(57)【要約】【課題】運転者の違和感を低減することができる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は、車両の操舵機構にトルクを付与するモータ３０と、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に基づいてモータ３０の駆動を制御する制御装置５とを備える。制御装置５は、操舵角θｓの絶対値の上限値を規定する閾値を操舵角閾値とするとき、操舵角θｓの絶対値が操舵角閾値以上であるときに、操舵反力を増大させるべくｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を第１補正値Ｉｒａ＊で補正する。また制御装置５は、操舵角θｓの絶対値が操舵角閾値以上であって、且つ、操舵角θｓ及び操舵角速度ωｓのそれぞれの正負の符号が異なるときに、操舵角速度ωｓを、零よりも大きい制限値以下に制限すべくｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を第２補正値Ｉｒｂ＊で補正する。【選択図】図２
2015020506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵機構にトルクを付与するモータと、
前記モータの出力トルクをトルク指令値に追従させるべく前記モータの駆動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
操舵角の絶対値の上限値を規定する閾値を操舵角閾値とするとき、
前記操舵角の絶対値が前記操舵角閾値以上であるときに、操舵反力を増大させるべく前記トルク指令値を第１補正値で補正するとともに、
前記操舵角の絶対値が前記操舵角閾値以上であって、且つ、前記操舵角及び操舵角速度のそれぞれの正負の符号が異なるときに、前記操舵角速度の絶対値を、零よりも大きい制限値以下に制限すべく前記トルク指令値を第２補正値で補正することを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステアリング装置において、
前記制御部は、
前記操舵角と前記操舵角速度の上限値との関係、及び前記操舵角と前記操舵角速度の下限値との関係を示すマップを有し、
前記マップに基づいて前記操舵角から前記上限値及び前記下限値を演算し、前記操舵角速度が前記下限値から前記上限値までの範囲に制限されるように前記第２補正値を設定するものであり、
前記マップでは、前記操舵角の絶対値が前記操舵角閾値以上であって、且つ、前記操舵角及び前記操舵角速度のそれぞれの正負の符号が異なる領域で、前記上限値及び前記下限値が前記制限値に基づいて設定されていることを特徴とするステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のステアリング装置では、ステアリングホイールの切れ角（操舵角）の上限値が予め定められている。従来、モータから操舵機構に付与されるトルクを利用して操舵角の上限値を設定したステアリング装置がある（例えば特許文献１参照）。このステアリング装置では、操舵角の上限値を規定する閾値を操舵角閾値として、操舵角が操舵角閾値以上であるとき、モータから操舵機構に操舵反力を付与している。また操舵角と操舵角閾値との偏差が大きくなるほど、モータから操舵機構に付与される操舵反力を増加させている。これにより、操舵角が操舵角閾値以上になると、モータから操舵機構に付与される操舵反力が増大されることによりステアリングホイールの操作が規制される。そのため操舵角の上限値（ステアリングエンド）を仮想的に作ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１３０９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のようなステアリング装置では、車両のイグニッションスイッチがオフされている場合など、モータが駆動していない状況では、モータからステアリングシャフトに操舵反力を付与することができない。このような状況で運転者がステアリングホイールを操作すると、操舵角が操舵角閾値を大きく超える可能性がある。このような場合、運転者によるイグニッションスイッチのオン操作に伴いモータが駆動したときに、ステアリングホイールを仮想的なステアリングエンドまで戻す操舵反力がモータから操舵機構に付与されるため、ステアリングホイールが急速に切り戻されるおそれがある。これが運転者に違和感を与える要因となる。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、運転者の違和感を低減することができる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】
