(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーステアリング装置の制御装置であって、
前記パワーステアリング装置は、
ステアリングホイールの回転を転舵輪に伝達する操舵機構と、
前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、
前記操舵機構と前記電動モータの間に設けられ前記電動モータの回転力を前記操舵機構に伝達する伝達機構と、
を備え、
前記操舵機構の操舵トルクの信号を受信する操舵トルク信号受信部と、
前記操舵トルクの信号に基づき前記電動モータへの指令信号を演算する指令信号演算部と、
前記操舵トルクの信号に基づき前記指令信号の位相を進める位相補償信号を演算する位相補償信号演算部と、
前記位相補償信号の値がリミッタ値よりも小さくなるようにリミット処理を行うリミット処理部と、
前記リミット処理部に設けられ、前記位相補償信号の周波数が所定値以上のとき、前記リミッタ値が小さくなるように前記リミッタ値を補正するリミッタ値補正処理を行うリミッタ値補正部と、
前記リミット処理された前記位相補償信号に基づき前記指令信号を補正する位相補償部と、
を有することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
前記リミッタ値補正部は、前記位相補償信号のピーク値に基づき前記位相補償信号の周波数を判断することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
前記リミッタ値補正部に設けられ、前記位相補償信号の周波数が前記所定値以上か否かを判断する周波数判断部を備え、
前記周波数判断部は、前記位相補償信号が所定の振動判断開始閾値よりも大きくなったとき、前記位相補償信号の周波数が前記所定値以上か否かの判断を開始することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
前記振動判断開始閾値は、前記リミッタ値補正部によって補正されていない前記リミッタ値よりも小さい値に設定されることを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
前記リミッタ値補正部は、車両の運転状態に応じて前記リミッタ値を可変に制御することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
前記伝達機構は、前記操舵機構に設けられ1対の油圧室を有するパワーシリンダと、前記電動モータに駆動制御され前記1対の油圧室に対し選択的に作動液を供給するポンプとを有するポンプ装置であって、
前記リミッタ値補正部は、前記作動液の温度が高いほど前記リミッタ値が大きくなるように補正することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
前記位相補償信号演算部は、前記位相補償信号として前記操舵トルクの1階微分値または2階微分値を演算することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
前記位相補償信号演算部は、前記操舵トルクの１階微分値または２階微分値に所定のゲインを掛けるゲイン処理部を備え、
前記リミット処理部は、前記ゲイン処理部を通過した後の前記位相補償信号に対し前記リミット処理を行うことを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーステアリング装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のパワーステアリング装置では、操舵トルク信号の微分値から位相補償信号を生成し、電動モータへの指令信号に加算する位相補償制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2002-249058号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術にあっては、位相補償信号に起因する自励振動が発生し、装置の振動やノイズが増大するという問題があった。
本発明の目的は、自励振動を抑制できるパワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、位相補償信号の値がリミッタ値よりも小さくなるようにリミット処理を行う際、位相補償信号の周波数が所定値以上の場合には、リミッタ値が小さくなるようにリミッタ値を補正する。
【発明の効果】
【０００６】
よって、自励振動を抑制でき、装置の振動やノイズを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１の電動パワーステアリング装置の概略図である。
