(57)【要約】      （修正有）【課題】フィードバック制御のゲインを上げることなく、据え切りや低速走行時の応答性の向上および逆起電圧の影響により低下するフィードバック制御の応答性の回復を図ることができる電動パワーステアリング装置を供する。【解決手段】舵角θと車速ｖに基づいて目標操舵トルクＴｍを導出する目標操舵トルク演算処理手段40と、目標操舵トルクＴｍと検出された操舵トルクＴとの差ΔＴに基づいてフィードバック制御量Ｄfbを算出するフィードバック制御量演算手段51と、アシストモータの回転角速度ωからアシストモータの逆起電圧ＶＭを算出する逆起電圧演算手段57と、逆起電圧演算手段57が算出した逆起電圧ＶＭと検出した電源電圧ＶＢからフィードフォワード制御量Ｄffを算出するフィードフォワード制御量演算手段52と、フィードバック制御量Ｄfbにフィードフォワード制御量Ｄffを加算して算出されたモータ制御量ＤＭに基づいてアシストモータを駆動する。【選択図】図３
2006281882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アシストモータの駆動力がステアリング操舵力を補助する電動パワーステアリング装置において、操舵トルクを検出するトルクセンサと、
車速を検出する車速センサと、
舵角を検出する舵角検出手段と、
前記アシストモータの電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、
前記アシストモータの回転角速度を検出する角速度検出手段と、
前記舵角検出手段により検出された舵角と前記車速センサにより検出された車速に基づいて目標操舵トルクを導出する目標操舵トルク演算処理手段と、
前記目標操舵トルク演算手段により算出された目標操舵トルクと前記トルクセンサにより検出された操舵トルクとの差に基づいてフィードバック制御量を算出するフィードバック制御量演算手段と、
前記角速度検出手段が検出したアシストモータの回転角速度からアシストモータの逆起電圧を算出する逆起電圧演算手段と、
前記逆起電圧演算手段が算出した逆起電圧と前記電源電圧検出手段が検出した電源電圧からフィードフォワード制御量を算出するフィードフォワード制御量演算手段と、
前記フィードバック制御量演算手段が算出したフィードバック制御量に前記フィードフォワード制御量演算手段が算出したフィードフォワード制御量を加算してモータ制御量を算出するモータ制御量演算手段と、
前記モータ制御量演算手段により算出されたモータ制御量に基づいて前記アシストモータを駆動するモータ駆動手段とを備えた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】
前記フィードフォワード制御量演算手段が、
前記電源電圧検出手段により検出された電源電圧に対する前記逆起電圧演算手段により算出された逆起電圧の割合をフィードフォワード制御量と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。
【請求項３】
前記目標操舵トルク演算処理手段は、
舵角またはモータ回転角の角速度を検出する角速度検出手段と、
前記舵角検出手段により検出された舵角と前記車速センサにより検出された車速に基づいてセルフアライニングトルクを算出するセルフアライニングトルク演算手段と、
前記角速度検出手段により検出された角速度と前記車速センサにより検出された車速に基づいてステアリングのフリクショントルクを算出するフリクショントルク演算手段とを備え、
前記セルフアライニングトルク演算手段により算出されたセルフアライニングトルクに前記フリクショントルク演算手段により算出されたフリクショントルクを加算して目標操舵トルクを算出することを特徴とする請求項１または請求項２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、自動車に搭載されステアリング操舵力を電動モータにより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】
