(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールの操舵操作に伴い回転する入力軸と、該入力軸とトーションバーを介して接続される出力軸と、該出力軸の回転を転舵輪の転舵動作へと変換する変換機構とから構成される操舵機構と、
前記入力軸の回転角又は前記出力軸に対する前記入力軸の相対回転角である入力軸回転角を検出し、入力軸回転角信号として出力する第１回転角センサと、
前記出力軸の回転角を検出し、出力軸回転角信号として出力する第２回転角センサと、
前記操舵機構に操舵アシスト力を付与する電動モータと、
車両の運転状態に基づいて前記電動モータを駆動制御する電子コントロールユニットと、を備え、
前記電子コントロールユニットは、
前記電動モータに対する指令電流であるモータ指令電流を演算する指令電流演算部と、
前記入力軸回転角信号が左右操舵方向のうち一方向に向かって増加するように変化するときは当該変化量に応じて増加し、他方向に向かって増加するように変化するときは当該変化量に応じて減少する静フリクション補正値を演算する静フリクション補正値演算部と、
前記出力軸回転角信号が前記一方向に向かって増加するように変化するときは当該変化量に応じて増加し、前記他方向に向かって増加するように変化するときは当該変化量に応じて減少するものであって、前記静フリクション補正値よりも小さい値に設定される動フリクション補正値を演算する動フリクション補正値演算部と、
前記静フリクション補正値と前記動フリクション補正値との差分であって、最大値及び最小値を有する指令電流補正値を演算する電流補正値演算部と、
前記指令電流補正値がその最大値と最小値の中間値よりも大きいときは、前記一方側への操舵アシスト力が増加するように前記モータ指令電流を補正する一方、前記指令電流補正値が前記中間値よりも小さいときは、前記他方向側への操舵アシスト力が増加するように前記モータ指令電流を補正する指令電流補正部と、
を有することを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
前記静フリクション補正値は、前記基準値と前記入力軸回転信号との差分が所定値よりも小さくなる範囲では、前記差分に基づいて変化すると共に、前記差分が前記所定値以上となる範囲では、前記差分が前記所定値を維持するように前記基準値が増加又は減少するように設定されることを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
【請求項３】
前記静フリクション補正値は、前記差分が上限値に達したときに前記差分が当該上限値を維持するように前記基準値が設定されることを特徴とする請求項２に記載のパワーステアリング装置。
【請求項４】
前記静フリクション補正値は、前記基準値と前記入力軸回転信号とが同じ値の状態から、前記入力軸回転信号が変化するとき、前記差分が前記所定値より小さい範囲においては同じ値を維持することを特徴とする請求項２に記載のパワーステアリング装置。
【請求項５】
前記静フリクション補正値は、前記差分が前記所定値以上となる範囲では、前記入力軸回転信号の変化に伴って漸増又は漸減するように設定されることを特徴とする請求項４に記載のパワーステアリング装置。
【請求項６】
前記動フリクション補正値は、前記基準値と前記出力軸回転信号との差分が所定値よりも小さくなる範囲では、前記差分に基づいて変化すると共に、前記差分が前記所定値以上となる範囲では、前記差分が前記所定値を維持するように前記基準値が増加又は減少するように設定されることを特徴とする請求項２に記載のパワーステアリング装置。
【請求項７】
前記動フリクション補正値は、前記差分が上限値に達したときに前記差分が当該上限値を維持するように前記基準値が設定されることを特徴とする請求項６に記載のパワーステアリング装置。
【請求項８】
前記動フリクション補正値は、前記差分が前記所定値以上となる範囲では、前記出力軸回転信号の変化に伴って漸増又は漸減するように設定されることを特徴とする請求項６に記載のパワーステアリング装置。
【請求項９】
前記第１回転角センサは、前記入力軸の回転角を検出する操舵角センサによって構成されることを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記第１回転角センサは、前記出力軸に対する前記入力軸の相対回転角を検出することを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
【請求項１１】
前記第１回転角センサは、前記トーションバーの捩れ量に基づいて前記操舵機構に発生する操舵トルクを検出するトルクセンサによって構成されることを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
【請求項１２】
ステアリングホイールの操舵操作に伴い転舵輪に対し電動モータによる操舵アシスト力を付与するパワーステアリング装置の制御装置であって、
前記電動モータに対する指令電流であるモータ指令電流を演算する指令電流演算部と、
入力軸回転角信号が左右操舵方向のうち一方向に向かって増加するように変化するときは当該変化量に応じて増加し、他方向に向かって増加するように変化するときは当該変化量に応じて減少する静フリクション補正値を演算する静フリクション補正値演算部と、
出力軸回転角信号が前記一方向に向かって増加するように変化するときは当該変化量に応じて増加し、前記他方向に向かって増加するように変化するときは当該変化量に応じて減少するものであって、前記静フリクション補正値よりも小さい値に設定される動フリクション補正値を演算する動フリクション補正値演算部と、
