(57)【要約】【課題】高速走行の旋回時におけるアシスト不足を解消できる電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】基本アシストトルク指令値設定部４１は、トルクセンサ１１によって検出された検出操舵トルクＴと車速センサ２４によって検出される車速Ｖとに基づいて、基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊を設定する。補償量設定部６３は、高速走行状態判別部６１によって車両が高速走行状態であると判別されかつ旋回状態判別部６２によって車両が旋回状態であると判別されているときに、横加速度センサ２５によって検出された横加速度Ｇｙに基いて、アシストトルク補償量Ｔａｃを設定する。補償量加算部４３は、基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊に、アシストトルク補償量Ｔａｃを加算する。【選択図】図２
2015229385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の転舵機構に電動モータから操舵補助力を与える電動パワーステアング装置であって、
基本アシストトルク指令値を設定する指令値設定手段と、
前記車両の車速を取得する車速取得手段と、
前記車両が旋回状態であるか否かを判別する旋回状態判別手段と、
前記車速取得手段によって取得された車速が所定の第１閾値以上でありかつ前記旋回状態判別手段によって前記車両が旋回状態であると判別されていることを条件に、前記指令値設定手段によって設定された基本アシストトルク指令値の絶対値が大きくなるように、前記基本アシストトルク指令値を補正する補正手段と、
前記補正手段による補正後の基本アシストトルク指令値に基づいて、前記電動モータを制御する手段とを含む、電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記車両の操向のために操作される操舵部材に加えられる操舵トルクを取得する操舵トルク取得手段を含み、
前記指令値設定手段は、前記操舵トルク取得手段によって取得される操舵トルクと前記車速取得手段によって取得される車速とに基いて、基本アシストトルク指令値を設定するように構成されており、
前記補正手段は、前記基本アシストトルク指令値を補正する条件として、前記操舵トルク取得手段によって取得された操舵トルクの絶対値が所定の第２閾値以上であることをさらに含む、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】
前記車両の横加速度を取得する横加速度取得手段を含み、
前記旋回状態判別手段は、前記横加速度取得手段によって取得された横加速度の絶対値が所定の第３閾値以上のときに、前記車両が旋回状態であると判別するように構成されている、請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記補正手段は、
前記車速取得手段によって取得された車速が所定の第１閾値以上でありかつ前記旋回状態判別手段によって前記車両が旋回状態であると判別されているときに、前記横加速度取得手段によって取得される横加速度に基いてアシストトルク補償量を設定する補償量設定手段と、
前記補償量設定手段によって設定されたアシストトルク補償量を、前記指令値設定手段によって設定された基本アシストトルク指令値に加算する加算手段とを含む、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】
前記車両のヨーレートを取得するヨーレート取得手段を含み、
前記旋回状態判別手段は、前記ヨーレート取得手段によって取得されたヨーレートの絶対値が所定の第４閾値以上のときに、前記車両が旋回状態であると判別するように構成されている、請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記補正手段は、
前記車速取得手段によって取得された車速が所定の第１閾値以上でありかつ前記旋回状態判別手段によって前記車両が旋回状態であると判別されているときに、前記ヨーレート取得手段によって取得されるヨーレートに基いてアシストトルク補償量を設定する補償量設定手段と、
前記補償量設定手段によって設定されたアシストトルク補償量を、前記指令値設定手段によって設定された基本アシストトルク指令値に加算する加算手段とを含む、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】
前記車両の操向のために操作される操舵部材の回転角である操舵角を取得する操舵角取得手段を含み、
前記旋回状態判別手段は、前記操舵角取得手段によって取得された操舵角の絶対値が所定の第５閾値以上のときに、前記車両が旋回状態であると判別するように構成されている、請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記補正手段は、
前記車速取得手段によって取得された車速が所定の第１閾値以上でありかつ前記旋回状態判別手段によって前記車両が旋回状態であると判別されているときに、前記操舵角取得手段によって取得される操舵角に基いてアシストトルク補償量を設定する補償量設定手段と、
前記補償量設定手段によって設定されたアシストトルク補償量を、前記指令値設定手段によって設定された基本アシストトルク指令値に加算する加算手段とを含む、請求項７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】
この発明は、電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、横加速度が大きくなるほどアシスト信号を小さくすることにより、ハンドルを切り増ししているときに手応え感を与えるようにした電動パワーステアリング装置が開示されている。
