(57)【要約】【課題】加速時トルクステア及び減速時車両片流れを最適に抑制することが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】少なくとも操舵トルク検出手段１７で検出した操舵トルクに基づいて電流指令値を演算してステアリング機構に対する操舵補助力を発生する電動モータを駆動制御する操舵補助力制御手段３を備えた電動パワーステアリング装置であって、転舵輪側からステアリングシャフトに入力されるセルフアライニングトルクを推定するセルフアライニングトルク推定手段４１と、車両前後加減速度を検出する前後加減速度検出手段４２とを備え、前記操舵補助力制御手段３は、前記セルフアライニングトルク及び前記加減速度に基づいて加減速時に生じる車両の不安定挙動を抑制するように前記電動モータで発生する操舵補助力を補正する操舵補助力補正手段２３を備えている。【選択図】図２
2008284892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転舵輪を転舵するステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記ステアリング機構に与える操舵補助トルクを発生する電動モータと、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて電流指令値を演算して前記電動モータを駆動制御する操舵補助力制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記転舵輪側から前記ステアリング機構に入力されるセルフアライニングトルクを推定するセルフアライニングトルク推定手段と、車両前後加減速度を検出する前後加減速度検出手段とを備え、前記操舵補助力制御手段は、前記セルフアライニングトルク推定手段で推定したセルフアライニングトルク及び前記前後加減速度検出手段で検出した加減速度に基づいて加減速時に生じる車両の不安定挙動を抑制するように前記電動モータで発生する操舵補助力を補正する操舵補助力補正手段を備えてい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】
前記操舵補助力補正手段は、前記セルフアライニングトルクが大きい程前記操舵補助力を補正する補正量を大きくするように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記操舵補助力補正手段は、前記前後加減速度が大きい程前記操舵補助力を補正する補正量を大きくするように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記操舵補助力補正手段は、前記電流指令値を補正することにより操舵補助力を補正するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記操舵補助力補正手段は、車両の加速時に、前記電流指令値が大きくなる補正量を設定するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記操舵補助力補正手段は、車両の減速時に、前記電流指令値が小さくなる補正量を設定するように構成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記操舵補助力補正手段は、前記補正量を前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに応じて変化させるように構成されていることを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記ステアリング機構の操舵角を検出する操舵角検出手段を備え、前記操舵補助力補正手段は、前記補正量を前記操舵角検出手段で検出した操舵角に応じて変化させるように構成されていることを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項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】
本発明は、転舵輪を転舵するステアリング機構にステアリングホイールから入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記ステアリング機構のステアリングシャフトに与える操舵補助トルクを発生する電動モータと、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて電流指令値を演算して前記電動モータを駆動制御する操舵補助力制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、乗用車、トラック等の車両では、ステアリング装置として運転者がステアリングホイールを操舵する操舵トルクに応じて電動モータを駆動することによりステアリング機構に操舵補助力を与えて運転者の操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置が普及している。