【図２】ECU11の制御ブロック図である。
【図３】実施例１のシーン別重み付け係数算出部33の制御ブロック図である。
【図４】リミット処理部23cにおけるリミッタ値算出処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】リミット処理部23cにおけるリミッタ値算出処理の流れを示すフローチャートである
【図６】実施例１のリミッタ値算出処理における自励振動発生時の位相補償信号および位相補償リミッタ値のタイムチャートである。
【図７】実施例１のリミッタ値算出処理における自励振動消滅時の位相補償信号および位相補償リミッタ値のタイムチャートである。
【図８】従来の位相補償制御における自励振動発生時の操舵トルクおよび位相補償信号のタイムチャートである。
【図９】実施例１の位相補償制御における自励振動発生時の操舵トルクおよび位相補償信号のタイムチャートである。
【図１０】実施例２の電動油圧パワーステアリング装置の概略図である。
【図１１】実施例２のシーン別重み付け係数算出部33の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施例１〕
図１は、実施例１の電動パワーステアリング装置の概略図である。
運転者によるステアリングホイール1への操舵入力は、回転運動としてステアリングシャフト2、トーションバー3、ピニオンシャフト4に伝達され、ピニオンシャフト4と噛み合うラックバー5により直線運動に変換される。ラックバー5の直線運動は、タイロッド6,6を介して転舵輪7,7へと伝達される。ステアリングシャフト2、トーションバー3、ピニオンシャフト4、ラックバー5およびタイロッド6,6により、ステアリングホイール1の回転を転舵輪7,7に伝達する操舵機構8が構成される。
電動モータ9の出力は、減速機（伝達機構）10を介してピニオンシャフト4に伝達され、ラックバー5の直進運動に変換される。電動モータ9は、例えば、三相ブラシレスモータであり、電子制御ユニット（以下、ECU）11からの指令信号に応じて操舵機構8に運転者の操舵負荷を軽減するためのアシスト力を付与する。
ステアリングシャフト2には、ステアリングシャフト2とピニオンシャフト4との相対回転を検出するトルクセンサ12が設けられている。
ECU11は、トルクセンサ12の出力信号から求めた操舵トルク、電動モータ9からのモータ回転センサ出力信号、CAN通信により得られる車速信号や舵角信号等に基づき電動モータ9のモータトルク指令値を演算する。ECU11は、電動モータ9の出力トルクがモータトルク指令値となるように電動モータ9の電流を制御する。
【０００９】
図２は、ECU11の制御ブロック図である。
操舵トルク演算部（操舵トルク信号受信部）21は、トルクセンサ出力信号を受信し、トルクセンサ出力信号に基づき操舵トルクを演算する。トルクセンサ出力信号は、トーションバー3の捩れ量に応じた電圧値を示すものであるため、操舵トルク演算部21は、トルクセンサ出力信号からトーションバー3の捩れ量を検出し、操舵トルク信号に変換する。
基本アシスト演算部（指令信号演算部）22は、操舵トルク信号にローパスフィルタ処理を行った信号に基づき、車速毎の目標モータトルク信号を演算する。目標モータトルクは、例えば、操舵トルクが大きいほど増加し、かつ、車速が高いほど低下する特性とし、上限値を設定する。微小な操舵トルクに対して不感帯を設けてもよい。
位相補償制御演算部（位相補償信号演算部）23は、操舵トルク信号に基づき目標モータトルク信号の位相を進めるための位相補償信号を演算する。位相補償制御演算部23は、トルク微分演算部23a、トルク・車速感応ゲイン処理部（ゲイン処理部）23bおよびリミット処理部23cを有する。トルク微分演算部23aは、操舵トルク信号にハイパルフィルタ処理を行い、操舵トルク信号を１階微分または２階微分して位相補償信号を演算する。トルク・車速感応ゲイン処理部23bは、位相補償信号に操舵トルクや車速に応じたゲインを乗じるゲイン処理を行う。リミット処理部23cは、位相補償信号の過応答を抑制するために、ゲイン処理後の位相補償信号の値を位相補償リミッタ値で制限するリミット処理を行う。
加算器（位相補償部）24は、リミット処理後の位相補償信号を目標モータトルク信号に加算して目標モータトルク信号を補正する。
モータトルク指令演算部25は、補正後の目標モータトルク信号に基づきモータトルク指令値を演算する。
【００１０】
上記のように、操舵トルク信号の１階微分値または２階微分値に基づく補償成分である位相補償信号を生成して目標モータトルク信号を補正する位相補償制御を行うことにより、操舵応答性（操舵トルク変化に対するアシスト力付与の応答性）を向上できる。よって、アシスト力付与の応答遅れが抑えられ、ステアリングホイール1の切り始めに生じる引っ掛かり感や切り終わりに生じる流れ感等を回避できる。また、転舵輪7,7からの逆入力振動を効果的に抑制できる。
