(57)【要約】【課題】ストッパラバー等の緩衝弾性部材がハウジングに突き当たったときの衝撃が変動しにくい電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】電動パワーステアリング装置１００は、伝達機構と、電動モータ１１０と、制御装置１０と、を備える。ここで伝達機構は、直線移動によって車輪１５０を転舵させるラック軸１０５を有し、ステアリングホイール１０１の一方方向の回転操作力を車輪１５０の一方方向の転動力として伝達する。電動モータ１１０は、伝達機構を介して、一方方向の回転駆動力が車輪１５０の一方方向の転動力として加えられる。制御装置１０は、ステアリングホイール１０１に対して一方方向の回転操作力が加えられた場合に回転駆動力を生じるように電動モータ１１０の駆動を制御する。さらに制御装置１０は、ラック軸１０５の移動端においてラック軸１０５が与えるエネルギーを予め定められた量にするように電動モータ１１０の回転駆動力を制御する。【選択図】図１
2019130987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線移動によって車輪を転舵させるラック軸を有し、ステアリングホイールの一方方向の回転操作力を前記車輪の一方方向の転動力として伝達する伝達機構と、
前記伝達機構を介して、一方方向の回転駆動力が前記車輪の一方方向の転動力として加えられる電動モータと、
前記ステアリングホイールに対して前記一方方向の回転操作力が加えられた場合に前記一方方向の回転駆動力を生じるように前記電動モータの駆動を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記ラック軸の移動端において前記ラック軸が与えるエネルギーを予め定められた量にするように前記電動モータの回転駆動力を制御する電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記ラック軸が与えるエネルギーは、前記ラック軸の運動エネルギーである請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記ラック軸が与えるエネルギーは、前記電動モータから前記ラック軸に加えられる駆動エネルギーをさらに加味したものである請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記ラック軸が与えるエネルギーは、前記ステアリングホイールから前記ラック軸に加えられる駆動エネルギーをさらに加味したものである請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記ラック軸が与えるエネルギーと予め定められたエネルギーである設定エネルギーとの差分に基づき制御を行なう請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記設定エネルギーは、車両状態に基づき決定される請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記移動端と前記移動端から予め定められた距離に設定された制御開始点における前記差分に基づき制御を行なう請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
ステアリングホイールに対して一方方向の回転操作力が加えられた場合に前記一方方向の回転駆動力を生じるように電動モータを駆動させる仮の目標電流として仮目標電流を決定する仮目標電流決定部と、
直線移動によって車輪を転舵させるラック軸の移動端において前記ラック軸が与えるエネルギーを予め定められた量にする電流としてエネルギー補償電流を算出するエネルギー補償電流算出部と、
前記仮目標電流および前記エネルギー補償電流に基づいて、前記電動モータを駆動させる最終的な目標電流として最終目標電流を決定する最終目標電流決定部と、
を備え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。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動パワーステアリング装置のラック・ピニオン等に過大な衝撃荷重がかかることを抑制するために、ラック軸の両端それぞれにゴム等の緩衝弾性部材を設けている。
