(57)【要約】【課題】静粛性の低下を抑えつつ、協調制御実行時の高い応答性を実現することのできる電動パワーステアリング装置を提供すること。【解決手段】電流指令値演算部２５は、操舵トルクτに応じた目標アシスト力に対応する基本アシスト制御量Ｉas*を演算する基本アシスト制御部２７と、ヨーレイト偏差Δγに基づいて車両挙動安定化制御と協調したアシスト力付与を行うための協調制御量Ｉcc*を演算する協調制御部２８とを備える。また、モータ制御信号出力部２６は、そのＦ／Ｂ制御部３２の実行する電流フィードバック制御に用いるフィードバックゲイン（Ｋp，Ｋi）を演算するＦ／Ｂゲイン演算部３４を備える。そして、Ｆ／Ｂゲイン演算部３４は、上記協調制御量Ｉcc*の基礎となるヨーレイト偏差Δγに基づいて、そのフィードバックゲインの演算（変更）を実行する。【選択図】図２
2011183883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動源として操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置と、前記モータに対する駆動電力の供給を通じて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記操舵系に伝達される操舵トルクに応じた目標アシスト力に対応する基本制御成分及びヨーレイト偏差に応じた協調制御成分に基づく電流指令値を生成するとともに、該電流指令値に実電流値を追従させるべく電流フィードバック制御を実行することにより前記モータに対する前記駆動電力の供給を実行する電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記ヨーレイト偏差に応じて前記フィードバック制御のゲインを変更すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ヨーレイト偏差が正常である否かを判定する判定手段を備え、
前記制御手段は、前記ヨーレイト偏差が正常ではない場合には、前記ゲインを固定して前記フィードバック制御を実行すること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記ヨーレイト偏差が所定値を超える場合に、前記ゲインを変更すること、を特徴とする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ものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用のパワーステアリング装置には、モータを駆動源とする電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）がある。通常、このようなＥＰＳにおいて、その制御装置は、ステアリングシャフトを介して伝達される操舵トルクを検出し、当該操舵トルクに基づいて、操舵系に付与すべき目標アシスト力（の基本制御成分）を演算する。そして、その目標アシスト力に対応する電流指令値に実電流値を追従させるべくフィードバック制御を実行することにより、モータに対する駆動電力の供給を通じて、そのアクチュエータの作動を制御する構成となっている。
【０００３】
また、ＥＰＳにおいては、静粛性の向上が最も重要な課題の一つとなっている。そして、その静粛性が問題になりやすい状況として、低速走行時、とりわけ停車状態におけるステアリング操作、所謂据え切り時を挙げることができる。
【０００４】
即ち、路面反力が大きな低速走行時は、ステアリング操作により大きなトルク（ハンドトルク＋アシストトルク）を必要とすることから、その駆動源であるモータの作動により音や振動が発生しやすい。そして、特に停車時には、ステアリング操作が比較的ゆっくりと行なわれることから、その音や振動の発生に運転者（及び搭乗者）が気付きやすくなる。
【０００５】
そこで、従来、車速に応じてフィードバック制御のゲイン（フィードバックゲイン）を変更することにより、その応答性を低下させる構成が知られている（特許文献１参照）。
即ち、上記のような音や振動の主たる要因は、例えば、減速ギヤの噛み合い変動等、モータの外部構成に由来してトルク制御系に生じた変動成分（リップル）である。そして、この変動成分を含む操舵トルクに基づき目標アシスト力が演算され、更に、その目標アシスト力に対応する電流指令値に基づく電流フィードバック制御が実行されることにより、その変動成分は増幅されることになる。
【０００６】
この点を踏まえ、上記従来技術は、振動や異音の問題が顕在化しやすい低車速領域には、そのフィードバックゲインを低くすることにより、変動成分の増幅を抑えて高い静粛性を確保する。そして、そのモータ作動時の振動や異音が問題となり難い高車速領域には、そのフィードバックゲインを高することにより、その応答性を高めて良好な操舵フィーリングの実現を図る構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３２３１９３２号明細書
【特許文献２】特開２００５−３５００５４号公報
【特許文献３】特開２００４−２４３７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近年、車両においては、例えば、旋回時の横滑りを抑制する車両挙動安定化制御（ESC:Electronic Stability Control）や、走行車線を維持する所謂レーンキープ制御等、各車輪の制動力配分（及び駆動力配分）を積極的に変更することにより、その走行挙動を自動的に制御する自動化技術の導入が進められている。そして、その自動制御の実行時には、併せて、当該自動制御が目標とする走行状態に至るようなステアリング操作を誘引し及び補助するように、そのパワーアシスト制御を実行する構成が一般的となっている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００９】