【０００６】
上記課題を解決するステアリング装置は、車両の操舵機構にトルクを付与するモータと、前記モータの出力トルクをトルク指令値に追従させるべく前記モータの駆動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、操舵角の絶対値の上限値を規定する閾値を操舵角閾値とするとき、前記操舵角の絶対値が前記操舵角閾値以上であるときに、操舵反力を増大させるべく前記トルク指令値を第１補正値で補正するとともに、前記操舵角の絶対値が前記操舵角閾値以上であって、且つ、前記操舵角及び操舵角速度のそれぞれの正負の符号が異なるときに、前記操舵角速度の絶対値を、零よりも大きい制限値以下に制限すべく前記トルク指令値を第２補正値で補正する。
【０００７】
この構成によれば、運転者のステアリング操作により操舵角の絶対値が操舵角閾値付近に達すると、モータから操舵機構に付与される操舵反力が増大する。そのため運転者は、それ以上操舵角の絶対値が大きくなる方向にステアリング操作を行うことが難しくなる。したがって操舵角閾値近傍を仮想的なステアリングエンドとして設定することができる。また、何らかの理由により操舵角の絶対値が操舵角閾値を大きく超えた場合には、モータから操舵機構に付与される操舵反力によりステアリングホイールが操舵角閾値に向かって切り戻される際に、操舵角速度の絶対値が制限値以下に制限される。したがってステアリングホイールの急速な切り戻しを抑制することができるため、運転者の違和感を低減することができる。
【０００８】
そして上記ステアリング装置について、前記制御部は、前記操舵角と前記操舵角速度の上限値との関係、及び前記操舵角と前記操舵角速度の下限値との関係を示すマップを有し、前記マップに基づいて前記操舵角から前記上限値及び前記下限値を演算し、前記操舵角速度が前記下限値から前記上限値までの範囲に制限されるように前記第２補正値を設定するものであり、前記マップでは、前記操舵角の絶対値が前記操舵角閾値以上であって、且つ、前記操舵角及び前記操舵角速度のそれぞれの正負の符号が異なる領域で、前記上限値及び前記下限値が前記制限値に基づいて設定されていることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、第２補正値を容易に設定することができる。
【発明の効果】
【００１０】
このステアリング装置によれば、運転者の違和感を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】電動パワーステアリング装置の一実施形態についてその概略構成を示すブロック図。
【図２】実施形態の電動パワーステアリング装置についてその制御装置の構成を示すブロック図。
【図３】実施形態の制御装置による基本電流指令値の演算に際して利用される操舵トルクと基本電流指令値との関係を示すマップ。
【図４】実施形態の制御装置による第１補正値の演算に際して利用される操舵角と第１補正値との関係を示すマップ。
【図５】実施形態の制御装置による第２補正値の演算処理についてその手順を示すフローチャート。
【図６】第２補正値の演算に際して利用される操舵角と操舵角速度上限値との関係、及び操舵角と操舵角速度下限値との関係を示すマップ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、電動パワーステアリング装置の一実施形態について説明する。
図１に示すように、この電動パワーステアリング装置１は、運転者のステアリングホイール２０の操作に基づき転舵輪４を転舵させる操舵機構２、及び運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構３を備えている。
【００１３】