ところで、前置きエンジン前輪駆動（ＦＦ）車や４輪駆動（４ＷＤ）車のように、操舵用の車輪即ち転舵輪が走行用の駆動輪を兼ねる車両においは、エンジンルームにおけるレイアウトの制約が大きく、エンジンより出力されるトルクを左右輪に分配するディファレンシャル装置の左右における等剛性を成立させることが難しい。例えば、エンジンや変速機の配置上、ディファレンシャル装置に連結されたドライブシャフトの左右の軸の長さの差が大きく、左右のジョイント屈曲角に差が出ることがある。このため、車両進行の乱れを引き起し、ステアリング操舵力や保舵力が変化を起こしてしまったり、運転者に対して困難且つ煩雑なステアリング操作を強いることになってしまったりする。
【０００３】
具体的には、転舵輪に伝達される駆動力のアンバランスにより、駆動力の変化が大きく車速変化量が大きくなる加速時及び発進時にステアリングホイールが取られる現象即ち所謂トルクステアが発生するという問題がある。また、制動時においては、車輪に伝達される制動力のアンバランスやタイヤ及びサスペンションへの様々な方向からの力によって、制動力の変化が大きく車両減速度が大きい急制動時に、走行進路を乱す車両偏向を引き起こす現象即ち制動時車両片流れが発生するという問題がある。
【０００４】
このため、従来、操舵輪と駆動輪とが兼用された車両において発生するトルクステアを有効に抑制するために、前後加速度αを算出し、この前後加速度αが正の下限値α0を超え、トルクステアが発生する虞れがある場合に、前後加速度αの増加に応じて大となるアシスト補正量Ａを算出し、このアシスト補正量Ａにより、操舵補助用のモータの駆動制御の目標値となる目標補助力を増量補正するようにした電動パワーステアリング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２１３０８５号公報（第１頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、加速度αのみによりアシスト補正量Ａを決定するようにしているので、加速時トルクステアが実際に発生していない状態でもアシスト補正量Ａが決定されてしまい、運転者に違和感を与えてしまうという未解決の課題があると共に、制動時車両片流れについては何ら考慮されていないという未解決の課題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、加速時トルクステア及び減速時車両片流れを最適に抑制することができる電動パワーステアリング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、転舵輪を転舵するステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記ステアリング機構に与える操舵補助トルクを発生する電動モータと、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて電流指令値を演算して前記電動モータを駆動制御する操舵補助力制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記転舵輪側から前記ステアリング機構に入力されるセルフアライニングトルクを推定するセルフアライニングトルク推定手段と、車両前後加減速度を検出する前後加減速度検出手段とを備え、前記操舵補助力制御手段は、前記セルフアライニングトルク推定手段で推定したセルフアライニングトルク及び前記前後加減速度検出手段で検出した加減速度に基づいて加減速時に生じる車両の不安定挙動を抑制するように前記電動モータで発生する操舵補助力を補正する操舵補助力補正手段を備えていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１に係る発明において、前記操舵補助力補正手段は、前記セルフアライニングトルクが大きい程前記操舵補助力を補正する補正量を大きくするように構成されていることを特徴としている。
さらに、請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１又は２に係る発明において、前記操舵補助力補正手段は、前記前後加減速度が大きい程前記操舵補助力を補正する補正量を大きくするように構成されていることを特徴としている。
【０００９】
さらにまた、請求項４に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至３の何れか１つに係る発明において、前記操舵補助力補正手段は、前記電流指令値を補正することにより操舵補助力を補正するように構成されていることを特徴としている。
なおさらに、請求項５に係る電動パワーステアリング装置は、請求項４に係る発明において、前記操舵補助力補正手段は、車両の加速時に、前記電流指令値が大きくなる補正量を設定するように構成されていることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項６に係る電動パワーステアリング装置は、請求項４又は５に係る発明において、前記操舵補助力補正手段は、車両の減速時に、前記電流指令値が小さくなる補正量を設定するように構成されていることを特徴としている。
さらに、請求項７に係る電動パワーステアリング装置は、請求項２乃至６の何れか１つに係る発明において、前記操舵補助力補正手段は、前記補正量を前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに応じて変化させるように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
