(57)【要約】【課題】操舵フィーリングを向上させることができる電動パワーステアリング装置を提供することを課題とする。【解決手段】基本アシスト指令値決定手段２０１にフリクションを補償するためのフリクション補償値を決定するフリクション補償値決定手段２２０と、ステアリングホイール２の操舵角を検出する操舵角検出手段３７と、操舵角検出手段３７からの信号に基づきステアリングホイール２の回転速度を算出する舵角速度算出手段２４０を有し、往き状態時と戻り状態時のフリクション補償値決定手段２２０からのフリクション補償値を操舵角が大きくなるに従って大きくしたことを特徴とする。【選択図】図３
2011105190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者がステアリングホイールを操舵する際の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記操舵トルク検出手段からの信号に基づき基本アシスト指令値を決定する基本アシスト指令値決定手段と、
前記基本アシスト指令値決定手段からの基本アシスト指令値に基づき運転者の操舵をアシストするアシストトルクを発生させる電動機と、
を備える電動パワーステアリング装置において、
前記基本アシスト指令値決定手段にフリクションを補償するためのフリクション補償値を決定するフリクション補償値決定手段と、
前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記操舵角検出手段からの信号に基づき前記ステアリングホイールの回転速度を算出する舵角速度算出手段を有し、
前記操舵トルク検出手段で検出された操舵トルクの方向と前記舵角速度検出手段で検出された前記ステアリングホイールの回転速度の方向が一致する場合を往き状態とし、
前記操舵トルク検出手段で検出された操舵トルクの方向と前記舵角速度検出手段で検出された前記ステアリングホイールの回転速度の方向が異なる場合を戻り状態とし、
前記往き状態時と前記戻り状態時の前記フリクション補償値決定手段からのフリクション補償値を前記操舵角が大きくなるに従って大きくした
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】
前記フリクション補償値は上限値を有し、この上限値は前記戻り状態時よりも前記往き状態時の方が高い
ことを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記上限値に達するまでの前記フリクション補償値の前記戻り状態時の増加率は前記往き状態時の増加率より高い
ことを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記電動機はシンクロナスリラクタンスモータである
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１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、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は、電動機が操舵トルクの大きさに応じた補助トルクを発生し、この補助トルクをステアリング系に伝達して、運転者の操舵力を軽減するものである。電動パワーステアリング装置では、ピニオン軸のピニオンギアとラック軸のラック歯を噛合したり、ピニオン軸がウォームキアを介して電動機と連係させたりする構成であるため、機械的なフリクション（摩擦）が発生する。
特許文献１（特開平１０−３１６００５号公報）には、補助トルクに加えてステアリングホイールの切り込み時・戻り時に電動機にフリクション補償トルクを発生させ、フリクションを打ち消したり、見かけ上はフリクションと同質のトルクを発生させたりして、操舵フィーリングを向上させることのできる電動パワーステアリング制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３１６００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１で開示された方法では、車両速度が一定の場合には、運転者がどのような操舵をしたとしても、一定のフリクションしか補償することができない。