例えば、特許文献１に記載のラック・ピニオン式パワーステアリング装置においては、ラック軸は、その左右の両端のボールジョイント部に隣接する位置にそれぞれ所定幅の合成樹脂やゴム等からなる環状のストッパラバーを備えている。ストッパラバーは、ラック軸の左右方向への進退動のストロークにおける左方への移動の移動端においては、ギヤハウジングの右方延出筒状ハウジングの内周部に嵌入されるストッパピース端に、また、右方への移動の移動端においては左方ハウジングの左方端にそれぞれ当接する。これにより、ラック軸がハウジングに突き当たることに起因してラック・ピニオン等に過大な衝撃荷重が生じることを抑制する。このように、ストッパラバーは、ステアリングホイール（ハンドル）の回転操作力を車輪に伝達するラック・ピニオン等の伝達機構（減速ギヤ機構）を衝撃荷重から保護する役目を果たしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１７２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ラック軸の移動端においてラックエンドがハウジング等に突き当たる際には、運転者は、ステアリングホイールを通じてその突き当たる衝撃を感じることになる。しかしながらこの衝撃が過度に大きくなると、操舵フィーリングが悪化するおそれがある。またこの衝撃が過度に小さい場合には、ラック軸が移動端に達した状態を運転者が感知しにくくなる。つまりこの衝撃は、変動しないことが好ましい。
本発明は、ラックエンドが突き当たったときの衝撃が変動しにくい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】
【０００５】
かかる目的のもと、本発明は、直線移動によって車輪を転舵させるラック軸を有し、ステアリングホイールの一方方向の回転操作力を当該車輪の一方方向の転動力として伝達する伝達機構と、前記伝達機構を介して、一方方向の回転駆動力が前記車輪の一方方向の転動力として加えられる電動モータと、前記ステアリングホイールに対して前記一方方向の回転操作力が加えられた場合に前記一方方向の回転駆動力を生じるように前記電動モータの駆動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記ラック軸の移動端において当該ラック軸が与えるエネルギーを予め定められた量にするように前記電動モータの回転駆動力を制御する電動パワーステアリング装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ラックエンドがハウジングに突き当たったときの衝撃が変動しにくい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】
【０００７】
【図１】実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。
【図２】制御装置の概略構成図である。
【図３】目標電流算出部の概略構成図である。
【図４】ラック軸が右方向（プラス方向）に移動した場合の、ラック軸とエネルギーとの関係を示すモデル図である。
【図５】ラック軸の位置とラック軸が与えるエネルギーとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００の概略構成を示す図である。
電動パワーステアリング装置１００（以下、単に「ステアリング装置１００」と称する場合もある。）は、車両の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、本実施の形態においては車両の一例としての自動車１に適用した構成を例示している。なお、図１は、自動車１を前方から見た図である。
【０００９】
ステアリング装置１００は、自動車１の進行方向を変えるために運転者が操作する車輪（ホイール）状のステアリングホイール（ハンドル）１０１と、ステアリングホイール１０１に一体的に設けられたステアリングシャフト１０２とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ステアリングシャフト１０２と自在継手１０３ａを介して連結された上部連結シャフト１０３と、この上部連結シャフト１０３と自在継手１０３ｂを介して連結された下部連結シャフト１０８とを備えている。下部連結シャフト１０８は、ステアリングホイール１０１の回転に連動して回転する。
【００１０】
また、ステアリング装置１００は、転動輪としての左右の車輪１５０それぞれに連結されたタイロッド１０４と、タイロッド１０４に連結されたラック軸１０５とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ラック軸１０５に形成されたラック歯１０５ａとともにラック・ピニオン機構を構成するピニオン１０６ａを備えている。ピニオン１０６ａは、ピニオンシャフト１０６の下端部に形成されている。これらラック軸１０５、ピニオンシャフト１０６などが、ステアリングホイール１０１の回転操作力を車輪１５０の転動力として伝達する伝達機構として機能する。
【００１１】
また、ステアリング装置１００は、ピニオンシャフト１０６を収納するステアリングギヤボックス（ハウジング）１０７を有している。ピニオンシャフト１０６は、ステアリングギヤボックス１０７内にてトーションバー１１２を介して下部連結シャフト１０８と連結されている。そして、ステアリングギヤボックス１０７の内部には、下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６との相対回転角度に基づいて、言い換えればトーションバー１１２の捩れ量に基づいて、ステアリングホイール１０１に加えられた操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１０９が設けられている。