特許文献２には、横加速度が大きくなるとアシスト量を減少させることにより、コーナーへの車両の進入時にハンドルを重くして、コーナーへの進入を運転者が実感できるようにした油圧式パワーステアリング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】特開昭６３−３０６９７２号公報
【特許文献２】特開平６−１０７１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電動パワーステアリング装置では、一般的に、低速走行時には小さい操舵力で操舵ができるようにアシスト力（操舵補助力）が大きくされ、高速走行時には運転者に手応え感を与えるためにアシスト力が小さくされる。このため、高速走行時に緊急回避を行う場合や、ワインディングロードを高速走行する場合には、アシスト力不足によってハンドルが重くなる現象が発生するおそれがある。
【０００５】
この発明の目的は、高速走行の旋回時におけるアシスト力不足を解消できる電動パワーステアリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、車両の転舵機構（４）に電動モータ（１８）から操舵補助力を与える電動パワーステアング装置（１）であって、基本アシストトルク指令値を設定する指令値設定手段（４１）と、前記車両の車速を取得する車速取得手段（１２，１２Ａ，１２Ｂ）と、前記車両が旋回状態であるか否かを判別する旋回状態判別手段（６２，６２Ａ，６２Ｂ）と、前記車速取得手段によって取得された車速が所定の第１閾値以上でありかつ前記旋回状態判別手段によって前記車両が旋回状態であると判別されていることを条件に、前記指令値設定手段によって設定された基本アシストトルク指令値の絶対値が大きくなるように、前記基本アシストトルク指令値を補正する補正手段（４２，４２Ａ，４２Ｂ，４３）と、前記補正手段による補正後の基本アシストトルク指令値に基づいて、前記電動モータを制御する手段とを含む、電動パワーステアリング装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。
【０００７】
この発明では、車速が所定の第１閾値以上でありかつ車両が旋回状態であることを条件に、基本アシストトルク指令値の絶対値が大きくなるように、基本アシストトルク指令値が補正される。これにより、車速が第１閾値以上の旋回時にアシスト力が大きくされる。これにより、高速走行の旋回時におけるアシスト力不足を解消できる。これにより、高速走行時に緊急回避を行う場合やワインディングロードを高速走行する場合に、アシスト力不足によってハンドルが重くなるのを抑制または防止できる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記車両の操向のために操作される操舵部材（２）に加えられる操舵トルクを取得する操舵トルク取得手段（１２，１２Ａ，１２Ｂ）を含み、前記指令値設定手段は、前記操舵トルク取得手段によって取得される操舵トルクと前記車速取得手段によって取得される車速とに基いて、基本アシストトルク指令値を設定するように構成されており、前記補正手段は、前記基本アシストトルク指令値を補正する条件として、前記操舵トルク取得手段によって取得された操舵トルクの絶対値が所定の第２閾値以上であることをさらに含む、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置である。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記車両の横加速度を取得する横加速度取得手段（１２）を含み、前記旋回状態判別手段（６２）は、前記横加速度取得手段によって取得された横加速度の絶対値が所定の第３閾値以上のときに、前記車両が旋回状態であると判別するように構成されている、請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置である。
請求項４記載の発明は、前記補正手段は、前記車速取得手段によって取得された車速が所定の第１閾値以上でありかつ前記旋回状態判別手段によって前記車両が旋回状態であると判別されているときに、前記横加速度取得手段によって取得される横加速度に基いてアシストトルク補償量を設定する補償量設定手段（６３）と、前記補償量設定手段によって設定されたアシストトルク補償量を、前記指令値設定手段によって設定された基本アシストトルク指令値に加算する加算手段（４３）とを含む、請求項３に記載の電動パワーステアリング装置である。
【００１０】
請求項５記載の発明は、前記車両のヨーレートを取得するヨーレート取得手段（１２Ａ）を含み、前記旋回状態判別手段（６２Ａ）は、前記ヨーレート取得手段によって取得されたヨーレートの絶対値が所定の第４閾値以上のときに、前記車両が旋回状態であると判別するように構成されている、請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置である。
【００１１】
請求項６記載の発明は、前記補正手段は、前記車速取得手段によって取得された車速が所定の第１閾値以上でありかつ前記旋回状態判別手段によって前記車両が旋回状態であると判別されているときに、前記ヨーレート取得手段によって取得されるヨーレートに基いてアシストトルク補償量を設定する補償量設定手段（６３Ａ）と、前記補償量設定手段によって設定されたアシストトルク補償量を、前記指令値設定手段によって設定された基本アシストトルク指令値に加算する加算手段とを含む、請求項５に記載の電動パワーステアリング装置である。
【００１２】
請求項７記載の発明は、前記車両の操向のために操作される操舵部材（２）の回転角である操舵角を取得する操舵角取得手段（１２Ｂ）を含み、前記旋回状態判別手段（６２Ｂ）は、前記操舵角取得手段によって取得された操舵角の絶対値が所定の第５閾値以上のときに、前記車両が旋回状態であると判別するように構成されている、請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置である。
【００１３】