このため、ステアリングホイールの往きと戻りの切り初めの操舵フィーリングが低下してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、操舵フィーリングを向上させることができる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するために、請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、運転者がステアリングホイールを操舵する際の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記操舵トルク検出手段からの信号に基づき基本アシスト指令値を決定する基本アシスト指令値決定手段と、前記基本アシスト指令値決定手段からの基本アシスト指令値に基づき運転者の操舵をアシストするアシストトルクを発生させる電動機と、を備える電動パワーステアリング装置において、前記基本アシスト指令値決定手段にフリクションを補償するためのフリクション補償値を決定するフリクション補償値決定手段と、前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記操舵角検出手段からの信号に基づき前記ステアリングホイールの回転速度を算出する舵角速度算出手段を有し、前記操舵トルク検出手段で検出された操舵トルクの方向と前記舵角速度検出手段で検出された前記ステアリングホイールの回転速度の方向が一致する場合を往き状態とし、前記操舵トルク検出手段で検出された操舵トルクの方向と前記舵角速度検出手段で検出された前記ステアリングホイールの回転速度の方向が異なる場合を戻り状態とし、前記往き状態時と前記戻り状態時の前記フリクション補償値決定手段からのフリクション補償値を前記操舵角が大きくなるに従って大きくしたことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、往きと戻りで操舵角に応じてフリクション補償値を変えるので操舵フィーリングを向上させることができる。
【０００８】
また、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、前記フリクション補償値は上限値を有し、この上限値は前記戻り状態時よりも前記往き状態時の方が高いことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、往きの上限値を高くすることで、上限値に達した後のステアリングホイールにしっかりとした安定感を付与することができる。
【００１０】
また、請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、前記上限値に達するまでの前記フリクション補償値の前記戻り状態時の増加率は前記往き状態時の増加率より高いことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、戻りのフリクション補償値の立ち上がりを早くすることで、ステアリングホイールの切り始めにしっかりとした安定感を付与することができる。また、往きのフリクション補償値の立ち上がりを遅くすることで、ステアリングホイールの切り始めのすっきり感を付与することができる。
【００１２】
また、請求項４に係る電動パワーステアリング装置は、前記電動機はシンクロナスリラクタンスモータであることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、シンクロナスリラクタンスモータの場合は磁石がない分、フリクション補償が多く必要になるが、請求項１から請求項３に係る発明の手法でフリクション補償を付与することで、リラクタンスモータを用いた場合にも、操舵フィーリングを向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、操舵フィーリングを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態の電動パワーステアリング装置における制御装置のＤＵＴＹ信号生成部の機能構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態の電動パワーステアリング装置における制御装置の目標電流生成部の機能構成を示す図である。
【図４】第１の実施形態の電動パワーステアリング装置におけるベース信号演算部の特性を示す図である。
【図５】第１の実施形態の電動パワーステアリング装置におけるダンパ補償信号演算部の機能構成を示す図である。
【図６】第１の実施形態の電動パワーステアリング装置におけるベースフリクション信号演算部の特性を示す図である。
【図７】第１の実施形態の電動パワーステアリング装置における車速レシオ演算部の特性を示す図である。
【図８】第１の実施形態の電動パワーステアリング装置における舵角レシオ演算部の特性を示す図である。
【図９】第１の実施形態の電動パワーステアリング装置におけるピニオントルクレシオ演算部の特性を示す図である。
【図１０】第２の実施形態の電動パワーステアリング装置におけるベース信号演算部の機能構成を示す図である。
【図１１】第２の実施形態の電動パワーステアリング装置における往き戻りレシオ演算部が実行する往き戻りレシオ更新のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１７】