前記静フリクション補正値と前記動フリクション補正値との差分であって、最大値及び最小値を有する指令電流補正値を演算する電流補正値演算部と、
前記指令電流補正値がその最大値と最小値の中間値よりも大きいときは、前記一方側への操舵アシスト力が増加するように前記モータ指令電流を補正する一方、前記指令電流補正値が前記中間値よりも小さいときは、前記他方向側への操舵アシスト力が増加するように前記モータ指令電流を補正する指令電流補正部と、
を備えたことを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項１３】
前記静フリクション補正値は、前記基準値と前記入力軸回転信号との差分が所定値よりも小さくなる範囲では、前記差分に基づいて変化すると共に、前記差分が前記所定値以上となる範囲では、前記差分が前記所定値を維持するように前記基準値が増加又は減少するように設定されることを特徴とする請求項１２に記載のパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項１４】
前記静フリクション補正値は、前記差分が上限値に達したときに前記差分が当該上限値を維持するように前記基準値が設定されることを特徴とする請求項１３に記載のパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項１５】
前記動フリクション補正値は、前記基準値と前記出力軸回転信号との差分が所定値よりも小さくなる範囲では、前記差分に基づいて変化すると共に、前記差分が前記所定値以上となる範囲では、前記差分が前記所定値を維持するように前記基準値が増加又は減少するように設定されることを特徴とする請求項１２に記載のパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項１６】
前記動フリクション補正値は、前記差分が上限値に達したときに前記差分が当該上限値を維持するように前記基準値が設定されることを特徴とする請求項１５に記載のパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項１７】
ステアリングホイールの操舵操作に伴い回転する入力軸と、該入力軸とトーションバーを介して接続される出力軸と、該出力軸の回転を転舵輪の転舵動作へと変換する変換機構とから構成される操舵機構と、
前記入力軸の回転角又は前記出力軸に対する前記入力軸の相対回転角である入力軸回転角を検出し、入力軸回転角信号として出力する第１回転角センサと、
前記出力軸の回転角を検出し、出力軸回転角信号として出力する第２回転角センサと、
前記操舵機構に操舵アシスト力を付与する電動モータと、
車両の運転状態に基づいて前記電動モータを駆動制御する電子コントロールユニットと、を備え、
前記電子コントロールユニットは、
前記電動モータに対する指令電流であるモータ指令電流を演算する指令電流演算部と、
前記入力軸回転角信号に基づいて静フリクション補正値を演算する静フリクション補正値演算部と、
前記出力軸回転角信号に基づいて動フリクション補正値を演算する動フリクション補正値演算部と、
前記静フリクション補正値及び前記動フリクション補正値に基づいて指令電流補正値を演算する電流補正値演算部と、
前記指令電流補正値に基づいて前記モータ指令電流を補正する指令電流補正部と、
を有することを特徴とする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、例えば自動車に適用されるパワーステアリング装置及びこれに用いる制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車に適用される従来のパワーステアリング装置としては、例えば以下の特許文献に記載されたものが知られている。【０００３】
すなわち、この特許文献に記載のパワーステアリング装置では、操舵トルクの方向と操舵角速度の方向とが一致する場合を「往き状態」と、異なる場合を「戻り状態」として、当該各状態において操舵角に応じてフリクション補正値を変化させることで、操舵フィーリングの向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１０５１９０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、前記操舵時に発生するフリクションとしては、未だ出力軸は追従せず入力軸のみが回転する状態において発生する静フリクション（以下、単に「静フリクション」と称する。）と、前記入力軸の回転に追従して出力軸が回転する状態において発生する動フリクション（以下、単に「動フリクション」と称する。）と、があり、その大きさは相互に異なったものとなる。【０００６】
しかしながら、前記従来のパワーステアリング装置においては、前記各フリクションについて特に区別することなく、操舵角の大きさに応じて前記フリクション補正値を決定することとしているため、摩擦の種別に応じた適切な摩擦損失補償を行えないという問題があった。【０００７】
本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたものであり、摩擦の種別に応じた適切な摩擦損失補償を行い得るパワーステアリング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、とりわけ、電動モータに対する指令電流であるモータ指令電流を演算する指令電流演算部と、入力軸回転角信号に基づいて静フリクション補正値を演算する静フリクション補正値演算部と、出力軸回転角信号に基づいて動フリクション補正値を演算する動フリクション補正値演算部と、前記静フリクション補正値及び前記動フリクション補正値に基づいて指令電流補正値を演算する電流補正値演算部と、前記指令電流補正値に基づいて前記モータ指令電流を補正する指令電流補正部と、を備えたことを特徴としている。【０００９】
