補正信号ＳＧ４との乗算結果ＳＧ５がリミッタ１０６を経てモータ電流補正値Ｉｍｃａとして出力される。モータ電流補正値Ｉｍｃａにより電流指令値を補正する。【００１７】
このように特許文献３記載の電動パワーステアリング装置によれば、作用力検出手段と、回転角度検出手段と、モータ電流補正値算出部１００Ａとによりモータ電流補正値Ｉｍｃａを算出しているので、路面の傾斜とホイールアライメントの変化による横流れ或いは片流れを共に補正することができ、しかも、いかなる場合においても正確に車両の横流れ或いは片流れを検出して補正することができ、より安全で快適な直進走行が可能な電動パワーステアリング装置を実現することができる。【００１８】
しかしながら、特許文献３における横流れ抑制若しくは片流れ抑制を有効に機能させるためには、ある程度の直進判定閾値幅（ｕｔｈ−ｄｔｈ）を大きくしなければならない（例えば±１２°）。ここで問題となるのは、運転者が意図を持って、図４（Ｂ）に示すように上側直進判定閾値ｕｔｈと下側直進判定閾値ｄｔｈ内で操舵したときには、図４（Ａ）に示すモータ補正信号はリセットされることはなく、つまり補正量を解除できず、状況によっては運転者の意図と反対方向にアシストが残ってしまう可能性があるため、運転者への違和感を与えないように補正量を制限している。補正量を制限することで、運転者への負荷低減効果が制限されてしまうことがある。【００１９】
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、横流れ或いは片流れ抑制から離脱する機能を備え、より横流れ或いは片流れ時の運転者負荷低減効果を得ることができ、安全で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にある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、車両の操舵トルク及び車速に基づいてステアリング機構に操舵補助力を付与するモータの電流指令値を演算し、フィードバック制御で前記モータを駆動制御す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、ステアリング機構に付加される作用力、前記ステアリング機構の舵角及び前記車速に基づいて前記車両の走行状態を判定すると共に、前記走行状態の判定結果、前記作用力及び所定条件に基づいてモータ電流補正値を算出して前記電流指令値を補正するモータ電流補正値算出部を具備し、前記モータ電流補正値算出部は、前記車両の直進状態を判定して直進判定結果ＳＲを出力する直進状態判定部と、少なくとも前記直進判定結果ＳＲ、前記舵角及び前記作用力に従ってモータ補正信号を演算して出力する適応演算部と、前記車速に応じた車速ゲインを出力する車速感応ゲイン部と、前記モータ補正信号に前記車速ゲインを乗算して前記モータ電流補正値を出力する出力演算部とで構成されており、前記適応演算部は、前記車両が直進走行状態から離れたときに、前記モータ補正信号を前記舵角及び前記作用力によってゼロにリセットし、前記モータ補正信号に対して最大補正値よりも小さい少なくとも１つの閾値１を設定し、前記ステアリング機構の操舵情報に対して上下の閾値２及び閾値２’を設定し、前記車両の直進走行状態において、前記モータ補正信号、前記閾値１、前記操舵情報、前記閾値２及び前記閾値２’を用いて運転者が意図的に操舵したと判断したときに前記モータ補正信号を漸減するようになっていることにより達成される。【００２１】