さらにまた、請求項８に係る電動パワーステアリング装置は、請求項２乃至６の何れか１つに係る発明において、前記ステアリング機構の操舵角を検出する操舵角検出手段を備え、前記操舵補助力補正手段は、前記補正量を前記操舵角検出手段で検出した操舵角に応じて変化させるように構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、セルフアライニングトルク検出手段で検出したセルフアライニングトルク及び加減速度検出手段で検出した加減速度に基づいて加減速時に生じる車両の不安定挙動を抑制するように電動モータで発生する操舵補助力を補正するので、車両の発進時を含む加速時に生じるトルクステアを適正に抑制することができると共に、車両の制動時に生じる制動時車両片流れを適正に抑制することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を前置きエンジン前輪駆動車に適用した場合の第１の実施形態を示す全体構成図であって、図中、１は通常の車両に搭載されているバッテリであって、このバッテリ１から出力されるバッテリ電圧Ｖｂがヒューズ２を介して操舵補助力制御手段としての制御装置３に入力される。この制御装置３は、操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータ５を駆動制御する。
【００１４】
ここで、電動モータ５は、例えば三相交流駆動されるブラシレスモータで構成され、ステアリング装置１０に対する操舵補助力を発生する操舵補助力発生用モータとして動作する。
ステアリング装置１０は、ステアリングホイール１１が装着されたステアリングシャフト１２を有し、このステアリングシャフト１２が例えばラックピニオン形式のステアリングギヤ機構１３に連結され、このステアリングギヤ機構１３がタイロッド等の連結機構１４を介してエンジン（図示せず）からの駆動力が伝達される左右の転舵輪１５に連結されている。
【００１５】
そして、ステアリングシャフト１２には、例えばウォームギヤで構成される減速機構１６を介して電動モータ５が連結され、この電動モータ５で発生する操舵補助力が減速機構１６を介してステアリングシャフト１２に伝達される。
また、ステアリングシャフト１２には、ステアリングホイール１１に入力された操舵トルクＴを検出する操舵トルクセンサ１７が配設されていると共に、電動モータ５にはモータ回転角θｍを検出する回転角センサ１８が配設され、操舵トルクセンサ１７で検出した操舵トルクＴ及び回転角センサ１８で検出したモータ回転角θｍが制御装置３へ入力されている。
【００１６】
ここで、操舵トルクセンサ１７は、ステアリングホイール１１に付与されてステアリングシャフト１２に伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを図示しない入力軸及び出力軸間に介挿したトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を磁気信号で検出し、それを電気信号に変換するように構成されている。
さらに、制御装置３には車両の車速Ｖｘを検出する車速センサ１９で検出した車速Ｖｘが入力されている。
【００１７】
制御装置３は、図２に示すように、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて電流指令値としての操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを演算する電流指令値演算部２１と、電動モータ５の回転角センサ１８で検出したモータ回転角θｍに基づいて電気角θｅ、モータ角速度ωｍ及びモータ角加速度αｍを算出するモータ回転情報演算部２２と、電流指令値演算部２１で算出した操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを加減速時に生じる車両の不安定挙動を抑制するように補正して操舵補助電流補正値Ｉｒｅｆ′を算出する操舵補助力補正手段としての操舵補助力補正部２３と、この操舵補助力補正部２３から出力される操舵補助電流補正値Ｉｒｅｆ′を補償する指令値補償部２４と、この指令値補償部２４で補償された補償後電流指令値Ｉｒｅｆ″に基づいてｄ−ｑ軸電流指令値を算出し、算出したｄ−ｑ軸電流指令値を２相／３相変換して３相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆを算出するｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５と、このｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５で算出された３相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆに基づいて電動モータ５を駆動制御するモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗを形成して出力するモータ電流制御部２６とで構成されている。
【００１８】
操舵補助電流指令値演算部２１は、操舵トルクＴ及び車速Ｖｘをもとに図３に示す操舵補助電流指令値算出マップを参照して操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを算出する。