請求項８記載の発明は、前記補正手段は、前記車速取得手段によって取得された車速が所定の第１閾値以上でありかつ前記旋回状態判別手段によって前記車両が旋回状態であると判別されているときに、前記操舵角取得手段によって取得される操舵角に基いてアシストトルク補償量を設定する補償量設定手段（６３Ｂ）と、前記補償量設定手段によって設定されたアシストトルク補償量を、前記指令値設定手段によって設定された基本アシストトルク指令値に加算する加算手段とを含む、請求項７に記載の電動パワーステアリング装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一実施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模式図である。
【図２】図２は、ＥＣＵの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、電動モータの構成を図解的に示す模式図である。
【図４】図４は、検出操舵トルクＴに対する基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊の設定例を示すグラフである。
【図５】図５は、横加速度Ｇｙに対するアシストトルク補償量Ｔａｃの設定例を示すグラフである。
【図６】図６は、アシストトルク補償量演算部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】図７は、アシストトルク補償量演算部の動作の他の例を説明するためのフローチャートである。
【図８】図８は、ＥＣＵの第１変形例を示すブロック図である。
【図９】図９は、ヨーレートγに対するアシストトルク補償量Ｔａｃの設定例を示すグラフである。
【図１０】図１０は、ＥＣＵの第２変形例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、操舵角θｈに対するアシストトルク補償量Ｔａｃの設定例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施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模式図である。
電動パワーステアリング装置１は、車両を操向するための操舵部材としてのステアリングホイール２と、このステアリングホイール２の回転に連動して転舵輪３を転舵する転舵機構４と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構５とを備えている。ステアリングホイール２と転舵機構４とは、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して機械的に連結されている。
【００１６】
ステアリングシャフト６は、ステアリングホイール２に連結された入力軸８と、中間軸７に連結された出力軸９とを含む。入力軸８と出力軸９とは、トーションバー１０を介して相対回転可能に連結されている。
ステアリングシャフト６の周囲には、トルクセンサ１１が配置されている。トルクセンサ１１は、入力軸８および出力軸９の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール２に与えられた操舵トルクＴを検出する。この実施形態では、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクＴは、たとえば、右方向への操舵のためのトルクが正の値として検出され、左方向への操舵のためのトルクが負の値として検出され、その絶対値が大きいほど操舵トルクの大きさが大きくなるものとする。なお、トルクセンサ１１によって検出可能な操舵トルクＴの大きさの上限値は、トーションバー１０の性能（強度、耐久性）によって予め決定されている。
【００１７】
転舵機構４は、ピニオン軸１３と、転舵軸としてのラック軸１４とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸１４の各端部には、タイロッド１５およびナックルアーム（図示略）を介して転舵輪３が連結されている。ピニオン軸１３は、中間軸７に連結されている。ピニオン軸１３は、ステアリングホイール２の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸１３の先端（図１では下端）には、ピニオン１６が連結されている。
【００１８】
ラック軸１４は、自動車の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸１４の軸方向の中間部には、ピニオン１６に噛み合うラック１７が形成されている。このピニオン１６およびラック１７によって、ピニオン軸１３の回転がラック軸１４の軸方向移動に変換される。ラック軸１４を軸方向に移動させることによって、転舵輪３を転舵することができる。
【００１９】
ステアリングホイール２が操舵（回転）されると、この回転が、ステアリングシャフト６および中間軸７を介して、ピニオン軸１３に伝達される。そして、ピニオン軸１３の回転は、ピニオン１６およびラック１７によって、ラック軸１４の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。
操舵補助機構５は、操舵補助用の電動モータ１８と、電動モータ１８の出力トルクを転舵機構４に伝達するための減速機構１９とを含む。電動モータ１８は、この実施形態では、三相ブラシレスモータからなる。電動モータ１８の近傍には、電動モータ１８のロータの回転角を検出するための、例えばレゾルバからなる回転角センサ２３が配置されている。減速機構１９は、ウォーム軸２０と、このウォーム軸２０と噛み合うウォームホイール２１とを含むウォームギヤ機構からなる。減速機構１９は、伝達機構ハウジングとしてのギヤハウジング２２内に収容されている。
【００２０】
ウォーム軸２０は、電動モータ１８によって回転駆動される。また、ウォームホイール２１は、ステアリングシャフト６とは同方向に回転可能に連結されている。ウォームホイール２１は、ウォーム軸２０によって回転駆動される。