また、本発明の上記目的は、車両の操舵トルク及び車速に基づいてステアリング機構に操舵補助力を付与するモータの電流指令値を演算し、フィードバック制御で前記モータを駆動制御する電動パワーステアリング装置において、ステアリング機構に付加される作用力、前記ステアリング機構の舵角及び前記車速に基づいて前記車両の走行状態を判定すると共に、前記走行状態の判定結果、前記作用力及び条件に基づいてモータ電流補正値を算出して前記電流指令値を補正するモータ電流補正値算出部を具備し、前記モータ電流補正値算出部は、前記車両の直進状態を判定して直進判定結果ＳＲを出力する直進状態判定部と、前記直進状態判定部の直進判定結果ＳＲ、前記舵角及び前記作用力に従ってモータ補正信号を演算して出力する適応演算部と、前記車速に応じた車速ゲインを出力する車速感応ゲイン部と、前記モータ補正信号に前記車速ゲインを乗算して前記モータ電流補正値を出力する出力演算部とで構成されており、前記適応演算部は、前記車両が直進走行状態から離れたときに、前記モータ補正信号を前記舵角及び前記作用力によってゼロにリセットし、前記モータ補正信号に対して最大補正値よりも小さい上下の閾値ＴＡ１及びＴＡ２を設定し、前記モータ補正信号の絶対値が前記閾値ＴＡ１を超えたとき、超えた時点の前記舵角を舵角１として記憶すると共に、前記舵角１に対して上下の閾値ＴＡ３及びＴＡ４を設定し、前記舵角が前記閾値ＴＡ３からＴＡ４までの範囲を外れたとき、前記モータ補正信号を漸減するようになっていることにより、より効果的に達成される。【００２２】
また、本発明の上記目的は、前記モータ補正信号の漸減が、ゼロに向けての漸減であることにより、或いは前記閾値ＴＡ１及びＴＡ２はゼロよりも大きく、前記閾値ＴＡ３及びＴＡ４は前記舵角１に対して均等な所定値ＳＡの差を設定していることにより、或いは前記モータ補正信号の漸減後に、前記モータ補正信号が前記閾値ＴＡ２未満となったとき、前記舵角１の記憶と前記閾値ＴＡ３及びＴＡ４の設定を解除することにより、或いは前記適応演算部が、前記モータ補正信号の今回値及び前回値に基づいて判定出力ＣＡ１を出力する条件判定部１と、前記直進判定結果ＳＲ、前記舵角、前記判定出力ＣＡ１、前記モータ補正信号及び判定出力ＣＡ２に基づいて判定出力ＣＡ４及びＣＡ５を出力する条件判定部２と、前記舵角、前記判定出力ＣＡ４及びＣＡ５に基づいて判定出力ＣＡ３を出力する条件判定部３と、前記直進判定結果ＳＲ及び前記判定出力ＣＡ３の論理積で操舵状態信号を出力する論理出力部とを備え、前記判定出力ＣＡ５をメモリユニットに入力して前記判定出力ＣＡ２とし、前記判定出力ＣＡ３によって前記モータ補正信号の生成を切替えるようになっていることにより、或いは前記条件判定部１が、前記モータ補正信号の今回値及び前回値と前記閾値ＴＡ１との比較に基づいて前記判定出力ＣＡ１を出力することにより、或いは前記条件判定部２が、前記閾値ＴＡ２との比較、前記判定出力ＣＡ２の状態、前記直進判定結果ＳＲの状態及び前記判定出力ＣＡ１に基づいて、前記判定出力ＣＡ４を０或いは前記舵角又は前回サンプリング値として出力し、前記判定出力ＣＡ５を０或いは１又は前回サンプリング値として出力することにより、或いは前記条件判定部３が、前記判定出力ＣＡ５の状態と、前記舵角及び前記閾値ＴＡ３及びＴＡ４の比較結果とに基づいて、或いは判定出力ＣＡ５の状態と、前記舵角１及び前記舵角の差と所定値ＳＡの比較結果とに基づいて、前記判定出力ＣＡ３を出力することにより、より効果的に達成される。【００２３】
また、本発明の上記目的は、車両の操舵トルク及び車速に基づいてステアリング機構に操舵補助力を付与するモータの電流指令値を演算し、フィードバック制御で前記モータを駆動制御する電動パワーステアリング装置において、ステアリング機構に付加される作用力、前記ステアリング機構の舵角及び前記車速に基づいて前記車両の走行状態を判定すると共に、前記走行状態の判定結果、前記作用力及び所定条件に基づいてモータ電流補正値を算出して前記電流指令値を補正するモータ電流補正値算出部を具備し、前記モータ電流補正値算出部は、前記車両の直進状態を判定して直進判定結果ＳＲを出力する直進状態判定部と、前記直進判定結果ＳＲ、前記ステアリング機構の操舵速度、前記舵角及び前記作用力に従ってモータ補正信号を演算して出力する適応演算部と、前記車速に応じた車速ゲインを出力する