操舵機構２は、ステアリングホイール２０の回転軸となるステアリングシャフト２１、及びその下端部にラックアンドピニオン機構２２を介して連結されたラックシャフト２３を備えている。操舵機構２では、運転者のステアリングホイール２０の操作に伴いステアリングシャフト２１が回転すると、その回転運動がラックアンドピニオン機構２２を介してラックシャフト２３の軸方向の往復直線運動に変換される。このラックシャフト２３の往復直線運動がその両端に連結されたタイロッド２４を介して転舵輪４に伝達されることにより転舵輪４の転舵角が変化し、車両の進行方向が変更される。
【００１４】
アシスト機構３は、ステアリングシャフト２１にアシストトルクを付与するモータ３０を備えている。モータ３０はブラシレスモータからなる。モータ３０の回転が減速機構３１を介してステアリングシャフト２１に伝達されることでステアリングシャフト２１にモータトルクが付与され、ステアリング操作が補助される。
【００１５】
この電動パワーステアリング装置１には、ステアリングホイール２０の操作量や車両の状態量を検出する各種センサが設けられている。例えばステアリングシャフト２１には、ステアリングホイール２０の回転角（操舵角）θｓを検出する舵角センサ６、及び運転者のステアリング操作に際してステアリングシャフト２１に付与されるトルク（操舵トルク）Ｔｈを検出するトルクセンサ７が設けられている。なお本実施形態では、操舵角θｓの正負の符号が、ステアリングホイール２０の中立位置を基準として、ステアリングホイール２０の右操舵方向を正とし、左操舵方向を負として規定されている。また、操舵トルクＴｈの正負の符号は、ステアリングホイール２０の右操舵方向の操舵トルクを正とし、左操舵方向の操舵トルクを負として規定されている。車両には、その走行速度Ｖを検出する車速センサ８が設けられている。モータ３０には、その回転角θｍを検出する回転角センサ９が設けられている。これらセンサ６〜９の出力は制御装置５に取り込まれる。制御装置５は各センサ６〜９の出力に基づいてモータ３０の駆動を制御する制御部の一例である。
【００１６】
図２に示すように、制御装置５は、車載バッテリ等の電源（電源電圧「＋Ｖｂ」）から供給される直流電力を三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力に変換するインバータ回路５０、及びインバータ回路５０をＰＷＭ（パルス幅変調）駆動するマイコン５１を備えている。
【００１７】
インバータ回路５０は、マイコン５１からの制御信号（ＰＷＭ駆動信号）に基づいて、電源から供給される直流電力を三相交流電力に変換する。この三相交流電力は給電線ＷＬを介してモータ３０に供給される。給電線ＷＬには、モータ３０の各相電流値Ｉを検出する電流センサ５２が設けられている。電流センサ５２の出力はマイコン５１に取り込まれる。なお図２では、便宜上、各相の給電線ＷＬ及び各相の電流センサ５２をそれぞれ一つにまとめて図示している。
【００１８】
マイコン５１には舵角センサ６、トルクセンサ７、車速センサ８、及び回転角センサ９のそれぞれの出力も取り込まれる。マイコン５１は、各センサにより検出される操舵トルクＴｈ、車速Ｖ、操舵角θｓ、モータ回転角θｍ、及び各相電流値Ｉに基づいて制御信号を生成する。そしてマイコン５１は、この制御信号をインバータ回路５０に出力することでインバータ回路５０をＰＷＭ駆動し、モータ３０の駆動を制御する。
【００１９】
次に、マイコン５１によるモータ３０の駆動制御について詳述する。
図中に示すように、マイコン５１は、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を演算する電流指令値演算部５３、及び電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊に基づいて制御信号を生成する制御信号生成部５４を備えている。電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊は、モータ３０に供給すべき電流の目標値であり、ｄ／ｑ座標系におけるｄ軸上の電流指令値及びｑ軸上の電流指令値をそれぞれ示す。このうち、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊は、モータ３０の出力トルクの目標値であるトルク指令値に相当する。なおｄ軸電流指令値Ｉｄ＊は零に固定されている。
【００２０】
