(57)【要約】      （修正有）【課題】左右片手操舵状態で、左右どちらに操舵した状態でも違和感のない、操舵フィーリングの良い電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】操舵状態判定手段によって右片手操作状態と判定された場合には、左操舵時は右操舵時と比較して、重力に逆らって操舵力を入力する必要がある。そのため、左操舵時は右操舵時よりアシスト力を増大させることにより、操舵フィーリングの向上を図ることができる。一方、操舵状態判定手段によって左手片手操作状態と判定された場合には、右操舵時は左操舵時と比較して、重力に逆らって操舵力を入力する必要がある。そのため、右操舵時は左操舵時よりアシスト力を増大させることにより、操舵フィーリングの向上を図ることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータによって操舵系にステアリング操作を補助するアシスト力を付与すべく設けられた操舵力補助装置と、
運転者が前記ステアリング操作を両手、もしくは右片手、あるいは左片手操作をしているかを検出する操作状態検出手段と、
前記操作状態検出手段が検出した検出データから操舵状態を判定する操舵状態判定手段と、
操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記操舵トルク検出手段から検出した操舵トルクと、前記車速検出手段から検出した車速から目標電流指令値を生成する目標電流指令値生成手段と、
前記目標電流指令値生成手段により生成された制御状態量に基づいて、前記操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給することにより、操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記制御手段は、前記操舵状態判定手段によって右片手操作状態と判定された場合には、右操舵時より左操舵時に前記アシスト力を増大させるとともに、前記操舵状態判定手段によって左手片手操作状態と判定された場合には、左操舵時より右操舵時に前記アシスト力を増大させること、
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記載の電動パワーステアリング装置において、
前記アシスト力を増大させる手段としてアシストマップを設けたこと、
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、電動モータにより操舵補助を行う電動パワーステアリング装置では、車速と操舵トルクより目標電流を生成し、電流検出器で、電動モータに流れる実電流を検出している。そして、目標電流と実電流の差分を演算し、この差分を公知のＰＩＤ制御（比例制御、積分制御、微分制御）することにより最適なアシスト力を発生させることによって、快適な操舵フィーリングが得られるようにアシスト制御を行っている。
【０００３】
しかし、従来の電動パワーステアリング装置では、運転者がステアリング操作を両手で行っているか、片手で行っているかでアシスト力を変化させることはない。そのため、片手でステアリングホイールを操作すると、アシスト力が不足して、運転者の操舵負担が大きくなり、操舵フィーリングが悪いという問題があった。そのため、例えば、特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置では、片手操舵状態の時には、両手操舵状態のときよりも大きなアシスト力を付与して、操舵フィーリングの向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１６０６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述したような方法では、例えば右片手操舵状態で右操舵した時と、左操舵した時を比べれば、左操舵時は重力に逆らって操舵力を入力する必要がある。そのため、相対的に右操舵時より大きな操舵力が必要となり、左右操舵力がアンバランスになって、操舵フィーリングが劣る虞があった。
【０００６】
本発明の目的は、左右片手操舵状態で、左右どちらに操舵した状態でも違和感のない、操舵フィーリングの良い、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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、モータによって操舵系にステアリング操作を補助するアシスト力を付与すべく設けられた操舵力補助装置と、運転者が前記ステアリング操作を両手、もしくは右片手、あるいは左片手操作をしているかを検出する操作状態検出手段と、前記操作状態検出手段が検出した検出データから操舵状態を判定する操舵状態判定手段と、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記操舵トルク検出手段から検出した操舵トルクと、前記車速検出手段から検出した車速から目標電流指令値を生成する目標電流指令値生成手段と、前記目標電流指令値生成手段により生成された制御状態量に基づいて、前記操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給することにより、操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、前記制御手段は、前記操舵状態判定手段によって右片手操作状態と判定された場合には、右操舵時より左操舵時に前記アシスト力を増大させるとともに、前記操舵状態判定手段によって左手片手操作状態と判定された場合には、左操舵時より右操舵時に前記アシスト力を増大させること、を要旨とする。