ここで、メカ系および制御系を含めたシステム全体の応答遅れが大きなシステムでは、位相補償信号による位相進み効果を大きくするためにゲインを高くする場合がある。これにより、システム共振周波数付近での応答遅れに起因する振動を改善できるが、一方で過剰ゲインとなる周波数帯が現れる。このため、微小な外乱などで当該周波数帯の入力があると、位相補償信号が過剰な出力となることで電動モータが過応答状態となり、システムとして負の減衰方向に出力する自励振動となることがある。
そこで、実施例１では、上記位相補償制御に起因する自励振動の抑制を狙いとし、リミット処理部23cにリミッタ値補正部30が設けられている。リミッタ値補正部30は、トルク微分演算部23aにより演算された位相補償信号の周波数から自励振動を検出し、自励振動を検出した場合には検出しない場合よりも位相補償リミッタ値を減少させるリミッタ値補正処理を行う。リミッタ値補正部30は、振動ピーク検出部31、振動確定部32、シーン別重み付け係数算出部33、リミッタ係数算出部34および乗算部35を有する。
振動ピーク検出部31は、位相補償信号から振動のピークを検出する。
振動確定部（周波数判断部）32は、検出された振動のピークに基づき位相補償信号の周波数が自励振動の周波数領域にあるか否か、すなわち、自励振動が発生している（または自励振動が発生する可能性が高い）か否かを判断し、自励振動が発生していると判断した場合は振動確定フラグをセットする。
シーン別重み付け係数算出部33は、車両の運転状態を示す各パラメータ（車速、舵角速度、舵角、操舵トルク）に応じて重み付け係数を算出する。
リミッタ係数算出部34は、振動確定フラグに応じて重み付け係数への漸増および漸減処理を行い、リミッタ係数を算出する。
乗算部35は、位相補償リミッタ値の定数にリミッタ係数を乗じて加算器24に入力される最終的な位相補償リミッタ値を算出する。
【００１１】
図３は、実施例１のシーン別重み付け係数算出部33の制御ブロック図である。
車速係数演算部33aは、車速からマップAを参照して車速係数を演算する。マップAにおいて、車速係数は、車速が所定車速以上の場合は1とし、車速が所定車速未満の場合には0から1の範囲で車速が低いほど小さな値となるように設定されている。自励振動は車速が低いほど発生しやすいため、車両が所定車速以上となる高車速域では重み付け係数を1として位相補償リミッタ値を制限しないことにより、高車速域における操舵応答性を確保できる。
舵角速度係数演算部33bは、舵角を微分して求めた舵角速度からマップBを参照して舵角速度係数を演算する。マップBにおいて、舵角速度係数は、0から1の範囲で舵角速度が高いほど大きな値となるように設定されている。舵角速度が高い状態では、高い操舵応答性が求められるため、舵角速度が高いほど重み付け係数を大きくして位相補償リミッタ値を大きくすることにより、急操舵時における操舵応答性を確保できる。
舵角係数演算部33cは、舵角からマップCを参照して舵角係数を演算する。マップCにおいて、舵角係数は、舵角がストロークエンド付近の所定舵角以上の場合は1とし、舵角が所定舵角未満の場合には1よりも小さな一定値となるように設定されている。ストロークエンド付近では自励振動が発生しにくいため、ストロークエンド付近の舵角では重み付け係数を1として位相補償リミッタ値を制限しないことにより、操舵状態に適した制御を実現できる。
操舵トルク係数演算部33dは、操舵トルクからマップDを参照して操舵トルク係数を演算する。マップDにおいて、操舵トルク係数は、0から1の範囲で操舵トルクが大きいほど小さな値となるように設定されている。操舵トルクが大きいほど自励振動が発生しやすくなるため、操舵トルクが大きいほど重み付け係数を小さくして位相補償リミッタ値を小さくすることにより、操舵トルクが大きいときの自励振動の抑制効果を向上できる。
係数選択部33eは、各係数演算部33a〜33dの出力を比較し、セレクトハイにより重み付け係数を選択する。
上下限リミット処理部33fは、選択された重み付け係数を任意の値で上下限リミット処理を行う。
異常時係数制限部33gは、車速や舵角の信号異常により異常フラグがセットされている場合に、重み付け係数を安全サイドとなる1に固定化する処理を行う。信号が正常であり異常フラグがクリアされている場合は、上下限リミット処理部33fから出力された重み付け係数をそのまま出力する。信号異常時には重み付け係数を1としてリミット処理を解除することにより、誤判断による操舵制御への悪影響を抑制できる。
【００１２】
［リミッタ値算出処理］
図４および図５は、リミット処理部23cにおけるリミッタ値算出処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、所定の制御周期[s]で繰り返される。