しかしながら、このような自動制御、及び当該自動制御と協調したパワーアシスト制御（協調制御）は、通常、その目標とする走行状態に対応した目標ヨーレイトと実ヨーレイトとの偏差に基づいて行われる。そして、協調制御の多くは、その車速に依らず高い応答性を要求する。このため、上記特許文献１に記載の従来技術では、こうした協調制御の実行時に十分な応答性を確保することができない可能性があり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、静粛性の低下を抑えつつ、協調制御実行時の高い応答性を実現することのできる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】
【００１１】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、モータを駆動源として操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置と、前記モータに対する駆動電力の供給を通じて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記操舵系に伝達される操舵トルクに応じた目標アシスト力に対応する基本制御成分及びヨーレイト偏差に応じた協調制御成分に基づく電流指令値を生成するとともに、該電流指令値に実電流値を追従させるべく電流フィードバック制御を実行することにより前記モータに対する前記駆動電力の供給を実行する電動パワーステアリング装置において、前記制御手段は、前記ヨーレイト偏差に応じて前記フィードバック制御のゲインを変更すること、を要旨とする。
【００１２】
即ち、車両の走行挙動に関する自動制御と協調したパワーアシスト制御（協調制御）においては、通常、ヨーレイト偏差（の絶対値）が大きな場合ほど、より高い応答性が要求される。従って、上記構成のように、そのヨーレイト偏差に応じてフィードバックゲインを変更することにより、必要に応じた高い応答性を実現することができる。そして、その応答性要求の低い場合には、モータの作動に伴う音や振動の発生を抑えて、その静粛性を高めることができる。その結果、静粛性の低下を抑えつつ、協調制御実行時の高い応答性を実現することができるようになる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記ヨーレイト偏差が正常である否かを判定する判定手段を備え、前記制御手段は、前記ヨーレイト偏差が正常ではない場合には、前記ゲインを固定して前記フィードバック制御を実行すること、を要旨とする。
【００１４】
上記構成のように、電流フィードバック制御のゲインを固定することで、その応答性を安定させることができる。そして、これにより、不確かなヨーレイト偏差の影響を排除してフェールセーフを図ることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、前記ヨーレイト偏差が所定値を超える場合に、前記ゲインを変更すること、を要旨とする。
上記構成によれば、応答性要求の高い領域に限定して、そのフィードバックゲインを可変することができる。その結果、静粛性との両立を図りつつ、より効果的に応答性の向上を図ることができる。特に、ヨーレイト偏差に基づく協調制御成分の演算においては、多くの場合、ヨーレイト偏差の小さな領域に、その制御出力がゼロとなるような所謂不感帯が設定されている。従って、この不感帯に対応した所定値を設定することで、より顕著な効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、静粛性の低下を抑えつつ、協調制御実行時の高い応答性を実現することが可能な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】
【００１７】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。
【図２】ＥＰＳの制御ブロック図。
【図３】操舵トルクと基本アシスト制御量との関係を示す説明図。
【図４】ヨーレイト偏差と過剰操舵抑制制御量との関係を示す説明図。
【図５】ヨーレイト偏差とカウンタアシスト制御量との関係を示す説明図。
【図６】協調制御演算の処理手順を示すフローチャート。
【図７】Ｆ／Ｂゲイン演算部の概略構成図。
【図８】フィードバックゲイン変更による応答性の変化を示す説明図。
【図９】フィードバックゲイン可変演算の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】別例のヨーレイト偏差正常判定の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されている。そして、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト３は、コラムシャフト３ａ、インターミディエイトシャフト３ｂ、及びピニオンシャフト３ｃを連結してなる。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド６を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪７の舵角、即ち車両の進行方向が変更される。
【００１９】
また、ＥＰＳ１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１１とを備えている。
【００２０】
本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１０は、その駆動源であるモータ１２が減速機構１３を介してコラムシャフト３ａと駆動連結された所謂コラム型のＥＰＳアクチュエータとして構成されている。尚、本実施形態では、モータ１２には、ブラシ付の直流モータが採用されている。そして、ＥＰＳアクチュエータ１０は、このモータ１２の回転を減速してコラムシャフト３ａに伝達することにより、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。