電動モータ１８によってウォーム軸２０が回転駆動されると、ウォームホイール２１が回転駆動され、ステアリングシャフト６が回転する。そして、ステアリングシャフト６の回転は、中間軸７を介してピニオン軸１３に伝達される。ピニオン軸１３の回転は、ラック軸１４の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。すなわち、電動モータ１８によってウォーム軸２０を回転駆動することによって、転舵輪３が転舵されるようになっている。
【００２１】
車両には、車速Ｖを検出するための車速センサ２４、車両の横加速度Ｇｙを検出するための横加速度センサ２５が設けられている。この実施形態では、横加速度センサ２５によって検出される横加速度Ｇｙは、たとえば、車両が右旋回しているときの横加速度が正の値として検出され、車両が左旋回しているときの横加速度が負の値として検出され、その絶対値が大きいほど横加速度の大きさが大きくなるものとする。
【００２２】
電動モータ１８は、モータ制御装置としてのＥＣＵ（電子制御ユニット：Electronic  Control  Unit）１２によって制御される。ＥＣＵ１２には、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクＴ、車速センサ２４によって検出される車速Ｖ、横加速度センサ２５によって検出される横加速度Ｇｙ、回転角センサ２３の出力信号等が入力されている。
図２は、ＥＣＵ１２の電気的構成を示すブロック図である。
【００２３】
ＥＣＵ１２は、マイクロコンピュータ３１と、マイクロコンピュータ３１によって制御され、電動モータ１８に電力を供給する駆動回路（インバータ回路）３２と、電動モータ１８に流れるモータ電流を検出する電流検出部３３とを備えている。
電動モータ１８は、例えば三相ブラシレスモータであり、図３に図解的に示すように、界磁としてのロータ１００と、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のステータ巻線１０１，１０２，１０３を含むステータ１０５とを備えている。電動モータ１８は、ロータの外部にステータを対向配置したインナーロータ型のものであってもよいし、筒状のロータの内部にステータを対向配置したアウターロータ型のものであってもよい。
【００２４】
各相のステータ巻線１０１，１０２，１０３の方向にＵ軸、Ｖ軸およびＷ軸をとった三相固定座標（ＵＶＷ座標系）が定義される。また、ロータ１００の磁極方向にｄ軸（磁極軸）をとり、ロータ１００の回転平面内においてｄ軸と直角な方向にｑ軸（トルク軸）をとった二相回転座標系（ｄｑ座標系。実回転座標系）が定義される。ｄｑ座標系は、ロータ１００とともに回転する回転座標系である。ｄｑ座標系では、ｑ軸電流のみがロータ１００のトルク発生に寄与するので、ｄ軸電流を零とし、ｑ軸電流を所望のトルクに応じて制御すればよい。ロータ１００の回転角（電気角）θｅは、Ｕ軸に対するｄ軸の回転角である。ｄｑ座標系は、ロータ回転角θｅに従う実回転座標系である。このロータ回転角θｅを用いることによって、ＵＶＷ座標系とｄｑ座標系との間での座標変換を行うことができる。
【００２５】
図２に戻り、マイクロコンピュータ３１は、ＣＰＵおよびメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリなど）を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、基本アシストトルク指令値設定部４１と、アシストトルク補償量演算部４２と、補償量加算部４３と、電流指令値設定部４４と、電流偏差演算部４５と、ＰＩ（比例積分）制御部４６と、ｄｑ／ＵＶＷ変換部４７と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部４８と、ＵＶＷ／ｄｑ変換部４９と、回転角演算部５０とを含む。
【００２６】
回転角演算部５０は、回転角センサ２３の出力信号に基づいて、電動モータ１８のロータの回転角θｅを演算する。回転角演算部５１によって演算されるロータ回転角θｅ（電気角）は、ｄｑ／ＵＶＷ変換部４７およびＵＶＷ／ｄｑ変換部４９に与えられる。
基本アシストトルク指令値設定部４１は、トルクセンサ１１によって検出される検出操舵トルクＴと車速センサ２４によって検出される車速Ｖとに基づいて、基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊を設定する。検出操舵トルクＴに対する基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊の設定例は、図４に示されている。検出操舵トルクＴは、例えば右方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、左方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊は、電動モータ１８から右方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには正の値とされ、電動モータ１８から左方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには負の値とされる。基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊は、検出操舵トルクＴの正の値に対しては正をとり、検出操舵トルクＴの負の値に対しては負をとる。
【００２７】