ステップS1では、振動ピーク検出部31において、位相補償信号Phを入力する。
ステップS2では、振動ピーク検出部31において、Phの今回値から制御周期前回値を減じてPhの傾きΔPhを検出する。
ステップS3では、振動ピーク検出部31において、Phの傾き方向を検出する。具体的には、ΔPh>0の場合はΔPh=1、ΔPh=0の場合はΔPh=0、ΔPh<0の場合はΔPh=-1とする。
ステップS4では、振動ピーク検出部31において、制御周期N回前から今回までのN個のΔPhを加算して加算値SUMを求める加算処理を行う。Nは自然数である。
ステップS5では、振動ピーク検出部31において、SUMの絶対値がNと一致するか否かによりPhがピークを通過したか（越えたか）否かを判定する。YESの場合はステップS6へ進み、NOの場合はステップS7へ進む。このステップでは、|SUM|=Nの場合はピークを通過したと判定し、|SUM|>Nの場合はピークを通過していないと判定する。つまり、このステップでは、N回連続して同じ傾き方向であればピークを通過したものと判定するが、一度でも傾き方向が反転すればピークを通過していないと判定する。この方策はノイズ的な高周波成分による誤検出を防ぐためのものであり、また検出周波数の上限値Fhigh[Hz]を決めるためのものでもある。Fhigh[Hz]は、Fhigh=1/(N×制御周期[s]×2)となる。
ステップS6では、振動ピーク検出部31において、ピークの通過を判断したことを示す判断フラグAをセット(=1)する。
ステップS7では、振動ピーク検出部31において、Aをクリア(=0)する。
ステップS8では、振動ピーク検出部31において、Aの今回値から前回値を減じた値が1であるか否かを判定する。YESの場合はステップS9へ進み、NOの場合はステップS10へ進む。
ステップS9では、振動ピーク検出部31において、制御周期N回前のPh値のピーク値Ph_peakの絶対値|Ph_peak|が振動判断開始閾値以上であるか否かを判定する。YESの場合はステップS10へ進み、NOの場合にはステップS11へ進む。小さな振動は不確定要素が多く、自励振動が発生していることを正確に判断できないため、振動判断開始閾値を設けて除外する。振動判断開始閾値は、位相補償リミッタ値の定数よりも小さな値に設定されている。
ステップS10では、振動ピーク検出部31において、ピークの通過を確定したことを示すピークフラグF1をセットすると共に、Ph_peakを制御周期N回前のPh値とする。
ステップS1１では、振動ピーク検出部31において、ピークフラグF1をクリアし、Ph_peakを0とする。
【００１３】
ステップS12では、振動確定部32において、F1がセットされているか否かを判定する。YESの場合はステップS13へ進み、NOの場合はステップS14へ進む。
ステップS13では、振動確定部32において、ピーク間の時間を計測するための解除カウンタt1をクリアする。
ステップS14では、振動確定部32において、t1をインクリメント(t1=t1+1)する。
ステップS15では、振動確定部32において、t1が所定値C1以上であるかを判定する。YESの場合はステップS16へ進み、NOの場合はステップS17へ進む。C1は検出周波数の下限値Flow[Hz]を決めるためのものである。Flow[Hz]は、Flow[Hz]=1/(C1×制御周期[s]×2)となる。
ステップS16では、振動確定部32において、検出対象とする周波数振動ではない場合に位相補償リミッタ値の抑制を解除するための解除フラグF2をセットする。
ステップS17では、振動確定部32において、F2をクリアする。
ステップS18では、F2がクリアされているか否かを判定する。YESの場合はステップS19へ進み、NOの場合はステップS20へ進む。
ステップS19では、振動確定部32において、検出対象とする周波数振動の継続時間を計測するための確定カウンタt2をインクリメント(t2=t2+1)する。
ステップS20では、振動確定部32において、t2をクリアする。
これにより、下限値Flow[Hz]以下では振動を確定しない、または確定を解除することとなり、Phの周波数FがFlow≦F<Fhighとなる範囲の周波数、かつ、閾値以上のピーク値を持つ振動を半周期毎に抽出できる。
ステップS21では、振動確定部32において、確定カウンタt2が所定値C2よりも大きいか否かを判定する。YESの場合はステップS22へ進み、NOの場合はステップS23へ進む。ここで、C2は定数とするが、|Ph_peak|が増大傾向にある場合には定数よりも小さな値に補正する。
ステップS22では、振動確定部32において、検出対象とする周波数振動が所定時間継続したことを示す振動確定フラグF3をセットする。