この操舵補助トルク指令値算出マップは、図３に示すように、横軸に操舵トルクＴをとり、縦軸に操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆをとると共に、車速Ｖｘをパラメータとした放物線状の曲線で表される特性線図で構成され、操舵トルクＴが"０"からその近傍の設定値Ｔｓ１までの間は操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆが"０"を維持し、操舵トルクＴが設定値Ｔｓ１を超えると最初は操舵補助指令値Ｉｒｅｆが操舵トルクＴの増加に対して比較的緩やかに増加するが、さらに操舵トルクＴが増加すると、その増加に対して操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆが急峻に増加するように設定され、この特性曲線が車速の増加に従って傾きが小さくなるように設定されている。
【００１９】
モータ回転情報演算部２２は、回転角センサ１８で検出されるモータ回転角θｍを電気角θｅに変換する電気角変換部３０と、回転角センサ１８で検出されるモータ回転角θｍを微分してモータ角速度ωｍを算出する角速度演算部３１と、この角速度演算部３１で算出されたモータ角速度ωｍを微分してモータ角加速度αｍを算出する角加速度演算部３２とを備えている。
【００２０】
操舵補助力補正部２３は、セルフアライニングトルク検出手段としてのセルフアライニングトルク推定部（以下ＳＡＴ推定部と称す）４１、前後加減速度検出手段としての前後加減速度検出部４２、加減速度補正ゲイン算出部４３、乗算器４４、操舵トルクセンサ１７で検出した操舵トルクＴの絶対値を算出する絶対値化回路４５、操舵トルク補正ゲイン算出部４６、乗算器４７、リミッタ４８及び加算器４９を備えている。
【００２１】
ＳＡＴ推定部４１は、転舵輪１５に入力されるセルフアライニングトルクＳＡＴを推定する。このセルフアライニングトルクＳＡＴを算出する原理は、路面からステアリングまでの間に発生するトルクの様子を図４に示して説明する。
すなわち、運転者がステアリングホイール１１を操舵することによって操舵トルクＴが発生し、その操舵トルクＴに従って電動モータ５がアシストトルクＴｍを発生する。その結果、転舵輪１５が転舵され、反力としてセルフアライニングトルクＳＡＴが発生する。
【００２２】
また、その際、電動モータ５の慣性Ｊ及び摩擦（静摩擦）Ｆｒによってステアリングホイール１１の操舵の抵抗となるトルクが生じる。これらの力の釣り合いを考えると、下記（１）式のような運動方程式が得られる。
J・αｍ+ Fr・sign(ωｍ) + SAT = Tm + T  …（１）
ここで、上記（１）式を初期値ゼロとしてラプラス変換し、セルフアライニングトルクＳＡＴについて解くと下記（２）式が得られる。
【００２３】
SAT(s) = Tm(s) + T(s) − J・αｍ(s) − Fr・sign(ωｍ(s)) …（２）
上記（２）式から分かるように、電動モータ１２の慣性Ｊ及び静摩擦Ｆｒを定数として予め求めておくことで、モータ角速度ωｍ、回転角加速度αｍ、アシストトルクＴｍ及び操舵トルクＴよりセルフアライニングトルクＳＡＴを検出することができる。ここで、アシストトルクＴｍは操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに比例するので、アシストトルクＴｍに代えて操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを適用する。
前後加減速度検出部４２は、車速センサ１９で検出した車速Ｖｘを微分して車両前後方向の前後加減速度αｘを算出する。
【００２４】
加減速度補正ゲイン算出部４３は、前後加減速度検出部４２で検出した前後加減速度αｘをもとに図５に示す加減速度補正ゲイン算出マップを参照して加減速度補正ゲインＧαを算出し、算出した加減速度補正ゲインＧαをＳＡＴ推定部４１からセルフアライニングトルクＳＡＴが入力された乗算器４４に供給する。この加減速度補正ゲイン算出マップは、図５に示すように、前後加減速度αｘが０から加速度を表す正値の所定値＋α１までの間は加減速度補正ゲインＧαが“０”を維持し、前後加減速度αｘが所定値＋α１を超えると前後加減速度αｘの増加に応じて特性線Ｌ１に従って加減速度補正ゲインＧαが増加し、逆に前後加減速度αｘが０から減速度を表す負値の所定値−α２までの間は加減速度補正ゲインＧαが“０”を維持し、前後加減速度αｘが所定値−α２を超えると前後加減速度αｘの負値が増加するに応じて特性線Ｌ２に従って加減速度補正ゲインＧαが負方向に急峻に増加するように設定されている。ここで、特性曲線Ｌ１は転舵輪に伝達される駆動力のアンバランスにより、駆動力の変化が大きく車速変化量が大きくなる加速時及び発進時にステアリングホイールが取られる現象即ち所謂加速時トルクステアに応じた値に設定され、特性曲線Ｌ２は減速時に車輪に伝達される制動力のアンバランスやタイヤ及びサスペンションへの様々な方向からの力が加わってステアリング機構１０の転舵輪１５側からステアリングシャフト１２を捩じろうとするトルクを発生させ、制動力の変化が大きく車両減速度が大きい急制動時に、走行進路を乱す車両偏向を引き起こす現象即ち制動時車両片流れを抑制可能な値に設定されている。なお、図５では、加減速度αｘが加速度を表す場合と減速度を表す場合とで加速時トルクステア及び減速時車両片流れに応じた異なる特性曲線Ｌ１及びＬ２に設定した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、加減速度αｘが加速度を表す場合と減速度を表す場合とで同一の特性曲線を適用するようにしてもよい。