電流指令値演算部５３は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の基礎成分である基本電流指令値Ｉａｓ＊を演算する基本電流指令値演算部５５、基本電流指令値Ｉａｓ＊に対する第１補正値Ｉｒａ＊を演算する第１補正値演算部５６、及び基本電流指令値Ｉａｓ＊に対する第２補正値Ｉｒｂ＊を演算する第２補正値演算部５７を有している。
【００２１】
基本電流指令値演算部５５は、操舵トルクＴｈ及び車速Ｖに基づいて基本電流指令値Ｉａｓ＊を演算する。基本電流指令値Ｉａｓ＊は、運転者のステアリング操作を補助するアシストトルクに対応するトルク指令値である。基本電流指令値演算部５５は、例えば図３に示すようなマップを有しており、このマップに基づいて操舵トルクＴｈ及び車速Ｖから基本電流指令値Ｉａｓ＊を演算する。すなわち基本電流指令値演算部５５は、操舵トルクＴｈの絶対値が大きくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど基本電流指令値Ｉａｓ＊の絶対値をより大きい値に設定する。図２に示すように、基本電流指令値演算部５５は、演算した基本電流指令値Ｉａｓ＊を加算器５８に出力する。
【００２２】
第１補正値演算部５６は操舵角θｓに基づいて第１補正値Ｉｒａ＊を演算する。第１補正値Ｉｒａ＊は、ステアリングシャフト２１に操舵反力が付与されるように基本電流指令値Ｉａｓ＊を補正する補正成分である。第１補正値演算部５６は、例えば図４に示すようなマップを有しており、このマップに基づいて操舵角θｓから第１補正値Ｉｒａ＊を演算する。図４に示すマップでは、操舵角θｓに対して第１操舵角閾値θｔｈ１（＞０）、及び第２操舵角閾値θｔｈ２（＞０）が設定されている。第１操舵角閾値θｔｈ１は、操舵角θｓの絶対値の上限値を規定する閾値、換言すればステアリングホイール２０のステアリングエンドを規定する閾値である。また第２操舵角閾値θｔｈ２は、第１操舵角閾値θｔｈ１よりも大きい値に設定されている。図４に示すマップでは、第１操舵角閾値θｔｈ１及び第２操舵角閾値θｔｈ２に基づいて操舵角θｓと第１補正値Ｉｒａ＊との関係が以下の（ａ１）〜（ａ４）に示すように規定されている。
【００２３】
（ａ１）第１補正値Ｉｒａ＊の正負の符号は、操舵角θｓの正負の符号と逆の符号に設定される。
（ａ２）操舵角θｓの絶対値が「０≦｜θｓ｜＜θｔｈ１」を満たす場合には、操舵角θｓの絶対値が大きくなるほど、第１補正値Ｉｒａ＊の絶対値が漸増する。
【００２４】
（ａ３）操舵角θｓの絶対値が「θｔｈ１≦｜θｓ｜＜θｔｈ２」を満たす場合には、操舵角θｓの絶対値が大きくなるほど、第１補正値Ｉｒａ＊の絶対値が急激に増加する。
（ａ４）操舵角θｓの絶対値が「θｔｈ２≦｜θｓ｜」を満たす場合には、第１補正値Ｉｒａ＊の絶対値は一定値Ｉｒ１＊（＞０）に設定される。
【００２５】
そして図２に示すように、第１補正値演算部５６は、演算した第１補正値Ｉｒａ＊を加算器５８に出力する。
一方、電流指令値演算部５３は、操舵角θｓの単位時間当たりの変化量に基づいてステアリングホイール２０の角速度（操舵角速度）ωｓを演算する角速度演算部５９を有している。角速度演算部５９は、演算した操舵角速度ωｓを第２補正値演算部５７に出力する。
【００２６】
第２補正値演算部５７は、操舵角θｓ及び操舵角速度ωｓに基づいて第２補正値Ｉｒｂ＊を演算する。第２補正値Ｉｒｂ＊は、操舵角速度ωｓが制限されるように基本電流指令値Ｉａｓ＊を補正する補正成分である。第２補正値演算部５７は、例えば図５及び図６に示すように第２補正値Ｉｒｂ＊を設定する。
【００２７】
図５に示すように、第２補正値演算部５７は、まず、操舵角θｓに基づいて操舵角速度上限値ωｍａｘ及び操舵角速度下限値ωｍｉｎをマップ演算する（ステップＳ１）。第２補正値演算部５７は、例えば図６に示すようなマップを有しており、このマップに基づいて操舵角θｓから操舵角速度上限値ωｍａｘ及び操舵角速度下限値ωｍｉｎを演算する。図６に示すマップでは、操舵角θｓに対して、図４に示した第１操舵角閾値θｔｈ１に加え、第３操舵角閾値θｔｈ３（＞０）が設定されている。第３操舵角閾値θｔｈ３は第１操舵角閾値θｔｈ１よりも小さい値に設定されている。図６に示すマップでは、第１操舵角閾値θｔｈ１及び第３操舵角閾値θｔｈ３に基づいて操舵角θｓと操舵角速度上限値ωｍａｘとの関係が以下の（ｂ１）〜（ｂ４）に示すように設定されている。
【００２８】
