(57)【要約】【課題】高周波数領域で路面情報及び外乱等の信号処理を行うことにより、チューニングし易くし、ブレーキジャダーやシミーの抑制を図って安全で快適な操舵性能が得られる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供する。【解決手段】ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵補助指令値と、ラック軸を有するステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流検出値とから演算した電流指令値に基いて、前記モータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記ラック軸に入力される反力を推定若しくは測定する反力検出手段と、前記反力から除去したい外乱の周波数帯を抽出する外乱帯域抽出手段とを具備し、前記外乱帯域抽出手段で抽出された値を前記操舵補助指令値に加算する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵補助指令値と、ラック軸を有するステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流検出値とから演算した電流指令値に基いて、前記モータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記ラック軸に入力される反力を推定若しくは測定する反力検出手段と、前記反力から除去したい外乱の周波数帯を抽出する外乱帯域抽出手段とを具備し、前記外乱帯域抽出手段で抽出された値を前記操舵補助指令値に加算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の制御装置。
【請求項２】
前記反力検出手段がセルフアライニングトルク検出手段である請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項３】
前記外乱帯域抽出手段がハイパスフィルタで構成され、除去したい外乱を打ち消すように抽出する請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項４】
ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵補助指令値と、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流検出値とから演算した電流指令値に基いて、前記モータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、モータ回転角速度、モータ回転角加速度、操舵補助力及び操舵信号を入力してセルフアライニングトルクの推定若しくはセンサによる測定を行うＳＡＴフィードバック部を設け、前記ＳＡＴフィードバック部で求められたＳＡＴ値をハイパスフィルタ及びゲイン部を通して前記操舵補助指令値に加算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の制御装置。
【請求項５】
前記ハイパスフィルタ及びゲイン部の特性が車速信号に感応して変化するようになっている請求項４に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項６】
前記車速信号が高中低速であり、高速時に前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を高くすると共に、前記ゲイン部のゲインを大きくし、低速時に前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を低くすると共に、前記ゲイン部のゲインを小さくしている請求項５に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項７】
補正開始信号を受信した時に前記加算を実行するようになっている請求項４乃至６のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項８】
ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵補助指令値と、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流検出値とから演算した電流指令値に基いて、前記モータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、モータ回転角速度、モータ回転角加速度、操舵補助力及び操舵信号を入力してセルフアライニングトルクの推定若しくはセンサによる測定を行うＳＡＴフィードバック部と、前記ＳＡＴフィードバック部で求められたＳＡＴ値を入力するＱフィルタ及び第１のゲイン部で成る第１の系と、前記ＳＡＴ値を入力するハイパスフィルタ及び第２のゲイン部で成る第２の系と、前記第１の系及び第２の系の出力を加算する加算器とを具備し、前記加算器の出力を前記操舵補助指令値に加算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の制御装置。
【請求項９】