請求項２、３に記載の発明は、とりわけ、電動モータに対する指令電流であるモータ指令電流を演算する指令電流演算部と、入力軸回転角信号が左右操舵方向のうち一方向に向かって増加するように変化するときは当該変化量に応じて増加し、他方向に向かって増加するように変化するときは当該変化量に応じて減少する静フリクション補正値を演算する静フリクション補正値演算部と、出力軸回転角信号が前記一方向に向かって増加するように変化するときは当該変化量に応じて増加し、前記他方向に向かって増加するように変化するときは当該変化量に応じて減少するものであって、前記静フリクション補正値よりも小さい値に設定される動フリクション補正値を演算する動フリクション補正値演算部と、前記静フリクション補正値と前記動フリクション補正値との差分であって、最大値及び最小値を有する指令電流補正値を演算する電流補正値演算部と、前記指令電流補正値がその最大値と最小値の中間値よりも大きいときは、前記一方側への操舵アシスト力が増加するように前記モータ指令電流を補正する一方、前記指令電流補正値が前記中間値よりも小さいときは、前記他方向側への操舵アシスト力が増加するように前記モータ指令電流を補正する指令電流補正部と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、摩擦による操舵アシスト力損失の補償につき、当該補償に供するフリクション補正値の演算にあたり、静摩擦（静フリクション）と動摩擦（動フリクション）とを区別し、それぞれに応じて静フリクション補正値と動フリクション補正値を組み合わせて演算を行うようにしたことから、当該摩擦の種別に応じた適切な摩擦損失補償を行うことができる。【００１１】
具体的には、入力軸回転角信号に基づいて静フリクション補正値を設定することにより、ステアリングの切り始めにおける操舵機構の動きの渋さに基づく操舵負荷の増大を抑制することができる。また、出力軸回転角信号に基づいて動フリクション補正値を設定することにより、操舵機構の作動後における当該操舵機構の摩擦による操舵負荷の増大を抑制することができる。【００１２】
請求項２、３に記載の発明によれば、静フリクション補正値と動フリクション補正値との差分により指令電流補正値を決定するようにしたことで、単純に静フリクション補正値と動フリクション補正値を切り替えて指令電流補正値を決定する場合に比べて、指令電流補正値の変化を滑らかなものとすることが可能となり、操舵フィーリングの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るパワーステアリング装置のシステム構成図である。
【図２】図１に示す入力軸と出力軸の連結部近傍の拡大縦断面図である。
【図３】図１に示すコントロールユニットの制御ブロック図である。
【図４】図３に示す静フリクション補正値演算部での静フリクション補正値の演算説明に供するタイムチャートである。
【図５】図３に示す動フリクション補正値演算部での動フリクション補正値の演算説明に供するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るパワーステアリング装置等の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、下記実施形態では、本発明に係るパワーステアリング装置等を、従来と同様、自動車のパワーステアリング装置に適用したものを例に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係るパワーステアリング装置のシステム構成の概略を説明するための当該装置の概略図である。
【００１６】
この図１に示すパワーステアリング装置は、一端側がステアリングホイール１と一体回転可能に連係される入力軸２と、一端側が図示外のトーションバーを介して入力軸２の他端側に相対回転可能に連結され、他端側が変換機構たるラック・ピニオン機構ＲＰを介して転舵輪ＷＬ，ＷＲに連係される出力軸３と、入力軸２の外周側に配置され、この入力軸２と出力軸３との相対回転変位量に基づいて操舵入力トルクを検出するトルクセンサ４と、該トルクセンサ４や、図示外の操舵角センサ及び車速センサ等の各検出結果に基づいて運転者の操舵トルクに応じた操舵アシストトルクを前記出力軸３へと付与する電動モータ５と、該電動モータ５を駆動制御する電子コントロールユニット６と、から主として構成されている。ここで、前記入力軸２、出力軸３及びラック・ピニオン機構ＲＰによって、本発明に係る操舵機構が構成されている。
【００１７】
前記ラック・ピニオン機構ＲＰは、出力軸３の他端部外周に形成された図示外のピニオン歯と、当該出力軸３の他端部にほぼ直交するかたちで配置されるラック軸７の軸方向所定範囲に形成される図示外のラック歯とが噛合してなるもので、出力軸３の回転方向に応じてラック軸７が軸方向へと移動するようになっている。そして、前記ラック軸７の各端部はそれぞれタイロッド８，８及びナックルアーム９，９を介して転舵輪ＷＲ，ＷＬに連係され、当該ラック軸７が軸方向に移動して前記各タイロッド８，８を介して前記各ナックルアーム９，９が引っ張られることにより、転舵輪ＷＲ，ＷＬの向きが変更されるようになっている。
【００１８】
図２は、前記トルクセンサ４を含む前記入力軸２と出力軸３の連結部近傍に係る縦断面図である。
【００１９】