ステップS23では、振動確定部32において、F3をクリアする。
ステップS24では、F3がセットされているか否かを判定する。YESの場合はステップS25へ進み、NOの場合はステップS26へ進む。
ステップS25では、リミッタ係数算出部34において、重み付け係数を目標としたリミッタ係数Kの漸減処理（K=K-漸減値）を行う。漸減値は、Kの急変に伴う操舵フィーリングの違和感を抑制できる値とする。
ステップS26では、リミッタ係数算出部34において、リミッタ係数Kの目標を1としたリミッタ係数の漸増処理（K=K+漸増値）を行う。漸増値は、Kの急変に伴う操舵フィーリングの違和感を抑制できる値とする。
漸減および漸増の傾きは定数により任意に変えられることで、例えば振動消失時は直ちにリミッタを戻したい場合には、漸増を止めることも可能とする。
ステップS27では、リミッタ係数算出部34において、ステップS25の漸減処理またはステップS26の漸増処理により得られたリミッタ係数Kを出力する。
ステップS28では、乗算部35において、位相補償リミッタ値の定数にKを乗じて位相補償リミッタ値を算出する。例えば、K=1の場合には位相補償リミッタ値は定数そのものとなり、K=0.5の場合には位相補償リミッタ値は定数から半減した値となる。
【００１４】
次に、リミッタ値算出処理の具体的な動作例を説明する。
図６は、実施例１のリミッタ値算出処理における自励振動発生時の位相補償信号および位相補償リミッタ値のタイムチャートである。
時点T1よりも前の区間では、制御周期N回前の位相補償信号のピーク値の絶対値|Ph_peak|が振動判断開始閾値未満であるため、ピークを通過していないと判定され、ピークフラグF1はセットされない。F1がクリアされている間は解除カウンタt1が増加し続けるため、t1は所定値C1以上であり、解除フラグF２がセットされた状態である。このとき、確定カウンタt2は増加しないため、t2は所定値C2以下であり、振動確定フラグF3はセットされない。F3がクリアされるとリミッタ係数Kは1となるため、位相補償リミッタ値は定数がそのまま出力される。よって、下限値Flowを下回る周波数の振動に対して位相補償リミッタ値が制限されないため、操舵応答性を確保でき、操舵フィーリングを向上できる。
時点T1では、|Ph_peak|が振動判断開始閾値以上となったため、ピークを追加したと判定され、F1がセットされる。F1がセットされるとt1がクリアされてC1未満となるため、F2がクリアされる。F2がクリアされると、t2が増加を開始する。
時点T1〜T2の区間では、t2が増加するものの、C2に達していないため、F3はクリアされたままである。
時点T2では、t2がC2に達したため、自励振動と確定され、F3がセットされる。これにより、Kは重み付け係数に応じて1よりも小さな値となるため、位相補償リミッタ値は定数よりも小さな値となる。よって、自励振動の発生時には非発生時よりも位相補償リミッタ値が制限されるため、自励振動の起振力となる位相補償信号が小さくなることで自励振動の振動レベルを低減できる。また、t2がC2に達してから自励振動と確定することで、ノイズ等により突発的に|Ph_peak|が振動判断開始閾値以上となったときの自励振動の誤判断を抑制できる。このとき、|Ph_peak|が増大傾向にある場合には一定または減少傾向にある場合よりもC2が短くなるため、自励振動が発生する可能性が高い場合には早期に自励振動を確定でき、振動やノイズの発生時間を抑制できる。
図７は、実施例１のリミッタ値算出処理における自励振動消滅時の位相補償信号および位相補償リミッタ値のタイムチャートである。
時点T3よりも前の区間では、確定フラグF3がセットされた状態であり、リミッタ係数Kは重み付け係数に応じて1よりも小さな値となるため、位相補償リミッタ値は定数よりも小さな値である。よって、自励振動の振動レベルを低減できる。
時点T3では、振動の周波数が下限値Flow[Hz]を下回ったため、解除カウンタt1が所定値C1以上となり、解除フラグF2がセットされる。F2がセットされると、F3はクリアされるため、Kは１となり、位相補償リミッタ値は定数に戻る。よって、自励振動が消失した場合には、位相補償リミッタ値の制限が解除されるため、操舵応答性が高められ、操舵フィーリングを向上できる。
【００１５】
［自励振動抑制作用］
図８は、従来の位相補償制御における自励振動発生時の操舵トルクおよび位相補償信号のタイムチャートである。図８(a)に示すように、自励振動が発生すると操舵トルクが微振動する。これにより、ステアリングホイールが微振動すると共に減速機のギアから発生する振動が車体を通して運転者にノイズとして伝わる。このとき、位相補償信号は、図８(b)から明らかなように、振動レベルが増大し、自励振動の起振力となる信号が出力されている。