【００２１】
一方、ＥＣＵ１１には、トルクセンサ１４及び車速センサ１５が接続されている。尚、本実施形態では、ステアリングシャフト３を構成する上記コラムシャフト３ａの途中にトーションバー１７が設けられており、トルクセンサ１４は、このトーションバー１７の捩れ、即ち操舵系を伝達する操舵トルクに応じて、そのセンサ信号の出力レベルが変化するように構成されている。ＥＣＵ１１は、これらトルクセンサ１４及び車速センサ１５により検出される操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、操舵系に付与すべきアシスト力（目標アシスト力）を演算する。そして、その目標アシスト力をＥＰＳアクチュエータ１０に発生させるべく、モータ１２に対する駆動電力の供給を通じて、当該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する構成となっている（パワーアシスト制御）。
【００２２】
また、本実施形態の車両（図示略）には、車両の走行挙動に関する自動制御を実行する上位ＥＣＵ１８が設けられており、ＥＣＵ１１は、図示しない車内ネットワークを介して同上位ＥＣＵ１８と接続されている。そして、本実施形態のＥＣＵ１１は、上記のような操舵トルクτに基づく通常のパワーアシスト制御に加え、同上位ＥＣＵ１８から取得する各種状態量及び制御信号に基づいて、この上位ＥＣＵ１８の実行する自動制御と協調したパワーアシスト制御を実行する（協調制御）。
【００２３】
詳述すると、本実施形態の上位ＥＣＵ１８は、その自動制御として、各車輪の制動力配分を積極的に変更することによって、旋回時の横滑りを抑制する車両挙動安定化制御（ESC:Electronic Stability Control）を実行する。具体的には、上位ＥＣＵ１８は、運転者によるステアリング操作の状態、及び車両モデルに基づき演算される目標ヨーレイトと実ヨーレイトとの偏差に基づいて、車両のステア特性（アンダーステア／オーバーステア）を判定する。そして、アンダーステアである場合には、その内側後輪に制動力を付加することにより、車両のヨーモーメントが増大するように制御し、及びオーバーステアである場合には、その外側前輪に制動力を付加することにより、車両のヨーモーメントが低減するように制御する。
【００２４】
本実施形態のＥＣＵ１１は、このような車両挙動安定化制御に関する状態量及び制御信号として、ステアリング２の操舵角θs、操舵速度ωs、及びその車両挙動安定化制御において演算されたヨーレイト偏差、並びに同車両挙動安定化制御の実行状態を示す状態信号Ｓcc等を上位ＥＣＵ１８から取得する（その他、ブレーキ油圧ΔＰbk等）。そして、これら各状態量及び制御信号に基づいて、上記車両挙動安定化制御の目標とする横滑りの発生し難い走行状態、即ちそのステア特性がニュートラルステアとなるような運転者のステアリング操作を誘引し及び補助するように、その協調制御を実行する。
【００２５】
次に、本実施形態のＥＰＳによるパワーアシスト制御の態様について説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ１１は、モータ制御信号を出力するマイコン２１と、そのモータ制御信号に基づいて、ＥＰＳアクチュエータ１０の駆動源であるモータ１２に駆動電力を供給する駆動回路２２とを備えている。
【００２６】
尚、本実施形態の駆動回路２２は、複数（４つ）のスイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）をブリッジ状に接続してなり、その対角に位置する各組のスイッチング素子が交互にオン／オフすることにより、印加電圧に基づく駆動電力を出力する周知の構成を有している。また、以下に示す各制御ブロックは、マイコン２１が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。そして、同マイコン２１は、所定のサンプリング周期（検出周期）で各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。
【００２７】
詳述すると、マイコン２１は、モータ１２に対する電力供給の目標値、即ち目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉm*を演算する電流指令値演算部２５と、電流指令値演算部２５により算出された電流指令値Ｉm*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部２６とを備えている。
【００２８】
電流指令値演算部２５には、基本アシスト制御部２７が設けられており、上記車速Ｖ及び操舵トルクτは、この基本アシスト制御部２７に入力される。そして、基本アシスト制御部２７は、これら操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、目標アシスト力に対応する基本制御成分として、基本アシスト制御量Ｉas*を演算する。
【００２９】
具体的には、本実施形態の基本アシスト制御部２７は、図３に示すような操舵トルクτ及び車速Ｖと基本アシスト制御量Ｉas*とが関連付けられたマップ２７ａを備えている。そして、このマップ２７ａを用いたマップ演算の実行により、その操舵トルクτ（の絶対値）が大きいほど、また車速Ｖが遅いほど、より大きな値（絶対値）を有する基本アシスト制御量Ｉas*を演算するように構成されている。
【００３０】
また、本実施形態の電流指令値演算部２５には、協調制御部２８が設けられており、同協調制御部２８には、上記のように上位ＥＣＵ１８から取得した上記ヨーレイト偏差Δγ等の各状態量及び制御信号が入力される。そして、協調制御部２８は、これら各状態量及び制御信号に基づいて、上位ＥＣＵ１８の実行する車両挙動安定化制御と協調したアシスト付与を行うための協調制御量Ｉcc*を演算する。