この図２に示すように、前記トルクセンサ４は、入力軸２と出力軸３の重合部を包囲するように設けられたケーシングＣＳと、該ケーシングＣＳの内周面と入力軸２の外周面との間に介装され、入力軸２の回転変位を検出する例えばレゾルバにより構成される第１回転角センサＳ１と、前記ケーシングＣＳの内周面と出力軸３との間に介装され、出力軸３の回転変位を検出する例えばレゾルバにより構成される第２回転角センサＳ２と、から主として構成され、前記トーションバーの捩れ変形に基づく入力軸２と出力軸３との相対回転変位量を前記両回転角センサＳ１，Ｓ２によって検出することで、運転者の操舵操作により入力される操舵トルクを検出するようになっている。
【００２０】
前記第１、第２回転角センサＳ１，Ｓ２は、ともに周知の可変リラクタンス（ＶＲ）型のレゾルバである。すなわち、第１回転角センサＳ１は、入力軸２の外周面に一体回転可能に外嵌された円環状の第１ロータＳ１ａと、前記ケーシングＣＳに固定され、前記第１ロータＳ１ｒの外周側に所定隙間を介して径方向に重合するかたちで配設される第１ステータＳ１ｓと、から構成される。同様に、第２回転角センサＳ２も、出力軸３の外周面に一体回転可能に外嵌された円環状の第２ロータＳ２ｒと、前記ケーシングＣＳに固定され、前記第２ロータＳ２ｒの外周側に所定隙間を介して径方向に重合するかたちで配設される第２ステータＳ２ｓと、から構成される。
【００２１】
図３は、前記電子コントロールユニット６内の演算回路構成を示す制御ブロック図である。
【００２２】
この図３に示す電子コントロールユニット６は、車両の運転状態（後述する各種センサ信号）に基づき電動モータ５への指令電流値であるモータ指令電流Ｉｏを演算する指令電流演算部１０と、前記操舵機構の静摩擦補正に供する静フリクション補正値Ｓｆを演算する静フリクション補正値演算部１１と、前記操舵機構の動摩擦補正に供する動フリクション補正値Ｋｆを演算する動フリクション補正値演算部１２と、前記静フリクション補正値演算部１１において算出された静フリクション補正値Ｓｆと前記動フリクション補正値演算部１２において算出された動フリクション補正値Ｋｆとに基づいて指令電流補正値Ｃｖを演算する電流補正値演算部１３と、該電流補正値演算部１３において算出された指令電流補正値Ｃｖに基づいて前記モータ指令電流Ｉｏを補正する指令電流補正部１４と、を備えている。
【００２３】
前記指令電流演算部１０は、これに入力される、前記トルクセンサ４の出力信号Ｔｒ、前記電動モータ５に設けられたモータ回転角センサの出力信号Ｍθ、前記舵角センサの出力信号θ、前記車速センサの出力信号Ｖ等に基づいて前記モータ指令電流Ｉｏを演算し、これを前記指令電流補正部１４へと出力する。
【００２４】
前記静フリクション補正値演算部１１は、これに入力される前記第１回転角センサＳ１及び第２回転角センサＳ２の各出力信号θ１，θ２に基づいて前記静フリクション補正値Ｓｆを演算し、これを前記電流補正値演算部１３へと出力する。前記静フリクション補正値Ｓｆは、入力軸回転角θ１と基準値Ｂ１との差分Ｄ１に基づいて演算されるものであり、前記基準値Ｂ１は、基本的に、入力軸回転角θ１との差分が所定値Ｘ１よりも小さくなる範囲においては同じ値を維持し、当該差分が前記所定値Ｘ１以上となる範囲では、当該差分が前記所定値Ｘ１を維持するように増加又は減少するように設定されることとなる。具体的な演算方法については、後に詳述する。また、この静フリクション補正値Ｓｆは、少なくとも指令電流補正値Ｃｖが前記操舵機構における静摩擦損失を超えない値に演算される。
【００２５】
前記動フリクション補正値演算部１２は、これに入力される前記第１回転角センサＳ１及び第２回転角センサＳ２の各出力信号θ１，θ２に基づいて前記動フリクション補正値Ｋｆを演算し、これを前記静フリクション補正値Ｓｆに対し逆向き（操舵方向反対向き）となるように、前記電流補正値演算部１３へ出力する。なお、この動フリクション補正値Ｋｆも、前記静フリクション補正値Ｓｆと同様に、出力軸回転角θ２と基準値Ｂ２との差分Ｄ２に基づいて演算されるものであり、前記基準値Ｂ２は、基本的に、出力軸回転角θ２との差分が所定値Ｘ２よりも小さくなる範囲では同じ値を維持し、当該差分が前記所定値Ｘ２以上となる範囲では、当該差分が前記所定値Ｘ２を維持するように増加又は減少するように設定される。具体的な演算方法については、後に詳述する。また、この動フリクション補正値Ｋｆも、少なくとも指令電流補正値Ｃｖが前記操舵機構における動摩擦損失を超えない値に演算される。
【００２６】
前記電流補正値演算部１３では、静フリクション補正値演算部１１より出力された静フリクション補正値Ｓｆと、動フリクション補正値演算部１２より静フリクション補正値Ｓｆに対し逆向きに出力された動フリクション補正値Ｋｆとを加算する、すなわち静フリクション補正値Ｓｆから動フリクション補正値Ｋｆを減算することにより、これら両フリクション補正値Ｓｆ，Ｋｆの差分に基づいて前記指令電流補正値Ｃｖを演算し、これを前記指令電流補正部１４へと出力する。
【００２７】
前記指令電流補正部１４は、電流補正値演算部１３より出力された指令電流補正値Ｃｖに基づいて前記モータ指令電流Ｉｏを補正し、この補正によって得られたモータ駆動電流Ｉｄを電動モータ５に出力する。
【００２８】
図４は、静フリクション補正値演算部１１における基準値Ｂ１及び静フリクション補正値Ｓｆの演算結果を表したタイムチャートである。なお、同図中では、一点鎖線ｎを舵角中立点として、第１回転角センサＳ１の出力信号である入力軸回転角θ１を細実線で示し、前記舵角中立点よりも上側を左操舵、下側を右操舵とする。そして、静フリクション補正値Ｓｆを演算するための基準値Ｂ１を破線で示し、入力軸回転角θ１と基準値Ｂ１の差分Ｄ１により得られる静フリクション補正値Ｓｆを太実線で示す。また、点線は、差分Ｄ１の上限値を決定する所定値Ｘ１である。