検出操舵トルクＴが−Ｔ１〜Ｔ１（たとえば、Ｔ１＝０．４Ｎ・ｍ）の範囲（トルク不感帯）の微小な値のときには、基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊は零とされる。そして、検出操舵トルクＴが−Ｔ１〜Ｔ１の範囲外の値である場合には、基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊は、検出操舵トルクＴの絶対値が大きくなるほど、その絶対値が大きくなるように設定される。ただし、前述したように、トルクセンサ１１は予め定められた上限値Ｔ２（Ｔ２＞０）以上の操舵トルクを検出できないため、実際の操舵トルクの絶対値が上限値Ｔ２を超えたとしても、基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊の絶対値は上限値Ｔ２に対応した値となる。上限値Ｔ２は、例えば、６．５Ｎｍ程度である。また、基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊は、車速センサ２４によって検出される車速Ｖが大きいほど、その絶対値が小さくなるように設定されるようになっている。これにより、低速走行時には操舵補助力が大きくされ、高速走行時には操舵補助力が小さくされる。
【００２８】
図２に戻り、アシストトルク補償量演算部４２は、高速走行の旋回時に操舵補助力（アシスト力）が不足するのを解消するために設けられたものである。アシストトルク補償量演算部４２は、車速センサ２４によって検出される車速Ｖと横加速度センサ２５によって検出される横加速度Ｇｙとに基いて、アシストトルク補償量Ｔａｃを演算する。
具体的には、アシストトルク補償量演算部４２は、高速走行状態判別部６１と旋回状態判別部６２と補償量設定部６３とを含んでいる。高速走行状態判別部６１は、車速センサ２４によって検出される車速Ｖに基いて、車両が高速走行状態であるか否かを判別する。具体的には、高速走行状態判別部６１は、車速Ｖが所定の第１閾値Ａ（Ａ＞０）以上であるときには、車両が高速走行状態であると判別する。第１閾値Ａは、例えば、８０ｋｍ／ｈに設定される。
【００２９】
旋回状態判別部６２は、横加速度センサ２５によって検出された横加速度Ｇｙに基いて、車両が旋回状態であるか否かを判別する。具体的には、旋回状態判別部６２は、横加速度Ｇｙの絶対値が所定の第３閾値Ｃ（Ｃ＞０）以上であるときに、車両が旋回状態であると判別する。補償量設定部６３は、高速走行状態判別部６１によって車両が高速走行状態であると判別されかつ旋回状態判別部６２によって車両が旋回状態であると判別されているときに、横加速度センサ２５によって検出された横加速度Ｇｙに基いて、アシストトルク補償量Ｔａｃを設定する。
【００３０】
横加速度Ｇｙに対するアシストトルク補償量Ｔａｃの設定例は、図５に示されている。横加速度Ｇｙの絶対値が第３閾値Ｃ未満であるときには、旋回状態判別部６２によって車両が旋回状態ではないと判別され、アシストトルク補償量Ｔａｃは零に設定される。一方、横加速度Ｇｙの絶対値が第３閾値Ｃ以上である場合には、旋回状態判別部６２によって車両が旋回状態であると判別され、補償量設定部６３によってアシストトルク補償量Ｔａｃが有意値に設定される。具体的には、横加速度Ｇｙが第３閾値Ｃ以上である場合（右旋回時）にはアシストトルク補償量Ｔａｃは正の値となり、横加速度Ｇｙが−Ｃ以下である場合（左旋回時）には横加速度Ｇｙは負の値となる。そして、アシストトルク補償量Ｔａｃは、横加速度Ｇｙの絶対値が大きくなるほど、その絶対値が大きくなるように設定される。
【００３１】
図６は、アシストトルク補償量演算部４２の動作を説明するためのフローチャートである。図６の処理は、所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
高速走行状態判別部６１は、車速センサ２４によって検出された車速Ｖが所定の第１閾値Ａ以上であるか否かを判別することにより、車両が高速走行状態であるか否かを判別する(ステップＳ１)。車速Ｖが第１閾値Ａ未満である場合には(ステップＳ１：ＮＯ)、高速走行状態判別部６１は、車両が高速走行状態ではないと判別し、ステップＳ１に戻る。
【００３２】
車速Ｖが第１閾値Ａ以上であると判別された場合には(ステップＳ１：ＹＥＳ)、高速走行状態判別部６１は、車両が高速走行状態であると判別し、ステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、旋回状態判別部６２および補償量設定部６３は、横加速度センサ２５によって検出された横加速度Ｇｙに基いて、車両が旋回状態であるか否かを判別するとともに、車両が旋回状態であると判別された場合にはアシストトルク補償量Ｔａｃを設定する。具体的には、旋回状態判別部６２および補償量設定部６３は、前述したように、横加速度センサ２５によって検出された横加速度Ｇｙと、図５に示されている横加速度Ｇｙに対するアシストトルク補償量Ｔａｃの関係とに基いて、アシストトルク補償量Ｔａｃを設定する。
【００３３】
図２に戻り、補償量加算部４３は、基本アシストトルク指令値設定部４１によって設定された基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊に、アシストトルク補償量演算部４２によって演算されたアシストトルク補償量Ｔａｃを加算することにより、アシストトルク指令値Ｔａ＊を演算する。これにより、アシストトルク指令値Ｔａ＊の絶対値は、基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊の絶対値よりもアシストトルク補償量Ｔａｃの絶対値分だけ大きな値となる。アシストトルク補償量演算部４２および補償量加算部４３は、基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊を補正するための補正手段を構成している。
【００３４】