車速感応ゲイン部と、前記モータ補正信号に前記車速ゲインを乗算して前記モータ電流補正値を出力する出力演算部とで構成されており、前記適応演算部は、前記車両が直進走行状態から離れたときに、前記モータ補正信号を前記舵角及び前記作用力によってゼロにリセットし、前記モータ補正信号に対して最大補正値よりも小さい閾値ＴＢ１を設定し、前記操舵速度に対して上下の閾値ＴＢ２及びＴＢ３を設定し、前記モータ補正信号の絶対値が前記閾値ＴＢ１を超え、かつ前記操舵速度が前記閾値ＴＢ２からＴＢ３までの範囲を外れたとき、前記モータ補正信号を漸減するようになっていることにより、より効果的に達成される。【００２４】
また、本発明の上記目的は、前記モータ補正信号の漸減が、ゼロに向けての漸減であることにより、或いは前記閾値ＴＢ１はゼロよりも大きく、前記閾値ＴＢ２及びＴＢ３は絶対値が同じ所定値ＳＢで符号が異なる値を設定していることにより、或いは前記適応演算部が、前記モータ補正信号及び前記操舵速度に基づいて判定出力ＣＢを出力する条件判定部と、前記直進判定結果ＳＲ及び前記判定出力ＣＢの論理積で操舵状態信号を出力する論理出力部とを備え、前記判定出力ＣＢによって前記モータ補正信号の生成を切替えるようになっていることにより、或いは前記条件判定部が、前記モータ補正信号及び前記閾値ＴＢ１の比較結果と、前記操舵速度及び前記閾値ＴＢ２及びＴＢ３の比較結果に基づいて、前記判定出力ＣＢ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】
【００２５】
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、直進走行状態でモータ補正信号が閾値を超えると、そのときの舵角を記憶すると共に、その舵角に対して上下（±）に新たな閾値を設定し、以後、舵角が新たな閾値を超えるか否かを判定し、舵角が新たな閾値を超えたときにモータ補正信号をゼロに向けて漸減し、モータ補正信号が閾値未満になったときに記憶した舵角及びそれに伴う閾値を解除（リセット）している。或いは、直進走行状態でモータ補正信号が閾値を超え、かつ操舵速度が閾値を超えたときにモータ補正信号をゼロに向けて漸減している。【００２６】
これにより、モータ補正信号の制限を緩和することができ、運転者に違和感なく横流れ或いは片流れから離脱できるようになり、より横流れ時或いは片流れ時の運転者の負荷低減効果を得ることができ、安全で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】
【００２７】
【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コントロールユニット（ＥＣＵ）の構成例を示すブロック図である。
【図３】従来の補正装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】従来の補正装置の特性例を示す特性図である。
【図５】本発明の舵角を利用した動作原理を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の操舵速度を利用した動作原理を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の構成例（第１実施形態）を示すブロック図である。
【図８】本発明の動作例（第１実施形態）を示すフローチャートである。
【図９】本発明の動作例（シミュレーション結果）を示すタイムチャートである。
【図１０】本発明の構成例（第２実施形態）を示すブロック図である。
【図１１】本発明の動作例（第２実施形態）を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明では、ステアリング機構の操舵情報を利用して、横流れ抑制若しくは片流れ抑制から離脱する機能を追加している。操舵情報として、舵角、操舵速度等を使用する。