電動パワーステアリング装置の操舵トルク制御は、基本的にステアリングホイールを操舵したときに、ステアリングシャフトに加わる操舵トルクに応じた補助力をモータから操舵機構に与え、操舵力を補助するものである。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された電動パワーステアリング装置では、ステアリングの舵角と車速に基づいて目標操舵トルクを推定し、同目標操舵トルクと検出された操舵トルクとの偏差に基づいてモータのフィードバック制御を行っている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２０７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このフィードバック制御において、モータ出力に対する要求される操舵トルクのゲインが大きく、音や振動の発生を抑えるために、そのフィードバック制御における目標操舵トルクのゲインをあまり高く設定できない。
【０００６】
そのため、据え切りや低速走行時のようにアシスト量が多く必要な状態において応答性が悪くなる場合がある。
また、操舵中はモータの回転によって発生する逆起電圧の影響でフィードバック制御の応答性が低下する。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、フィードバック制御のゲインを上げることなく、据え切りや低速走行時の応答性の向上および逆起電圧の影響により低下するフィードバック制御の応答性の回復を図ることができる電動パワーステアリング装置を供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、アシストモータの駆動力がステアリング操舵力を補助する電動パワーステアリング装置において、操舵トルクを検出するトルクセンサと、車速を検出する車速センサと、舵角を検出する舵角検出手段と、前記アシストモータの電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、前記アシストモータの回転角速度を検出する角速度検出手段と、前記舵角検出手段により検出された舵角と前記車速センサにより検出された車速に基づいて目標操舵トルクを導出する目標操舵トルク演算処理手段と、前記目標操舵トルク演算手段により算出された目標操舵トルクと前記トルクセンサにより検出された操舵トルクとの差に基づいてフィードバック制御量を算出するフィードバック制御量演算手段と、前記角速度検出手段が検出したアシストモータの回転角速度からアシストモータの逆起電圧を算出する逆起電圧演算手段と、前記逆起電圧演算手段が算出した逆起電圧と前記電源電圧検出手段が検出した電源電圧からフィードフォワード制御量を算出するフィードフォワード制御量演算手段と、前記フィードバック制御量演算手段が算出したフィードバック制御量に前記フィードフォワード制御量演算手段が算出したフィードフォワード制御量を加算してモータ制御量を算出するモータ制御量演算手段と、前記モータ制御量演算手段により算出されたモータ制御量に基づいて前記アシストモータを駆動するモータ駆動手段とを備えた電動パワーステアリング装置とした。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電動パワーステアリング装置において、前記フィードフォワード制御量演算手段が、記電源電圧検出手段により検出された電源電圧に対する前記逆起電圧演算手段により算出された逆起電圧の割合をフィードフォワード制御量とすることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の電動パワーステアリング装置において、前記目標操舵トルク演算処理手段は、舵角またはモータ回転角の角速度を検出する角速度検出手段と、前記舵角検出手段により検出された舵角と前記車速センサにより検出された車速に基づいてセルフアライニングトルクを算出するセルフアライニングトルク演算手段と、前記角速度検出手段により検出された角速度と前記車速センサにより検出された車速に基づいてステアリングのフリクショントルクを算出するフリクショントルク演算手段とを備え、前記セルフアライニングトルク演算手段により算出されたセルフアライニングトルクに前記フリクショントルク演算手段により算出されたフリクショントルクを加算して目標操舵トルクを算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の電動パワーステアリング装置によれば、目標操舵トルクと操舵トルクとの差に基づいてフィードバック制御量演算手段により算出されたフィードバック制御量に、逆起電圧と電源電圧から算出されたフィードフォワード制御量を加算してモータ制御量としているので、フィードバック制御のゲインを上げることなく、フィードフォワード制御が補って据え切りや低速走行時のようにアシスト量が多く必要な状態における応答性を向上させ、また逆起電圧の影響により低下するフィードバック制御の応答性を回復することができる。