【０００８】
本請求項の電動パワーステアリング装置では、操舵状態判定手段によって右片手操作状態と判定された場合には、右操舵時より左操舵時にアシスト力を増大させるとともに、操舵状態判定手段によって左手片手操作状態と判定された場合には、左操舵時より右操舵時にアシスト力を増大させること構成とした。
【０００９】
即ち、操舵状態判定手段によって右片手操作状態と判定された場合には、左操舵時は右操舵時と比較して、重力に逆らって操舵力を入力する必要がある。そのため、左操舵時は右操舵時よりアシスト力を増大させることにより、操舵フィーリングの向上を図ることができる。一方、操舵状態判定手段によって左手片手操作状態と判定された場合には、右操舵時は左操舵時と比較して、重力に逆らって操舵力を入力する必要がある。そのため、右操舵時は左操舵時よりアシスト力を増大させることにより、操舵フィーリングの向上を図ることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記アシスト力を増大させる手段としてアシストマップを設けたこと、を要旨とする。
【００１１】
アシストマップを設けたことで、操舵状態判定手段によって判定された操舵状態に応じて、速やかにアシスト力を変更できるので、より一層操舵フィーリングの向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、左右片手操舵状態で、左右どちらに操舵した状態でも違和感のない、操舵フィーリングの良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】
【００１３】
【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の全体制御ブロック図。
【図３】本実施形態における各操舵状態のアシストマップ図。
【図４】本実施形態における操舵状態判定部の処理手順を示すフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、コラム型の電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳという）に具体化した本発明の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ＥＰＳ１において、ステアリングホイール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。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８、インターミディエイトシャフト９、及びピニオンシャフト１０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１１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１２の転舵角が変更されるようになっている。
【００１５】
また、ＥＰＳ１は、モータ２１を駆動源として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２４と、ＥＰＳアクチュエータ２４の作動を制御するＥＣＵ２７とを備えている。
【００１６】
本実施形態のＥＰＳアクチュエータ２４は、コラム型のＥＰＳアクチュエータであり、その駆動源であるモータ２１は、減速機構２３を介してコラムシャフト８と駆動連結されている。そして、同モータ２１の回転を減速機構２３により減速してコラムシャフト８に伝達することによって、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。
【００１７】
一方、ＥＣＵ２７には、車速センサ２５（車速検出手段）、トルクセンサ２６（操舵トルク検出手段）、モータ回転角センサ２２、及びステアリングホイール２には、例えば、圧電素子からなる複数の感圧センサ２０（操作状態検出手段）が接続されており、ＥＣＵ２７は、これら各センサの出力信号に基づいて、車速Ｖ、操舵トルクτ、モータ回転角θｍ、及び感圧センサ出力信号ＰＳを検出する。
【００１８】
尚、トルクセンサ２６はツインレゾルバ型のトルクセンサである。ＥＣＵ２７は、図示しないトーションバーの両端に設けられた一対のレゾルバの各出力信号に基づいて操舵トルクτを演算する。また、ＥＣＵ２７は、これら検出される各状態量に基づいて目標アシスト力を演算し、その駆動源であるモータ２１への駆動電力の供給を通じて、ＥＰＳアクチュエータ２４の作動、即ち操舵系に付与するアシスト力を制御する。