【００１２】
ステアリングギヤボックス１０７内に、ラック軸１０５の中央部に形成されたラック歯１０５ａが入っており、ラック軸１０５の両端部は、それぞれステアリングギヤボックス１０７から突出している。そして、ラック軸１０５の両端部には、それぞれ、ステアリングギヤボックス１０７における図１で見た場合の左右方向の両端面１０７ａの開口部よりも大きな外形の突出部１０５ｂが設けられている。さらに突出部１０５ｂには、ラック軸１０５がステアリングギヤボックス１０７に突き当たる際の衝撃を緩和する緩衝弾性部材の一例であるストッパラバー１０５ｃが設けられている。そして、このストッパラバー１０５ｃがステアリングギヤボックス１０７の左右方向の端面１０７ａに突き当たることで、ラック軸１０５の移動量が規制される。
尚、突出部１０５ｂにストッパラバー１０５ｃが構成されている本構成では、ストッパラバー１０５ｃをラック軸１０５のラックエンドということもできる。
また、ストッパラバー１０５ｃは、ステアリングギアボックス１０７の端面１０７ａに設けられていても良い。
【００１３】
また、ステアリング装置１００は、ステアリングギヤボックス１０７に支持された電動モータ１１０と、電動モータ１１０の駆動力を減速してピニオンシャフト１０６に伝達する減速機構１１１とを有している。本実施の形態に係る電動モータ１１０は、３相ブラシレスモータである。減速機構１１１は、例えば、ピニオンシャフト１０６に固定されたウォームホイール（不図示）と、電動モータ１１０の出力軸に固定されたウォームギヤ（不図示）などから構成される。
【００１４】
また、ステアリング装置１００は、電動モータ１１０の作動を制御する制御手段の一例としての制御装置１０を備えている。制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９からの出力信号が入力される。また、制御装置１０には、自動車１に搭載される各種の機器を制御するための信号を流す通信を行うネットワーク（ＣＡＮ）を介して、自動車１の移動速度である車速Ｖｃを検出する車速センサ１７０からの出力信号ｖなどが入力される。
【００１５】
以上のように構成されたステアリング装置１００は、トルクセンサ１０９が検出した操舵トルクＴに基づいて電動モータ１１０を駆動し、電動モータ１１０の駆動力（発生トルク）をピニオンシャフト１０６に伝達する。これにより、電動モータ１１０の駆動力（発生トルク）が、ステアリングホイール１０１に加える運転者の操舵をアシストする。このように、電動モータ１１０は、運転者のステアリングホイール１０１の操舵に対してアシスト力（補助力）を付与する。
【００１６】
〔制御装置〕
次に、制御装置１０について説明する。
図２は、制御装置１０の概略構成図である。
制御装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等からなる算術論理演算回路である。
制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴが出力信号に変換されたトルク信号Ｔｄと、車速センサ１７０にて検出された車速Ｖｃが出力信号に変換された車速信号ｖなどが入力される。
【００１７】
そして、制御装置１０は、トルク信号Ｔｄおよび車速信号ｖに基づいて目標補助トルクを算出し、この目標補助トルクを電動モータ１１０が供給するのに必要となる目標電流Ｉｔを算出する目標電流算出部２０と、目標電流算出部２０が算出した目標電流Ｉｔに基づいてフィードバック制御などを行う制御部３０とを有している。
また、制御装置１０は、電動モータ１１０の回転速度Ｎｍを算出するモータ回転速度算出部７０と、ラック軸１０５の位置を検出するラック軸位置検出部８０と、を備えている。モータ回転速度算出部７０は、３相ブラシレスモータである電動モータ１１０の回転子（ロータ）の回転位置を検出するレゾルバからの出力信号を基に電動モータ１１０の回転速度Ｎｍを算出し、その回転速度Ｎｍが出力信号に変換された回転速度信号Ｎｍｓを出力する。ラック軸位置検出部８０は、レゾルバからの出力信号を基に電動モータ１１０の回転位置を把握し、減速機構１１１およびピニオンシャフト１０６を介して電動モータ１１０の回転駆動力が機械的に伝達されるラック軸１０５の位置ｐを検出し、ラック軸１０５の位置ｐが出力信号に変換されたラック軸位置信号Ｐｓを出力する。
【００１８】
〔目標電流算出部〕
次に、目標電流算出部２０について詳述する。
図３は、目標電流算出部２０の概略構成図である。