≪電動パワーステアリング装置の構成≫
図１を用いて本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１００の構成について説明する。
図１は、本実施形態の電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。
電動パワーステアリング装置１００は、ステアリングホイール２が設けられたメインステアリングシャフト３と、シャフト１と、ピニオン軸５とが、２つのユニバーサルジョイント（自在継手）４によって連結されている。また、ピニオン軸５の下端部に設けられたピニオンギア７は、車幅方向に往復運動可能なラック軸８のラック歯８ａに噛合し、ラック軸８の両端には、タイロッド９，９を介して左右の転舵輪１０，１０が連結されている。この構成により、電動パワーステアリング装置１００は、ステアリングホイール２の操舵時に車両の進行方向を変えることができる。ここで、ラック軸８、ラック歯８ａ、タイロッド９，９は転舵機構を構成する。なお、ピニオン軸５はその下部、中間部、上部を軸受６ａ，６ｂ，６ｃを介してステアリングギアボックス２０に支持されている。
【００１８】
また、電動パワーステアリング装置１００は、ステアリングホイール２の操舵時の操舵力を軽減するための補助操舵力を供給する電動機１１を備えており、この電動機１１の出力軸に設けられたウォームギア１２が、ピニオン軸５に設けられたウォームホイールギア１３に噛合している。即ち、ウォームギア１２とウォームホイールギア１３とで減速機構が構成されている。また、電動機１１、電動機１１の回転子（図示せず）に連結されているウォームギア１２、ウォームホイールギア１３、ピニオン軸５、ラック軸８、ラック歯８ａ、タイロッド９，９等により、ステアリング系が構成される。
【００１９】
電動機１１は、複数の界磁コイルを備えた固定子（図示せず）と、この固定子の内部で回転する回転子（図示せず）とを有してなる３相ブラシレスモータであり、電気動力を機械的動力（ＰM ＝ωm ＴM ）に変換するものである。ここで、ωm は回転速度であり、ＴM は電動機１１の発生トルク（アシストトルク）である。また、発生トルクＴM と実際に出力として取り出すことができる出力トルクＴM ´との関係は、下記（１）式によって表現される。（ｉ：ウォームギア１２とウォームホイールギア１３との減速比）
ＴM ´＝ＴM −（ｃm ・ｄθm ／ｄｔ＋Ｊm ・ｄ2 θm ／ｄｔ2 ）ｉ2   ・・・（１）
上記（１）式より、出力トルクＴM ´と電動機１１の回転角θm との関係は、電動機１１の回転子の慣性モーメントＪm と粘性係数ｃm とによって規定され、車両特性や車両状態に無関係である。
【００２０】
更に、電動パワーステアリング装置１００は、制御装置２００と、電動機１１を駆動する電動機駆動手段６０と、レゾルバ５０と、ピニオン軸５に加えられるピニオントルクを検出するトルクセンサ３０と、トルクセンサ３０の出力を増幅する差動増幅回路４０と、車速センサ３５とを備えている。
【００２１】
電動機駆動手段６０は、例えば、３相のＦＥＴブリッジ回路のような複数のスイッチング素子を備え、制御装置２００から出力されたＤＵＴＹ（ＤＵＴＹ  Ｕ、ＤＵＴＹ  Ｖ、ＤＵＴＹ  Ｗ）信号を用いて、矩形波電圧を生成し、電動機１１を駆動するものである。また、電動機駆動手段６０は図示しないホール素子を用いて３相の電機子電流Ｉ（ＩＵ、ＩＶ、ＩＷ）を検出する機能を備えている。
【００２２】
レゾルバ５０は、電動機１１の回転角θm を検出し、回転角信号θmS を出力するものであり、例えば、磁気抵抗変化を検出するセンサを周方向に等間隔の複数の凹凸部を設けた磁性回転体に近接させたものである。なお、回転角信号θmS は、検出した電動機１１の回転角の信号である。
操舵角センサ（操舵角検出手段）３７は、メインステアリングシャフト３に取付けられ、ステアリングホイール２の操舵角θを検出し、操舵角信号θS を出力するものである。なお、操舵角信号θS は、検出したステアリングホイール２の操舵角θの信号である。
なお、本実施形態に係る操舵角センサ３７は、メインステアリングシャフト３に取付けられる構成として説明するが、これに限られるものではなく、例えば、ラック軸８の位置を検出する位置センサから操舵角θを検出する構成としてもよい。
【００２３】
トルクセンサ（操舵トルク検出手段）３０は、ピニオン軸５に加えられるピニオントルクを検出するものであり、ピニオン軸５の軸方向２箇所に逆方向の異方性となるように磁歪膜が被着され、各磁歪膜の表面に検出コイルがピニオン軸５に離間して挿入されている。