【００２９】
すなわち、前記ステアリングホイール１が中立状態にあるとき（直進状態）から左右に操舵操作を行った場合を例に説明すれば、図４に示すように、まず左方向へ操舵すると、時点Ｔ０から時点Ｔ１までの区間Ｌ１においては、入力軸回転角θ１と基準値Ｂ１の差分Ｄ１が所定値Ｘ１に満たないことから、基準値Ｂ１は増大することなく同じ値（ここではゼロ）を維持することとなる結果、差分Ｄ１によって得られる静フリクション補正値Ｓｆは、入力軸回転角θ１に応じて増大する。
【００３０】
続いて、前記時点Ｔ１において、入力軸回転角θ１と基準値Ｂ１の差分Ｄ１が所定値Ｘ１に達することになると、当該時点Ｔ１以降、入力軸回転角θ１と基準値Ｂ１の差分Ｄ１が所定値Ｘ１を下回ることになる時点Ｔ２までの区間Ｌ２においては、差分Ｄ１が所定値Ｘ１を維持するように基準値Ｂ１が増大する結果、差分Ｄ１によって得られる静フリクション補正値Ｓｆは、所定値Ｘ１のまま維持される。
【００３１】
その後、前記時点Ｔ２において操舵方向が左方向から右方向へと切り替わるにあたって、入力軸回転角θ１と基準値Ｂ１の差分Ｄ１が再び所定値Ｘ１を下回ることになると、当該時点Ｔ２以降、入力軸回転角θ１と基準値Ｂ１の差分Ｄ１が再び所定値Ｘ１に達する時点Ｔ４までの区間Ｌ３では、前記区間Ｌ１と同様に、基準値Ｂ１が同じ値（時点Ｔ２の基準値α１）を維持することとなる結果、差分Ｄ１によって得られる静フリクション補正値Ｓｆは、入力軸回転角θ１に応じて減少する。
【００３２】
このように、操舵方向が右方向へと切り替わると、前記入力軸回転角θ１と基準値Ｂ１の差分Ｄ１に基づいて演算される静フリクション補正値Ｓｆについては基本的に入力軸回転角θ１に追従させるように制御することにより、当該静フリクション補正値Ｓｆに基づいて演算される指令電流補正値Ｃｖの変化を滑らかなものとすることが可能となる。
【００３３】
続いて、前記時点Ｔ４において、入力軸回転角θ１と基準値Ｂ１の差分Ｄ１が所定値Ｘ１に達することになると、当該時点Ｔ４以降、入力軸回転角θ１と基準値Ｂ１の差分Ｄ１が所定値Ｘ１を下回ることになる時点Ｔ５までの区間Ｌ４においては、差分Ｄ１が所定値Ｘ１を維持するように基準値Ｂ１が減少する結果、差分Ｄ１によって得られる静フリクション補正値Ｓｆは、所定値Ｘ１のまま維持される。
【００３４】
その後、前記時点Ｔ５において操舵方向が右方向から左方向へと切り替わるにあたって、入力軸回転角θ１と基準値Ｂ１の差分Ｄ１が再び所定値Ｘ１を下回ることになると、当該時点Ｔ５以降、入力軸回転角θ１と基準値Ｂ１の差分Ｄ１が再び所定値Ｘ１に達する時点Ｔ７までの区間Ｌ５では、前記区間Ｌ３と同様に、基準値Ｂ１が同じ値（時点Ｔ５の基準値α２）を維持することとなる結果、当該区間においても、差分Ｄ１によって得られる静フリクション補正値Ｓｆについては基本的に入力軸回転角θ１に追従させることで、指令電流補正値Ｃｖの円滑化が図られている。
【００３５】
図５は、動フリクション補正値演算部１２における基準値Ｂ２及び動フリクション補正値Ｋｆの演算結果を表したタイムチャートである。なお、同図中では、図４と同様に、一点鎖線ｎを舵角中立点として、第２回転角センサＳ２の出力信号である出力軸回転角θ２を細実線、動フリクション補正値Ｋｆを演算するための基準値Ｂ２を破線、出力軸回転角θ２と基準値Ｂ２の差分Ｄ２により得られる動フリクション補正値Ｋｆを太実線、差分Ｄ２の上限値を決定する所定値Ｘ２を点線でそれぞれ示し、その操舵内容は前記静フリクション補正値Ｓｆの場合と同様である。
【００３６】
すなわち、図５に示すように、左方向への操舵にあたり、時点Ｔ０から時点Ｔ１までの区間Ｌ１においては、出力軸回転角θ２と基準値Ｂ２の差分Ｄ２が所定値Ｘ２に満たないことから、基準値Ｂ２が同じ値（ここではゼロ）を維持することとなる結果、差分Ｄ２によって得られる動フリクション補正値Ｋｆは、出力軸回転角θ２に応じて増大する。
【００３７】
続いて、前記時点Ｔ１において、出力軸回転角θ２と基準値Ｂ２の差分Ｄ２が所定値Ｘ２に達することになると、当該時点Ｔ１以降、出力軸回転角θ２と基準値Ｂ２の差分Ｄ２が所定値Ｘ２を下回ることになる時点Ｔ２までの区間Ｌ２においては、差分Ｄ２が所定値Ｘ２を維持するように基準値Ｂ２が増大する結果、差分Ｄ２によって得られる動フリクション補正値Ｋｆは、所定値Ｘ２のまま維持される。
【００３８】
その後、前記時点Ｔ２において操舵方向が左方向から右方向へと切り替わるにあたって、出力軸回転角θ２と基準値Ｂ２の差分Ｄ２が再び所定値Ｘ２を下回ることになると、当該時点Ｔ２以降、出力軸回転角θ２と基準値Ｂ２の差分Ｄ２が再び所定値Ｘ２に達する時点Ｔ４までの区間Ｌ３では、前記区間Ｌ１と同様に、基準値Ｂ２が同じ値（時点Ｔ２の基準値β１）を維持することとなる結果、差分Ｄ２によって得られる動フリクション補正値Ｋｆは、出力軸回転角θ２に応じて減少することとなる。このように、前記出力軸回転角θ２と基準値Ｂ２の差分Ｄ２に基づいて演算される動フリクション補正値Ｋｆについても、基本的に出力軸回転角θ２に追従させるように制御することで、当該動フリクション補正値Ｋｆに基づいて演算される指令電流補正値Ｃｖの変化の円滑化が図られている。
【００３９】
続いて、前記時点Ｔ４において、出力軸回転角θ２と基準値Ｂ２の差分Ｄ２が所定値Ｘ２に達することになると、当該時点Ｔ４以降、出力軸回転角θ２と基準値Ｂ２の差分Ｄ２が所定値Ｘ２を下回ることになる時点Ｔ５までの区間Ｌ４においては、差分Ｄ２が所定値Ｘ２を維持するように基準値Ｂ２が減少する結果、差分Ｄ２によって得られる動フリクション補正値Ｋｆは、所定値Ｘ２のまま維持される。
【００４０】