【００３１】
詳述すると、本実施形態の協調制御部２８は、車両のステア特性がアンダーステアであるか否かを判定する。そして、アンダーステア時には、そのアンダーステアを助長する要因となる過剰操舵を抑制すべく、ヨーレイト偏差Δγに基づいて、そのステアリング操作の方向に付与するアシスト力を減少させる過剰操舵抑制制御量Ｉus*を演算する。
【００３２】
具体的には、本実施形態の協調制御部２８は、図４に示すようなヨーレイト偏差Δγと過剰操舵抑制制御量Ｉus*とが関係付けられたマップ２８ａを備えている。そして、このマップ２８ａを用いたマップ演算の実行により、当該ヨーレイト偏差Δγ（の絶対値）が大きいほど、そのステアリング操作の方向に付与するアシスト力が大きく減少するような過剰操舵抑制制御量Ｉus*を演算する。
【００３３】
また、協調制御部２８は、車両のステア特性がオーバーステアであるか否かを判定する。そして、オーバーステア時には、そのオーバーステアを解消するために運転者が行うカウンタステアを誘引し及び補助すべく、ヨーレイト偏差Δγに基づいて、そのカウンタステアの向に付与するアシスト力が増加するようなカウンタアシスト制御量Ｉos*を演算する。
【００３４】
具体的には、本実施形態の協調制御部２８は、図５に示すようなヨーレイト偏差Δγとカウンタアシスト制御量Ｉos*とが関係付けられたマップ２８ｂを備えている。そして、このマップ２８ｂを用いたマップ演算の実行により、当該ヨーレイト偏差Δγ（の絶対値）が大きいほど、そのカウンタステア方向に付与するアシスト力が大となるようなカウンタアシスト制御量Ｉos*を演算する。
【００３５】
尚、本実施形態では、例えば、目標ヨーレイト及び実ヨーレイトの符号（発生方向）がともに「＋」であるとして、ステア特性がアンダーステアである場合には、ヨーレイト偏差Δγの符号は「＋」、オーバーステアである場合には、ヨーレイト偏差Δγの符号は「−」となるように設定されている。また、これら車両のステア特性に応じた各演算処理において、その基礎となるヨーレイト偏差Δγの小さな領域（-γ１≦Δγ≦γ１，-γ２≦Δγ≦γ２）については、それぞれ、その制御出力（Ｉus*，Ｉos*）がゼロとなるような所謂不感帯が設定されている。そして、本実施形態の協調制御部２８は、これら過剰操舵抑制制御量Ｉus*及びカウンタアシスト制御量Ｉos*に基づいて、その協調制御成分としての協調制御量Ｉcc*を演算する構成となっている。
【００３６】
次に、協調制御部による協調制御演算の処理手順について説明する。
図６のフローチャートに示すように、協調制御部２８は、その演算処理に用いる各状態量及び制御信号（τ，θs，ωs，Δγ，Ｓcc）を取得すると（ステップ１０１）、まず、車両がアンダーステア状態にあるか否かを判定するＵＳ判定（ステップ１０２）、及びオーバーステア状態にあるか否かを判定するＯＳ判定（ステップ１０３）を実行する。
【００３７】
尚、本実施形態の協調制御部２８は、ヨーレイト偏差Δγの符号が、操舵角θs及び操舵トルクτの符号と同一であり、且つそのヨーレイト偏差Δγの絶対値が所定の閾値を上回っている場合において、更に所定速度を超える操舵速度ωsが発生しているときに、車両がアンダーステア状態にあると判定する。そして、ヨーレイト偏差Δγの符号が、操舵角θs及び操舵トルクτの符号と異なり、且つ同ヨーレイト偏差Δγの絶対値が所定の閾値を上回る場合において、更に制御信号として上位ＥＣＵ１８から取得した状態信号Ｓccが車両挙動安定化制御の実行中であることを示すときに、車両がオーバーステア状態にあると判定する。
【００３８】
次に、協調制御部２８は、上記ステップ１０２におけるＵＳ判定においてアンダーステアであると判定した場合（ステップ１０４：ＹＥＳ）には、上記ヨーレイト偏差Δγに基づいて過剰操舵抑制制御量Ｉus*を演算する（図４参照、ＵＳ制御、ステップ１０５）。また、上記ステップ１０３におけるＯＳ判定においてオーバーステアであると判定した場合（ステップ１０４：ＮＯ且つステップ１０６：ＹＥＳ）には、上記ヨーレイト偏差Δγに基づいてカウンタアシスト制御量Ｉos*を演算する（図５参照、ＯＳ制御、ステップ１０７）。そして、協調制御部２８は、アンダーステア及びオーバーステアの何れでもないと判定した場合（ステップ１０４：ＮＯ且つステップ１０６：ＮＯ）には、上記ステップ１０５及びステップ１０７の処理を実行しない。
【００３９】
このように、本実施形態では、上記ステップ１０５におけるＵＳ制御の実行時には、ステップ１０６のＯＳ制御が禁止されることにより、そのカウンタアシスト制御量Ｉos*はゼロ（Ｉos*＝０）となる。また、上記ステップ１０６におけるＯＳ制御の実行時には、ステップ１０５のＵＳ制御が禁止されることにより、その過剰操舵抑制制御量Ｉus*はゼロ（Ｉus*＝０）となる。そして、これらＯＳ制御及びＵＳ制御の何れも実行されない場合には、それぞれの制御出力である過剰操舵抑制制御量Ｉus*及びカウンタアシスト制御量Ｉos*はともにゼロ（Ｉus*＝０且つＩos*＝０）となる。
【００４０】
そして、本実施形態の協調制御部２８は、これら過剰操舵抑制制御量Ｉus*及びカウンタアシスト制御量Ｉos*を加算することによって、ステア状態がニュートラルステアとなるようなステアリング操作を誘引し及び補助するための協調制御成分、即ち上位ＥＣＵ１８の実行する車両挙動安定化制御に対応した協調制御量Ｉcc*を演算する（ステップ１０８）。
【００４１】
図２に示すように、本実施形態の電流指令値演算部２５では、このようにして協調制御部２８が演算する協調制御成分としての協調制御量Ｉcc*は、上記基本アシスト制御部２７の演算する基本制御成分としての基本アシスト制御量Ｉas*とともに加算器２９に入力される。そして、同電流指令値演算部２５は、これら基本アシスト制御量Ｉas*及び協調制御量Ｉcc*の加算値に基づく値を、その電流指令値Ｉm*としてモータ制御信号出力部２６に出力する構成となっている。