（ｂ１）操舵角θｓの絶対値が「０≦｜θｓ｜≦θｔｈ３」を満たす場合には、操舵角速度上限値ωｍａｘは第１制限値ω１（＞０）に設定される。
（ｂ２）操舵角θｓの絶対値が「θｔｈ３＜｜θｓ｜＜θｔｈ１」を満たす場合には、操舵角速度上限値ωｍａｘは、操舵角θｓの絶対値が増加するほど、漸減する。
【００２９】
（ｂ３）操舵角θｓが「θｔｈ１≦θｓ」を満たす場合には、操舵角速度上限値ωｍａｘは「０」に設定される。
（ｂ４）操舵角θｓが「θｓ≦−θｔｈ１」を満たす場合には、操舵角速度上限値ωｍａｘは第２制限値ω２（＞０）に設定される。なお第２制限値ω２は第１制限値ω１よりも小さい値に設定されている。
【００３０】
また図６に示すマップでは、第１操舵角閾値θｔｈ１及び第３操舵角閾値θｔｈ３に基づいて操舵角θｓと操舵角速度下限値ωｍｉｎとの関係が以下の（ｃ１）〜（ｃ４）に示すように設定されている。
【００３１】
（ｃ１）操舵角θｓの絶対値が「０≦｜θｓ｜≦θｔｈ３」を満たす場合には、操舵角速度下限値ωｍｉｎは、第１制限値ω１に負の符号を付した制限値「−ω１」に設定される。
【００３２】
（ｃ２）操舵角θｓの絶対値が「θｔｈ３＜｜θｓ｜＜θｔｈ１」を満たす場合には、操舵角速度下限値ωｍｉｎは、操舵角θｓの絶対値が増加するほど、漸増する。
（ｃ３）操舵角θｓが「θｔｈ１≦θｓ」を満たす場合には、操舵角速度下限値ωｍｉｎは、第２制限値ω２に負の符号を付した制限値「−ω２」に設定される。
【００３３】
（ｃ４）操舵角θｓが「θｓ≦−θｔｈ１」を満たす場合には、操舵角速度下限値ωｍｉｎは「０」に設定される。
このように図６に示すマップでは、操舵角θｓの絶対値が第１操舵角閾値θｔｈ１以上であって、且つ、操舵角θｓ及び操舵角速度ωｓのそれぞれの正負の符号が異なる領域Ａ１，Ａ２で、操舵角速度上限値ωｍａｘ及び操舵角速度下限値ωｍｉｎが第２制限値ω２に基づいて設定されている。
【００３４】
そして図５に示すように、第２補正値演算部５７は、操舵角速度上限値ωｍａｘ及び操舵角速度下限値ωｍｉｎをマップ演算した後（ステップＳ１）、操舵角速度ωｓが操舵角速度上限値ωｍａｘよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ２）。第２補正値演算部５７は、操舵角速度ωｓが操舵角速度上限値ωｍａｘよりも大きい場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、以下の式（１）に基づいて第２補正値Ｉｒｂ＊を演算する（ステップＳ３）。但し、「Ｋ」は、「０」よりも大きい係数を示す。
【００３５】
Ｉｒｂ＊＝−Ｋ・（ωｓ−ωｍａｘ）・・・（１）
一方、第２補正値演算部５７は、操舵角速度ωｓが操舵角速度上限値ωｍａｘ以下の場合（ステップＳ２：ＮＯ）、操舵角速度ωｓが操舵角速度下限値ωｍｉｎよりも小さいか否かを判断する（ステップＳ４）。そして第２補正値演算部５７は、操舵角速度ωｓが操舵角速度下限値ωｍｉｎよりも小さい場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、以下の式（２）に基づいて第２補正値Ｉｒｂ＊を演算する（ステップＳ５）。
【００３６】
Ｉｒｂ＊＝−Ｋ・（ωｓ−ωｍｉｎ）・・・（２）
また第２補正値演算部５７は、操舵角速度ωｓが操舵角速度下限値ωｍｉｎ以上である場合（ステップＳ４：ＮＯ）、すなわち操舵角速度ωｓが「ωｍｉｎ≦ωｓ≦ωｍａｘ」を満たす場合、第２補正値Ｉｒｂ＊を「０」に設定する（ステップＳ６）。
【００３７】
そして図２に示すように、第２補正値演算部５７は、演算した第２補正値Ｉｒｂ＊を加算器５８に出力する。
加算器５８は、基本電流指令値演算部５５で演算された基本電流指令値Ｉａｓ＊に、第１補正値演算部５６及び第２補正値演算部５７でそれぞれ演算された第１補正値Ｉｒａ＊及び第２補正値Ｉｒｂ＊を加算することによりｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を演算する。そして加算器５８は、演算したｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を制御信号生成部５４に出力する。
【００３８】