上記自励振動を抑制するためには、位相補償信号のゲインを下げる、またはリミット処理により位相補償信号の振幅レベルを抑える方法が考えられるが、一方で操舵応答性の悪化やシステム共振周波数付近の振動悪化とのトレードオフとなる。
そこで、実施例１の位相補償制御では、自励振動の周波数が一定周波数帯(Flow≦F<Fhigh)である点に着目し、振動のピークPh_peakを正確に検出して位相補償信号Phの周波数が自励振動の周波数であるか否かを判断（周波数判断）し、該当周波数の振動が発生しているときに限り、位相補償信号を制限するための位相補償リミッタ値を下げる。これにより、自励振動の非発生時には位相補償制御の効きを低下させないことで操舵応答性を向上できると共にシステム共振周波数付近の振動を抑制できる。一方、自励振動の発生時には位相補償制御の効きを低下させることで自励振動を抑制できる。すなわち、実施例１の位相補償制御は、操舵応答性の向上およびシステム共振周波数付近の振動抑制と、自励振動抑制とを両立できる。図９(a)は実施例１の位相補償制御において自励振動発生時にリミッタ係数Kを1→0.25と変化させたときの位相補償信号である。このとき、位相補償リミッタ値は定数の1/4となるから、位相補償信号の振動レベルは従来（図８(b)）よりも大きく低減される。自励振動の起振力が低下したことにより、図９(b)に示すように、操舵トルクの振動レベルは従来（図８(a)）よりも大幅に低減されている。
【００１６】
実施例１のあっては、以下の効果を奏する。
(1) パワーステアリング装置の制御装置であって、パワーステアリング装置は、ステアリングホイール1の回転を転舵輪7,7に伝達する操舵機構8と、操舵機構8に操舵力を付与する電動モータ9と、操舵機構8と電動モータ9の間に設けられ電動モータ9の回転力を操舵機構8に伝達する減速機10と、を備え、操舵機構8の操舵トルク信号を受信する操舵トルク演算部21と、操舵トルク信号に基づき電動モータ9への目標モータトルク信号を演算する基本アシスト演算部22と、操舵トルク信号に基づき目標モータトルク信号の位相を進める位相補償信号を演算する位相補償制御演算部23と、位相補償信号の値が位相補償リミッタ値よりも小さくなるようにリミット処理を行うリミット処理部23cと、リミット処理部23cに設けられ、位相補償信号の周波数が自励振動の下限値Flow以上のとき、位相補償リミッタ値が小さくなるように位相補償リミッタ値を補正するリミッタ値補正処理を行うリミッタ値補正部30と、リミット処理された位相補償信号に基づき目標モータトルク信号を補正する加算器24と、を有する。
よって、自励振動を抑制でき、装置の振動やノイズを抑制できる。
(2) リミッタ値補正部30は、位相補償信号のピーク値Ph_peakに基づき位相補償信号の周波数を判断する。
ピーク値Ph_peakは半周期毎に検出できるため、ピーク値Ph_peakを見ることで高精度に位相補償信号の周波数を判断できる。
(3) リミッタ値補正部30に設けられ、位相補償信号の周波数が下限値Flow以上か否かを判断する振動確定部32を備え、振動確定部32は、位相補償信号が所定の振動判断開始閾値よりも大きくなったとき、位相補償信号の周波数が下限値Flow以上か否かの判断を開始する。
振動判断開始閾値よりも大きくなった場合、すなわち、位相補償信号の振幅レベルが大きくなった場合には、自励振動発生の可能性が高くなる。
【００１７】
(4) 振動判断開始閾値は、リミッタ値補正部30によって補正されていない位相補償リミッタ値（定数）よりも小さい値に設定される。
よって、位相補償信号が位相補償リミッタ値の定数よりも小さい段階で早期に自励振動の周波数判断を開始することで、自励振動に伴う振動やノイズの発生時間を抑制できる。
(5) リミッタ値補正部30は、車両の運転状態に応じてリミッタ値を可変に制御する。
自励振動の発生モードは、車両の運転状態（車速、舵角速度、舵角、操舵トルク等）によって異なる。よって、位相補償リミッタ値を運転状態に応じて可変とすることにより、自励振動抑制と操舵フィーリング向上との両立を実現できる。
(6) 位相補償制御演算部23は、位相補償信号として操舵トルクの1階微分値または2階微分値を演算する。
操舵トルクの１階微分値または２階微分値に基づく補償成分である位相補償信号により目標モータトルク信号を補正することにより、操舵トルク変化に対するアシスト力付与の応答遅れが抑えられ、ステアリングホイール1の切り始めに生じる引っ掛かり感や切り終わりに生じる流れ感等を回避できるため、操舵フィーリングを向上できる。
(7) 位相補償制御演算部23は、操舵トルクの１階微分値または２階微分値に所定のゲインを掛けるトルク・車速感応ゲイン処理部23bを備え、リミット処理部23cは、トルク・車速感応ゲイン処理部23bを通過した後の位相補償信号に対しリミット処理を行う。