【００４２】
一方、モータ制御信号出力部２６には、上記電流指令値演算部２５の出力する電流指令値Ｉm*とともに、電流センサ３０により検出されたモータ１２の実電流値Ｉmが入力されるようになっている。そして、本実施形態のモータ制御信号出力部２６は、その電流指令値Ｉm*に実電流値Ｉmを追従させるべくフィードバック制御を実行することにより、モータ制御信号を生成し、上記駆動回路２２に出力する構成となっている。
【００４３】
詳述すると、モータ制御信号出力部２６において、電流指令値Ｉm*及び実電流値Ｉmは、減算器３１に入力され、更に、この減算器３１において演算された電流偏差ΔＩmは、Ｆ／Ｂ制御部３２へと入力される。そして、Ｆ／Ｂ制御部３２は、この電流偏差ΔＩm及びフィードバックゲインに基づいて、そのフィードバック制御（比例：Ｐ、積分：Ｉ）を実行する。
【００４４】
具体的には、Ｆ／Ｂ制御部３２は、電流偏差ΔＩmに比例ゲインＫpを乗ずることにより得られる比例成分、及び電流偏差ΔＩmの積分値に積分ゲインＫiを乗ずることにより得られる積分成分を加算することにより、電圧指令値Ｖm*を演算する。そして、この電圧指令値Ｖm*に基づいて、ＰＷＭ変換部３３がモータ制御信号を生成する。
【００４５】
このようにして生成されたモータ制御信号は、マイコン２１から駆動回路２２へと出力され、同駆動回路２２により当該モータ制御信号に基づく駆動電力がモータ１２へと供給される。そして、その駆動電力（通電電流量）に応じたモータトルクがアシスト力として操舵系に付与されるようになっている。
【００４６】
（フィードバックゲイン可変制御）
次に、本実施形態のＥＰＳにおけるフィードバックゲイン可変制御の態様について説明する。
【００４７】
図２に示すように、本実施形態では、上記モータ制御信号出力部２６には、Ｆ／Ｂゲイン演算部３４が設けられており、上記Ｆ／Ｂ制御部３２によるフィードバック制御は、このＦ／Ｂゲイン演算部３４が演算する比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを用いて行なわれる。
【００４８】
詳述すると、本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部３４には、上記協調制御の基礎となるヨーレイト偏差Δγが入力されるようになっている。そして、同Ｆ／Ｂゲイン演算部３４は、このヨーレイト偏差Δγ（の絶対値）に基づいて上記比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを演算する。
【００４９】
図７に示すように、本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部３４は、比例ゲイン演算部３６及び積分ゲイン演算部３７を備えており、これら比例ゲイン演算部３６及び積分ゲイン演算部３７は、それぞれ上記ヨーレイト偏差Δγ（の絶対値）とその対応する各フィードバックゲイン（Ｋp，Ｋi）とが関連付けられたマップ３６ａ，３７ａを備えている。そして、比例ゲイン演算部３６及び積分ゲイン演算部３７は、入力されるヨーレイト偏差Δγを、そのマップ３６ａ，３７ａに参照することにより、当該ヨーレイト偏差Δγに応じた比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを演算する。
【００５０】
具体的には、比例ゲイン演算部３６に設けられたマップ３６ａにおいて、比例ゲインＫpは、ヨーレイト偏差Δγ（の絶対値）が所定値γａ以下である場合（|Δγ|≦γａ）には、所定値Ｋplとなるように設定されている（Ｋp＝Ｋpl）。また、ヨーレイト偏差Δγが所定値γｂ以上である場合（|Δγ|≧γｂ）には、比例ゲインＫpは、上記所定値Ｋplよりも大きな所定値Ｋphとなるように設定されている（Ｋp＝Ｋph、Ｋph＞Ｋpl）。そして、ヨーレイト偏差Δγが上記所定値γａよりも大きく所定値γｂよりも小さい領域（γａ＜|Δγ|＜γｂ）においては、比例ゲインＫpは、上記所定値Ｋplと所定値Ｋphとの間で線形補間されるように、詳しくは当該所定値Ｋplから所定値Ｋphまで、ヨーレイト偏差Δγの増大に従って、その値が大となるように設定されている。
【００５１】
同様に、積分ゲイン演算部３７に設けられたマップ３７ａにおいて、積分ゲインＫiは、ヨーレイト偏差Δγ（の絶対値）が所定値γａ以下である場合（|Δγ|≦γａ）には、所定値Ｋilとなるように設定されている（Ｋi＝Ｋil）。また、ヨーレイト偏差Δγが所定値γｂ以上である場合（|Δγ|≧γｂ）には、積分ゲインＫiは、上記所定値Ｋilよりも大きな所定値Ｋihとなるように設定されている（Ｋi＝Ｋih、Ｋih＞Ｋil）。そして、ヨーレイト偏差Δγが上記所定値γａよりも大きく所定値γｂよりも小さい領域（γａ＜|Δγ|＜γｂ）においては、積分ゲインＫiは、上記所定値Ｋilと所定値Ｋihとの間で線形補間されるように、詳しくは当該所定値Ｋilから所定値Ｋihまで、ヨーレイト偏差Δγの増大に従って、その値が大となるように設定されている。
【００５２】
このように比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを変更することにより、Ｆ／Ｂ制御部３２の実行するフィードバック制御の応答性は、図８に示されるように変化する。即ち、ヨーレイト偏差Δγが小さな領域では（|Δγ|≦γａ）、比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiが低くなることで（Ｋp＝Ｋpl，Ｋi＝Ｋil）、同図中、実線に示される波形Ｌ１のように、その応答性が低くなる。尚、本実施形態では、この「ヨーレイト偏差Δγが小さな領域」を示す閾値として設定された所定値γａ（図７参照）は、協調制御量Ｉcc*の演算において設定された不感帯に対応する閾値（±γ１，±γ２）に対応する値となっている。また、ヨーレイト偏差Δγが大きな領域では（|Δγ|≧γｂ）、比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiが低くなることで（Ｋp＝Ｐ１，Ｋi＝Ｉ１）、同図中、一点鎖線に示される波形Ｌ２のように、その応答性が高くなる。そして、本実施形態では、これにより、その静粛性の低下を抑えつつ、協調制御実行時の高い応答性を確保する構成となっている。