ここで、ステアリングホイール２が設けられたメインステアリングシャフト３と、シャフト１と、ピニオン軸５とが、２つのユニバーサルジョイント（自在継手）４によって連結されており、ピニオン軸５に加えられるピニオントルクは、即ち、ステアリングホイール２を操舵する操舵トルクＴであるから、トルクセンサ３０はステアリングホイール２の操舵トルク検出手段として機能する。
【００２４】
差動増幅回路４０は、検出コイルがインダクタンス変化として検出した２つの磁歪膜の透磁率変化の差分を増幅し、トルク信号ＴS を出力するものである。なお、このトルク信号ＴS は、ピニオントルクレベルを示す信号である。
【００２５】
車速センサ３５は、車両の車速Ｖを単位時間あたりのパルス数として検出するものであり、車速信号ＶS を出力する。
【００２６】
制御装置２００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えるマイクロコンピュータからなり、電動機駆動手段６０からの３相電流Ｉ、レゾルバ５０からの回転角信号θmS 、車速センサ３５からの車速信号ＶS 、操舵角センサ３７からの操舵角信号θS 、差動増幅回路４０からのトルク信号ＴS から得られる前記の発生トルクＴM で、電動機１１を駆動させるためのＤＵＴＹ信号を電動機駆動手段６０に出力する。このＤＵＴＹ信号の出力により、電動機駆動手段６０は、前記の発生トルクＴM で電動機１１を駆動させる。
【００２７】
また、制御装置２００は、目標電流信号生成部２０１と、ＤＵＴＹ信号生成部２０２とを備える。
次に、図２および図３を用いて目標電流信号生成部２０１とＤＵＴＹ信号生成部２０２ついて、説明する。
図２は、第１の実施形態の電動パワーステアリング装置における制御装置のＤＵＴＹ信号生成部の機能構成を示す図である。図３は、第１の実施形態の電動パワーステアリング装置における制御装置の目標電流生成部の機能構成を示す図である。
【００２８】
≪ＤＵＴＹ信号生成部の構成≫
図２に示すように、ＤＵＴＹ信号生成部２０２は、励磁電流生成部２６０、Ｑ軸（トルク軸）ＰＩＤ制御部２７０、Ｄ軸（磁極軸）ＰＩＤ制御部２７５、２軸３相変換部２８０、３相２軸変換部２８５、ＰＷＭ変換部２９０、加算器２５３，２５４を機能ブロックとして備える。
【００２９】
３相２軸変換部２８５は、電動機駆動手段６０（図１参照）が検出する電動機１１（図１参照）の３相電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷを、電動機１１の回転子の磁極軸であるＤ軸の電流（ＩＤ）と、このＤ軸に対して電気的に９０度回転した軸であるＱ軸の電流（ＩＱ）に変換するものであり、Ｄ軸電流ＩＤは励磁電流に比例し、Ｑ軸電流ＩＱは電動機１１の発生トルクＴM に比例する。
【００３０】
励磁電流生成部２６０は、電動機１１（図１参照）の励磁電流目標値を生成して出力する。
【００３１】
Ｄ軸（磁極軸）ＰＩＤ制御部２７５は、加算器２５４の出力信号を、即ち、３相２軸変換部２８５から出力されたＤ軸電流ＩＤと励磁電流生成部２６０で生成された励磁電流目標値との差分を、減少するようにＰ（比例）制御、Ｉ（積分）制御およびＤ（微分）制御を行う。
【００３２】
Ｑ軸（トルク軸）ＰＩＤ制御部２７０は、加算器２５３の出力信号を、即ち、３相２軸変換部２８５から出力されたＱ軸電流ＩＱとこのＱ軸電流ＩＱの目標電流ＩＭとの差分である偏差信号ＩＥを、減少するようにＰ（比例）制御、Ｉ（積分）制御およびＤ（微分）制御を行う。なお、電動機１１（図１参照）の発生トルクＴM を規定するＱ軸電流ＩＱの目標電流ＩＭは目標電流信号生成部２０１が出力する信号であり、詳細については後述する。
【００３３】
２軸３相変換部２８０は、Ｑ軸（トルク軸）ＰＩＤ制御部２７０の出力信号ＶＱとＤ軸（磁極軸）ＰＩＤ制御部２７５の出力信号ＶＤとの２軸信号を３相信号ＵＵ、ＵＶ、ＵＷに変換して出力する。なお、２軸３相変換部２８０は、レゾルバ５０（図１参照）から出力された電動機１１（図１参照）の回転角信号θmS が入力され、回転子の磁極位置に応じた信号が出力される。
【００３４】
ＰＷＭ変換部２９０は、２軸３相変換部２８０から出力された３相信号ＵＵ、ＵＶ、ＵＷの大きさに比例したパルス幅のＯＮ／ＯＦＦ信号［ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号］であるＤＵＴＹ信号（ＤＵＴＹ  Ｕ、ＤＵＴＹ  Ｙ、ＤＵＴＹ  Ｗ）を生成して電動機駆動手段６０（図１参照）に出力する。なお、ＰＷＭ変換部２９０は、レゾルバ５０（図１参照）から出力された電動機１１（図１参照）の回転角信号θmS が入力され、回転子の磁極位置に応じた信号が出力される。
【００３５】
≪目標電流信号生成部の構成≫
図３に示すように、目標電流信号生成部（基本アシスト指令値決定手段）２０１は、ベース信号演算部２１０、ダンパ補償信号演算部２２０、イナーシャ補償信号演算部２３０、舵角速度算出部２４０、往き戻り状態検出部２４５、加算器２５１，２５２を機能ブロックとして備える。