【００２９】
舵角を利用する場合、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、モータ補正信号に対して最大補正値よりも小さい閾値ＴＡ１及びＴＡ２が設定されると共に、舵角θに対して直進判定のための直進判定閾値ｕｔｈ及びｄｔｈが設定されている。舵角θが直進判定閾値ｕｔｈ及びｄｔｈの範囲内となっている状態で、つまり直進走行状態でモータ補正信号が閾値ＴＡ１を超えると（時点ｔ１１）、そのとき（時点ｔ１１）の舵角θ１をメモリに記憶すると共に、舵角θ１に対して上下（±ＳＡ）に新たな閾値ＴＡ３及びＴＡ４を設定し、以後、舵角θが新たな閾値ＴＡ３又はＴＡ４を超えるか否かを判定する。記憶された舵角θ１に対して閾値ＴＡ３及びＴＡ４はそれぞれ閾値ＳＡの幅を有している。つまり、ＴＡ３−θ１＝ＳＡ，θ１−ＴＡ４＝ＳＡである。そして、例えば時点ｔ１２に舵角θが新たな閾値ＴＡ４以下になる（運転者が意図的に操舵したと判断）と、モータ補正信号をゼロに向けて漸減し、モータ補正信号が閾値ＴＡ２未満になったとき（時点ｔ１３）に記憶した舵角θ１及びそれに伴う閾値ＴＡ３及びＴＡ４を解除（リセット）する。なお、図５の例では時点ｔ１３以降も直進判定が成立しているので（舵角θは直進判定閾値ｕｔｈ及びｄｔｈの範囲内）、モータ補正信号は変化する。
【００３０】
操舵速度を利用する場合は、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、モータ補正信号に対して最大補正値よりも小さい閾値ＴＢ１が設定されると共に、舵角θに対して直進判定のための直進判定閾値ｕｔｈ及びｄｔｈが設定されている。さらに、図６（Ｃ）に示すように、操舵速度ωに対して上下の閾値ＴＢ２及びＴＢ３が設定されている。舵角θが直進判定閾値ｕｔｈ及びｄｔｈの範囲内となっている状態で、つまり直進走行状態で、モータ補正信号が閾値ＴＢ１以上となり、かつ操舵速度ωが閾値ＴＢ２以上又は閾値ＴＢ３以下になるかを判定する。なお、閾値ＴＢ２の絶対値と閾値ＴＢ３の絶対値は同じ所定値ＳＢとなっている。そして、例えば時点ｔ２１でモータ補正信号が閾値ＴＢ１以上となり、さらに時点ｔ２２で操舵速度ωが閾値ＴＢ３以下となる（運転者が意図的に操舵したと判断）と、モータ補正信号をゼロに向けて漸減する。なお、図６の例では時点ｔ２２以降も直進判定が成立しているので（舵角θは直進判定閾値ｕｔｈ及びｄｔｈの範囲内）、モータ補正信号は変化する。
【００３１】
これにより、運転者に違和感なく横流れ抑制若しくは片流れ抑制から離脱できるようになり、モータ補正信号の制限を緩和することができ、より横流れ時或いは片流れ時の運転者の負荷低減効果を得ることができ、安全で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。
【００３２】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】
図７は本発明の構成例（第１実施形態）を図３に対応させて示しており、リミッタ１０４からのモータ補正信号ＳＧ４をメモリユニット１８１に入力し、メモリユニット１８１からの今回データのモータ補正信号ＳＧ６、１サンプリング前（前回データ）のモータ補正信号ＳＧ６−１と所定条件とを比較し、判定出力ＣＡ１を出力する条件判定部１４０が設けられている。条件判定部１４０は下記数１に従って、判定出力ＣＡ１を判定して出力する。
（数１）
条件Ａ１：｜今回データ｜＞閾値ＴＡ１かつ｜前回データ｜≦閾値ＴＡ１のとき、判定出力ＣＡ１＝１
条件Ｂ１：上記以外のとき、判定出力ＣＡ１＝０
条件判定部１４０からの判定出力ＣＡ１は次段の条件判定部１５０に入力され、条件判定部１５０には更に直進判定結果ＳＲ、舵角θ、メモリユニット１８１の出力ＳＧ６及びメモリユニット１８２からの判定出力ＣＡ２が入力され、条件判定部１５０からは判定結果である判定出力ＣＡ４及びＣＡ５が出力される。条件判定部１５０は下記数２に従って判定し、判定出力ＣＡ４及びＣＡ５を出力する。