【００１９】
次に、本実施形態のＥＰＳ１における電気的構成について説明する。
図２は、本実施形態のＥＰＳ１の全体制御ブロック図である。同図に示すように、ＥＣＵ２７は、モータ制御信号を出力するマイコン２９（制御手段）と、そのモータ制御信号に基づいて、ＥＰＳアクチュエータ２４の駆動源であるモータ２１に駆動電力を供給する駆動回路４０、及びモータ２１に通電される実電流値Ｉｍを検出するための、実電流値検出センサ３０（実電流値検出手段）とを備えている。
【００２０】
駆動回路４０は、直列に接続された一対のスイッチング素子を基本単位（アーム）として各相に対応する２つ以上のアームを並列接続してなる公知のＰＷＭインバータ（図略）である。また、マイコン２９の出力するモータ制御信号は、駆動回路４０を構成する各スイッチング素子のオンデューティ比を規定するものとなっている。モータ制御信号が各スイッチング素子のゲート端子に印加され、モータ制御信号に応答して、各スイッチング素子がオン／オフすることにより、バッテリ２８の電源電圧に基づくモータ駆動電力を生成して、モータ２１へと出力する構成になっている。
【００２１】
ＥＣＵ２７には、モータ２１のモータ回転角θｍを検出するためのモータ回転角センサ２２が接続されている。そして、マイコン２９は、これら各センサの出力信号に基づき検出された、実電流値Ｉｍ、及びモータ回転角θｍ、並びに上記操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、駆動回路４０にモータ制御信号を出力する。
【００２２】
以下に示す各制御ブロックは、マイコン２９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。マイコン２９は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、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。
【００２３】
図２に示すように、マイコン２９は、操舵状態を判定する操舵状態判定部３１（操舵状態判定手段）と、モータ２１を制御する電流指令値を生成する電流指令値生成部３２（目標電流指令値生成手段）と、上記駆動回路４０を制御するモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部４４と、を備えている。
【００２４】
操舵状態判定部３１には、イグニッションスイッチ（図略）がオンされた時に出力されるイグニッション信号ＩＧ、及び感圧センサ２０が検出した検出データである、感圧センサ出力信号ＰＳが入力される。ここで、感圧センサ２０とは、運転者がステアリング操作を両手、もしくは右片手、あるいは左片手操作をしているか、を検出するセンサである。操舵状態判定部３１は、そのイグニッション信号ＩＧ、及び感圧センサ出力信号ＰＳに基づいて、電流指令値生成部３２に設定されているアシストマップ１（３３）、アシストマップ２（３４）、アシストマップ３（３５）を選択するアシストマップ１選択信号ＡＭＳ１、アシストマップ２選択信号ＡＭＳ２、及びアシストマップ３選択信号ＡＭＳ３を生成する。
【００２５】
電流指令値生成部３２には、トルクセンサ２６により検出された操舵トルクτ、車速センサ２５により検出された車速Ｖ、及び操舵状態判定部３１にて生成されたアシストマップ１選択信号ＡＭＳ１、アシストマップ２選択信号ＡＭＳ２、及びアシストマップ３選択信号ＡＭＳ３が入力される。
【００２６】
電流指令値生成部３２は、その操舵トルクτ、車速Ｖ、及びアシストマップ１選択信号ＡＭＳ１、アシストマップ２選択信号ＡＭＳ２、及びアシストマップ３選択信号ＡＭＳ３に基づいて、アシストトルクの制御状態量である電流指令値Ｉ＊を、アシストマップ１（３３）、アシストマップ２（３４）、アシストマップ３（３５）より決定する。
【００２７】
アシストマップについては、図３の本実施形態における各操舵状態のアシストマップ図に基づいて説明する。
アシストマップ図は、横軸に操舵トルクτ、縦軸に電流指令値Ｉ＊、そして、同じ操舵トルクの場合、車速Ｖが小さいほど、大きな電流指令値Ｉ＊を決定するように構成されている。
【００２８】
アシストマップ１選択信号ＡＭＳ１が、操舵状態判定部３１より出力された場合には、アシストマップ１選択ＡＮＤゲート３６がアクテイブ状態となり、アシストマップ１（３３）が選択される。アシストマップ１（３３）は、アシストマップ２（３４）、及びアシストマップ３（３５）と比較して、同じ操舵トルクτに対して、最小の電流指令値Ｉ＊を出力する。
【００２９】
アシストマップ２選択信号ＡＭＳ２が、操舵状態判定部３１より出力された場合には、アシストマップ２選択ＡＮＤゲート３７がアクテイブ状態となり、アシストマップ２（３４）が選択される。アシストマップ２（３４）は、アシストマップ１（３３）、及びアシストマップ３（３５）と比較して、同じ操舵トルクτに対して、中間の電流指令値Ｉ＊を出力する。
【００３０】