よって、位相補償信号の上限を一律に設定できるため、位相補償信号の過応答を抑制できる。
【００１８】
〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、実施例１と異なる部分のみ説明する。
図１０は、実施例２の電動油圧パワーステアリング装置の概略図である。
ポンプ装置（伝達機構）13は、双方向ポンプ14およびパワーシリンダ15を有する。双方向ポンプ14は、電動モータ9により駆動制御され、パワーシリンダ15における一対の第１油圧室15aおよび第２油圧室15bを連通する油圧管16上に設けられている。運転者がステアリングホイール1を操作すると、操作方向に応じて電動モータ9の回転方向が切り替えられ、第１油圧室15aと第２油圧室15bとの間の作動油（作動液）を給排することで操舵機構8にアシスト力を付与する。具体的には、運転者がステアリングホイール1を右方向に操舵すると第２油圧室15bから第１油圧室15aに作動油が供給される方向に電動モータ9が駆動することでラックバー5と一体に移動するピストン15cを第２油圧室15b側にアシストする。油圧管16には、双方向ポンプ14を迂回して第１油圧室15aおよび第２油圧室15b間を連通するバイパス路17が設けられている。バイパス路17上には、ECU11への電力供給が遮断された場合にのみ開弁するフェールセーフバルブ18が設けられている。
ECU11は、トルクセンサ12の出力信号から求めた操舵トルク、電動モータ9からのモータ回転センサ出力信号、CAN通信により得られる車速信号や舵角信号等に基づき電動モータ9のモータトルク指令値を演算する。ECU11は、電動モータ9の出力トルクがモータトルク指令値となるように電動モータ9の電流を制御する。
図１１は、実施例２のシーン別重み付け係数算出部33の制御ブロック図である。
油温係数演算部33hは、パワーシリンダ15内の作動油の温度（油温）からマップEを参照して油温係数を演算する。マップEにおいて、油温係数は、0から1の範囲で油温が高いほど大きな値となるように設定されている。実施例２では、油温が低いほど重み付け係数が小さな値となる。よって、油温が低いほど位相補償リミッタ値は小さな値となる。油温は、例えばサーミスタを用いて計測する。なお、公知の方法で推定してもよい。
実施例２にあっては、以下の効果を奏する。
(8) 操舵機構8に設けられ1対の油圧室15a,15bを有するパワーシリンダ15と、電動モータ9に駆動制御され1対の油圧室15a,15bに対し選択的に作動油を供給する双方向ポンプ14とを有するポンプ装置13であって、リミッタ値補正部30は、油温が高いほど位相補償リミッタ値が大きくなるように補正する。
よって、油温が低いほど自励振動が生じやすくなるのに対し、低油温時における自励振動抑制と高油温時における操舵応答性向上との両立を実現できる。
【００１９】
〔他の実施例〕
以上、本発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施例に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、自励振動の検出するための信号は、位相補償信号（操舵トルク信号の１階微分値または２階微分値）に限らず、モータ回転数や舵角速度の１階微分値または２階微分値等、ゼロを跨ぐ信号であれば用いることができる。
また、本発明による振動の抑制は、自励振動以外の振動、例えば、タイヤアンバランス等に起因するシミーやブレーキジャダーといった規則性のある振動に対しても適応でき、実施例と同様の振動抑制効果が得られる。
【００２０】
以下、実施例から把握される他の技術的思想について説明する。
(a) 上記パワーステアリング装置の制御装置において、
前記リミッタ値補正部は、前記位相補償信号の周波数が前記所定値以上の状態が前記リミッタ値補正処理の開始を確定するための判断時間以上経過したとき、前記リミッタ値補正処理を開始することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
よって、ノイズ等により突発的にリミッタ値補正処理開始条件を満足したような場合であっても、この条件を満足する状態が所定時間経過したときのみリミッタ値補正処理を開始するため、誤判断を抑制することができる。
(b) 上記パワーステアリング装置の制御装置において、
前記リミッタ値補正部は、前記位相補償信号のピーク値が増大傾向にあるとき、前記リミッタ値補正処理の開始を確定するための判断時間が短くなるように補正することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
位相補償信号のピーク値が増大傾向にある場合には、一定または減少傾向にある場合よりも自励振動が発生する可能性が高い。よって、その場合は判断時間を短くすることにより、振動やノイズの発生時間を抑制できる。