その後、前記時点Ｔ５において操舵方向が右方向から左方向へと切り替わるにあたって、出力軸回転角θ２と基準値Ｂ２の差分Ｄ２が再び所定値Ｘ２を下回ることになると、当該時点Ｔ５以降、出力軸回転角θ２と基準値Ｂ２の差分Ｄ２が再び所定値Ｘ２に達する時点Ｔ７までの区間Ｌ５では、前記区間Ｌ３と同様に、基準値Ｂ２が同じ値（時点Ｔ５の基準値β２）を維持することとなる結果、当該区間においても、差分Ｄ２によって得られる動フリクション補正値Ｋｆについては基本的に出力軸回転角θ２に追従させることで、指令電流補正値Ｃｖの円滑化が図られている。
【００４１】
以上のように、本実施形態に係るパワーステアリング装置によれば、摩擦による操舵アシスト力損失の補償につき、当該補償に供するフリクション補正値の演算にあたり、静摩擦（静フリクション）と動摩擦（動フリクション）とを区別し、それぞれに応じて静フリクション補正値Ｓｆと動フリクション補正値Ｋｆを組み合わせて演算を行うようにしたことから、当該摩擦の種別に応じた適切な摩擦損失補償を行うことができる。
【００４２】
具体的には、前記入力軸回転角θ１に基づいて静フリクション補正値Ｓｆを設定することにより、ステアリングの切り始めにおける前記操舵機構の動きの渋さに基づく操舵負荷の増大を抑制することができる。また、前記出力軸回転角θ２に基づいて動フリクション補正値Ｋｆを設定することにより、前記操舵機構の作動後における当該操舵機構の摩擦による操舵負荷の増大を抑制することができる。
【００４３】
しかも、前記両フリクション補正値Ｓｆ，Ｋｆの各演算にあたり、静フリクション補正値Ｓｆと動フリクション補正値Ｋｆとの差分により指令電流補正値Ｃｖを決定するようにしたため、単純に静フリクション補正値Ｓｆと動フリクション補正値Ｋｆを切り替えて指令電流補正値を決定する場合に比べて、指令電流補正値Ｃｖの変化を滑らかなものとすることが可能となる。これにより、操舵フィーリングの向上を図ることができる。
【００４４】
加えて、前記両フリクション補正値Ｓｆ，Ｋｆについては、前記操舵機構における各摩擦損失を超えないようにそれぞれ上限値を設けたことにより、操舵アシスト力における各フリクション補正値Ｓｆ，Ｋｆの割合を適正範囲に抑え、操舵負荷に応じた適切な操舵アシストを行うことが可能となっている。
【００４５】
また、従来は、例えば切り込み保舵時など、操舵角速度の符号が細かく切り替わる状態では、当該操舵角速度の符号に応じてフリクション補正値の符号も切り替わることになるため、フリクション補正値が大きい状態では、当該フリクション補正値が波打つ、いわゆるハンチングによって、操舵違和感を生じてしまうという問題を招来していた。
【００４６】
これに対して、本実施形態では、前記各フリクション補正値Ｓｆ，Ｋｆは、各軸２，３の操舵方向の一方側又は他方側の捩れ量が増加するほど増加する（図４、図５中の各区間Ｌ１参照）一方で、前記各差分Ｄ１，Ｄ２が前記各所定値Ｘ１，Ｘ２よりも大きくなるときには一定の値を与える（図４、図５中の各区間Ｌ２参照）ことができる結果、操舵角変化及び転舵角変化の各初期における操舵負荷の軽減に供されると共に、各軸２，３の操舵方向の一方側又は他方側の捩れ量が増加している区間における安定した操舵が可能となる。
【００４７】
一方、操舵方向が一方側又は他方側へ切り替わるときには、前記各軸２，３の回転角θ１，θ２の変化に伴って前記各差分Ｄ１，Ｄ２が滑らかに追従する（図４、図５中の各区間Ｌ３参照）かたちで前記各フリクション補正値Ｓｆ，Ｋｆが設定されることから、前記従来のようにフリクション補正値が頻繁に変化することによる操舵負荷の過度（過敏）な増減を抑制することが可能となり、操舵フィーリングの向上に供される。
【００４８】
さらに、前記各差分Ｄ１，Ｄ２に所定のゲインをかけて得られる値や、前記各差分Ｄ１，Ｄ２をマップ参照への入力とすることにより出力される値を前記各フリクション補正値Ｓｆ，Ｋｆと設定することで、操舵フィーリングの調整を行うことが可能となる。
【００４９】
また、本実施形態では、前記第１回転角センサＳ１をトルクセンサ４により構成することとし、操舵アシスト力の設定に必要なトルクセンサ４からの情報を入力軸回転角θ１として用いるようにしたことから、別途操舵角センサを設ける必要がなく、装置の簡素化及びコスト低減に供される。
【００５０】
さらには、前記トルクセンサ４によって出力軸３に対する入力軸２の相対回転角を検出することにより、出力軸３に対する入力軸２の動きは運転者による操舵操作であることから、ステアリングの切り始めの動きを精度よく静フリクション補正値Ｓｆへと反映させることもできる。
【００５１】
なお、装置の仕様として操舵角センサを含む場合には、前記トルクセンサ４の代替として操舵角センサを利用してもよい。かかる場合も、操舵角センサにより運転者の操舵操作によるステアリングの動きを検知することができるため、ステアリングの切り始めの動きを精度よく静フリクション補正値Ｓｆへと反映させることができる。
【００５２】
本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば本発明の特徴とは直接関係しない操舵機構やアシスト形式などの具体的構成は勿論、本発明の特徴に関係する、前記両フリクション補正値Ｓｆ，Ｋｆに基づいた指令電流補正値Ｃｖの具体的な演算方法などについても、前記作用効果を奏し得る態様であれば、例えば搭載する車両など適用対象の仕様等に応じて自由に変更可能である。
【００５３】
以下、前記実施形態から把握される特許請求の範囲に記載した以外の技術的思想について説明する。
【００５４】
（ａ）請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