前記ハイパスフィルタが前記Ｑフィルタの入出力で構成されている請求項８に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や車両の操舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特に高周波数領域で路面情報及び外乱等の信号処理を行うことによりチューニングし易く、安全で快適な操舵性能が得られる電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を、減速機を介してギア又はベルト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補助負荷付勢するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク（操舵補助トルク）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、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−ティ比の調整で行っている。
【０００３】
ここで、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図４に示して説明すると、操向ハンドル１の軸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を経て操向車輪のタイロッド６に連結されている。軸２には、操向ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられており、操向ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介して軸２に連結されている。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１００には、バッテリ１４からイグニションキー１１を経て電力が供給され、コントロールユニット１００は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルク信号Ｔｒと車速センサ１２で検出された車速信号Ｖｅｌとに基いてアシスト指令の操舵補助指令値Ｉの演算を行い、演算された操舵補助指令値Ｉに基いてモータ２０に供給する電流を制御する。
【０００４】
このような電動パワーステアリング装置において、従来は例えば特開平８−２９０７７８号公報（特許文献１）に示すように、コントロールユニット１００内のロバスト安定化補償器により、システムの安定性と路面情報及び外乱情報の感度特性が同時に設計されるようになっている。
【０００５】
しかしながら、かかる従来の制御装置では、ステアリング中立点付近の操舵時の反力が小さいため、摩擦の影響により、路面情報をドライバに正確に伝えることが困難である。また、従来の電動パワーステアリング装置では、操舵角と操舵力との間のヒステリシス特性を、油圧式パワーステアリング並みの特性にすることが困難である。
【０００６】
このような問題を解決する装置として、特開２００２−３６９５６５号公報（特許文献２）に開示されているものがある。
【０００７】
特許文献２に開示されている装置の概略を、図４に対応させた図５に示して説明する。ステアリング装置の補助操舵力を発生するモータ２０はモータ駆動部２１によって駆動され、モータ駆動部２１は二点鎖線で示すコントロールユニット１００で制御され、コントロールユニット１００にはトルクセンサからのトルク信号Ｔｒ及び車速検出系からの車速信号Ｖｅｌが入力される。モータ２０では、モータ端子間電圧Ｖｍ及びモータ電流値ｉが計測されて出力される。
【０００８】
コントロールユニット１００はトルク信号Ｔｒを用いて制御を行う破線で示すトルク系制御部１１０と、モータ２０の駆動に関連した制御を行う一点鎖線で示すモータ系制御部１２０とで構成されている。トルク系制御部１１０はアシスト量演算部１１１、微分制御器１１２、ヨーレート収れん性制御部１１３、ロバスト安定化補償部１１４及びセルフアライニングトルク（ＳＡＴ）推定フィードバック部１１５によって構成され、加算器１１６Ａ及び１１６Ｂ、減算器１１６Ｃを具備している。また、モータ系制御部１２０は補償器１２１、外乱推定器１２２、モータ角速度推定部１２３、モータ角加速度推定部（微分器）１２４及びモータ特性補償部１２５で構成され、加算器１２６Ａ及び１２６Ｂを具備している。
【０００９】
トルク信号Ｔｒはアシスト量演算部１１１、微分制御器１１２、ヨーレート収れん性制御部１１３及びＳＡＴ推定フィードバック部１１５に入力され、いずれも車速信号Ｖｅｌをパラメータ入力としている。アシスト量演算部１１１はトルク信号Ｔｒに基づいてアシストトルク量を演算し、ヨーレート収れん性制御部１１３はトルク信号Ｔｒ及びモータ角速度の推定値ωを入力とし、車両のヨーの収れん性を改善するために、ハンドルが振れ回る動作に対してブレーキをかけるようになっている。また、微分制御器１１２はステアリングの中立点付近の制御の応答性を高め、滑らかでスムーズな操舵を実現するようになっており、ＳＡＴ推定フィードバック部１１５はトルク信号Ｔｒと、アシスト量演算部１１１の出力に微分制御器１１２の出力を加算器１１６Ａで加算した信号と、モータ角速度推定部１２３で推定された角速度推定値ωと、モータ角加速度推定部１２４からの角加速度推定値＊ωとを入力してＳＡＴを推定し、推定したＳＡＴをフィードバックフィルタを用いて信号処理し、ハンドルに適切な路面情報を反力として与えるようになっている。