（数２）
条件Ａ２：｜ＳＧ６｜＜閾値ＴＡ２かつＣＡ２＝１、又はＳＲ＝０のとき、判定出力ＣＡ４＝０、ＣＡ５＝０
条件Ｂ２：｜ＳＧ６｜＜閾値ＴＡ２かつＣＡ２＝１、又はＳＲ＝０が不成立で、ＣＡ１＝１かつＳＲ＝１のとき、判定出力ＣＡ４＝舵角θ（今回）、ＣＡ５＝１
条件Ｃ２：｜ＳＧ６｜＜閾値ＴＡ２かつＣＡ２＝１、又はＳＲ＝０以外で、ＣＡ１＝１かつＳＲ＝１が不成立のとき、判定出力ＣＡ４＝前回ＣＡ４、ＣＡ５＝前回ＣＡ５
条件判定部１５０の判定出力ＣＡ４及びＣＡ５は条件判定部１７０に入力され、条件判定部１７０には更に舵角θが入力され、条件判定部１７０からは判定出力ＣＡ３が出力される。条件判定部１７０は下記数３に従って判定し、判定出力ＣＡ３を出力する。
（数３）
条件Ａ３：ＣＡ５＝０のとき、ＣＡ３＝１
条件Ｂ３：ＣＡ５＝１で、｜θ−ＣＡ４｜＞閾値ＳＡのとき、ＣＡ３＝０
条件Ｃ３：ＣＡ５＝１で、｜θ−ＣＡ４｜≦閾値ＳＡのとき、ＣＡ３＝１
ＣＡ５＝１の時にはＣＡ４＝舵角θ１であるので、上記条件Ｂ３及び条件Ｃ３は以下でも良い。
条件Ｂ３：ＣＡ５＝１で、θ＞ＴＡ３又はθ＜ＴＡ４のとき、ＣＡ３＝０
条件Ｃ３：ＣＡ５＝１で、θ≦ＴＡ３かつθ≧ＴＡ４のとき、ＣＡ３＝１
直進判定部１１０及び直進時間判定部１２０で直進状態判定部を構成し、条件判定部１４０、１５０及び１７０、メモリユニット１０７、１８１及び１８２、リセットテーブル１３０、符号反転部１３１、ゲイン部１０１、切替部１０２、論理出力部１８０、加算部１０３、リミッタ１０４で適応演算部を構成し、乗算部及びリミッタ１０６で出力演算部を構成している。また、直進状態判定部、適応演算部、車速感応ゲイン部１３３、出力演算部でモータ電流補正値Ｉｍｃを算出して出力するモータ電流補正値算出部を構成している。
【００３４】
このような構成において、その動作例を図８のフローチャートを参照して説明する。
【００３５】
先ず舵角θ、ＳＡＴ推定値及び車速Ｖを読み取り（ステップＳ１）、直進判定部１１０は特許文献３と同様に直進を判定して判定信号ＳＤを出力する（ステップＳ３）。判定信号ＳＤは直進時間判定部１２０に入力され、特許文献３と同様にして直進時間の判定をされ（ステップＳ４）、直進判定結果ＳＲは条件判定部１５０及び論理出力部１８０に入力される。
【００３６】
一方、ＳＡＴ推定値はゲイン部１０１及びリセットテーブル１３０に入力され、舵角θは条件判定部１５０及び１７０並びにリセットテーブル１３０に入力され、前述と同様にリセットテーブル１３０からのリセットゲインＲＧは符号反転部１３１を経て、乗算部１３２でメモリユニット１０７の出力と乗算されて切替部１０２の接点１０２ｂに入力される。また、ＳＡＴ推定値はゲイン部１０１を経て切替部１０２の接点１０２ａに入力される（ステップＳ５）。切替部１０２の出力ＳＧ３加算部１０３及びリミッタ１０４を経てモータ補正信号ＳＧ４として出力され、モータ補正信号ＳＧ４は乗算部１０５に入力されると共に、メモリユニット１８１を経てデータＳＧ６として条件判定部１４０に入力されている。
【００３７】
条件判定部１４０は、入力されたデータＳＧ６及び閾値ＴＡ１に基づいて前記数１の条件判定処理＃１を行い（ステップＳ１０）、判定出力ＣＡ１を出力する。判定出力ＣＡ１は条件判定部１５０に入力され、条件判定部１５０は判定出力ＣＡ１、直進判定結果ＳＲ、閾値ＴＡ２等に基づいて前記数２の条件判定処理＃２を行い（ステップＳ２０）、判定出力ＣＡ４及びＣＡ５を出力する。判定出力ＣＡ４及びＣＡ５は条件判定部１７０に入力され、条件判定部１７０は判定出力ＣＡ４及びＣＡ５、舵角θ及び閾値ＳＡ又は閾値ＴＡ３，ＴＡ４に基づいて前記数３の条件判定処理＃３を行い（ステップＳ４０）、判定出力ＣＡ３を出力する。また、判定出力ＣＡ５はメモリユニット１８２を経て判定出力ＣＡ２として条件判定部１５０に入力されている。