電流指令値設定部４４は、ｄｑ座標系の座標軸に流すべき電流値を電流指令値として設定する。具体的には、電流指令値設定部４４は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊（以下、これらを総称するときには「二相電流指令値Ｉｄｑ＊」という。）を設定する。さらに具体的には、電流指令値設定部４４は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を有意値とする一方で、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を零とする。より具体的には、電流指令値設定部４４は、補償量加算部４３によって演算されたアシストトルク指令値Ｔａ＊を、電動モータ１８のトルク定数ＫＴで除算することにより、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定する。電流指令値設定部４４によって設定された二相電流指令値Ｉｄｑ＊は、電流偏差演算部４５に与えられる。
【００３５】
電流検出部３３は、電動モータ１８のＵ相電流ＩＵ、Ｖ相電流ＩＶおよびＷ相電流ＩＷ（以下、これらを総称するときは、「三相検出電流ＩＵＶＷ」という。）を検出する。電流検出部３３によって検出された三相検出電流ＩＵＶＷは、ＵＶＷ／ｄｑ変換部４９に与えられる。
ＵＶＷ／ｄｑ変換部４９は、電流検出部３３によって検出されるＵＶＷ座標系の三相検出電流ＩＵＶＷ（Ｕ相電流ＩＵ、Ｖ相電流ＩＶおよびＷ相電流ＩＷ）を、ｄｑ座標系の二相検出電流ＩｄおよびＩｑ（以下総称するときには「二相検出電流Ｉｄｑ」という。）に座標変換する。この座標変換には、回転角演算部５０によって演算されるロータ回転角θｅが用いられる。
【００３６】
電流偏差演算部４５は、電流指令値設定部４４によって設定される二相電流指令値Ｉｄｑ＊と、ＵＶＷ／ｄｑ変換部４９から与えられる二相検出電流Ｉｄｑとの偏差を演算する。より具体的には、電流偏差演算部４５は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に対するｄ軸検出電流Ｉｄの偏差およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に対するｑ軸検出電流Ｉｑの偏差を演算する。これらの偏差は、ＰＩ制御部４６に与えられる。
【００３７】
ＰＩ制御部４６は、電流偏差演算部４５によって演算された電流偏差に対するＰＩ演算を行なうことにより、電動モータ１８に印加すべき二相電圧指令値Ｖｄｑ＊（ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊）を生成する。この二相電圧指令値Ｖｄｑ＊は、ｄｑ／ＵＶＷ変換部４７に与えられる。
ｄｑ／ＵＶＷ変換部４７は、二相電圧指令値Ｖｄｑ＊を三相電圧指令値ＶＵＶＷ＊に座標変換する。この座標変換には、回転角演算部５０によって演算されるロータ回転角θｅが用いられる。三相電圧指令値ＶＵＶＷ＊は、Ｕ相電圧指令値ＶＵ＊、Ｖ相電圧指令値ＶＶ＊およびＷ相電圧指令値ＶＷ＊からなる。この三相電圧指令値ＶＵＶＷ＊は、ＰＷＭ制御部４８に与えられる。
【００３８】
ＰＷＭ制御部４８は、Ｕ相電圧指令値ＶＵ＊、Ｖ相電圧指令値ＶＶ＊およびＷ相電圧指令値ＶＷ＊にそれぞれ対応するデューティのＵ相ＰＷＭ制御信号、Ｖ相ＰＷＭ制御信号およびＷ相ＰＷＭ制御信号を生成し、駆動回路３２に供給する。
駆動回路３２は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応した三相インバータ回路からなる。このインバータ回路を構成するパワー素子がＰＷＭ制御部４８から与えられるＰＷＭ制御信号によって制御されることにより、三相電圧指令値ＶＵＶＷ＊に相当する電圧が電動モータ１８の各相のステータ巻線１０１，１０２，１０３に印加されることになる。
【００３９】
電流偏差演算部４５およびＰＩ制御部４６は、電流フィードバック制御手段を構成している。この電流フィードバック制御手段の働きによって、電動モータ１８に流れるモータ電流が、電流指令値設定部４４によって設定された二相電流指令値Ｉｄｑ＊に近づくように制御される。言い換えれば、電動モータ１８から発生されるモータトルク（アシスト力）が、補償量加算部４３によって演算されるアシストトルク指令値Ｔａ＊に近づくように制御される。
【００４０】
前述の実施形態では、高速走行の旋回時には、アシストトルク補償量演算部４２によってアシストトルク補償量Ｔａｃが演算される。そして、基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊にアシストトルク補償量Ｔａｃが加算されることにより、アシストトルク指令値Ｔａ＊が演算される。これにより、アシストトルク指令値Ｔａ＊の絶対値は、基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊の絶対値よりもアシストトルク補償量Ｔａｃの絶対値分だけ大きな値となる。したがって、高速走行の旋回時にはアシスト力の大きさが大きくなる。これにより、高速走行の旋回時におけるアシスト不足を解消できる。これにより、高速走行時に緊急回避を行う場合やワインディングロードを高速走行する場合に、アシスト力不足によってハンドルが重くなるのを抑制または防止できる。
【００４１】
前述の実施形態では、アシストトルク補償量演算部４２は、高速走行の旋回時にアシストトルク補償量Ｔａｃを演算しているが、高速走行でかつ操舵トルクＴの絶対値が所定の第２閾値Ｂ（Ｂ＞０）以上であるときの旋回時に、アシストトルク補償量Ｔａｃを演算するようにしてもよい。つまり、アシストトルク補償量演算部４２は、図２に破線６４で示すように、トルクセンサ１１によって検出された操舵トルクＴの絶対値が所定の第２閾値Ｂ以上であるか否かを判別する操舵トルク判別部６４を含んでいてもよい。この場合には、補償量設定部６３は、高速走行状態判別部６１によって車両が高速走行状態であると判別されかつ操舵トルク判別部６４によって操舵トルクＴの絶対値が所定の第２閾値Ｂ以上であると判別されかつ旋回状態判別部６２によって車両が旋回状態であると判別されているときに、横加速度センサ２５によって検出された横加速度Ｇｙに基いて、アシストトルク補償量Ｔａｃを設定する。
【００４２】
この場合の、アシストトルク補償量演算部４２の動作を図７に示す。図７の処理は、所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