【００１０】
また、アシスト量演算部１１１の出力に微分制御器１１２の出力を加算器１１６Ａで加算した信号に、ヨーレート収れん性制御部１１３の出力を加算器１１６Ｂ７で加算した信号をアシスト量ＡＱとしてロバスト安定化補償部１１４に入力している。ロバスト安定化補償部１１４は例えば特開平８−２９０７７８号公報に示されている補償部であり、検出トルクに含まれる慣性要素とばね要素で成る共振系の共振周波数におけるピーク値を除去し、制御系の応答性と安定性を阻害する共振周波数の位相のズレを補償するものである。ロバスト安定化補償部１１４の出力からＳＡＴ推定フィードバック部１１５の出力を減算器１１６Ｃで減算することで、路面情報を反力としてハンドルに伝えることができるアシスト量Ｉａが得られる。
【００１１】
更に、モータ角速度推定部１２３はモータ端子間電圧Ｖｍ及びモータ電流値ｉに基づいてモータ角速度ωを推定するものであり、モータ角速度ωはモータ角加速度推定部１２４、ヨーレート収れん性制御部１１３及びＳＡＴ推定フィードバック部１１５に入力される。モータ角加速度推定部１２４では、入力されたモータ角速度ωに基づいてモータ角加速度を推定し、推定したモータ角加速度＊ωはモータ特性補償部１２５に入力される。モータ特性補償部１２５の出力Ｉｃに、ロバスト安定化補償部１１４の出力からＳＡＴ推定フィードバック部１１５の出力を減算したアシスト量Ｉａが加算器１２６Ａで加算され、その加算信号が電流指令値Ｉｒとして微分補償器等で成る補償器１２１に入力される。補償器１２１で補償された電流指令値Ｉｒａに外乱推定器１２２の出力を加算器１２６Ｂで加算した信号がモータ駆動部２１及び外乱推定器１２２に入力される。外乱推定器１２２は特開平８−３１０４１７号公報で示されるような装置であり、モータ出力の制御目標である補償器１２１で補償された電流指令値Ｉｒａに外乱推定器１２２の出力を加算した信号と、モータ電流値ｉとに基づいて、制御系の出力基準における希望するモータ制御特性を維持することができ、制御系の安定性を失うことがないようにしている。
【００１２】
ここで、路面からステアリングまでの間に発生するトルクの様子を図６に示して説明する。ドライバが操向ハンドル１を操舵することによって操舵トルクＴｈが発生し、その操舵トルクＴｈに従ってモータ２０がアシストトルクＴｍを発生する。その結果、車輪が転舵され、反力としてＳＡＴが発生する。また、その際、モータ２０の慣性Ｊ及び摩擦（静摩擦）Ｆｒによってハンドル操舵の抵抗となるトルクが生じる。これらの力の釣り合いを考えると、下記（１）式のような運動方程式が得られる。
J・*ω  +  Fr・sign(ω)  +  SAT  =  Tm  +  Th      …(1)
ここで、上記（１）式を初期値ゼロとしてラプラス変換し、ＳＡＴについて解くと下記（２）式が得られる。
SAT(s)  =  Tm(s)  +  Th(s)  −  J・*ω(s)  +  Fr・sign(ω(s))      …(2)
上記（２）式から分るように、モータ２０の慣性Ｊ及び静摩擦Ｆｒを定数として予め求めておくことで、モータ回転角速度ω、回転角加速度＊ω、操舵補助力及び操舵信号よりＳＡＴを推定することができる。かかる理由より、ＳＡＴ推定フィードバック部１１５にはトルク信号Ｔｒ、角速度ω、角加速度＊ω、アシスト量演算部１１１の出力がそれぞれ入力されている。
【００１３】
また、ＳＡＴ推定フィードバック部１１５で推定したＳＡＴ情報をそのままフィードバックした場合、ステアリングが重くなり過ぎるため、操舵感覚を向上することはできない。そのため図７に示すように、車速感応ゲインと周波数特性を有するフィードバックフィルタ１１５Ａを用いてＳＡＴの推定値を信号処理し、操舵感覚を向上するのに必要十分な情報のみをフィードバックする。ここで用いるフィードバックフィルタは静特性ゲインとして、推定したＳＡＴの大きさを必要十分な値に減少させるゲインを持つＱフィルタ（位相遅れ）１１５Ｂと、図８に示すような車速に感応したゲイン部１１５Ｃを持ち、据え切りや低速走行といった路面情報の重要性が比較的低い場合には、フィードバックする路面情報を小さくしている。
【特許文献１】特開平８−２９０７７８号公報
【特許文献２】特開２００２−３６９５６５号公報
【特許文献３】特開２００２−１４５０７５号公報
【特許文献４】特開２００２−１６１９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述の特許文献２に記載の装置では、抑制したい外乱が存在する周波数帯域と、伝えたい外乱が存在する周波数帯域とを両立するようにＳＡＴ推定のフィードバックを構成しているが、抑制したい外乱を積極的に打ち消すという機能はない。
【００１５】
一方、車両では、通常制動時及び定常走行時に、乗員に不快感を与えるブレーキジャダーとシミーが発生する。ブレーキジャダーは車両の制動時に発生するフロア・ペダル振動のことで、ステアリング回転方向に振動を伴う場合もある。ブレーキディスクのＤＴＶ(Disk Thickness Variation)により発生する制動トルク変動が起振源で、車輪の回転の１次成分及び高次成分を有する。これがサスペンションの前後の共振などで増幅され、車体やステアリングシステムを伝達して、フロア・ペダル振動やステアリング振動となる。また、シミーは車両走行時にステアリング回転方向に発生する振動のことであり、タイヤ・ホイールなどの回転部分のアンバランスやノンユニフォミティが起振源となり、サスペンション共振で増幅され、ステアリングシステムを介してステアリング回転方向の振動となる。