制御信号生成部５４は、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊、各相電流値Ｉ、及びモータ回転角θｍに基づいてｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することにより制御信号を生成する。詳しくは、制御信号生成部５４は、モータ回転角θｍに基づいて各相電流値Ｉをｄ／ｑ座標上に写像することにより、ｄ／ｑ座標系におけるモータ３０の実電流値であるｄ軸電流値及びｑ軸電流値を演算する。そして制御信号生成部５４は、ｄ軸電流値をｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に追従させるべく、またｑ軸電流値をｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に追従させるべくそれぞれ電流フィードバック制御を行うことにより制御信号を生成する。この制御信号がインバータ回路５０に出力されることによりモータ３０に制御信号に応じた駆動電力が供給される。これによりモータ３０の出力トルクが、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に対応したトルク指令値に追従するようにモータ３０の駆動が制御される。
【００３９】
次に、本実施形態の電動パワーステアリング装置１の作用について説明する。
例えば運転者がステアリングホイール２０を右操舵方向に操作することにより、ステアリングホイール２０に右操舵方向の操舵トルク、すなわち正の操舵トルクが付与されると、図３に示すように、制御装置５は基本電流指令値Ｉａｓ＊を正の値に設定する。そのためｑ軸電流指令値Ｉｑ＊は正の値に設定される。これによりｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に応じた正のトルク、すなわち右操舵方向のアシストトルクがモータ３０からステアリングシャフト２１に付与され、運転者のステアリング操作が補助される。
【００４０】
そして操舵角θｓが第１操舵角閾値θｔｈ１に達すると、図４に示すように、制御装置５は、第１補正値Ｉｒａ＊を負の方向に急激に大きくする。これによりｑ軸電流指令値Ｉｑ＊が負の値となって、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に応じた負のトルク、すなわち左操舵方向のトルクがモータ３０からステアリングシャフト２１に付与される。この左操舵方向のトルクが操舵反力となり、運転者は第１操舵角閾値θｔｈ１近傍でステアリングホイール２０を右操舵方向に操作することが難しくなる。これにより第１操舵角閾値θｔｈ１近傍を仮想的なステアリングエンドとして設定することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、図５に示すように、制御装置５は、操舵角速度ωｓが操舵角速度上限値ωｍａｘを超えている場合、操舵角速度上限値ωｍａｘと実際の操舵角速度ωｓとの偏差に基づいて第２補正値Ｉｒｂ＊を演算し、この第２補正値Ｉｒｂ＊をｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に含める。そのためｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に応じたトルクがモータ３０からステアリングシャフト２１に付与されると、操舵角速度ωｓを操舵角速度上限値ωｍａｘに追従させるようなトルクがモータ３０からステアリングシャフト２１に付与される。同様に、操舵角速度ωｓが操舵角速度下限値ωｍｉｎ未満の場合にも、操舵角速度ωｓを操舵角速度下限値ωｍｉｎに追従させるようなトルクがモータ３０からステアリングシャフト２１に付与される。そのため操舵角速度ωｓが操舵角速度下限値ωｍｉｎから操舵角速度上限値ωｍａｘまでの範囲に制限されることになる。
【００４２】
一方、図６に示すように、運転者がステアリングホイール２０を右操舵方向に操作することにより、操舵角θｓが第１操舵角閾値θｔｈ１よりも前の第３操舵角閾値θｔｈ３に達すると、操舵角速度上限値ωｍａｘは、操舵角θｓが増加するほど、漸減する。すなわち右操舵方向の操舵角速度ωｓは、操舵角θｓが第３操舵角閾値θｔｈ３に達して以降、徐々に減少し、操舵角θｓが第１操舵角閾値θｔｈ１に達した時点で「０」に制限される。すなわち操舵角θｓが仮想的なステアリングエンドに近づくほど操舵角速度ωｓが徐々に遅くなる。そのため仮想的なステアリングエンド近傍で操舵機構２に加わる衝撃を緩和することができる。