電動機１１（図１参照）の発生トルクＴM を規定するＱ軸電流ＩＱの目標電流ＩＭの生成について、以下、説明する。
加算器２５１は、ベース信号演算部２１０が出力するベースアシスト電流Ａ１からダンパ補償信号演算部２２０が出力するダンパ補償電流Ａ２を減算し、加算器２５２に出力する。加算器２５２は、加算器２５１からの出力値（Ａ１−Ａ２）にイナーシャ補償信号演算部２３０が出力するイナーシャ補償電流Ａ３を加算して目標電流ＩＭ（すなわち、ＩＭ＝Ａ１−Ａ２＋Ａ３）としてＤＵＴＹ信号生成部２０２に出力する。
なお、目標電流ＩＭが請求項に記載の「基本アシスト指令値」に対応し、ダンパ補償電流Ａ２が請求項に記載の「フリクション補償値」に対応する。
【００３６】
＜ベース信号演算部＞
ベース信号演算部２１０は、差動増幅回路４０（図１参照）が出力するトルク信号ＴS と、車速センサ３５（図１参照）が出力する車速信号ＶS とから、目標電流ＩＭの基準となるベースアシスト電流Ａ１を生成し、加算器２５１に出力する。
このベースアシスト電流Ａ１は、実験測定等によって予め設定されベース信号演算部２１０に格納されたベースマップ２１０ａを参照することによって、行われる。
【００３７】
図４を用いて、ベース信号演算部２１０に格納されたベースマップ２１０ａのトルク信号ＴS 及び車速信号ＶS とベースアシスト電流Ａ１との対応関係を説明する。
図４は、第１の実施形態の電動パワーステアリング装置におけるベース信号演算部の特性を示す図である。
ベースマップ２１０ａでは、トルク信号ＴS のレベルが小さいときはベースアシスト電流Ａ１がゼロレベルに設定される非アシスト領域Ｎ１が設けられ、この非アシスト領域Ｎ１よりもトルク信号ＴS のレベルが大きくなると、ゲインＧ１で直線的に増加する特性を備えている。
また、ベースマップ２１０ａでは、トルク信号ＴS のレベルが所定レベル以上のとき、ゲインがＧ１からＧ２に増加（傾きが増加）し、更にトルク信号ＴS のレベルが増加して前記所定レベルよりも高い所定レベル以上となったとき、ベースアシスト電流Ａ１のレベルが飽和する特性を備えている。
【００３８】
更に、ベースマップ２１０ａでは、車速Ｖが大きく高速になるに従って、ゲインＧ１，Ｇ２が低くなり、且つ、非アシスト領域Ｎ１が大きくなる特性を備えている。この特性を備えていることにより、車速ゼロの据え切り操作時が最も負荷が重く、中低速時では比較的負荷が軽くなり、高速時ではマニュアルステアリング領域を大きくとって路面情報を運転者に与えるようにしている。
【００３９】
＜イナーシャ補償信号演算部＞
図３に戻り、イナーシャ補償信号演算部２３０は、差動増幅回路４０（図１参照）が出力するトルク信号ＴS からイナーシャ補償電流Ａ３を生成し、加算器２５２に出力する。
このイナーシャ補償電流Ａ３は、実験測定等によって予め設定されイナーシャ補償信号演算部２３０に格納されたイナーシャマップ２３０ａを参照することによって、生成される。
【００４０】
また、イナーシャ補償信号演算部２３０は、電動機１１の回転子の慣性による応答性の低下を補償している。言い換えれば、電動機１１は正回転から逆回転に、または、逆回転から正回転に回転方向を切り換える際、慣性によってその状態を維持させようとするのですぐには回転方向が切り換わらない。そこで、イナーシャ補償信号演算部２３０は、電動機１１の回転方向の切り換わりがステアリングホイール２の回転方向が切り換わるタイミングに一致するように制御している。このようにして、イナーシャ補償信号演算部２３０は、ステアリング系の慣性による操舵の応答遅れを改善してすっきりした操舵フィーリングを付与している。
【００４１】
＜舵角速度算出部＞
舵角速度算出部（舵角速度算出手段）２４０は、操舵角センサ３７（図１参照）が出力する操舵角信号θS に基づいて、ステアリングホイール２（図１参照）の操舵角θを微分演算することにより舵角速度ω（＝ｄθ／ｄｔ）を算出し、舵角速度信号ωSを生成して、ダンパ補償信号演算部２２０および往き戻り状態検出部２４５に出力する。
なお、操舵角θを微分演算した操舵角速度ｄθ／ｄｔは、減速機構（ウォームギア１２、ウォームホイールギア１３）の減速比ｉと回転角θm を微分演算した回転角速度ｄθm ／ｄｔとし、（２）式の関係より求められる。
ｄθ／ｄｔ＝ｉ-1・ｄθm ／ｄｔ      ・・・（２）
したがって、舵角速度算出部２４０は、レゾルバ５０（図１参照）の電動機１１の回転角θm と減速比ｉからステアリングホイール２の舵角速度ωを求める構成としてもよい。
【００４２】
＜往き戻り状態検出部＞
往き戻り状態検出部２４５は、差動増幅回路４０（図１参照）が出力するトルク信号ＴS と、舵角速度算出部２４０が出力する舵角速度信号ωS から、「往き状態」または「戻り状態」であるか否かを検出する。また、検出結果から「往き状態」または「戻り状態」を示す状態信号Ｊを生成してダンパ補償信号演算部２２０に出力する。