【００１６】
このようなブレーキジャダーやシミーについて特許文献２の装置では何ら考慮しておらず、また、特開２００２−１４５０７５（特許文献３）や特開２００２−１６１９６９（特許文献４）ではブレーキジャダーやシミーの振動を減衰させる装置を開示しているが、いずれも機械的な対応であり、コストアップになると共に、車速感応といったきめ細かな抑制ができないという問題がある。
【００１７】
更に、ステアリング系の慣性や摩擦が大きい場合はブレーキジャダーによる振動はステアリング・ホイールまで伝わらないが、良好な操舵フィーリングや車両安定性のためには、ステアリング系の慣性や摩擦は極力小さいことが望ましい。
【００１８】
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、高周波数領域で路面情報及び外乱等の信号処理を行うことにより、チューニングし易くし、ブレーキジャダーやシミーの抑制を図って安全で快適な操舵性能が得られる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵補助指令値と、ラック軸を有するステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流検出値とから演算した電流指令値に基いて、前記モータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、本発明の上記目的は、前記ラック軸に入力される反力を推定若しくは測定する反力検出手段と、前記反力から除去したい外乱の周波数帯を抽出する外乱帯域抽出手段とを、前記外乱帯域抽出手段で抽出された値を前記操舵補助指令値に加算することにより達成される。前記反力検出手段をセルフアライニングトルク検出手段とすることにより、或いは前記外乱帯域抽出手段をハイパスフィルタで構成し、除去したい外乱を打ち消すように抽出することにより、より効果的に達成される。
【００２０】
本発明は、トルクセンサからのトルク信号に基づいて操舵補助指令値を算出する操舵補助指令値算出部と、前記操舵補助指令値に基づいて電圧指令値を算出する電流制御部と、前記電圧指令値に基づいてモータを駆動するモータ駆動部とで成り、前記モータによるアシスト力を操舵系に付与するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置に関するものであり、本発明の上記目的は、モータ回転角速度、モータ回転角加速度、操舵補助力及び操舵信号を入力してセルフアライニングトルクの推定若しくはセンサによる測定を行うＳＡＴフィードバック部を設け、前記ＳＡＴフィードバック部で求められたＳＡＴ値をハイパスフィルタ及びゲイン部を通して前記操舵補助指令値に加算することによって達成される。
【００２１】
また、本発明の上記目的は、前記ハイパスフィルタ及びゲイン部の特性が車速信号に感応して変化するようにすることにより、或いは前記車速信号が高中低速であり、高速時に前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を高くすると共に、前記ゲイン部のゲインを大きくし、低速時に前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を低くすると共に、前記ゲイン部のゲインを小さくすることにより、或いは補正開始信号を受信した時に前記加算を実行することにより、より効果的に達成される。
【００２２】
更に、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵補助指令値と、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流検出値とから演算した電流指令値に基いて、前記モータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、本発明の上記目的は、モータ回転角速度、モータ回転角加速度、操舵補助力及び操舵信号を入力してセルフアライニングトルクの推定若しくはセンサによる測定を行うＳＡＴフィードバック部と、前記ＳＡＴフィードバック部で求められたＳＡＴ値を入力するＱフィルタ及び第１のゲイン部で成る第１の系と、前記ＳＡＴ値を入力するハイパスフィルタ及び第２のゲイン部で成る第２の系と、前記第１の系及び第２の系の出力を加算する加算器とを設け、前記加算器の出力を前記操舵補助指令値に加算することによって達成され、前記ハイパスフィルタを前記Ｑフィルタの入出力で構成することにより、より効果的に達成される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）の推定を行うＳＡＴ推定部若しくはセンサによる測定を行うＳＡＴ測定部を設け、このＳＡＴ推定部で推定されたＳＡＴ推定値若しくはＳＡＴ測定部で測定されたＳＡＴ値を、ハイパスフィルタ及びゲイン部で成るフィードバック部を通して操舵補助指令値に加算するようになっており、高周波数領域で路面情報及び外乱等の信号処理を実行することができるので、ブレーキジャダーやシミーの抑制を図ることができ、チューニングし易く、安全で快適な操舵性能を得ることができる。