高速走行状態判別部６１は、車速センサ２４によって検出された車速Ｖが所定の第１閾値Ａ以上であるか否かを判別することにより、車両が高速走行状態であるか否かを判別する(ステップＳ１１)。車速Ｖが第１閾値Ａ未満である場合には(ステップＳ１１：ＮＯ)、高速走行状態判別部６１は、車両が高速走行状態ではないと判別し、ステップＳ１１に戻る。
【００４３】
車速Ｖが第１閾値Ａ以上であると判別された場合には(ステップＳ１１：ＹＥＳ)、高速走行状態判別部６１は、車両が高速走行状態であると判別し、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、操舵トルク判別部６４は、トルクセンサ１１によって検出された操舵トルクＴの絶対値が所定の第２閾値Ｂ以上であるか否かを判別する。操舵トルクＴの絶対値が所定の第２閾値Ｂ未満であるときには、ステップＳ１１に戻る。
【００４４】
前記ステップＳ１２において、操舵トルクＴの絶対値が所定の第２閾値Ｂ以上であると判別されたときには、操舵トルク判別部６４はステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、旋回状態判別部６２および補償量設定部６３は、横加速度センサ２５によって検出された横加速度Ｇｙに基いて、車両が旋回状態であるか否かを判別するとともに、車両が旋回状態であると判別された場合にはアシストトルク補償量Ｔａｃを設定する。具体的には、旋回状態判別部６２および補償量設定部６３は、前述したように、横加速度センサ２５によって検出された横加速度Ｇｙと、図５に示されている横加速度Ｇｙに対するアシストトルク補償量Ｔａｃの関係とに基いて、アシストトルク補償量Ｔａｃを設定する。
【００４５】
第２閾値Ｂを、たとえば、トルクセンサ１１によって検出できる操舵トルクＴの上限値Ｔ２に設定してもよい。第２閾値Ｂを上限値Ｔ２に設定した場合には、実際の操舵トルクが上限値Ｔ２以上であるために、実際の操舵トルクに応じた基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊が得られないときに、アシストトルク指令値Ｔａ＊の絶対値を基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊の絶対値よりも大きくすることができる。一方、実際の操舵トルクが上限値Ｔ２未満で実際の操舵トルクに応じた基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊が得られているときには、基本アシストトルク指令値Ｔａｏ＊をアシストトルク指令値Ｔａ＊として出力させることができる。なお、第２閾値Ｂは、トルクセンサ１１によって検出できる操舵トルクＴの上限値Ｔ２にかかわらず任意の値に設定することができる。
【００４６】
図８は、ＥＣＵの第１変形例を示すブロック図である。図８において、前述の図２の各部に対応する部分には、図２と同じ符号を付して示す。
このＥＣＵ１２Ａでは、マイクロコンピュータ３１Ａ内のアシストトルク補償量演算部４２Ａの構成が、図２のＥＣＵ１２と異なっている。
図１に破線２６で示すとともに図８に実線２６で示すように、車両には、車両のヨーレート（車両の回転角速度）γを検出するためのヨーレートセンサ２６が設けられている。この実施形態では、ヨーレートセンサ２６によって検出されるヨーレートγは、たとえば、車両が右旋回しているときのヨーレートが正の値として検出され、車両が左旋回しているときのヨーレートが負の値として検出され、その絶対値が大きいほどヨーレートの大きさが大きくなるものとする。ヨーレートセンサ２６によって検出されたヨーレートγは、ＥＣＵ１２Ａ内のアシストトルク補償量演算部４２Ａに与えられる。
【００４７】
アシストトルク補償量演算部４２Ａは、車速センサ２４によって検出される車速Ｖとヨーレートセンサ２６によって検出されるヨーレートγとに基いて、アシストトルク補償量Ｔａｃを演算する。具体的には、アシストトルク補償量演算部４２Ａは、高速走行状態判別部６１Ａと旋回状態判別部６２Ａと補償量設定部６３Ａとを含んでいる。高速走行状態判別部６１Ａは、図２の高速走行状態判別部６１と同様に、車速センサ２４によって検出される車速Ｖに基いて、車両が高速走行状態であるか否かを判別する。具体的には、高速走行状態判別部６１は、車速Ｖが第１閾値Ａ（Ａ＞０）以上であるときには、車両が高速走行状態であると判別する。
【００４８】
旋回状態判別部６２Ａは、ヨーレートセンサ２６によって検出されるヨーレートγに基いて、車両が旋回状態であるか否かを判別する。具体的には、旋回状態判別部６２Ａは、ヨーレートγの絶対値が所定の第４閾値Ｄ（Ｄ＞０）以上であるときに、車両が旋回状態であると判別する。補償量設定部６３Ａは、高速走行状態判別部６１Ａによって車両が高速走行状態であると判別されかつ旋回状態判別部６２Ａによって車両が旋回状態であると判別されているときに、ヨーレートセンサ２６によって検出されるヨーレートγに基いて、アシストトルク補償量Ｔａｃを設定する。
【００４９】
ヨーレートγに対するアシストトルク補償量Ｔａｃの設定例は、図９に示されている。ヨーレートγの絶対値が第４閾値Ｄ未満であるときには、旋回状態判別部６２Ａによって車両が旋回状態ではないと判別され、アシストトルク補償量Ｔａｃは零に設定される。一方、ヨーレートγの絶対値が第４閾値Ｄ以上である場合には、旋回状態判別部６２Ａによって車両が旋回状態であると判別され、補償量設定部６３Ａによってアシストトルク補償量Ｔａｃが有意値に設定される。具体的には、ヨーレートγが第４閾値Ｄ以上である場合（右旋回時）にはアシストトルク補償量Ｔａｃは正の値となり、ヨーレートγが−Ｄ以下である場合（左旋回時）にはヨーレートγは負の値となる。そして、アシストトルク補償量Ｔａｃは、ヨーレートγの絶対値が大きくなるほど、その絶対値が大きくなるように設定される。
【００５０】