目標電流算出部２０は、目標電流を設定する上で基準となるベース電流Ｉｂを算出するベース電流算出部２１と、電動モータ１１０の慣性モーメントを打ち消すための電流を算出するイナーシャ補償電流算出部２２と、モータの回転を制限する電流を算出するダンパー補償電流算出部２３とを備えている。また、目標電流算出部２０は、ベース電流算出部２１、イナーシャ補償電流算出部２２、ダンパー補償電流算出部２３にて算出された値に基づいて仮の目標電流である仮目標電流Ｉｔｆを決定する仮目標電流決定部２５を備えている。また、目標電流算出部２０は、ラック軸１０５の位置や移動状態に基づいてラック軸１０５が与えるエネルギーを調整する電流であるエネルギー補償電流Ｉｒを算出するエネルギー補償電流算出部２７と、仮目標電流決定部２５にて決定された仮目標電流Ｉｔｆおよびエネルギー補償電流算出部２７にて算出されたエネルギー補償電流Ｉｒに基づいて最終的に目標電流Ｉｔを決定する最終目標電流決定部２８と、を備えている。
なお、目標電流算出部２０には、トルク信号Ｔｄ、車速信号ｖ、回転速度信号Ｎｍｓ、ラック軸位置信号Ｐｓなどが入力される。
【００１９】
ベース電流算出部２１は、位相補償部２６（図３参照）にてトルク信号Ｔｄが位相補償されたトルク信号Ｔｓと、車速センサ１７０からの車速信号ｖとに基づいてベース電流Ｉｂを算出する。つまり、ベース電流算出部２１は、位相補償された操舵トルクＴと、車速Ｖｃとに応じたベース電流Ｉｂを算出する。なお、ベース電流算出部２１は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）とベース電流Ｉｂとの対応を示す制御マップに、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）を代入することによりベース電流Ｉｂを算出する。
【００２０】
イナーシャ補償電流算出部２２は、トルク信号Ｔｓと、車速信号ｖとに基づいて電動モータ１１０およびシステムの慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。つまり、イナーシャ補償電流算出部２２は、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）と、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）とに応じたイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。なお、イナーシャ補償電流算出部２２は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）とイナーシャ補償電流Ｉｓとの対応を示す制御マップに、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）を代入することによりイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。
【００２１】
ダンパー補償電流算出部２３は、トルク信号Ｔｓと、車速信号ｖと、電動モータ１１０の回転速度信号Ｎｍｓとに基づいて、電動モータ１１０の回転を制限するダンパー補償電流Ｉｄを算出する。つまり、ダンパー補償電流算出部２３は、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）と、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）と、電動モータ１１０の回転速度Ｎｍ（回転速度信号Ｎｍｓ）に応じたダンパー補償電流Ｉｄを算出する。なお、ダンパー補償電流算出部２３は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）および回転速度Ｎｍ（回転速度信号Ｎｍｓ）と、ダンパー補償電流Ｉｄとの対応を示す制御マップに、操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）および回転速度Ｎｍ（回転速度信号Ｎｍｓ）を代入することによりダンパー補償電流Ｉｄを算出する。
【００２２】
仮目標電流決定部２５は、ベース電流算出部２１にて算出されたベース電流Ｉｂ、イナーシャ補償電流算出部２２にて算出されたイナーシャ補償電流Ｉｓおよびダンパー補償電流算出部２３にて算出されたダンパー補償電流Ｉｄに基づいて仮目標電流Ｉｔｆを決定する。仮目標電流決定部２５は、例えば、ベース電流Ｉｂに、イナーシャ補償電流Ｉｓを加算するとともにダンパー補償電流Ｉｄを減算して得た電流を仮目標電流Ｉｔｆとして決定する。
エネルギー補償電流算出部２７については後で詳述する。
【００２３】
最終目標電流決定部２８は、仮目標電流決定部２５にて決定された仮目標電流Ｉｔｆおよびエネルギー補償電流算出部２７にて算出されたエネルギー補償電流Ｉｒに基づいて最終的に目標電流Ｉｔを決定する。本実施の形態に係る最終目標電流決定部２８は、仮目標電流決定部２５にて決定された仮目標電流Ｉｔｆにエネルギー補償電流算出部２７にて算出されたエネルギー補償電流Ｉｒを加算して得た電流を目標電流Ｉｔとして決定する。
【００２４】
〔制御部〕
制御部３０は、電動モータ１１０の作動を制御するモータ駆動制御部（不図示）と、電動モータ１１０を駆動させるモータ駆動部（不図示）と、電動モータ１１０に実際に流れる実電流Ｉｍを検出するモータ電流検出部（不図示）とを有している。