【００２４】
また、本発明の補正機能を使用するとブレーキジャダーやシミーは勿論、キックバックのようなハンドルの挙動も低減することができ、快適な操舵フィーリングを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
ＳＡＴは電動パワーステアリングへの外乱のように見えるため、外乱オブザーバ構成でＳＡＴの推定若しくは測定を行う。外乱オブザーバでは、推定若しくは測定された外乱をフィードバックしたときに発散しないようにＱフィルタ（位相遅れ）を有しているが（例えば特許文献２）、ＳＡＴのフィードバックはＳＡＴを外乱として打ち消すことが目的ではないため、外乱オブザーバと全く同一の構成にする必要はない。
【００２６】
本発明ではＳＡＴ推定値にハイパスフィルタを介挿し、外部から入力されるラック反力を推定（ＳＡＴ推定値）し、ドライバに伝えたくない反力を打ち消すようにモータを制御し、ブレーキジャダーやシミーの抑制を図るようにしている。ＳＡＴ推定値を外乱として積極的に打ち消すために、操舵フィーリングが向上する。また、遅れを補償するために位相進み要素を介挿しても良く、車速（高中低）でＳＡＴの特性やドライバに伝えたくない路面情報の特性が変化するため、車速に応じてフィードバック特性を変化させても良い。
【００２７】
以下に本発明の実施例を、図５に対応させて図１に示して説明する。図５と同一部には同一符号を付して、説明を省略する。
【００２８】
本発明では、ＳＡＴ推定部１１７はトルク信号Ｔｒ、角速度ω、角加速度＊ω及び加算器１１６Ａの加算結果（アシスト量演算結果）を入力してＳＡＴを推定し、そのＳＡＴ推定値＊ＳＡＴをフィードバック部１１８を経て加算器１１６Ｃに加算している。フィードバック部１１８の構成は例えば図２に示すようになっている。即ち、ＳＡＴ推定値＊ＳＡＴを入力して高周波成分を出力する車速感応型のハイパスフィルタ１１８−１と、ゲインＫを乗算する車速感応型のゲイン部１１８−３とで構成されている。
【００２９】
このような構成において、ＳＡＴ推定部１１７はトルク信号Ｔｒ、角速度ω、角加速度＊ω及び加算器１１６Ａの加算結果を入力してＳＡＴを推定するが、その推定は前述した（２）式の手法による。推定されたＳＡＴ推定値＊ＳＡＴはフィードバック部１１８のハイパスフィルタ１１８−１に入力され、これによりブレーキジャダーやシミーに関連した高周波成分のみが通過し、ブレーキジャダーやシミーの抑制を行うことができる。高周波成分のみが通過したハイパスフィルタ１１８−１の出力はゲイン部１１８−３に入力されてゲインＧ倍され、ＳＡＴ推定値＊ＳＡＴｃとして出力される。ＳＡＴ推定値＊ＳＡＴｃは加算器１１６Ｄでロバスト安定化補償部１１４の出力（電流指令値）と加算され、モータ系制御部１２０に入力される。
【００３０】
従来（特許文献２）は外乱をフィードバックしたときに発散しないようにＱフィルタ（位相遅れ）を介挿し、路面からの不快な振動をモータが増幅しないようになっているが、これは不快な振動（ブレーキジャダーやシミー）を打ち消すことにはならない。そのため、本発明では、反力推定値としてのＳＡＴ推定値＊ＳＡＴにハイパスフィルタ１１８−１を通過させ、ドライバに伝えたくない反力成分を抽出して電流指令値に加算して補正する。これにより、ドライバに伝えたくない反力成分を打ち消すことができる。ＳＡＴ推定値＊ＳＡＴをそのまま加算すると良好に低減できないため、ゲインＧを乗じて加算している。また、ＳＡＴ推定値＊ＳＡＴに位相補償を行っても良い。更に、不要な外乱やノイズの影響が無視できない場合は、ローパスフィルタを配設することで不要な外乱やノイズを除去することができる。
【００３１】
また、車両の低速走行、中速走行或いは高速走行時ではＳＡＴの特性や不快な振動、ドライバに感受させたくない路面情報の特性がタイヤの回転数（速度）に応じて変化するため、車速信号Ｖｅｌに応じてフィルタ特性やゲインＧを切替えるようにしても良い。つまり、車速感応型のフィードバック部を構成しても良い。この場合、高速時はハイパスフィルタ１１８−１のカットオフ周波数を高くすると共に、ゲインＧも大きくし、低速時はハイパスフィルタ１１８−１のカットオフ周波数を低くすると共に、ゲインＧも小さくする。このようなアクティブな振動制御は、制御系をうまく設計しないと振動を助長してしまう。そのため、外部のコントローラ（例えばＡＢＳコントローラ）からの信号を利用して、高速走行時の制動など振動が発生し易い状況のときにのみ補正を行うようにしても良い。
【００３２】
以上説明したように本発明では、ＳＡＴ推定値＊ＳＡＴにハイパスフィルタ１１８−１を介挿し、更にゲイン部１１８−３でゲイン調整してＳＡＴフィードバックをしているので、ブレーキジャダーやシミーを抑制することができる。
【００３３】
図３は本発明に係るフィードバック部１１８の他の構成例を示しており、従来と同様なＱフィルタ１１８−２及びゲイン部（ゲインＧ１）１１８−４で成る系と、Ｑフィルタ１１８−２の入出力で成るハイパスフィルタ１１８−１及びゲイン部（ゲインＧ２）１１８−５で成る系とが並列に接続され、各系の出力を加算器１１８−６で加算して電流指令値に加算する。本例によれば、従来の低周波の補正による効果とハイパスフィルタ１１８−１に基づく効果、つまりドライバに伝えたくない路面情報を抑制し、ドライバに伝えたい路面情報を確保し、快適な操舵感を得ることができる。