さらに、フィードフォワード制御で補う分だけフィードバック制御のゲインを低く設定できるため、音や振動の発生を抑制することができる。
【００１２】
請求項２記載の電動パワーステアリング装置によれば、電源電圧に対する逆起電圧の割合をフィードフォワード制御量とするので、モータの回転によって発生する逆起電圧の影響でフィードバック制御の応答性が低下するのを防止して応答性の向上を図ることができる。
【００１３】
請求項３記載の電動パワーステアリング装置によれば、舵角と車速に基づいて算出されたセルフアライニングトルクに、角速度と車速に基づいて算出されたフリクショントルクを加算して目標操舵トルクとするので、特に低車速で小さくなるセルフアライニングトルクを補うようにフリクショントルクが加算され、路面に対するタイヤの摩擦などの影響をカバーして常に安定した操舵フィーリングを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図１１に基づいて説明する。
本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１の全体の概略後面図を図１に示す。
【００１５】
電動パワーステアリング装置１は、車両の左右方向（図１における左右方向に一致）に指向した略円筒状のラックハウジング２内にラック軸３が左右軸方向に摺動自在に収容されている。
【００１６】
ラックハウジング２の両端開口から突出したラック軸３の両端部にそれぞれジョイントを介してタイロッドが連結され、ラック軸３の移動によりタイロッドが動かされ、さらに転舵機構を介して車両の転舵輪が転舵される。
【００１７】
ラックハウジング２の右端部にステアリングギヤボックス４が設けられている。
ステアリングギヤボックス４には、ステアリングホイール（図示せず）が一体に取り付けられたステアリング軸にジョイントを介して連結される入力軸５が軸受を介して回動自在に軸支されており、図２に示すように入力軸５はステアリングギヤボックス４内でトーションバー６を介して相対的なねじり可能に操舵ピニオン軸７と連結されている。
【００１８】
この操舵ピニオン軸７のはす歯７ａがラック軸３のラック歯３ａと噛合している。
したがってステアリングホイールの回動操作により入力軸５に伝達された操舵力は、トーションバー６を介して操舵ピニオン軸７を回動して操舵ピニオン軸７のはす歯７ａとラック歯３ａの噛合によりラック軸３を左右軸方向に摺動させる。
【００１９】
ラック軸３は、ラックガイドスプリング８に付勢されたラックガイド９により背後から押圧されている。
【００２０】
ステアリングギヤボックス４の上部にはアシストモータＭが取り付けられ、アシストモータＭの駆動力を減速して操舵ピニオン軸７に伝達するウオーム減速機構10がステアリングギヤボックス４内に構成されている。
【００２１】
ウオーム減速機構10は、操舵ピニオン軸７の上部に嵌着されたウオームホイール11にアシストモータＭの駆動軸に同軸に連結されたウオーム12が噛合して構成されている。
アシストモータＭの駆動力をこのウオーム減速機構10を介して操舵ピニオン軸７に作用させて操舵を補助する。
【００２２】
なお、アシストモータＭには、その回転駆動軸の回転を直接検出するロータリエンコーダ、レゾルバなどの回転角センサ27が設けられている。
【００２３】
ウオーム減速機構10のさらに上方に操舵トルクセンサ20が設けられている。
トーションバー６の捩れをコア21の軸方向の移動に変換し、コア21の移動をコイル22，23のインダクタンス変化に変えて操舵トルクＴを検出している。
なお、トーションバー６の捩れを光学的に検出するトルクセンサでもよい。
【００２４】
以上のようなアシストモータＭをコンピュータにより駆動制御して操舵力を補助する操舵トルク制御装置30の概略ブロック図を図３に示す。
操舵トルク制御装置30は、ＰＷＭ制御信号（デューティ信号等）をモータ駆動回路26に出力し、モータ駆動回路26がＰＷＭ制御信号に従ってアシストモータＭを駆動する。
【００２５】
なお、アシストモータＭには、その回転駆動軸の回転を直接検出するロータリエンコーダ、レゾルバなどの回転角センサ27が設けられている。
また、アシストモータＭに印加されるバッテリ28の電源電圧ＶＢを検出する電源電圧センサ29が設けられている。
【００２６】