【００３８】
判定出力ＣＡ３は論理出力部１８０に入力され、論理出力部１８０で直進判定結果ＳＲとの出力処理＃１が行われる（ステップＳ５０）。論理出力部１８０からの操舵状態信号ＳＷは、直進かつ無操舵のときに切替部１０２を接点１０２ａとし、非直進又は操舵のときに切替部１０２を接点１０２ｂとするように切替える（ステップＳ５１）。
【００３９】
切替部１０２の出力である信号ＳＧ３は加算部１０３でメモリユニット１０７の出力信号を加算し、加算結果をリミッタ１０４を経てモータ補正信号ＳＧ４とし、モータ補正信号ＳＧ４がメモリユニット１８１を経て、条件判定部１４０及び１５０に入力される（ステップＳ５２）。また、モータ補正信号ＳＧ４は出力演算部としての乗算部１０５及びリミッタ１０６を経て出力処理＃２され（ステップＳ５３）、モータ電流補正値Ｉｍｃとして出力される（ステップＳ５４）。モータ電流補正値Ｉｍｃにより電流指令値を補正する。
【００４０】
図９はシミュレーション結果を示しており、図９（Ａ）は舵角θの変化と記憶された舵角θＲを示しており、図９（Ｂ）はＳＡＴ推定値及び横流れ抑制、片流れ抑制（補正値）を示し、図９（Ｃ）は直進判定フラグＣＦ及び無操舵判定フラグＮＦのＯＮ／ＯＦＦ状態を示している。
【００４１】
直進判定フラグＣＦは時点ｔ２以降ＯＮであり、無操舵判定フラグＮＦは時点ｔ１〜ｔ７でＯＮであり、時点ｔ７〜ｔ８でＯＦＦとなり、時点ｔ８以降ＯＮとなっている。時点ｔ３、時点ｔ５にモータ補正信号（ＳＧ４）が閾値ＴＡ１を超えるので、この時点にそのときの舵角θを記憶する（記憶値θＲ）。また、時点ｔ７に、舵角θは閾値ＴＡ４（＝θＲ−ＳＡ）よりも小さくなるので、この時点ｔ７からリセット処理が始まっている。
【００４２】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
【００４３】
図１０は本発明の構成例（第２実施形態）を図３に対応させて示しており、リミッタ１０４からのモータ補正信号ＳＧ４をメモリユニット１８１に入力し、メモリユニット１８１からのモータ補正信号ＳＧ６と操舵速度ωを入力し、判定出力ＣＢを出力する条件判定部２４０が設けられている。条件判定部２４０は下記数４に従って、判定出力ＣＢを判定して出力する。
（数４）
条件Ａ４：｜ＳＧ６｜≧閾値ＴＢ１かつ｜ω｜≧所定値ＳＢのとき、判定出力ＣＢ＝０
条件Ｂ４：上記以外のとき、判定出力ＣＢ＝１
所定値ＳＢは閾値ＴＢ２と閾値ＴＢ３の絶対値と同じ値であるから、上記条件Ａ４は、以下でも良い。
条件Ａ４：｜ＳＧ６｜≧閾値ＴＢ１で、ω≧閾値ＴＢ２又はω≦閾値ＴＢ３のとき、判定出力ＣＢ＝０
直進判定部１１０及び直進時間判定部１２０で直進状態判定部を構成し、条件判定部２４０、メモリユニット１０７及び１８１、リセットテーブル１３０、符号反転部１３１、乗算部１３２、ゲイン部１０１、切替部１０２、論理出力部２８０、加算部１０３、リミッタ１０４で適応演算部を構成し、乗算部１０５及びリミッタ１０６で出力演算部を構成している。また、直進状態判定部、適応演算部、車速感応ゲイン部１３３、出力演算部でモータ電流補正値Ｉｍｃを算出して出力するモータ電流補正値算出部を構成している。
【００４４】
このような構成において、その動作例を図１１のフローチャートを参照して説明する。
【００４５】
先ず舵角θ、ＳＡＴ推定値、車速Ｖ及び操舵速度ωを読み取り（ステップＳ２）、直進判定部１１０は、舵角θ、ＳＡＴ推定値及び車速Ｖに基づいて、特許文献３と同様に直進を判定して判定信号ＳＤを出力する（ステップＳ３）。判定信号ＳＤは直進時間判定部１２０に入力され、特許文献３と同様にして直進時間の判定をされ（ステップＳ４）、直進判定結果ＳＲは論理出力部２８０に入力される。
【００４６】