アシストマップ３選択信号ＡＭＳ３が、操舵状態判定部３１より出力された場合には、アシストマップ３選択ＡＮＤゲート３８がアクテイブ状態となり、アシストマップ３（３５）が選択される。アシストマップ３（３５）は、アシストマップ１（３３）、及びアシストマップ２（３４）と比較して、同じ操舵トルクτに対して、最大の電流指令値Ｉ＊を出力する。
【００３１】
モータ制御信号生成部４４には、電流指令値生成部３２から電流指令値Ｉ＊と、実電流値検出センサ３０から検出される実電流値Ｉｍが入力される。モータ制御信号生成部４４は、入力された電流指令値Ｉ＊と、実電流値Ｉｍから、減算器３９Ｊを介して減算した結果、電流偏差値ΔＩを生成する。
【００３２】
更に、モータ制御信号生成部４４は、減算器３９Ｊにより生成された電流偏差値ΔＩを、後段の電流制御部３９に入力する。電流制御部３９は、入力された電流偏差値ΔＩを公知の比例、積分、微分制御で制御演算し、モータ制御信号を生成する。そして、モータ制御信号生成部４４で生成されたモータ制御信号は、駆動回路４０に入力され、モータ２１を駆動する駆動電力を供給する。
【００３３】
次に、本実施形態のマイコン２９による、操舵状態判定部の処理手順について、図４のフローチャート図に基づいて説明する。
まず、マイコン２９は、イグニッション信号ＩＧがオンか否かを判定する（ステップＳ１００）。そして、マイコン２９は、イグニッション信号ＩＧがオンと判定した場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）には、感圧センサ出力信号ＰＳを読み込む（ステップＳ１０１）。一方、マイコン２９は、イグニッション信号ＩＧがオンでないと判定した場合（ステップＳ１００：ＮＯ）には、ステップＳ１００に戻り、イグニッション信号ＩＧがオンになるまで待機する。
【００３４】
次に、マイコン２９は、片手操舵か否かを判定する（ステップＳ１０２）。マイコン２９は、感圧センサ出力信号ＰＳが、ハンドルの左右どちらか半分の領域からのみ出力されている場合に、片手操舵と判定する。そして、マイコン２９は、片手操舵と判定した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）には、右手操舵か否かを判定する（ステップＳ１０３）。マイコン２９は、感圧センサ出力信号ＰＳが、ハンドルの右半分の領域からのみ出力されている場合に、右手操舵と判定する。更に、マイコン２９は、右手操舵と判定した場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）には、ハンドル右操舵か否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【００３５】
そして、マイコン２９は、ハンドル右操舵と判定した場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）には、アシストマップ１選択信号ＡＭＳ１を出力（ステップＳ１０５）し、処理を終える。
【００３６】
一方、マイコン２９は、ハンドル右操舵でないと判定した場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）には、ハンドル左操舵か否かを判定する（ステップＳ１０６）。そして、マイコン２９は、ハンドル左操舵と判定した場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）には、アシストマップ３選択信号ＡＭＳ３を出力（ステップＳ１０７）し、処理を終える。
【００３７】
更に、マイコン２９は、ハンドル左操舵でないと判定した場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）には、ハンドルが保舵状態であると判定し、アシストマップ２選択信号ＡＭＳ２を出力（ステップＳ１０８）し、処理を終える。
【００３８】
そして、マイコン２９は、右手操舵でないと判定した場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）には、ハンドル左操舵か否かを判定する（ステップＳ１０９）。そして、マイコン２９は、ハンドル左操舵と判定した場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）には、アシストマップ１選択信号ＡＭＳ１を出力（ステップＳ１１０）し、処理を終える。
【００３９】
一方、マイコン２９は、ハンドル左操舵でないと判定した場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）には、ハンドル右操舵か否かを判定する（ステップＳ１１１）。そして、
ハンドル右操舵と判定した場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）には、アシストマップ３選択信号ＡＭＳ３を出力（ステップＳ１１２）し、処理を終える。
【００４０】
そして、マイコン２９は、ハンドル右操舵でないと判定した場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）には、ハンドルが保舵状態であると判定し、アシストマップ２選択信号ＡＭＳ２を出力（ステップＳ１１３）し、処理を終える。