そして、操舵トルク制御装置30は、舵角検出手段55と角速度演算手段56を備えており、回転角センサ27が検出したモータ回転数ｎに基づき舵角検出手段55が舵角θを検出し、角速度演算手段56が同舵角θを時間微分してアシストモータＭの回転角速度ωを算出している。
なお、舵角θは、別途舵角センサを備えて、直接舵角センサにより求めてもよい。
【００２７】
操舵トルク制御装置30には、前記操舵トルクセンサ20が検出する操舵トルクＴのほかに、車速センサ25により検出される車速ｖおよび前記電源電圧センサ29により検出される電源電圧ＶＢが入力される。
【００２８】
操舵トルク制御装置30は、主として目標操舵トルク演算処理手段40とフィードバック制御量演算手段51およびフィードフォワード制御量演算手段52を備えている。
【００２９】
まず、目標操舵トルク演算処理手段40について図４ないし図９に基づいて説明する。
図４は、目標操舵トルク演算処理手段40の概略ブロック図であり、同図４に示すように、目標操舵トルク演算処理手段40は、セルフアライニングトルク演算手段41とフリクショントルク演算手段45の２つの演算手段からなる。
【００３０】
セルフアライニングトルク演算手段41は、セルフアライニングベーストルク抽出手段42とセルフアライニングトルク乗算係数抽出手段43とを備える。
セルフアライニングベーストルク抽出手段42は、基準車速における舵角に対するセルフアライニングベーストルクの関係を記憶するセルフアライニングベーストルク（ＳＡＢＴ）記憶手段42ａから舵角θに基づいてセルフアライニングベーストルクＴsbを抽出する。
【００３１】
セルフアライニングベーストルク記憶手段42ａが記憶する基準車速Ｖｏにおける舵角θに対するセルフアライニングベーストルクＴsbの関係マップを、図５の座標に示す。
図５において、横軸の舵角θは、正の値が右舵角（θ＞０）、負の値が左舵角（θ＜０）を示す。
【００３２】
ここに、縦軸のセルフアライニングベーストルクＴsbは、正の値が右方向トルク（Ｔsb＞０）、負の値が左方向トルク（Ｔsb＜０）であって、実際のセルフアライニングトルク（走向車輪が路面から受けるトルクであり、走向車輪を直進姿勢に復元するように働く力）の反力として示している。
したがって、例えば右舵角θ（＞０）が大きくなれば、実際とは反対方向の右方向のセルフアライニングベーストルクＴsb（＞０）が大きくなる。
【００３３】
セルフアライニングトルク演算手段41が備えるもう一つのセルフアライニングトルク乗算係数抽出手段43は、車速に対するセルフアライニングトルク乗算係数を記憶するセルフアライニングトルク（ＳＡＴ）乗算係数記憶手段43ａから車速ｖに基づいてセルフアライニングトルク乗算係数ｋsを抽出する。
【００３４】
セルフアライニングトルク乗算係数記憶手段43ａが記憶する車速ｖに対するセルフアライニングトルク乗算係数ｋsの関係マップを、図６の座標に示す。
図６において、車速ｖの増加に従いセルフアライニングトルク乗算係数ｋsの値は上昇している。
基準車速Ｖｏのとき、セルフアライニングトルク乗算係数ｋs＝1.0である。
【００３５】
セルフアライニングトルク演算手段41は、セルフアライニングベーストルク抽出手段42が舵角θに基づいて抽出したセルフアライニングベーストルクＴsbに、セルフアライニングトルク乗算係数抽出手段43が車速ｖに基づいて抽出したセルフアライニングトルク乗算係数ｋsを、乗算手段44により乗算して、セルフアライニングトルクＴｓを算出する。
なお、このセルフアライニングトルクＴｓは、実際のセルフアライニングトルクの反力としてのセルフアライニングトルクである。
【００３６】
セルフアライニングベーストルクＴsbにセルフアライニングトルク乗算係数ｋsを乗算することにより、セルフアライニングトルクＴｓは、車速ｖが基準車速Ｖｏより小さくなる程セルフアライニングベーストルクＴsbが減少し、基準車速Ｖｏより大きくなる程増幅する。
【００３７】
一方、フリクショントルク演算手段45は、フリクションベーストルク抽出手段46とフリクショントルク乗算係数抽出手段47とを備える。
フリクションベーストルク抽出手段46は、停車時における角速度に対するフリクションベーストルクの関係を記憶するフリクションベーストルク（ＦＢＴ）記憶手段46ａから角速度ωに基づいてフリクションベーストルクＴfbを抽出する。
【００３８】
フリクションベーストルク記憶手段46ａが記憶する停車時（車速ｖ＝０）における角速度ωに対するフリクションベーストルクＴfbの関係マップを、図７の座標に示す。