【００２５】
モータ駆動制御部は、目標電流算出部２０にて最終的に決定された目標電流Ｉｔと、モータ電流検出部にて検出された電動モータ１１０へ供給される実電流Ｉｍとの偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部（不図示）を有している。また、モータ駆動制御部は、電動モータ１１０をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成するＰＷＭ信号生成部（不図示）を有している。
【００２６】
モータ駆動部は、所謂インバータであり、例えば、スイッチング素子として６個の独立したトランジスタ（ＦＥＴ）を備え、６個の内の３個のトランジスタは電源の正極側ラインと各相の電気コイルとの間に接続され、他の３個のトランジスタは各相の電気コイルと電源の負極側（アース）ラインと接続されている。そして、６個の中から選択した２個のトランジスタのゲートを駆動してこれらのトランジスタをスイッチング動作させることにより、電動モータ１１０の駆動を制御する。
モータ電流検出部は、モータ駆動部に接続されたシャント抵抗の両端に生じる電圧から電動モータ１１０に流れる実電流Ｉｍの値を検出する。
【００２７】
〔エネルギー補償電流算出部〕
次に、エネルギー補償電流算出部２７について詳述する。
上述した本実施の形態に係る最終目標電流決定部２８は、仮目標電流決定部２５にて決定された仮目標電流Ｉｔｆとエネルギー補償電流算出部２７にて算出されたエネルギー補償電流Ｉｒとに基づいて目標電流Ｉｔを決定する。詳しくは後述するが、これは、ラック軸１０５のストッパラバー１０５ｃがステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たる前に操舵トルクＴに基づいて行うアシストを調整することで、突き当たるときのラック軸１０５が与えるエネルギーを調整し、突き当たるときのエネルギーを予め定められた量とする意図である。
【００２８】
より具体的には、制御装置１０は、基本的には、ステアリングホイール１０１に対して一方方向の回転操作力が加えられた場合に一方方向の回転駆動力を生じるように電動モータ１１０の駆動を制御する。ただし制御装置１０は、ラック軸１０５の位置ｐやラック軸１０５の移動速度等によっては、ラック軸１０５の移動端においてラック軸１０５が与えるエネルギーを予め定められた量にするように電動モータ１１０の回転駆動力を制御する。この場合、ラック軸１０５の移動端は、ラック軸１０５に設けられるストッパラバー１０５ｃとステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａとが接触する箇所である。なお本実施の形態では、ラック軸１０５の移動端は、ラック軸１０５に設けられるストッパラバー１０５ｃであり、ストッパラバー１０５ｃとステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａとが接触する箇所である、と言うこともできる。
【００２９】
それゆえ、エネルギー補償電流算出部２７は、ラック軸１０５の位置ｐや移動状態に基づいてエネルギー補償電流Ｉｒを算出する。
エネルギー補償電流算出部２７は、基本的には、ラック軸１０５の速度に基づいて、ラック軸１０５が与えるエネルギーを算出するとともに、エネルギーを調整するために必要なエネルギー補償電流Ｉｒを設定する。
【００３０】
次に、ラック軸１０５が与えるエネルギーを算出する手法について説明する。
なお、以下の説明において、ステアリングホイール（ハンドル）１０１が右回転された場合にラック軸１０５が図１で見た場合の右方向に移動して車輪１５０が右回転し、ステアリングホイール（ハンドル）１０１が左回転された場合にラック軸１０５が図１で見た場合の左方向に移動して車輪１５０が左回転するものとする。そして、ラック軸１０５が図１で見た場合の右方向に移動した場合をプラス方向とし、左方向に移動した場合をマイナス方向とする。
【００３１】
図４は、ラック軸１０５が右方向（プラス方向）に移動した場合の、ラック軸１０５とエネルギーとの関係を示すモデル図である。この場合、ステアリングギヤボックス１０７は、固定とし、ラック軸１０５が右方向（プラス方向）に移動する場合を考える。
このときラック軸１０５が与えるエネルギーＦは、下記式（１）により算出することができる。式（１）においてｍは、ラック軸１０５の質量、Ｖは、ラック軸１０５の速度を表す。つまりここでは、ラック軸１０５が与えるエネルギーＦを、ラック軸１０５の運動エネルギーとしている。ラック軸１０５の速度Ｖは、例えば、ラック軸１０５の位置ｐを時間微分することで求めることができる。
【００３２】
【数１】
2019130987.tif 000003
【００３３】