(c) 上記パワーステアリング装置において、
前記リミッタ値補正部は、前記位相補償信号のピーク間の時間を計測し、ピーク間の時間に基づき前記位相補償信号の周波数を判断することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
信号のピークは半周期毎に検出されるため、ピーク間の距離を見ることで高精度に位相補償信号の周波数を判断できる。
【００２１】
(d) 上記パワーステアリング装置の制御装置において、
前記リミッタ値補正部は、前記リミッタ値補正処理中に前記位相補償信号の周波数が前記所定値未満となったとき、前記リミッタ値補正処理を中止することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
よって、自励振動が消失した場合には、位相補償リミッタ値の制限を解除することにより、路面からの大きな逆入力等に対して迅速に位相補償制御を再開することができ、操作フィーリングを向上できる。
(e) 上記パワーステアリング装置の制御装置において、
前記リミッタ値補正部は、車両速度が所定車速以上のとき、前記リミッタ値補正処理を中止することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
車両速度が低いほど自励振動が発生しやすいため、車両速度が高い領域においてはリミッタ値補正処理を中止することにより、高車速域における操舵応答性を確保できる。
(f) 上記パワーステアリング装置において、
前記リミッタ値補正部は、転舵輪がストロークエンド付近にあるとき、前記リミッタ値が大きくなるように補正することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
ストロークエンド付近では自励振動が発生しにくいため、リミッタ値を大きくすることで操舵状態に適した制御を実現できる。
(g) 上記パワーステアリング装置において、
前記リミッタ値補正部は、操舵速度が高いほど、前記リミッタ値が大きくなるように補正することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
操舵速度が高い状態では高い操舵応答性が求められるため、リミッタ値を大きくすることにより、急操舵時における操舵応答性を確保することができる。
【００２２】
(h) 上記パワーステアリング装置の制御装置において、
前記リミッタ値補正部は、前記操舵トルクが大きいほど、前記リミッタ値が大きくなるように補正することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
操舵トルクが大きいほど自励振動が発生しやすくなるため、リミッタ値を小さくすることにより、操舵トルクが大きいときにおける自励振動の抑制効果を向上できる。
(i) 上記パワーステアリング装置の制御装置において、
前記リミッタ値補正部は、前記リミッタ値を増加または減少させるとき、前記リミッタ値が漸増または漸減するように前記リミッタ値を補正することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
よって、リミッタ値の急変を抑制できるため、リミッタ値の急変に伴う操舵フィーリングの違和感を抑制できる。
(j) 上記パワーステアリング装置の制御装置において、
前記リミット処理部は、装置に異常が発生したとき、前記リミット処理を禁止することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
装置に異常が発生しているときは、リミット処理を行うための各種信号にも異常が発生している可能性があるため、この場合はリミット処理を禁止することにより、誤判断による操舵制御への悪影響を抑制できる。
【符号の説明】
【００２３】
1  ステアリングホイール
7  転舵輪
8  操舵機構
9  電動モータ
10  減速機（伝達機構）
13  ポンプ装置（伝達機構）
14  双方向ポンプ
15  パワーシリンダ
15a  油圧室（１対の油圧室）
15b  油圧室（１対の油圧室）
21  操舵トルク演算部（操舵トルク信号受信部）
22  基本アシスト演算部（指令信号演算部）
23  位相補償制御演算部（位相補償信号演算部）
23b  トルク・車速感応ゲイン処理部（ゲイン処理部）
23c  リミット処理部
24  加算器（位相補償部）
30  リミッタ値補正部
32  振動確定部（周波数判断部）
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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