【００２５】
操舵トルク補正ゲイン算出部４６は、絶対値化回路４５から入力される操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜をもとに図６に示す操舵トルク補正ゲイン算出マップを参照して操舵トルク補正ゲインＧｔを算出してこの操舵トルク補正ゲインＧｔを乗算器４４の乗算出力が入力された乗算器４７に供給する。この操舵角補正ゲイン算出マップは、図６に示すように、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜が“０”から所定値Ｔ１までの間では操舵トルク補正ゲインＧｔが“１”に設定されて、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜が所定値Ｔ１を超えると操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜の増加に応じて比較的急峻に減少して、操舵トルク絶対値｜Ｔ｜が所定値Ｔ２に達すると以後操舵トルク絶対値｜Ｔ｜の増加にかかわらず操舵トルク補正ゲインＧｔが“０”となるように特性線Ｌ３が設定されている。
【００２６】
リミッタ４８は、乗算器４７から出力される乗算出力が正負の最大値間の所定範囲内となるように制限して操舵補助力補正値Ａｓを算出する。そして、このリミッタ４８から出力される操舵補助力補正値Ａｓが操舵補助指令値演算部２１の出力側に接続された加算器４９に供給されて、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを補正して操舵補助電流補正値Ｉｒｅｆ′を算出する。
【００２７】
指令値補償部２４は、角速度演算部３１で算出されたモータ角速度ωｍに基づいてヨーレートの収斂性を補償する収斂性補償部５１と、角加速度演算部３２で算出されたモータ角加速度αｍに基づいて電動モータ１２の慣性により発生するトルク相当分を補償して慣性感又は制御応答性の悪化を防止する慣性補償部５２とを少なくとも有する。
ここで、収斂性補償部５１は、車速センサ１９で検出した車速Ｖ及び角速度演算部３１で算出されたモータ角速度ωｍが入力され、車両のヨーの収斂性を改善するためにステアリングホイール１が振れ回る動作に対して、ブレーキをかけるように、モータ角速度ωｍに車速Ｖｘに応じて変更される収斂性制御ゲインＫｖを乗じて収斂性補償値Ｉｃを算出する。
【００２８】
そして、慣性補償部５２で算出された慣性補償値Ｉｉと収斂性補償部５１で算出された収斂性補償値Ｉｃとが加算器５３で加算されて指令補償値Ｉｃｏｍが算出され、この指令補償値Ｉｃｏｍが操舵補助力補正部２３から出力される操舵補助電流補正値Ｉｒｅｆ′に加算器５４で加算されて補償後電流指令値Ｉｒｅｆ″が算出され、この補償後電流指令値Ｉｒｅｆ″がｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５に出力される。
【００２９】
また、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５は、補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ″とモータ角速度ωｍとに基づいてｄ軸目標電流Ｉｄｒｅｆを算出するｄ軸目標電流算出部６１と、モータ回転情報演算部２２の電気角変換部３０から入力される電気角θｅ及びモータ角速度ωｍに基づいてｄ−ｑ軸誘起電圧モデルＥＭＦ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｏｒｃｅ）のｄ軸ＥＭＦ成分ｅｄ(θ)及びｑ軸ＥＭＦ成分ｅｑ(θ)を算出する誘起電圧モデル算出部６２と、この誘起電圧モデル算出部６２から出力されるｄ軸ＥＭＦ成分ｅｄ(θ)及びｑ軸ＥＭＦ成分ｅｑ(θ)とｄ軸目標電流算出部６１から出力されるｄ軸目標電流Ｉｄｒｅｆと補償後操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ″とモータ角速度ωｍとに基づいてｑ軸目標電流Ｉｑｒｅｆを算出するｑ軸目標電流算出部６３と、ｄ軸目標電流算出部６１から出力されるｄ軸目標電流Ｉｄｒｅｆとｑ軸目標電流算出部６３から出力されるｑ軸目標電流Ｉｑｒｅｆとを３相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆに変換する２相／３相変換部６４とを備えている。
【００３０】
モータ電流制御部２６は、電動モータ１２の３相コイルに供給されるモータ電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃを検出するモータ電流検出部７０と、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５の２相／３相変換部６４から入力される電流指令値Ｉａｒｅｆ，Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆからモータ電流検出部７０で検出したモータ電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃを個別に減算して各相電流偏差ΔＩａ、ΔＩｂ及びΔＩｃを求める減算器７１ａ、７１ｂ及び７１ｃと求めた各相電流偏差ΔＩａ、ΔＩｂ及びΔＩｃに対して比例積分制御を行って電圧指令値Ｖａ、Ｖｂ及びＶｃを算出する電流制御部７２と、この電流制御部７２らか出力される電圧指令値Ｖａ、Ｖｂ及びＶｃに基づいてデューティ演算を行って電動モータ５の各相のデューティ比を算出してパルス幅変調（ＰＷＭ）信号でなるインバータ制御信号を形成するパルス幅変調制御部７３と、このパルス幅変調制御部７３から出力されるインバータ制御信号に基づいて３相モータ電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃを形成して電動モータ５に出力するインバータ７４とを備えている。