【００４１】
更に、マイコン２９は、片手操舵でないと判定した場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）には、両手操舵か否かを判定する（ステップＳ１１４）。マイコン２９は、感圧センサ出力信号ＰＳが、ハンドルの左右両方の領域から出力されている場合に、両手操舵と判定する。そして、マイコン２９は、両手操舵と判定した場合（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）には、アシストマップ２選択信号ＡＭＳ２を出力（ステップＳ１１５）し、処理を終える。
【００４２】
一方、マイコン２９は、両手操舵でないと判定した場合（ステップＳ１１４：ＮＯ）には、ハンドルが手放し状態であると判定し、アシストマップ２選択信号ＡＭＳ２を出力（ステップＳ１１６）し、処理を終える。
【００４３】
次に、上記のように構成された本実施形態のＥＰＳ１の作用及び効果について説明する。
操舵状態判定部３１（操舵状態判定手段）によって右片手操作状態と判定された場合には、右操舵時より左操舵時にアシスト力を増大させるとともに、操舵状態判定部３１（操舵状態判定手段）によって左手片手操作状態と判定された場合には、左操舵時より右操舵時にアシスト力を増大させる構成とした。
【００４４】
即ち、操舵状態判定部３１（操舵状態判定手段）によって右片手操作状態と判定された場合には、左操舵時は右操舵時と比較して、重力に逆らって操舵力を入力する必要がある。そのため、左操舵時は右操舵時よりアシスト力を増大させることにより、操舵フィーリングの向上を図ることができる。一方、操舵状態判定部３１（操舵状態判定手段）によって左手片手操作状態と判定された場合には、右操舵時は左操舵時と比較して、重力に逆らって操舵力を入力する必要がある。そのため、右操舵時は左操舵時よりアシスト力を増大させることにより、操舵フィーリングの向上を図ることができる。
【００４５】
そして、アシスト力を増大させる手段として、アシストマップ１（３３）、アシストマップ２（３４）、及びアシストマップ３（３５）を設けた構成とした。
アシストマップ１（３３）、アシストマップ２（３４）、及びアシストマップ３（３５）を設けたことで、操舵状態判定部３１（操舵状態判定手段）によって判定された操舵状態に応じて、速やかにアシスト力を変更できるので、より一層操舵フィーリングの向上を図ることができる。
【００４６】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、アシストマップを３種類としたが、これに限ったことではなく、アシスト力を操舵状態判定部の判定によって、演算してもよい。
【００４７】
・本実施形態では、アシストマップ２（３４）をアシストマップ１（３３）と、アシストマップ３（３５）の中間値としたが、これに限ったことではなく、アシストマップ２（３４）を、アシストマップ３（３５）より大きな電流指令値Ｉ＊を生成する構成としてもよい。
【００４８】
・本実施形態では、本発明をコラムアシストＥＰＳに具体化したが、本発明をラックアシストＥＰＳやピニオンアシストＥＰＳに適用してもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１：電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２：ステアリングホイール、
３：ステアリングシャフト、４：ラックアンドピニオン機構、５：ラック軸、
８：コラムシャフト、９：インターミディエイトシャフト、１０：ピニオンシャフト、１１：タイロッド、１２：転舵輪、２０：感圧センサ（操作状態検出手段）、
２１：モータ、２２：モータ回転角センサ、
２３：減速機構、２４：ＥＰＳアクチュエータ（操舵力補助装置）、
２５：車速センサ（車速検出手段）、２６：トルクセンサ（操舵トルク検出手段）、２７：ＥＣＵ、２８：バッテリ、２９：マイコン（制御手段）、
３０：実電流値検出センサ（実電流値検出手段）、
３１：操舵状態判定部（操舵状態判定手段）、
３２：電流指令値生成部（目標電流指令値生成手段）、
３３：アシストマップ１、３４：アシストマップ２、３５：アシストマップ３、
３６：アシストマップ１選択ＡＮＤゲート、
３７：アシストマップ２選択ＡＮＤゲート、
３８：アシストマップ３選択ＡＮＤゲート、
３９：電流制御部、３９Ｊ：減算器、４０：駆動回路、４４：モータ制御信号生成部、
Ｖ：車速、τ：操舵トルク、θｍ：モータ回転角、
ＩＧ：イグニッション信号、ＰＳ：感圧センサ出力信号、
Ｉ＊：電流指令値、Ｉｍ：実電流値、ΔＩ：電流偏差値、
ＡＭＳ１：アシストマップ１選択信号、ＡＭＳ２：アシストマップ２選択信号、
ＡＭＳ３：アシストマップ３選択信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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