アシストトルク補償量演算部４２Ａは、前述の実施形態とは旋回状態の判別方法およびアシスト補償量の設定方法が異なるが、前述の実施形態における図６または図７と同様な手順に従った処理を実行することにより、同様の効果を奏することができる。
図１０は、ＥＣＵの第２変形例を示すブロック図である。図１０において、前述の図２の各部に対応する部分には、図２と同じ符号を付して示す。
【００５１】
このＥＣＵ１２Ｂでは、マイクロコンピュータ３１Ｂ内の回転角演算部５０Ｂおよびアシストトルク補償量演算部４２Ｂの構成が、それぞれ図２の回転角演算部５０およびＥＣＵ１２と異なっている。また、このＥＣＵ１２Ｂでは、マイクロコンピュータ３１Ｂによって実現される機能処理部として、操舵角演算部５１が追加されている。
回転角演算部５０Ｂは、回転角センサ２３の出力信号に基づいて、電動モータ１８のロータの回転角θｅ，θｍを演算する。θｅは電気角であり、θｍは機械角である。回転角演算部５０Ｂによって演算される回転角θｍ（機械角）は、操舵角演算部５１に与えられる。操舵角演算部５１は、回転角演算部５０Ｂによって演算されるロータ回転角θｍに基いて、ステアリングホイール２の回転角である操舵角θｈを演算する。操舵角演算部５１は、ステアリングホイール２の中立位置からのステアリングホイール２の正逆両方向の回転量（回転角）をロータ回転角θｍに基いて演算するものであり、この実施形態では、たとえば、ステアリングホイール２の中立位置から右方向の回転量を正の値として演算し、中立位置から左方向の回転量を負の値として演算する。操舵角演算部５１によって演算された操舵角θｈは、アシストトルク補償量演算部４２Ｂに与えられる。
【００５２】
アシストトルク補償量演算部４２Ｂは、車速センサ２４によって検出される車速Ｖと操舵角演算部５１によって演算される操舵角θｈとに基いて、アシストトルク補償量Ｔａｃを演算する。アシストトルク補償量演算部４２Ｂは、高速走行状態判別部６１Ｂと旋回状態判別部６２Ｂと補償量設定部６３Ｂとを含んでいる。高速走行状態判別部６１Ｂは、図２の高速走行状態判別部６１と同様に、車速センサ２４によって検出される車速Ｖに基いて、車両が高速走行状態であるか否かを判別する。具体的には、高速走行状態判別部６１は、車速Ｖが第１閾値Ａ（Ａ＞０）以上であるときには、車両の走行状態が高速走行状態であると判別する。
【００５３】
旋回状態判別部６２Ｂは、操舵角演算部５１によって演算される操舵角θｈに基いて、車両が旋回状態であるか否かを判別する。具体的には、旋回状態判別部６２Ｂは、操舵角θｈの絶対値が所定の第５閾値Ｅ（Ｅ＞０）以上であるときに、車両が旋回状態であると判別する。補償量設定部６３Ｂは、高速走行状態判別部６１Ｂによって車両が高速走行状態であると判別されかつ旋回状態判別部６２Ｂによって車両が旋回状態であると判別されているときに、操舵角演算部５１によって演算される操舵角θｈに基いて、アシストトルク補償量Ｔａｃを設定する。
【００５４】
操舵角θｈに対するアシストトルク補償量Ｔａｃの設定例は、図１１に示されている。操舵角θｈの絶対値が第５閾値Ｅ未満であるときには、旋回状態判別部６２Ｂによって車両が旋回状態ではないと判別され、アシストトルク補償量Ｔａｃは零に設定される。一方、操舵角θｈの絶対値が第５閾値Ｅ以上である場合には、旋回状態判別部６２Ｂによって車両が旋回状態であると判別され、補償量設定部６３Ｂによってアシストトルク補償量Ｔａｃが有意値に設定される。具体的には、操舵角θｈが第５閾値Ｅ以上である場合（右旋回時）にはアシストトルク補償量Ｔａｃは正の値となり、操舵角θｈが−Ｅ以下である場合（左旋回時）にはアシストトルク補償量Ｔａｃは負の値となる。そして、アシストトルク補償量Ｔａｃは、操舵角θｈの絶対値が大きくなるほど、その絶対値が大きくなるように設定される。
【００５５】
アシストトルク補償量演算部４２Ｂは、前述の実施形態とは旋回状態の判別方法およびアシスト補償量の設定方法が異なるが、前述の実施形態における図６または図７と同様な手順に従った処理を実行することにより、同様の効果を奏することができる。
前述の第２変形例においては、操舵角θｈは、電動モータ１８のロータの回転角を検出する回転角センサ２３の出力信号に基づいて演算されているが、ステアリングホイール２の回転角を検出する舵角センサの出力信号に基いて操舵角θｈを検出するようにしてもよい。この場合には、図１および図１０に破線８１で示すように、例えば、ステアリングシャフト６の周囲に、ステアリングシャフト６の回転角である操舵角を検出するための舵角センサ８１を配置するとともに、図１０に示すように、舵角センサ８１によって検出される操舵角θｈを旋回状態判別部６２Ｂおよび補償量設定部６３Ｂに与えるようにすればよい。
【００５６】
この発明は、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングホイール、４…転舵機構、１１…トルクセンサ、１２，１２Ａ，１２Ｂ…ＥＣＵ、１８…電動モータ、２４…車速センサ、２５…横加速度センサ、２６…ヨーレートセンサ、４１…基本アシトストルク指令値設定部、４２，４２Ａ，４２Ｂ…アシトストルク補償量演算部、６１，６１Ａ，６１Ｂ…高速走行状態判別部、６２，６２Ａ，６２Ｂ…旋回状態判別部、６３，６３Ａ，６３Ｂ…補償量設定部、６４，６４Ａ，６４Ｂ…操舵トルク判別部、８１…舵角センサ
【図１】
2015229385.tif 000003
【図２】
2015229385.tif 000004
【図３】
2015229385.tif 000005
【図４】
2015229385.tif 000006
【図５】
2015229385.tif 000007
【図６】
2015229385.tif 000008
【図７】
2015229385.tif 000009
【図８】
2015229385.tif 000010
【図９】
2015229385.tif 000011
【図１０】
2015229385.tif 000012
【図１１】
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