【００３４】
本例においても、Ｑフィルタ１１８−２、ゲイン部１１８−４及び１１８−５を車速感応型とすることも可能である。
【００３５】
なお、上述の各実施例ではＳＡＴをＳＡＴ推定部１１７で推定するようにしているが、センサによる測定でＳＡＴを求めるようにしても良い。
【００３６】
また、ゲイン部（１１８−３、１１８−４、１１８−５）のみをトルク感応型としても良い。これによっても、快適な操舵感を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例を示すブロック構成図である。
【図２】本発明に使用するフィードバック部の構成例を示すブロック構成図である。
【図３】本発明に使用するフィードバック部の他の構成例を示すブロック構成図である。
【図４】一般的なステアリン機構例を示す図である。
【図５】従来装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】路面からステアリングまでの間に発生するトルクの様子を示す模式図である。
【図７】フィードバック部の構成例を示す図である。
【図８】フィードバックフィルタの特性例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１                  操向ハンドル
３                  減速ギア
１０                トルクセンサ
１２                車速センサ
２０                モータ
２１                モータ駆動部
１００              コントロールユニット
１１０              トルク系制御部
１１１              アシスト量演算部
１１２              微分制御器
１１３              ヨーレート収れん性制御器
１１４              ロバスト安定化補償器
１１５              ＳＡＴ推定フィードバック部
１１７              ＳＡＴ推定部
１１８              フィードバック部
１２０              モータ系制御部
１２１              補償器
１２２              外乱推定器
１２３              モータ角速度推定部
１２４              モータ角加速度推定部
１２５              モータ特性補償部
【図１】
2006199219.tif 000003
【図２】
2006199219.tif 000004
【図３】
2006199219.tif 000005
【図４】
2006199219.tif 000006
【図５】
2006199219.tif 000007
【図６】
2006199219.tif 000008
【図７】
2006199219.tif 000009
【図８】
2006199219.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月25日(2006.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいて演算された操舵補助指令値と、ラック軸を有するステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流検出値とから演算した電流指令値に基づいて、前記モータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記ラック軸に入力される反力を推定若しくは測定する反力検出手段と、前記反力から除去したい外乱の周波数帯を抽出する外乱帯域抽出手段とを具備し、前記外乱帯域抽出手段で抽出された値を前記操舵補助指令値に加算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の制御装置。
【請求項２】
前記反力検出手段がセルフアライニングトルク検出手段である請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項３】
前記外乱帯域抽出手段がハイパスフィルタを含む伝達関数部で構成され、除去したい外乱を打ち消すように抽出する請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項４】
ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいて演算された操舵補助指令値と、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流検出値とから演算した電流指令値に基づいて、前記モータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、モータ回転角速度、モータ回転角加速度、操舵補助力及び操舵信号を入力してセルフアライニングトルクの推定若しくはセンサによる測定を行うＳＡＴフィードバック部を設け、前記ＳＡＴフィードバック部で求められたＳＡＴ値をハイパスフィルタを含む伝達関数部及びゲイン部を通して前記操舵補助指令値に加算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の制御装置。