【００４３】
なお、「往き状態」とはステアリングホイール２（図１参照）の操舵トルクの方向と回転方向が一致するときであり、「戻り状態」とはステアリングホイール２の操舵トルクの方向と回転方向が異なるときである。
これは、トルク信号ＴS と舵角速度信号ωS との符号（＋／−）が同符号の場合、即ち、ＴS ・ωS ＞０の場合が「往き状態」である。一方、トルク信号ＴS と舵角速度信号ωS との符号（＋／−）が逆符号の場合、即ち、ＴS ・ωS ＜０の場合が「戻り状態」である。
【００４４】
＜ダンパ補償信号演算部＞
ダンパ補償信号演算部（フリクション補償値決定手段）２２０は、差動増幅回路４０（図１参照）が出力するトルク信号ＴS と、車速センサ３５（図１参照）が出力する車速信号ＶS と、操舵角センサ３７（図１参照）が出力する操舵角信号θS と、舵角速度算出部２４０が出力する舵角速度信号ωS と、往き戻り状態検出部２４５が出力する状態信号Ｊから、ダンパ補償電流Ａ２を生成し、加算器２５１に出力する。
図５を用いてダンパ補償信号演算部２２０について、さらに詳細に説明する。
図５は、第１の実施形態の電動パワーステアリング装置におけるダンパ補償信号演算部の機能構成を示す図である。
【００４５】
図５に示すように、ダンパ補償信号演算部２２０は、ベースフリクション信号演算部２２１、車速レシオ演算部２２２、舵角レシオ演算部２２３、ピニオントルクレシオ演算部２２４、積算器２２５，２２６，２２７を機能ブロックとして備える。
【００４６】
積算器２２５は、ベースフリクション信号演算部２２１が出力するベースフリクションに、車速レシオ演算部２２２が出力する車速レシオＲV を積算し、積算器２２６に出力する。
積算器２２６は、積算器２２５の出力値に、舵角レシオ演算部２２３が出力する舵角レシオＲθ を積算し、積算器２２７に出力する。
積算器２２７は、積算器２２６の出力値に、ピニオントルクレシオ演算部２２４のピニオントルクレシオＲT を積算しダンパ補償電流Ａ２として加算器２５１（図３参照）に出力する。
【００４７】
＜ベースフリクション信号演算部＞
ベースフリクション信号演算部２２１は、舵角速度算出部２４０（図３参照）が出力する舵角速度信号ωS からダンパ補償電流Ａ２の基準となるベースフリクション信号を生成し、積算器２２５に出力する。
このベースフリクション信号は、実験測定等によって予め設定されベースフリクション信号演算部２２１に格納されたベースフリクションマップ２２１ａを参照することによって、生成される。
【００４８】
図６は、第１の実施形態の電動パワーステアリング装置におけるベースフリクション信号演算部の特性を示す図である。
ベースフリクションマップ２２１ａでは、図６に示すように、舵角速度信号ωS の符号（＋／−）によりベースフリクション信号が決定される。
【００４９】
＜車速レシオ演算部＞
車速レシオ演算部２２２は、車速センサ３５（図１参照）が出力する車速信号ＶS から車速レシオＲV を生成し、積算器２２５に出力する。
この車速レシオＲV は、実験測定等によって予め設定され車速レシオ演算部２２２に格納された車速レシオマップ２２２ａを参照することによって、生成される。
【００５０】
図７は、第１の実施形態の電動パワーステアリング装置における車速レシオ演算部の特性を示す図である。
車速レシオマップ２２２ａでは、図７に示すように、車速Ｖが大きくなるに従ってフリクションも大きくなるように車速レシオＲV を上げ、車速Ｖが小さくなるに従ってフリクションも小さくなるように車速レシオＲV を下げる。
【００５１】
＜舵角レシオ演算部＞
舵角レシオ演算部２２３は、操舵角センサ３７（図１参照）が出力する操舵角信号θS と、往き戻り状態検出部２４５が出力する状態信号Ｊとから舵角レシオＲθ を生成し、積算器２２６に出力する。
この舵角レシオＲθ は、実験測定等によって予め設定され舵角レシオ演算部２２３に格納された舵角レシオマップ２２３ａを参照することによって、生成される。
【００５２】
図８は、第１の実施形態の電動パワーステアリング装置における舵角レシオ演算部の特性を示す図である。
舵角レシオマップ２２３ａでは、図８に示すように、操舵角θが大きくなるに従って舵角レシオＲθ も大きくなり、また、舵角レシオＲθ は上限値を有する。
ここで、舵角レシオＲθ の上限値は、戻り状態時よりも往き状態の方が高く設定される。
このように、往き状態の上限値を高く設定することにより、上限値に達した後のステアリングホイール２にしっかりとした安定感のある操作フィーリングを付与することができる。また、戻り状態の上限値を往き状態より低く設定することで、上限値に達した後のステアリングホイール２の戻り操作を行いやすくすることができる。
【００５３】