【００５３】
即ち、車両挙動安定化制御と協調したアシスト力付与を行うための協調制御量Ｉcc*の演算は、ヨーレイト偏差Δγを基礎として行われる（図４及び図５参照）。そして、その車両挙動安定化制御と協調したパワーアシスト制御においては、車両に生じた挙動の乱れが大きいほど、即ち、そのヨーレイト偏差Δγ（の絶対値）が大きいほど、より高い応答性が要求される。
【００５４】
この点、上記構成のように、ヨーレイト偏差Δγに応じてフィードバックゲイン（比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi）を変更することにより、必要に応じた高い応答性を実現することができる。そして、その応答性要求の低い場合には、駆動源であるモータ１２の作動に伴う音や振動の発生を抑えて、その静粛性を高めることができる。
【００５５】
また、本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部３４は、上記のようなヨーレイト偏差Δγに基づくフィードバックゲイン演算に先立って、先ず、そのヨーレイト偏差Δγが正常であるか否かを判定する。
【００５６】
具体的には、図２に示すように、本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部３４には、制御信号として上位ＥＣＵ１８から取得した状態信号Ｓccが入力されるようになっている。尚、本実施形態では、同Ｆ／Ｂゲイン演算部３４には、上記状態信号Ｓccとして、車内ネットワークの通信ステータス、車両挙動安定化制御の有効フラグ、及びヨーレイトセンサの正常フラグ等が入力される。そして、Ｆ／Ｂゲイン演算部３４は、その状態信号Ｓccにより、「上位ＥＣＵとの間の通信状態は正常」、「車両挙動安定化制御が正常に実行されている」、且つ「ヨーレイトセンサは正常である」と判断することが可能な場合に、「ヨーレイト偏差Δγは正常である」と判定する。
【００５７】
そして、本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部３４は、そのヨーレイト偏差Δγが正常であると判定した場合にのみ、上記のようなヨーレイト偏差Δγに応じたフィードバックゲイン（比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi）の演算を実行する構成となっている。
【００５８】
即ち、協調制御の実行により操舵系に付与されるアシスト力は、その基礎となるヨーレイト偏差Δγが正常である限りにおいて適正であり、故に、上記のようなヨーレイト偏差Δγに基づくフィードバックゲインの変更によって、その協調制御の実行による効果を最大化することができる。しかしながら、ヨーレイト偏差Δγが正常でないならば、その協調制御の実行により操舵系に付与されるアシスト力もまた、適正であるとは限らない。従って、このような状況下において、上記ヨーレイト偏差Δγに基づくフィードバックゲインの変更を実行したとしても、その期待する効果が得られない可能性が高い。
【００５９】
尚、本実施形態では、上記協調制御部２８は、ヨーレイト偏差Δγの異常が確定した場合には、その制御出力である協調制御量Ｉcc*としてゼロ（Ｉcc*＝０）を演算する構成となっている。
【００６０】
この点を踏まえ、本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部３４は、ヨーレイト偏差Δγが正常であると判定されない限り、当該ヨーレイト偏差Δγに応じたフィードバックゲインの変更を実行しない。そして、ヨーレイト偏差Δγが正常であると判定できない、つまり正常ではない場合には、ヨーレイト偏差Δγに依らず、その演算する比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを所定値（Ｋp＝α，Ｋi＝β）に固定する。
【００６１】
即ち、電流フィードバック制御のゲインを固定することにより、その応答性を安定させることができる。そして、本実施形態では、これにより、その不確かなヨーレイト偏差Δγの影響を排除してフェールセーフを図る構成となっている。
【００６２】
次に、Ｆ／Ｂゲイン演算部によるフィードバックゲイン可変演算の処理手順について説明する。
図９のフローチャートに示すように、Ｆ／Ｂゲイン演算部３４は、先ず上位ＥＣＵ１８から取得したヨーレイト偏差Δγが正常であるか否かを判定する（ステップ２０１）。そして、当該ヨーレイト偏差Δγが正常であると判定した場合（ステップ２０１：ＹＥＳ）には、上記マップ演算の実行により（図７参照）、そのヨーレイト偏差Δγに応じた比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを演算する（ステップ２０２）。
【００６３】
一方、上記ステップ２０１において、ヨーレイト偏差Δγが正常であると判定できない場合（ステップ２０１：ＮＯ）、Ｆ／Ｂゲイン演算部３４は、比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiとして固定値（所定値：Ｋp＝α，Ｋi＝β）を演算する（ステップ２０３）。そして、Ｆ／Ｂゲイン演算部３４は、上記ステップ２０２又はステップ２０３において演算した比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを上記Ｆ／Ｂ制御部３２に出力する（ステップ２０４）。