図７において、横軸の角速度ωは、正の値が右方向の角速度（ω＞０）、負の値が左方向の角速度（ω＜０）を示す。
【００３９】
縦軸のフリクションベーストルクＴfbは、正の値が右方向トルク（Ｔfb＞０）、負の値が左方向トルク（Ｔfb＜０）であって、実際のタイヤ等の摩擦相当の反力として示している。
したがって、例えば右方向の角速度ω（＞０）が大きくなれば、実際とは反対方向の右方向のフリクションベーストルクＴfb（＞０）が大きくなり、前記セルフアライニングベーストルクＴsbに比べ低いトルクで略一定になる。
【００４０】
フリクショントルク演算手段45が備えるもう一つのフリクショントルク乗算係数抽出手段47は、車速に対するフリクショントルク乗算係数を記憶するフリクショントルク（ＦＴ）乗算係数記憶手段47ａをから車速ｖに基づいてフリクショントルク乗算係数ｋｆを抽出する。
【００４１】
フリクショントルク乗算係数記憶手段47ａが記憶する車速ｖに対するフリクショントルク乗算係数ｋｆの関係マップを、図８の座標に示す。
図８において、車速ｖ＝０（停車時）のとき、フリクショントルク乗算係数ｋｆの値は、1.0を示し、車速ｖが停車時から高くなるに従いフリクショントルク乗算係数ｋｆの値は減少し、約20km/hを過ぎる辺りから略一定の値（約0.5）となっている。
【００４２】
フリクショントルク演算手段45は、フリクションベーストルク抽出手段46が角速度ωに基づいて抽出したフリクションベーストルクＴfbに、フリクショントルク乗算係数抽出手段47が車速ｖに基づいて抽出したフリクショントルク乗算係数ｋｆを、乗算手段48により乗算して、フリクショントルクＴｆを算出する。
なお、このフリクショントルクＴｆは、実際のフリクショントルクの反力としてのフリクショントルクである。
【００４３】
フリクションベーストルクＴfbにフリクショントルク乗算係数ｋｆを乗算することにより、フリクショントルクＴｆは、車速ｖが約20km/hまではフリクションベーストルクＴfbが徐々に減少し、約20km/hを過ぎると略半減する状態が継続する。
【００４４】
セルフアライニングトルク演算手段41により算出されたセルフアライニングトルクＴｓと、フリクショントルク演算手段45により算出されたフリクショントルクＴｆとは、加算手段49により加算されて目標操舵トルクＴｍが算出される。
【００４５】
セルフアライニングトルクＴｓは、特に低車速で小さくなるが、フリクショントルクＴｆは低車速でこれを補うように比較的大きい値を示すので、セルフアライニングトルクＴｓにフリクショントルクＴｆが加算されることで、低車速で大きく現出する路面に対するタイヤの摩擦などの影響を補うことができる。
【００４６】
以上の目標操舵トルクＴｍが算出されるまでの処理手順を、図９にフローチャートで示す。
まず、舵角検出手段55が検出した操舵角θを読込み（ステップ１）、角速度演算手段56により角速度ωを算出し（ステップ２）、車速センサ25により検出した車速ｖを読込む（ステップ３）。
【００４７】
次いで、セルフアライニングベーストルク抽出手段42により舵角θに基づきセルフアライニングベーストルクＴsbを抽出し（ステップ４）、セルフアライニングトルク乗算係数抽出手段43により車速ｖに基づきセルフアライニングトルク乗算係数ｋsを抽出し（ステップ５）、セルフアライニングベーストルクＴsbにセルフアライニングトルク乗算係数ｋsを乗算してセルフアライニングトルクＴｓを算出する（ステップ６）。
【００４８】
次に、フリクションベーストルク抽出手段46により角速度ωに基づいてフリクションベーストルクＴfbを抽出し（ステップ７）、フリクショントルク乗算係数抽出手段47により車速ｖに基づきフリクショントルク乗算係数ｋｆを抽出し（ステップ８）、フリクションベーストルクＴfbにフリクショントルク乗算係数ｋｆを乗算してフリクショントルクＴｆを算出する（ステップ９）。
【００４９】
そして、ステップ10において、セルフアライニングトルクＴｓにフリクショントルクＴｆを加算して目標操舵トルクＴｍを算出する。
以上の各ステップの処理が繰り返し実行される。
【００５０】
こうして算出された目標操舵トルクＴｍは、図３を参照して、減算手段50により前記操舵トルクセンサ20が検出した操舵トルクＴとの偏差ΔＴ（＝Ｔｍ−Ｔ）が算出され、フィードバック制御量演算手段51に入力される。
【００５１】
フィードバック制御量演算手段51は、ＰＩ（比例・積分）制御手段とＰＷＭ制御信号発生手段とからなり、ＰＩ制御手段が偏差ΔＴから偏差ΔＴを０にして目標操舵トルクＴｍを得るためにＰ（比例）動作とＩ（積分）動作を組み合わせてフィードバックの最適制御量を算出し、同最適制御量をＰＷＭ制御信号発生手段がＰＷＭ制御のデューティのフィードバックデューティＤfbに変換して出力する。