更に、舵角レシオＲθ が上限値に達するまでのゲイン（傾き）は、往き状態よりも戻り状態の方が高く設定される。
このように、往き状態のゲインより戻り状態のゲインを高く設定することにより、往き状態の立ち上がりを遅くすることで、ステアリングホイール２の切り始めに、すっきりとした操作フィーリングを付与することができる。また、戻り状態の立ち上がりを早くすることでステアリングホイール２の切り始めに、しっかりとした安定感のある操作フィーリングを付与することができる。
【００５４】
＜ピニオントルクレシオ演算部＞
ピニオントルクレシオ演算部２２４は、差動増幅回路４０（図１参照）が出力するトルク信号ＴS と、往き戻り状態検出部２４５が出力する状態信号ＪとからピニオントルクレシオＲT を生成し、積算器２２７に出力する。
このピニオントルクレシオＲT は、実験測定等によって予め設定され車ピニオントルクレシオ演算部２２４に格納されたピニオントルクレシオマップ２２４ａを参照することによって、生成される。
【００５５】
図９は、第１の実施形態の電動パワーステアリング装置におけるピニオントルクレシオ演算部の特性を示す図である。
ピニオントルクレシオマップ２２４ａでは、図９に示すように、ピニオントルクＴが大きくなるに従ってピニオントルクレシオＲT も大きくなり、また、ピニオントルクレシオＲT は上限値を有する。
ここで、ピニオントルクレシオＲT が上限値に達するまでのゲイン（傾き）は、戻り状態よりも往き状態の方が高く設定される。
このように、戻り状態のゲインより往き状態のゲインを高く設定することにより、戻り状態時のトルク入力時は、往き状態時のトルク入力時よりもフリクションを下げ、すっきりとした操作フィーリングを付与することができる。
【００５６】
≪まとめ≫
以上説明したように、第１の実施形態によれば、操舵角θに応じてフリクションを可変とすることができるので、外乱タフネス・収斂性と、良好な戻りとを両立する電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００５７】
（第１の実施形態の変形例）
以上、第１の実施形態に係る電動機１１をブラシレスモータとして説明したが、電動機１１として、シンクロナスリラクタンスモータを用いてもよい。
シンクロナスリラクタンスモータは内部に磁石を使用していないため、ブラシレスモータを用いた場合と比較して、電動機１１に起因するフリクションが小さくなる。しかし、第１の実施形態で説明したように、フリクション補償値を付与することで、シンクロナスリラクタンスモータを用いた場合にも、ブラシレスモータを用いた場合と同様に、操舵フィーリングを向上させることができる。
【００５８】
（第２の実施形態）
前記第１の実施形態はダンパ補償電流Ａ２でフリクションを付与する制御を行ったものであるが、第２の実施形態ではベースアシスト電流Ａ１を制御ものについて説明する。なお、第１の実施形態と同じ要素については同じ符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図１０は、第２の実施形態の電動パワーステアリング装置におけるベース信号演算部の機能構成を示す図である。
第２の実施形態では、ベース信号演算部２１０が出力するベースアシスト電流Ａ１に、往き戻りレシオ演算部２１２が出力する往き戻りレシオＲJ を積算器２１１で積算し、ベースアシスト電流Ａ１’（＝Ａ１×ＲJ ）として出力するものである。
なお、ダンパ補償信号演算部２２０（図３参照）、イナーシャ補償信号演算部２３０（図３参照）は省略して説明する。
【００６０】
＜往き戻りレシオ演算部＞
往き戻りレシオ演算部２１２は、往き戻りレシオＲJ を積算器２１１に出力する。また、一定の間隔（例えば、２５ｍｓ毎）で、現在の往き戻りレシオＲJ と、往き戻り状態検出部２４５が出力する状態信号Ｊとから往き戻りレシオＲJ を更新する。
【００６１】
往き戻りレシオ演算部２１２にて往き戻りレシオＲJ を更新する方法について説明する。
図１１は、第２の実施形態の電動パワーステアリング装置における往き戻りレシオ演算部が実行する往き戻りレシオ更新のフローチャートである。
往き戻りレシオ演算部２１２は往き戻り状態検出部２４５が出力する状態信号Ｊが往き状態を示す信号であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。
【００６２】
往き状態である場合には（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、往き戻りレシオ演算部２１２は往き戻りレシオＲJ を増加させる（ステップＳ１０２）。
次に、往き戻りレシオ演算部２１２は、増加した往き戻りレシオＲJ が上限値であるＲmaxより大きいか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００６３】