【００３１】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、車両がステアリングホイール１１を直進状態の中立位置として停車しているものとする。この状態でステアリングホイール１１が操舵されていない場合には、操舵トルクセンサ１７で検出される操舵トルクＴが“０”であり、車速Ｖｘも“０”であるので、操舵補助電流指令値演算部２１で操舵トルクＴ及び車速Ｖｘをもとに操舵補助電流指令値算出マップを参照したときに操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが“０”となる。
【００３２】
このとき、電動モータ５も停止しているため、モータ回転情報演算部２２で演算されるモータ角速度ωｍ及びモータ角加速度αｍが共に“０”であるので、操舵補助力補正部２３では、操舵トルクＴが“０”となるので、操舵トルク補正ゲイン算出部４６で算出される操舵トルク補正ゲインＧｔは“１”となるが、ＳＡＴ推定部４１で推定されるセルフアライニングトルクＳＡＴも“０”となると共に、車両が停止しているので、前後加減速度検出部４２で検出される前後加減速度αｘも“０”であり、加減速度補正ゲイン算出部４３で算出される加減速度補正ゲインＧαも“０”となるので、操舵補助力補正値Ａｓは“０”となって、操舵補助電流補正値Ｉｒｅｆ′も“０”となる。
【００３３】
指令値補償部２４でもモータ角速度ωｍ及びモータ角加速度αｍが“０”であるので、収斂性補償部５１で算出される収斂性補償値Ｉｃ及び慣性補償部５２で算出される慣性補償値Ｉｉも“０”となるため、指令補償値Ｉｃｏｍも“０”となり、加算器５４から出力される補償後操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ″も“０”となる。
このため、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５で算出される３相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆも零となり、電動モータ５が停止しているので、モータ電流検出部７０で検出されるモータ電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃも“０”となるので、減算器７１ａ、７１ｂ及び７１ｃから出力される電流偏差ΔＩａ、ΔＩｂ及びΔＩｃも“０”となるため、電流制御部７２から出力される電圧指令値Ｖａ、Ｖｂ及びＶｃも“０”となり、パルス幅変調回路７３からのインバータ制御信号の出力が停止され、インバータ７４が停止していることにより、電動モータ５に供給するモータ電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃも“０”を継続して電動モータ５が停止状態を継続する。
【００３４】
この車両の停車状態で、ステアリングホイール１１を操舵して所謂据え切りを行うと、これに応じて操舵トルクセンサ１７で検出される操舵トルクＴが比較的大きな値となることにより、操舵補助電流指令値演算部２１で算出される操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが操舵トルクＴに応じて急増する。
このとき、操舵補助力補正部２３では、ＳＡＴ推定部４１でモータ角速度ωｍ及びモータ角加速度αｍが共に“０”であるが、操舵トルクＴとアシストトルクＴｍに対応する操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆとが略等しくなるので、前記（２）式で算出されるセルフアライニングトルクＳＡＴは操舵トルクＴと操舵補助電流値Ｉｒｅｆの加算値となる。しかしながら、車両が停止状態であって、車速センサ１９で検出される車速Ｖｘが“０”であるので、前後加減速度検出部４２で検出される前後加減速度αｘも“０”であるため、加減速度補正ゲイン算出部４３で算出される加減速度補正ゲインＧαが“０”を維持するので、乗算器４４の乗算出力は“０”となり、さらに操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜が大きな値となるので、操舵トルク補正ゲインＧｔも小さい値となり、乗算器４７の乗算出力は“０”となり、操舵補助力補正値Ａｓは“０”を維持する。
【００３５】
このため、操舵補助電流指令値演算部２１で算出した操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆがそのまま加算器５４に供給され、この状態でも電動モータ５が停止しているので、モータ角速度ωｍ及びモータ角加速度αｍも“０”を継続し、指令値補償部２４の収斂性補償部５１で算出される収斂性補償値Ｉｃ及び慣性補償部５２で算出される慣性補償値Ｉｉも“０”を維持し、指令補償値Ｉｃｏｍも“０”となる。