【００４３】
ところで、車両のイグニッションスイッチがオフされている場合など、モータ３０が駆動していない状況では、モータ３０からステアリングシャフト２１に操舵反力を付与することができない。そのため運転者がステアリングホイール２０を操作すると、操舵角θｓが第１操舵角閾値θｔｈ１を大きく超える可能性がある。このような場合、運転者によるイグニッションスイッチのオン操作に伴いモータ３０が駆動したとき、図４に示すように第１補正値Ｉｒａ＊が一定値「−Ｉｒ１＊」に設定されるため、ステアリングホイール２０を仮想的なステアリングエンドまで自動的に戻す操舵反力がモータ３０からステアリングシャフト２１に付与される。その結果、ステアリングホイール２０が急速に切り戻されるおそれがある。
【００４４】
また、例えば運転中に転舵輪４が縁石に乗り上げたような場合には、操舵機構２には転舵輪４からの逆入力トルクが付与される。この逆入力トルクがモータ３０の操舵反力よりも大きい場合、ステアリングシャフト２１がモータ３０の操舵反力に抗して回転するため、操舵角θｓが第１操舵角閾値θｔｈ１を大きく超える可能性がある。このような場合にも、操舵機構２に付与される逆入力トルクが除かれたときに、仮想的なステアリングエンドを実現するための操舵反力がモータ３０からステアリングシャフト２１に付与されるため、ステアリングホイール２０が第１操舵角閾値θｔｈ１まで、すなわち仮想的なステアリングエンドまで急速に切り戻されるおそれがある。
【００４５】
そして、こうしたステアリングホイール２０の急速な切り戻しは、運転者に違和感を与える要因となる。
この点、本実施形態では、図６に示すように、ステアリングホイール２０が操舵角θｓ１まで操作された場合には、操舵角速度下限値ωｍｉｎが制限値「−ω２」に設定される。そのためステアリングホイール２０が操舵角θｓ１から第１操舵角閾値θｔｈ１に切り戻されるとき、操舵角速度ωｓの絶対値が第２制限値ω２以下に制限される。そのためステアリングホイール２０の急速な切り戻しを抑制することができる。
【００４６】
このように、本実施形態の電動パワーステアリング装置１では、何らかの理由により操舵角θｓが第１操舵角閾値θｔｈ１を超えた場合でも、すなわち操舵角θｓが仮想的なステアリングエンドを超えた場合でも、ステアリングホイール２０の急速な切り戻しを抑制することができる。そのため運転者の違和感を低減することができる。
【００４７】
なお、運転者がステアリングホイール２０を左操舵方向に操作した場合にも同様の効果が得られることは言うまでもない。
以上説明したように、本実施形態の電動パワーステアリング装置１によれば以下の効果が得られる。
【００４８】
（１）制御装置５では、操舵角θｓの絶対値が第１操舵角閾値θｔｈ１以上であるとき、操舵反力を増大させるべく、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を第１補正値Ｉｒａ＊で補正することとした。また制御装置５では、操舵角θｓの絶対値が第１操舵角閾値θｔｈ１以上であって、且つ、操舵角θｓ及び操舵角速度ωｓのそれぞれの正負の符号が異なるときに、操舵角速度ωｓの絶対値が第２制限値ω２以下となるようにｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を第２補正値Ｉｒｂ＊で補正することとした。これにより第１操舵角閾値θｔｈ１近傍を仮想的なステアリングエンドとして設定することができる。また操舵角θｓの絶対値が第１操舵角閾値θｔｈ１を大きく超えた場合には、モータ３０からステアリングシャフト２１に付与される操舵反力によりステアリングホイール２０が第１操舵角閾値θｔｈ１に向かって切り戻される際に、操舵角速度ωｓの絶対値が第２制限値ω２以下に制限される。これによりステアリングホイール２０の急速な切り戻しを抑制することができるため、運転者の違和感を低減することができる。
【００４９】