往き戻りレシオＲJ が上限値Ｒmaxより大きい場合には（ステップＳ１０３でＹｅｓ）、往き戻りレシオ演算部２１２は、往き戻りレシオＲJ を上限値Ｒmaxとして更新して（ステップＳ１０４）、往き戻りレシオＲJ の更新処理を終了する。
一方、往き戻りレシオＲJ が上限値Ｒmax以下である場合には（ステップＳ１０３でＮｏ）、そのまま、往き戻りレシオＲJ の更新処理を終了する。
【００６４】
また、ステップＳ１０１において、往き状態でない場合には（ステップＳ１０１でＮｏ）、往き戻りレシオ演算部２１２は往き戻り状態検出部２４５が出力する状態信号Ｊが戻り状態を示す信号であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
【００６５】
戻り状態である場合には（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、往き戻りレシオ演算部２１２は往き戻りレシオＲJ を減少させる（ステップＳ１０６）。
次に、往き戻りレシオ演算部２１２は、減少した往き戻りレシオＲJ が加減値であるＲminより小さいか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
【００６６】
往き戻りレシオＲJ が下限値Ｒmaxより小さい場合には（ステップＳ１０７でＹｅｓ）、往き戻りレシオ演算部２１２は、往き戻りレシオＲJ を下限値Ｒminとして更新して（ステップＳ１０８）、往き戻りレシオＲJ の更新処理を終了する。
一方、往き戻りレシオＲJ が下限値Ｒmin以上である場合には（ステップＳ１０７でＮｏ）、そのまま、往き戻りレシオＲJ の更新処理を終了する。
【００６７】
また、ステップＳ１０５において、戻り状態でない場合には（ステップＳ１０５でＮｏ）、往き戻りレシオＲJ を更新せず、往き戻りレシオＲJ の更新処理を終了する。
【００６８】
≪まとめ≫
差動増幅回路４０（図１参照）が出力するトルク信号ＴS では、ピニオントルクＴが、運転者の操舵による入力に起因するものか、外乱の入力により発生したトルク（ステアリングのイナーシャと舵角速度ωの積）に起因するものかについては、判別をすることができない。このため、外乱の入力によりピニオン軸５が回転した場合には、トルク信号ＴS を参照するベース信号演算部２１０から、ステアリングホイール２の回転方向と逆の方向にアシストするベースアシスト電流Ａ１が出力され、ステアリングホイール２の戻り悪化の原因となる。
これに対し、第２の実施形態によれば、戻り状態と判定した場合には、往き戻りレシオＲJ 減少させることにより、ベースアシスト電流Ａ１’を減少させる。これにより、外乱の入力による戻り悪化の影響を小さくする操作フィーリングを付与する電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００６９】
２        ステアリングホイール
１１      電動機
３０      トルクセンサ（操舵トルク検出手段）
３５      車速センサ
３７      操舵角センサ（操舵角検出手段）
４０      差動増幅回路
５０      レゾルバ
６０      電動機駆動手段
１００    電動パワーステアリング装置
２００    制御装置
２０１    目標電流信号生成部（基本アシスト指令値決定手段）
２０２    ＤＵＴＹ信号生成部
２１０    ベース信号演算部
２１０ａ  ベースマップ
２１２    往き戻りレシオ演算部
２２０    ダンパ補償信号演算部（フリクション補償値決定手段）
２２１    ベースフリクション信号演算部
２２１ａ  ベースフリクションマップ
２２２    車速レシオ演算部
２２２ａ  車速レシオマップ
２２３    舵角レシオ演算部
２２３ａ  舵角レシオマップ
２２４    ピニオントルクレシオ演算部
２２４ａ  ピニオントルクレシオマップ
２３０    イナーシャ補償信号演算部
２３０ａ  イナーシャマップ
２４０    舵角速度算出部（舵角速度算出手段）
２４５    往き戻り状態検出部
２１１，２２５，２２６，２２７  積算器
２５１，２５２，２５３，２４４  加算器
【図１】
2011105190.tif 000003
【図２】
2011105190.tif 000004
【図３】
2011105190.tif 000005
【図４】
2011105190.tif 000006
【図５】
2011105190.tif 000007
【図６】
2011105190.tif 000008
【図７】
2011105190.tif 000009
【図８】
2011105190.tif 000010
【図９】
2011105190.tif 000011
【図１０】
2011105190.tif 000012
【図１１】
2011105190.tif 000013