前記静フリクション補正値は、前記基準値と前記入力軸回転信号との差分が所定値よりも小さくなる範囲では、前記差分に基づいて変化すると共に、前記差分が前記所定値以上となる範囲では、前記差分が前記所定値を維持するように前記基準値が増加又は減少するように設定されることを特徴とするパワーステアリング装置。
【００５５】
本発明によれば、静フリクション補正値を、入力軸の左右操舵方向の一方側又は他方側への捩れ量が増加するほど増加する一方、該捩れ量が減少するほど減少するように設定したことにより、捩れ量が大きく増減するとき、すなわち操舵操作の変化が大きいときには、その変化に応じて静フリクション補正値を大きくしながら与えることができる結果、操舵角変化の初期における操舵負荷の軽減に供される。
【００５６】
（ｂ）前記（ａ）に記載のパワーステアリング装置において、
前記静フリクション補正値は、前記差分が上限値に達したときに前記差分が当該上限値を維持するように前記基準値が設定されることを特徴とするパワーステアリング装置。
【００５７】
本発明によれば、静フリクション補正値の基となる前記差分について上限値を設けることにより、操舵アシスト力における静フリクション補正値の割合を適正範囲に抑え、また静フリクション補正値に一定の値を与えることができる結果、入力軸の左右操舵方向の捩れ量が一方側又は他方側へ増加している区間において安定した操舵が可能となる。
【００５８】
（ｃ）前記（ａ）に記載のパワーステアリング装置において、
前記静フリクション補正値は、前記基準値と前記入力軸回転信号とが同じ値の状態から、前記入力軸回転信号が変化するとき、前記差分が前記所定値より小さい範囲においては同じ値を維持することを特徴とするパワーステアリング装置。
【００５９】
本発明によれば、前記差分が所定値より小さい範囲、すなわち操舵操作ではないステアリングの揺れに伴う入力軸の回転に対しては静フリクション補正値を変化させないようにすることで、安定した操舵フィーリングを与えることができる。
【００６０】
（ｄ）前記（ｃ）に記載のパワーステアリング装置において、
前記静フリクション補正値は、前記差分が前記所定値以上となる範囲では、前記入力軸回転信号の変化に伴って漸増又は漸減するように設定されることを特徴とするパワーステアリング装置。
【００６１】
このように、静フリクション補正値を漸増又は漸減させることとして、当該静フリクション補正値を急激に変化させないようにしたことで、操舵アシスト力の急変による操舵違和感を抑制することに供される。
【００６２】
（ｅ）前記（ａ）に記載のパワーステアリング装置において、
前記差分が前記所定値の付近で微小な増減を繰り返すとき、前記差分が前記所定値から前記微小な増減の取り得る範囲の値を減じた値以上に大きくなる範囲では、静フリクション補正値が維持又はその変化量が小さくなるように設定されることを特徴とするパワーステアリング装置。
【００６３】
本発明によれば、保舵操作における静フリクション補正値の微小なハンチングによる操舵違和感を抑制することに供される。
【００６４】
（ｆ）請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
前記動フリクション補正値は、前記基準値と前記出力軸回転信号との差分が所定値よりも小さくなる範囲では、前記差分に基づいて変化すると共に、前記差分が前記所定値以上となる範囲では、前記差分が前記所定値を維持するように前記基準値が増加又は減少するように設定されることを特徴とするパワーステアリング装置。
【００６５】
本発明によれば、動フリクション補正値を、出力軸の左右操舵方向の一方側又は他方側への捩れ量が増加するほど増加する一方、該捩れ量が減少するほど減少するように設定したことにより、捩れ量が大きく増減するとき、すなわち転舵操作の変化が大きいときには、その変化に応じて動フリクション補正値を大きくしながら与えることができる結果、転舵角変化の初期における操舵負荷の軽減に供される。
【００６６】
（ｇ）前記（ｆ）に記載のパワーステアリング装置において、
前記動フリクション補正値は、前記差分が上限値に達したときに前記差分が当該上限値を維持するように前記基準値が設定されることを特徴とするパワーステアリング装置。
【００６７】
本発明によれば、動フリクション補正値の基となる前記差分について上限値を設けることにより、操舵アシスト力における動フリクション補正値の割合を適正範囲に抑え、また動フリクション補正値に一定の値を与えることができる結果、出力軸の左右操舵方向の捩れ量が一方側又は他方側へ増加している区間において安定した操舵が可能となる。
【００６８】
（ｈ）前記（ｆ）に記載のパワーステアリング装置において、
前記差分が前記所定値の付近で微小な増減を繰り返すとき、前記差分が前記所定値から前記微小な増減の取り得る範囲の値を減じた値以上に大きくなる範囲では、動フリクション補正値が維持又はその変化量が小さくなるように設定されることを特徴とするパワーステアリング装置。
【００６９】
本発明によれば、保舵操作における動フリクション補正値の微小なハンチングによる操舵違和感を抑制することに供される。
【００７０】
（ｉ）前記（ｆ）に記載のパワーステアリング装置において、
前記動フリクション補正値は、前記差分が前記所定値以上となる範囲では、前記出力軸回転信号の変化に伴って漸増又は漸減するように設定されることを特徴とするパワーステアリング装置。
【００７１】
このように、動フリクション補正値を漸増又は漸減させることとして、当該動フリクション補正値を急激に変化させないようにしたことで、操舵アシスト力の急変による操舵違和感を抑制することに供される。
【００７２】
（ｊ）請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