一方、ＳＡＴ推定値はゲイン部１０１及びリセットテーブル１３０に入力され、舵角θはリセットテーブル１３０に入力され、前述と同様にリセットテーブル１３０からのリセットゲインＲＧは符号反転部１３１を経て、乗算部１３２でメモリユニット１０７の出力と乗算されて切替部１０２の接点１０２ｂに入力される。また、ＳＡＴ推定値はゲイン部１０１を経て切替部１０２の接点１０２ａに入力される（ステップＳ６）。切替部１０２の出力ＳＧ３は加算部１０３及びリミッタ１０４を経てモータ補正信号ＳＧ４として出力され、モータ補正信号ＳＧ４は乗算部１０５に入力されると共に、メモリユニット１８１を経てデータＳＧ６として条件判定部２４０に入力される。
【００４７】
条件判定部２４０は、入力されたデータＳＧ６及び操舵速度ω、閾値ＴＢ１及び所定値ＳＢ又は閾値ＴＢ２，ＴＢ３に基づいて前記数４の条件判定処理を行い（ステップＳ６０）、判定出力ＣＢを出力する。
【００４８】
判定出力ＣＢは論理出力部２８０に入力され、論理出力部２８０で直進判定結果ＳＲとの出力処理＃１が行われる（ステップＳ７０）。論理出力部２８０からの操舵状態信号ＳＷは、直進かつ無操舵のときに切替部１０２を接点１０２ａとし、非直進又は操舵のときに切替部１０２を接点１０２ｂとするように切替える（ステップＳ７１）。
【００４９】
切替部１０２の出力である信号ＳＧ３は加算部１０３でメモリユニット１０７の出力信号を加算し、加算結果をリミッタ１０４を経てモータ補正信号ＳＧ４とし、モータ補正信号ＳＧ４がメモリユニット１８１を経て、条件判定部２４０に入力される（ステップＳ７２）。また、モータ補正信号ＳＧ４は出力演算部としての乗算部１０５及びリミッタ１０６を経て出力処理＃２され（ステップＳ７３）、モータ電流補正値Ｉｍｃとして出力される（ステップＳ７４）。モータ電流補正値Ｉｍｃにより電流指令値を補正する。
【００５０】
なお、上述ではステアリング機構に付加される作用力としてＳＡＴ推定値を挙げて説明しているが、センサで検出した値であっても良い。また、信号や検出値の絶対値を求めて閾値と比較するようにしているが、閾値を正負の２つとすれば、絶対値でなくても同様な比較動作が可能である。
【符号の説明】
【００５１】
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
１４                        舵角センサ
１５                        オートクルーズスイッチ
２０                        モータ
３０                        コントロールユニット（ＥＣＵ）
３１                        電流指令値演算部
３５                        ＰＩ制御部
３６                        ＰＷＭ制御部
３７                        インバータ
１００Ａ、１００、２００    モータ電流補正値算出部
１１０                      直進判定部
１２０                      直進時間判定部
１３０                      リセットテーブル
１３３                      車速感応ゲイン部
１４０、１５０、１７０、２４０    条件判定部
【図１】
0005975193.tif 000002
【図２】
0005975193.tif 000003
【図３】
0005975193.tif 000004
【図４】
0005975193.tif 000005
【図５】
0005975193.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005975193.tif 000008
【図８】
0005975193.tif 000009
【図９】
0005975193.tif 000010
【図１０】
0005975193.tif 000011
【図１１】
0005975193.tif 000012