（２）制御装置５では、操舵角θｓと操舵角速度上限値ωｍａｘとの関係、及び操舵角θｓと操舵角速度下限値ωｍｉｎとの関係を示すマップとして、図６に示すマップを用いることとした。また図６に示すマップでは、操舵角θｓの絶対値が第１操舵角閾値θｔｈ１以上であって、且つ、操舵角θｓ及び操舵角速度ωｓのそれぞれの正負の符号が異なる領域Ａ１，Ａ２で、操舵角速度上限値ωｍａｘ及び操舵角速度下限値ωｍｉｎを第２制限値ω２に基づいて設定することとした。そして制御装置５では、図６に示すマップに基づいて操舵角θｓから操舵角速度上限値ωｍａｘ及び操舵角速度下限値ωｍｉｎを演算し、操舵角速度ωｓが操舵角速度下限値ωｍｉｎから操舵角速度上限値ωｍａｘまでの範囲に制限されるように第２補正値Ｉｒｂ＊を設定することとした。これにより第２補正値Ｉｒｂ＊を容易に演算することができる。
【００５０】
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、舵角センサ６によりステアリングホイール２０の操舵角θｓを直接検出したが、例えば操舵角θｓと相関関係のあるモータ回転角θｍに基づいて操舵角θｓを推定してもよい。また操舵角速度ωｓについても、モータ回転角θｍの単位時間当たりの変化量に基づいて推定してもよい。
【００５１】
・上記実施形態では、第１補正値Ｉｒａ＊の演算方法として、図４に示すマップを用いた演算方法を採用したが、他の演算方法を採用してもよい。例えば操舵角θｓと第１補正値Ｉｒａ＊との関係を式で近似して、その関係式に基づいて第１補正値Ｉｒａ＊を演算してもよい。
【００５２】
・上記実施形態では、操舵角速度上限値ωｍａｘ及び操舵角速度下限値ωｍｉｎの演算方法として、図６に示すマップを用いた演算方法を採用したが、他の演算方法を採用してもよい。例えば操舵角θｓと操舵角速度上限値ωｍａｘとの関係、及び操舵角θｓと操舵角速度下限値ωｍｉｎとの関係を式で近似して、その関係式に基づいて操舵角速度上限値ωｍａｘ及び操舵角速度下限値ωｍｉｎを演算してもよい。
【００５３】
・上記実施形態では、操舵角θｓが第１操舵角閾値θｔｈ１以上のとき、操舵角速度下限値ωｍｉｎを一定の制限値「−ω２」に設定したが、操舵角速度下限値ωｍｉｎを操舵角θｓに応じて変化させてもよい。例えば操舵角θｓの絶対値が第１操舵角閾値θｔｈ１よりも大きくなるほど、操舵角速度下限値ωｍｉｎを制限値「−ω２」から「０」に向けて漸増させてもよい。同様に、操舵角θｓが閾値「−θｔｈ１」以下のとき、操舵角速度上限値ωｍａｘを操舵角θｓに応じて変化させてもよい。
【００５４】
・上記実施形態では、操舵角θｓの絶対値が第２操舵角閾値θｔｈ２以上であるとき、第１補正値Ｉｒａ＊の絶対値を一定値Ｉｒ１＊に設定したが、第１補正値Ｉｒａ＊を操舵角θｓに応じて変化させてもよい。例えば、操舵角θｓの絶対値が第２操舵角閾値θｔｈ２よりも大きくなるほど、第１補正値Ｉｒａ＊の絶対値を漸増させてもよい。
【００５５】
・上記実施形態では、ステアリング装置の一例として、ステアリングシャフト２１にモータ３０のアシストトルクを付与する電動パワーステアリング装置１を挙げたが、例えばラックシャフト２３にモータのアシストトルクを付与する電動パワーステアリング装置に上記実施形態に準じた構成を適用してもよい。また、電動パワーステアリング装置に限らず、ステアバイワイヤ式のステアリング装置に上記実施形態に準じた構成を採用してもよい。なおステアバイワイヤ式のステアリング装置は、ステアリングホイール及びステアリングシャフトからなる操舵装置と、車両の転舵輪を転舵させる転舵装置との機械的な連結が排除された構成からなる。操舵装置は、ステアリングシャフトに操舵反力を付与するモータと、モータの駆動を制御する制御装置とを有している。この制御装置が、仮想的なステアリングエンドを作るべくモータ駆動制御を行う場合、上記実施形態に準じたモータ駆動制御を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
ω２…制限値、ωｓ…操舵角速度、θｓ…操舵角、Ｉｑ＊…ｑ軸電流指令値（トルク指令値）、ωｍａｘ…操舵角速度上限値、ωｍｉｎ…操舵角速度下限値、θｔｈ１…第１操舵角閾値、θｔｈ２…第２操舵角閾値、Ｉｒａ＊…第１補正値、Ｉｒｂ＊…第２補正値、１…電動パワーステアリング装置、２…操舵機構、５…制御装置（制御部）、２０…ステアリングホイール、３０…モータ。
【図１】
2015020506.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2015020506.tif 000006
【図５】
2015020506.tif 000007
【図６】
2015020506.tif 000008