【請求項５】
前記ハイパスフィルタを含む伝達関数部及びゲイン部の特性が車速信号に感応して変化するようになっている請求項４に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項６】
前記車速信号が高中低速であり、高速時に前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を高くすると共に、前記ゲイン部のゲインを大きくし、低速時に前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数を低くすると共に、前記ゲイン部のゲインを小さくしている請求項５に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項７】
補正開始信号を受信した時に前記加算を実行するようになっている請求項４乃至６のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項８】
ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいて演算された操舵補助指令値と、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流検出値とから演算した電流指令値に基づいて、前記モータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、モータ回転角速度、モータ回転角加速度、操舵補助力及び操舵信号を入力してセルフアライニングトルクの推定若しくはセンサによる測定を行うＳＡＴフィードバック部と、前記ＳＡＴフィードバック部で求められたＳＡＴ値を入力するＱフィルタ及び第１のゲイン部で成る第１の系と、前記ＳＡＴ値を入力するハイパスフィルタを含む伝達関数部及び第２のゲイン部で成る第２の系と、前記第１の系及び第２の系の出力を加算する加算器とを具備し、前記加算器の出力を前記操舵補助指令値に加算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の制御装置。
【請求項９】
前記ハイパスフィルタが前記Ｑフィルタの入出力で構成されている請求項８に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明は、トルクセンサからのトルク信号に基づいて操舵補助指令値を算出する操舵補助指令値算出部と、前記操舵補助指令値に基づいて電圧指令値を算出する電流制御部と、前記電圧指令値に基づいてモータを駆動するモータ駆動部とで成り、前記モータによるアシスト力を操舵系に付与するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置に関するものであり、本発明の上記目的は、モータ回転角速度、モータ回転角加速度、操舵補助力及び操舵信号を入力してセルフアライニングトルクの推定若しくはセンサによる測定を行うＳＡＴフィードバック部を設け、前記ＳＡＴフィードバック部で求められたＳＡＴ値をハイパスフィルタを含む伝達関数部及びゲイン部を通して前記操舵補助指令値に加算することによって達成される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
更に、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいて演算された操舵補助指令値と、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの電流検出値とから演算した電流指令値に基づいて、前記モータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、本発明の上記目的は、モータ回転角速度、モータ回転角加速度、操舵補助力及び操舵信号を入力してセルフアライニングトルクの推定若しくはセンサによる測定を行うＳＡＴフィードバック部と、前記ＳＡＴフィードバック部で求められたＳＡＴ値を入力するＱフィルタ及び第１のゲイン部で成る第１の系と、前記ＳＡＴ値を入力するハイパスフィルタを含む伝達関数部及び第２のゲイン部で成る第２の系と、前記第１の系及び第２の系の出力を加算する加算器とを設け、前記加算器の出力を前記操舵補助指令値に加算することによって達成され、前記ハイパスフィルタを前記Ｑフィルタの入出力で構成することにより、より効果的に達成される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本発明では、ＳＡＴ推定部１１７はトルク信号Ｔｒ、角速度ω、角加速度＊ω及び加算器１１６Ａの加算結果（アシスト量演算結果）を入力してＳＡＴを推定し、そのＳＡＴ推定値＊ＳＡＴをフィードバック部１１８を経て加算器１１６Ｃに加算している。フィードバック部１１８の構成は例えば図２に示すようになっている。即ち、ＳＡＴ推定値＊ＳＡＴを入力して高周波成分を出力する車速感応型のハイパスフィルタ１１８−１と、ゲインＫを乗算する車速感応型のゲイン部１１８−３とで構成されている。なお、ハイパスフィルタ１１８−１は、ハイパスフィルタを含む伝達関数で構成することができる。