【００６４】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）電流指令値演算部２５は、操舵トルクτに応じた目標アシスト力に対応する基本制御成分としての基本アシスト制御量Ｉas*を演算する基本アシスト制御部２７と、ヨーレイト偏差Δγに基づく協調制御成分として、車両挙動安定化制御と協調したアシスト力付与を行うための協調制御量Ｉcc*を演算する協調制御部２８とを備える。また、モータ制御信号出力部２６は、そのＦ／Ｂ制御部３２の実行する電流フィードバック制御に用いるフィードバックゲイン（Ｋp，Ｋi）を演算するＦ／Ｂゲイン演算部３４を備える。そして、Ｆ／Ｂゲイン演算部３４は、上記協調制御量Ｉcc*の基礎となるヨーレイト偏差Δγに基づいて、そのフィードバックゲインの演算（変更）を実行する。
【００６５】
通常、車両挙動安定化制御と協調したパワーアシスト制御（協調制御）においては、車両に生じた挙動の乱れが大きい場合、即ちヨーレイト偏差Δγ（の絶対値）が大きな場合ほど高い応答性が要求される。従って、上記のように、ヨーレイト偏差Δγに応じてフィードバックゲイン（比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi）を変更することにより、必要に応じた高い応答性を実現することができる。そして、その応答性要求の低い場合には、モータ１２の作動に伴う音や振動を抑えて静粛性を高めることができる。その結果、静粛性の低下を抑えつつ、協調制御実行時の高い応答性を実現することができるようになる。
【００６６】
（２）Ｆ／Ｂゲイン演算部３４は、そのヨーレイト偏差Δγに基づくフィードバックゲイン演算の実行に先立って、当該ヨーレイト偏差Δγが正常であるか否かを判定する。
上記構成のように、電流フィードバック制御のゲインを固定することで、その応答性を安定させることができる。そして、これにより、その不確かなヨーレイト偏差Δγの影響を排除してフェールセーフを図ることができる。
【００６７】
（３）Ｆ／Ｂゲイン演算部３４は、ヨーレイト偏差Δγが所定値γａを超える場合（|Δγ|≧γａ）において、そのヨーレイト偏差Δγが大きいほど、より大きなフィードバックゲイン（比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi）を演算する。
【００６８】
上記構成によれば、応答性要求の高い領域に限定して、そのフィードバックゲインを可変することができる。その結果、静粛性との両立を図りつつ、より効果的に応答性の向上を図ることができる。特に、ヨーレイト偏差Δγに基づく協調制御成分（協調制御量Ｉcc*）の演算においては、ヨーレイト偏差Δγ（の絶対値）の小さな領域（図４及び図５参照参照、-γ１≦Δγ≦γ１，-γ２≦Δγ≦γ２）に、その制御出力（同各図参照、Ｉus*，Ｉos*）がゼロとなるような所謂不感帯が設定されている。従って、この不感帯に対応した所定値γａを設定することで、より顕著な効果を得ることができる。
【００６９】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、本発明を所謂コラム型のＥＰＳ１に具体化したが、本発明は、所謂ピニオン型やラックアシスト型のＥＰＳに適用してもよい。
【００７０】
・上記実施形態では、本発明をブラシ付の直流モータを駆動源とするＥＰＳ１に具体化したが、ブラシレスモータを駆動源とするＥＰＳに適用してもよい。
・上記実施形態では、協調制御部２８は、ヨーレイト偏差Δγに基づく協調制御成分として、各車輪の制動力配分を積極的に変更することにより旋回時の横滑りを抑制する車両挙動安定化制御（ESC:Electronic Stability Control）と協調したアシスト付与を行うための協調制御量Ｉcc*を演算することとした。しかし、これに限らず、その協調制御の対象となる自動制御については、走行車線を維持する所謂レーンキープ制御、或いは自動駐車制御等、その他の自動制御であってもよい。
【００７１】
・また、上記実施形態では、アンダーステア時において、そのステアリング操作の方向に付与するアシスト力が減少するような過剰操舵抑制制御量Ｉus*、及びオーバーステア時において、そのカウンタステアを誘引し及び補助するカウンタアシスト制御量Ｉos*の双方を演算する、そして、その何れかを上記協調制御量Ｉcc*とすることとした。しかし、これに限らず、これら過剰操舵抑制制御量Ｉus*又はカウンタアシスト制御量Ｉos*の何れか一方のみを演算するものに具体化してもよい。
【００７２】
・上記実施形態では、Ｆ／Ｂ制御部３２は、そのフィードバック制御として、比例制御及び成分制御（ＰＩ制御）を実行し、Ｆ／Ｂゲイン演算部３４は、その比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiについて、ヨーレイト偏差Δγに基づく変更を行なうこととした。しかし、これに限らず、そのフィードバック制御として、さらに微分制御を加えた所謂ＰＩＤ制御を実行する態様に具体化してもよい。そして、そのフィードバックゲインの変更については、比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi（上記微分制御を行う場合には、並びにその微分ゲイン）の少なくとも何れか一つについて行なう構成であればよい。
【００７３】
・上記実施形態では、そのヨーレイト偏差Δγが所定値γａを超える場合（γａ＜|Δγ|＜γｂ）において、当該ヨーレイト偏差Δγの増大に従って大となるようにフィードバックゲインを変更することとした。しかし、これに限らず、ヨーレイト偏差Δγの増大に応じて、連続的又はステップ的にフィードバックゲインを大とする構成としてもよい。
【００７４】
・また、ヨーレイト偏差Δγと車両の共振との関係が既知である場合には、その対応する共振周波数帯域について、フィードバックゲインを低減する構成としてもよい。これにより、高い静粛性を確保することができる。
【００７５】