またラック軸１０５が与えるエネルギーＦとして、電動モータ１１０からラック軸１０５に加えられる駆動エネルギーをさらに加味することが好ましい。この場合、ラック軸１０５が与えるエネルギーＦは、下記式（２）により算出することができる。式（２）において、Ｍは、電動モータ１１０からラック軸１０５に加えられる駆動エネルギーを表す。即ち、式（２）は、式（１）の右辺に電動モータ１１０からラック軸１０５に加えられる駆動エネルギーを加算した式である。この駆動エネルギーは、例えば、電動モータ１１０の回転速度Ｎｍから求めることができる。
【００３４】
【数２】
2019130987.tif 000004
【００３５】
さらにラック軸１０５が与えるエネルギーＦとして、ステアリングホイール１０１からラック軸１０５に加えられる駆動エネルギーをさらに加味することが好ましい。この場合、ラック軸１０５が与えるエネルギーＦは、下記式（３）により算出することができる。式（３）において、Ｈは、ステアリングホイール１０１からラック軸１０５に加えられる駆動エネルギーを表す。即ち、式（３）は、式（２）の右辺にステアリングホイール１０１からラック軸１０５に加えられる駆動エネルギーを加算した式である。この駆動エネルギーは、例えば、操舵トルクＴから求めることができる。
【００３６】
【数３】
2019130987.tif 000005
【００３７】
またエネルギー補償電流算出部２７は、以上のようにして求めたエネルギーＦを基に、以下のようにして、ラック軸１０５の移動端においてラック軸１０５が与えるエネルギーを予め定められた量にする制御を行なう。
【００３８】
まずエネルギー補償電流算出部２７は、ラック軸１０５の移動端において、ストッパラバー１０５ｃがステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たるときの望ましいエネルギーを予め設定しておく。本実施の形態では、この望ましいエネルギーを設定エネルギーＦｒとする。この設定エネルギーＦｒは、ラック軸１０５の移動端においてラック軸１０５が与えるエネルギーの目標量である。そしてエネルギー補償電流算出部２７は、上述したエネルギーＦと設定エネルギーＦｒとの差分Ｆｄを下記式（４）により算出する。
【００３９】
Ｆｄ＝Ｆ−Ｆｒ  …（４）
【００４０】
エネルギー補償電流算出部２７は、移動端と移動端から予め定められた距離に設定された制御開始点においてこの差分Ｆｄを算出する。
【００４１】
エネルギー補償電流算出部２７は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、差分Ｆｄとエネルギー補償電流Ｉｒとの対応を示す制御マップに、式（４）を用いて算出した差分Ｆｄを代入することによりエネルギー補償電流Ｉｒを算出する。差分Ｆｄとエネルギー補償電流Ｉｒとの関係は、例えば、差分Ｆｄがプラス方向に大きくなるに従ってエネルギー補償電流Ｉｒがマイナス方向に大きくなる関係となる。
【００４２】
図５は、ラック軸１０５の位置とラック軸１０５が与えるエネルギーＦとの関係を示す図である。図中、横軸は、ラック軸１０５の位置としてストッパラバー１０５ｃの位置を表し、縦軸は、エネルギーＦを表す。
図示するＰ１〜Ｐ３で示した実線は、ストッパラバー１０５ｃの位置に対するエネルギーＦの変化を示している。
【００４３】
このうち実線Ｐ１は、制御開始点におけるエネルギーＦが、設定エネルギーＦｒより大きかった例を示している。この場合、式（４）により算出される差分Ｆｄは、正の値となり、エネルギー補償電流算出部２７から出力されるエネルギー補償電流Ｉｒは、負の値となる。そのため最終目標電流決定部２８で決定される目標電流Ｉｔは、仮目標電流決定部２５で決定された仮目標電流Ｉｔｆより小さくなり、アシスト力は減少する。そのためラック軸１０５が、制御開始点からステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに近づくに従い、エネルギーＦは、減少する。そしてラック軸１０５のストッパラバー１０５ｃが、ステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たったときは、エネルギーＦは、設定エネルギーＦｒとなる。
【００４４】
また実線Ｐ２、Ｐ３は、制御開始点におけるエネルギーＦが、設定エネルギーＦｒより小さかった例を示している。この場合、式（４）により算出される差分Ｆｄは、負の値となり、エネルギー補償電流算出部２７から出力されるエネルギー補償電流Ｉｒは、正の値となる。そのため最終目標電流決定部２８で決定される目標電流Ｉｔは、仮目標電流決定部２５で決定された仮目標電流Ｉｔｆより大きくなり、アシスト力は増加する。そのためラック軸１０５が、制御開始点からステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに近づくに従い、エネルギーＦは、増加する。そしてラック軸１０５のストッパラバー１０５ｃが、ステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たったときは、エネルギーＦは、設定エネルギーＦｒとなる。通常は、ラック軸１０５の移動端に近づくに従い、車輪１５０のねじれが大きくなり、車輪１５０からの反発する力が大きくなるため、運転者は、ステアリングホイール１０１が重くなったと感じやすい（アシスト力が不足しやすい）。この場合、運転者はステアリングホイール１０１により大きな回転操作力を加える必要が生じる。しかしアシスト力を増加させ、エネルギーＦを増加させることで、アシスト力の不足がなくなるため、ラック軸１０５の移動端に近づいても操舵フィーリングが変化しにくくなる。