【００５２】
一方で、操舵トルク制御装置30が備える逆起電圧演算手段57が、前記角速度演算手段56により算出されたアシストモータＭの回転角速度ωからアシストモータＭの逆起電圧ＶＭを算出し、フィードフォワード制御量演算手段52に出力する。
逆起電圧演算手段57は、アシストモータＭの回転角速度ωに誘起電圧定数ｋＥを乗算して逆起電圧ＶＭ（＝ω×ｋＥ）を推定する。
【００５３】
フィードフォワード制御量演算手段52は、この逆起電圧ＶＭ相当のＰＷＭ制御のデューティをフィードフォワードデューティＤffとして求める。
すなわち、バッテリ28の電源電圧ＶＢに対する逆起電圧ＶＭの割合ＶＭ／ＶＢを、フィードフォワードデューティＤffとする。
Ｄff＝（ＶＭ／ＶＢ）×100  （％）  ………  （１）
【００５４】
いま、アシストモータＭがデューティＤのＰＷＭ制御で駆動されているときは、アシストモータＭに電圧ＶＢ×Ｄが印加され、逆起電圧ＶＢが発生しているので、モータ電流Ｉ（モータトルクに相当）を求めると、次式が成り立つ。
Ｉ＝（ＶＢ×Ｄ−ＶＭ）／Ｒｍ  ………  （２）
ここに、ＲｍはアシストモータＭの内部抵抗である。
【００５５】
デューティＤに対するモータ電流Ｉの関係を図１０に示す。
同図１０における実線が、アシストモータＭをデューティＤで回転させている場合のデューティＤに対するモータ電流Ｉの関係を示している。
前記（２）式が成立している。
【００５６】
図１０における２点鎖線は、モータロック状態の場合で、逆起電圧が発生しないので、ＰＷＭデューティＤにより印加された電圧ＶＢ×Ｄの全てがモータの内部抵抗Ｒｍに応じた電流となり、モータトルクを発生させている。
この場合のデューティＤに対するモータ電流Ｉの関係は、次式で示すものである。
Ｉ＝（ＶＢ／Ｒｍ）×Ｄ  ………  （３）
【００５７】
アシストモータＭが回転駆動すると、逆起電圧ＶＭが発生し、印加電圧ＶＢ×Ｄの一部が相殺されてモータトルクすなわちモータ電流Ｉが、図１０の実線で示すように低下している。
この逆起電圧ＶＭによるモータトルクの低下分を補うべく、（１）式に示すデューティＤffをフィードフォワードデューティとしてアシストモータＭを駆動すれば、図１０で２点鎖線で示すモータ電流（モータトルク）を回復することができる。
【００５８】
したがって、フィードフォワード制御量演算手段52は、逆起電圧演算手段57が算出した逆起電圧ＶＭと電源電圧センサ29が検出した電源電圧ＶＢから前記（１）式に従って演算し、フィードフォワードデューティＤffを算出する。
【００５９】
こうしてフィードフォワード制御量演算手段52により算出されたフィードフォワードデューティＤffは、前記フィードバック制御量演算手段51により算出されたフィードバックデューティＤfbに、加算手段（モータ制御量演算手段）53により加算され、最終的にアシストモータＭを制御するＰＭＷのデューティＤＭが求められる。
【００６０】
以上のモータ制御量の演算処理の手順を、図１１にフローチャートで示す。
まず、操舵トルクセンサ20により検出された操舵トルクＴを読込み（ステップ21）、目標操舵トルク演算処理手段40により算出された目標操舵トルクＴｍを読込み（ステップ22）、電源電圧センサ29が検出した電源電圧ＶＢを読込み、角速度演算手段56により算出されたアシストモータＭの回転角速度ωを読込む（ステップ24）。
【００６１】
そして、ステップ25で目標操舵トルクＴｍと操舵トルクＴとの偏差ΔＴ（＝Ｔｍ−Ｔ）に基づきフィードバック制御量演算手段51によりフィードバック制御量Ｄfb（フィードバックデューティＤfb）が算出される。
【００６２】
次いで、ステップ26で逆起電圧演算手段57により逆起電圧ＶＭ（＝ω×ｋＥ）を算出し、次のステップ27でフィードフォワード制御量演算手段52により逆起電圧ＶＭと電源電圧ＶＢから前記（１）式に従ってフィードフォワードデューティＤffが算出される。
そして、ステップ28でフィードバックデューティＤfbにフィードフォワードデューティＤffが加算されてモータ制御量ＤＭ（ＰＭＷ制御信号のデューティＤＭ）が求められる。
【００６３】
このＰＭＷ制御信号のデューティＤＭは、モータ駆動回路26に出力され、モータ駆動回路26は、ＰＷＭ制御信号のデューティに従った電圧ＶＢ×ＤＭがアシストモータＭに印加されてアシストモータＭを駆動して操舵力を補助する。