前記第１回転角センサは、前記入力軸の回転角を検出する操舵角センサによって構成されることを特徴とするパワーステアリング装置。
【００７３】
操舵角センサによって、運転者の操舵操作によるステアリングの動きを検知することができることから、ステアリングの切り始めの動きを精度よく静フリクション補正値に反映させることができる。
【００７４】
（ｋ）請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
前記第１回転角センサは、前記出力軸に対する前記入力軸の相対回転角を検出することを特徴とするパワーステアリング装置。
【００７５】
出力軸に対する入力軸の動きは運転者による操舵操作であることから、ステアリングの切り始めの動きを精度よく静フリクション補正値に反映させることができる。
【００７６】
（ｌ）請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
前記第１回転角センサは、前記トーションバーの捩れ量に基づいて前記操舵機構に発生する操舵トルクを検出するトルクセンサによって構成されることを特徴とするパワーステアリング装置。
【００７７】
このように、操舵アシスト力の設定に必要なトルクセンサからの情報を入力軸回転信号として用いることで、別途操舵角センサを設ける必要がなく、装置の簡素化及びコスト低減に供される。
【００７８】
（ｍ）請求項３に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
前記静フリクション補正値は、前記基準値と前記入力軸回転信号との差分が所定値よりも小さくなる範囲では、前記差分に基づいて変化すると共に、前記差分が前記所定値以上となる範囲では、前記差分が前記所定値を維持するように前記基準値が増加又は減少するように設定されることを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【００７９】
本発明によれば、静フリクション補正値を、入力軸の左右操舵方向の一方側又は他方側への捩れ量が増加するほど増加する一方、該捩れ量が減少するほど減少するように設定したことにより、捩れ量が大きく増減するとき、すなわち操舵操作の変化が大きいときには、その変化に応じて静フリクション補正値を大きくしながら与えることができる結果、操舵角変化の初期における操舵負荷の軽減に供される。
【００８０】
（ｎ）前記（ｍ）に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
前記静フリクション補正値は、前記差分が上限値に達したときに前記差分が当該上限値を維持するように前記基準値が設定されることを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【００８１】
本発明によれば、静フリクション補正値の基となる前記差分について上限値を設けることにより、操舵アシスト力における静フリクション補正値の割合を適正範囲に抑え、また静フリクション補正値に一定の値を与えることができる結果、入力軸の左右操舵方向の捩れ量が一方側又は他方側に増加している区間において安定した操舵が可能となる。
【００８２】
（ｏ）請求項３に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
前記動フリクション補正値は、前記基準値と前記出力軸回転信号との差分が所定値よりも小さくなる範囲では、前記差分に基づいて変化すると共に、前記差分が前記所定値以上となる範囲では、前記差分が前記所定値を維持するように前記基準値が増加又は減少するように設定されることを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【００８３】
本発明によれば、動フリクション補正値を、出力軸の左右操舵方向の一方側又は他方側への捩れ量が増加するほど増加する一方、該捩れ量が減少するほど減少するように設定したことにより、捩れ量が大きく増減するとき、すなわち転舵操作の変化が大きいときには、その変化に応じて動フリクション補正値を大きくしながら与えることができる結果、転舵角変化の初期における操舵負荷の軽減に供される。
【００８４】
（ｐ）前記（ｏ）に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
前記動フリクション補正値は、前記差分が上限値に達したときに前記差分が当該上限値を維持するように前記基準値が設定されることを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【００８５】
本発明によれば、動フリクション補正値の基となる前記差分について上限値を設けることにより、操舵アシスト力における動フリクション補正値の割合を適正範囲に抑え、また動フリクション補正値に一定の値を与えることができる結果、出力軸の左右操舵方向の捩れ量が一方側又は他方側へ増加している区間において安定した操舵が可能となる。
【符号の説明】
【００８６】
１…ステアリングホイール
２…入力軸
３…出力軸
４…トルクセンサ（第１、第２回転角センサ）
５…電動モータ
６…電子コントロールユニット
１０…指令電流演算部
１１…静フリクション補正値演算部
１２…動フリクション補正値演算部
１３…電流補正値演算部
１４…指令電流補正部
ＲＰ…ラック・ピニオン機構（変換機構）
Ｉｏ…モータ指令電流
【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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