・更に、ヨーレイト偏差Δγに応じたフィードバックゲインの変更と、車速或いは操舵速度に応じたフィードバックゲインの変更とを併用する構成としてもよい。具体的には、例えば、ヨーレイト感応ゲインと操舵速度感応ゲインとを掛け合わせることにより、フィードバックゲインを演算する構成とすればよい。尚、車速感応型については、特許文献１等、また、操舵速度感応型については、特開２００１−２３９９４７号公報等を参照されたい。
【００７６】
・上記実施形態では、ヨーレイト偏差Δγが正常であると判定できない場合（図９参照、ステップ２０１：ＮＯ）には、ヨーレイト偏差Δγに依らず、その演算する比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを所定値（Ｋp＝α，Ｋi＝β）に固定することとした（ステップ２０３）。しかし、これに限らず、ゲインを固定して電流フィードバック制御を行う構成であれば、例えば、前回の演算周期において「正常であると判定された時点の値」に固定する等、その固定値については、必ずしも予め設定された値でなくともよい。
【００７７】
・さらに、上記のようにフィードバックゲインを固定値に切り替えた場合には、その値にフィルタ処理を施す構成としてもよい。これにより、その応答性の変化に伴うアシストトルクの変動を緩和して、良好な操舵フィーリングを確保することができる。
【００７８】
・上記実施形態では、判定手段としてのＦ／Ｂゲイン演算部３４は、制御信号として上位ＥＣＵ１８から取得した状態信号Ｓccに基づいて、ヨーレイト偏差Δγが正常であるか否かを判定することとした。しかし、これに限らず、ヨーレイト偏差Δγ、又はその微分値に基づいて、当該ヨーレイト偏差Δγが正常であるか否かの判定を行うこととしてもよい。
【００７９】
具体的には、例えば、図１０のフローチャートに示すように、ヨーレイト偏差Δγ（の絶対値）が所定の閾値δthを超えるか否かに基づいて、当該ヨーレイト偏差Δγが正常である場合には起こりえない偏差過剰が生じているか否かを判定する（ステップ３０１）。次に、このステップ３０１において、偏差過剰が生じていると判定した場合（|Δγ|＞δth、ステップ３０１：ＹＥＳ）には、続いてカウンタをインクリメントし（ｎ＝ｎ＋１、ステップ３０２）、更に、そのカウンタ値ｎが所定値ｎ０を超えるか否かを判定する（ステップ３０３）。そして、当該カウンタ値ｎが所定値ｎ０を超える場合（ｎ＞ｎ０、ステップ３０３：ＹＥＳ）には、ヨーレイト偏差Δγが異常であると判定する（異常フラグセット、ステップ３０４）構成とすればよい。
【００８０】
尚、上記ステップ３０３において、カウンタ値ｎが所定値ｎ０に満たない場合（ステップ３０３：ＮＯ）には、上記ステップ３０４の処理は実行しない。そして、上記ステップ３０１において、偏差過剰が生じていないと判定した場合（|Δγ|≦δth、ステップ３０１：ＮＯ）には、カウンタをクリアして（ｎ＝０、ステップ３０５）、ヨーレイト偏差Δγは正常（異常なし）であると判定する（異常フラグリセット、ステップ３０６）構成とすればよい。このような構成としても、ヨーレイト偏差Δγが正常であるか否かを判定することができる。
【００８１】
次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を効果ともに記載する。
（イ）請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記協調制御成分は、アンダーステア時に、そのステアリング操作の方向に付与するアシスト力を減少させる制御成分であること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【００８２】
（ロ）請求項１〜請求項３、及び上記（イ）の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記協調制御成分は、オーバーステア時に、そのカウンタステアを誘引し及び補助する方向のアシスト力を増加させる制御成分であること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【００８３】
即ち、車両挙動の安定化を図る上は、車両に生じたアンダーステア、或いはオーバーステアは、可能な限りにおいて迅速に解消されることが望ましい。従って、上記各構成を有するものについて、請求項１〜請求項３に記載の発明を適用することで、より顕著な効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００８４】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２…ステアリング、３…ステアリングシャフト、１０…ＥＰＳアクチュエータ、１１…ＥＣＵ、１２…モータ、１４…トルクセンサ、１８…上位ＥＣＵ、２１…マイコン、２２…駆動回路、２５…電流指令値演算部、２６…モータ制御信号出力部、２７…基本アシスト制御部、３２…Ｆ／Ｂ制御部、３４…Ｆ／Ｂゲイン演算部、３６…比例ゲイン演算部、３６ａ…マップ、３７…積分ゲイン演算部、３７ａ…マップ、Ｉm…実電流値、Ｉm*…電流指令値、ΔＩm…偏差、Ｉas*…アシスト制御量、τ…操舵トルク、Ｉcc*…協調制御量、Δγ…ヨーレイト偏差、Ｋp…比例ゲイン、Ｋpl，Ｋph…所定値、Ｋi…積分ゲイン、Ｋil，Ｋih…所定値、Ｓcc…状態信号。
【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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【図６】
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【図７】
2011183883.tif 000009
【図８】
2011183883.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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