【００４５】
なおこのとき実線Ｐ２の場合より実線Ｐ３の場合の方が、差分Ｆｄがより小さくなる（差分Ｆｄは、負の値のため絶対値としてはより大きくなる）ため、エネルギー補償電流Ｉｒはより大きくなり、より大きいアシスト力が付与される。
【００４６】
このように本実施の形態では、制御開始点における差分Ｆｄに基づき、エネルギー補償電流Ｉｒを決定し、これにより目標電流Ｉｔを調整する。その結果、アシスト力が調整され、ラック軸１０５のストッパラバー１０５ｃが、ステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たったときのエネルギーを調整することができる。その結果、ストッパラバー１０５ｃがステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たったときの衝撃が変動しにくくなる。
【００４７】
なお上述した例では、制御開始点における差分Ｆｄからエネルギー補償電流Ｉｒを決定したが、制御開始点からステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに近い側で、さらに差分Ｆｄを算出し、新たなエネルギー補償電流Ｉｒを決定し、これを基に目標電流Ｉｔを求めてもよい。即ちこの場合、エネルギー補償電流Ｉｒは、複数回算出される。これにより、エネルギーＦの制御をさらに高い精度で行なうことができる。そしてラック軸１０５のストッパラバー１０５ｃが、ステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たったときのエネルギーＦが、設定エネルギーＦｒにさらに近づきやすくなる。
【００４８】
また設定エネルギーＦｒは、一定の値として予め定めておいてもよいが、車両状態に基づき決定してもよい。この場合、車両状態としては、例えば、車速Ｖｃ、車輪１５０の速度、ヨーレート、車両の加速度、ラック軸１０５の温度、ラック軸１０５近傍の外気温などが挙げられる。つまりこれらの車両状態毎に、設定エネルギーＦｒの値を決めておき、エネルギー補償電流算出部２７が、車両状態に応じて設定エネルギーＦｒを選択する。
【００４９】
また上述した例では、ラック軸１０５が右方向（プラス方向）に移動した場合の、ラック軸１０５の位置とラック軸１０５が与えるエネルギーＦとの関係について説明したが、ラック軸１０５が左方向（マイナス方向）に移動した場合もほぼ同様である。つまりラック軸１０５が左方向（マイナス方向）に移動したときは、図１中の右側に位置する方のラック軸１０５の突出部１０５ｂが、図１中の右側に位置する方のステアリングギヤボックス１０７の端面１０７ａに突き当たる場合となる。この場合もエネルギーＦを、同様にして求めることができる。
また上述した例では、ラック軸１０５の突出部１０５ｂにストッパラバー１０５ｃを設けた場合について説明したが、ストッパラバー１０５ｃを設けないようにすることもできる。この場合も、上述した事項は、同様に適用することができる。この場合において、移動端は、突出部１０５ｂとなり、突出部１０５ｂをラックエンドということができる。
【００５０】
なお、上記実施の形態では、ラックピニオン式を例示したが、その他のラックアシスト式、ディアルピニオン式等にも同様に採用できる。
【００５１】
また、上述した各実施形態における制御装置１０の構成要素は、ハードウェアによって実現されていても良いし、ソフトウェアによって実現されていても良い。また、本発明の構成要素の一部または全部がソフトウェアで実現される場合には、そのソフトウェア（コンピュータープログラム）は、コンピューター読み取り可能な記録媒体に格納された形で提供することができる。「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭのような携帯型の記録媒体に限らず、各種のＲＡＭやＲＯＭ等のコンピューター内の内部記憶装置や、ハードディスク等の外部記憶装置も含む。
【符号の説明】
【００５２】
１０…制御装置、２０…目標電流算出部、２１…ベース電流算出部、２２…イナーシャ補償電流算出部、２３…ダンパー補償電流算出部、２５…仮目標電流決定部、２７…エネルギー補償電流算出部、２８…最終目標電流決定部、３０…制御部、１００…電動パワーステアリング装置、１０５…ラック軸、１０７…ステアリングギヤボックス、１１０…電動モータ
【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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