【００６４】
以上のように、本操舵トルク制御装置30は、目標操舵トルクＴｍと操舵トルクＴとの偏差ΔＴに基づいて算出されたフィードバック制御量Ｄfbに、逆起電圧ＶＭと電源電圧ＶＢから算出されたフィードフォワード制御量Ｄffを加算してモータ制御量ＤＭとしているので、フィードバック制御のゲインを上げることなく、フィードフォワード制御が補って据え切りや低速走行時のようにアシスト量が多く必要な状態における応答性を向上させ、また逆起電圧の影響により低下するフィードバック制御の応答性を回復することができる。
さらに、フィードフォワード制御で補う分だけフィードバック制御のゲインを低く設定できるため、音や振動の発生を抑制することができる。
【００６５】
さらに、本操舵トルク制御装置30は、目標操舵トルク演算処理手段40がセルフアライニングトルク演算手段41により算出されたセルフアライニングトルクＴｓにフリクショントルク演算手段45により算出されたフリクショントルクＴｆを加算して目標操舵トルクＴｍを求めているので、特に低車速で小さくなるセルフアライニングトルクＴｓをフリクショントルクＴｆが補い、低車速で大きく現出する路面に対するタイヤの摩擦などの影響をカバーして常に安定した操舵フィーリングを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の全体の概略後面図である。
【図２】ステアリングギヤボックス内の構造を示す断面図である。
【図３】操舵トルク制御装置の概略ブロック図である。
【図４】目標操舵トルク演算処理手段の概略ブロック図である。
【図５】基準車速における舵角θに対するセルフアライニングベーストルクＴsbの関係マップを座標で示す図である。
【図６】車速ｖに対するセルフアライニングトルク乗算係数ｋsの関係マップを座標で示す図である。
【図７】停車時における角速度ωに対するフリクションベーストルクＴfbの関係マップを座標で示す図である。
【図８】車速ｖに対するフリクショントルク乗算係数ｋｆの関係マップを座標で示す図である。
【図９】目標操舵トルクの算出処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】ＰＷＭデューティＤに対するモータ電流Ｉの関係を示す図である。
【図１１】モータ制御量の演算処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
Ｍ…アシストモータ、１…電動パワーステアリング装置、２…ラックハウジング、３…ラック軸、４…ステアリングギヤボックス、５…入力軸、６…トーションバー、７…操舵ピニオン軸、８…ラックガイドスプリング、９…ラックガイド、10…ウオーム減速機構、11…ウオームホイール、12…ウオーム、20…操舵トルクセンサ、21…コア、22，23…コイル、25…車速センサ、26…モータ駆動回路、27…回転角センサ、28…バッテリ、29…電源電圧センサ、
30…操舵トルク制御装置、
40…目標操舵トルク演算処理手段、41…セルフアライニングトルク演算手段、42…セルフアライニングベーストルク抽出手段、42ａ…セルフアライニングベーストルク記憶手段、43…セルフアライニングトルク乗算係数抽出手段、43ａ…セルフアライニングトルク乗算係数記憶手段、44…乗算手段、45…フリクショントルク演算手段、46…フリクションベーストルク抽出手段、46ａ…フリクションベーストルク記憶手段、47…フリクショントルク乗算係数抽出手段、47ａ…フリクショントルク乗算係数記憶手段、48…乗算手段、49…加算手段、
50…減算手段、51…フィードバック制御量演算手段、52…フィードフォワード制御量演算手段、52ａ…フィードフォワード制御量記憶手段、53…加算手段、55…舵角検出手段、56…角速度演算手段、57…逆起電圧演算手段。
【図１】
2006281882.tif 000003
【図２】
2006281882.tif 000004
【図３】
2006281882.tif 000005
【図４】
2006281882.tif 000006
【図５】
2006281882.tif 000007
【図６】
2006281882.tif 000008
【図７】
2006281882.tif 000009
【図８】
2006281882.tif 000010
【図９】
2006281882.tif 000011
【図１０】
2006281882.tif 000012
【図１１】
2006281882.tif 000013