【００３６】
このため、加算器５４から操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆがそのままｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５に供給され、このｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５から操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに応じた３相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆがモータ電流制御部２６に出力される。
したがって、減算器７１ａ、７１ｂ及び７１ｃから３相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆがそのまま電流偏差ΔＩａ、ΔＩｂ及びΔＩｃとして出力され、これが電流制御部７２でＰＩ制御されてから電圧指令値Ｖａｒｅｆ、Ｖｂｒｅｆ及びＶｃｒｅｆに変換されてパルス幅変調回路７３に供給されることにより、このパルス幅変調回路７３らかインバータ制御信号が出力され、これがインバータ７４に供給されることにより、このインバータ７４から三相モータ電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃか出力されて、電動モータ５が回転駆動され、操舵トルクＴに応じた操舵補助力を発生する。
【００３７】
この電動モータ５で発生された操舵補助力は、減速機構１６を介してステアリングホイール１１からの操舵力が伝達されたステアリングシャフト１２に伝達されることにより、操舵力及び操舵補助力がステアリングギヤ機構１３で車幅方向の直線運動に変換されて連結機構１４を介して左右の転舵輪１５が転舵されて、軽い操舵トルクで転舵輪１５を転舵することができる。
【００３８】
そして、電動モータ５が駆動制御されることにより、モータ回転情報演算部２２で算出されるモータ角速度ωｍ及びモータ角加速度αｍが増加することにより、指令値補償部２４で収斂性補償値Ｉｃ及び慣性補償値Ｉｉが算出され、これらが加算されて指令補償値Ｉｃｏｍが算出され、これが加算器５４に供給されることにより、操舵補助電流補正値Ｉｒｅｆ′に加算されて補償後操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ″が算出されることにより、指令値補償処理が行われる。
【００３９】
このように車両の停車状態では、加速時に生じる加速時トルクステアが生じることがないと共に、減速時に生じる制動時車両片流れも生じることがなく、操舵補助力補正部２３で演算される操舵補助力補正値Ａｓも零を維持する。
しかしながら、車両の停車状態から車両を例えば直進走行状態で発進させて加速すると、この加速状態では車両が前置きエンジン前輪駆動車であって、転舵輪に伝達される駆動力のアンバランスにより、駆動力の変化が大きく車速変化量が大きくなりステアリングホイール１１が取られる現象即ち所謂加速時トルクステアが発生する。
【００４０】
このように、車両の直進走行状態での比較的大きな加速度での発進時には、トルクステアが発生し、このときの加速時外乱転舵トルクは転舵輪１５からタイロッド等の連結機構１４、ステアリングギヤ機構１３を介してステアリングシャフト１２に逆入力トルクとして伝わることになる。
このステアリングシャフト１２に伝達される逆入力トルクは、ステアリングホイール１１を回転させようとするため、これを阻止するために運転者がステアリングホイール１１を保持すると、操舵トルクセンサ１７で逆入力トルクを検出することになり、操舵補助電流指令値演算部２１で逆入力トルクに応じた操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが算出される。
【００４１】
このとき、操舵補助力補正部２３では、ステアリングホイール１１は運転者に保持された保舵状態となっており、電動モータ５は回転することはないので、モータ回転情報演算部２２で算出されるモータ角速度ωｍ及びモータ角加速度αｍは“０”を維持することから、ＳＡＴ推定部４１で操舵トルクセンサ１７で検出した操舵トルクＴと操舵補助電流指令値演算部２１で算出された操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆとを加算した値がセルフアライニングトルクＳＡＴとして推定されることになる。このため、ＳＡＴ推定部４１で推定されたセルフアライニングトルクＳＡＴが、乗算器４４に供給される。このとき、車両が加速状態であるので、前後加減速度検出部４２で検出される前後加減速度αｘが正方向に増加し、これに応じて加減速度補正ゲイン算出部４３で算出される加減速度補正ゲインＧαが“０”から増加することになり、乗算器４４からセルフアライニングトルクＳＡＴに加減速度補正ゲインＧαを乗算した乗算出力が得られる。
【００４２】
一方、操舵トルクセンサ１７で検出される操舵トルクＴはトルクステアによる逆入力トルク分だけであり、比較的小さい値であるので、操舵トルク補正ゲイン算出部４６で算出される操舵トルク補正ゲインＧｔは略“１”となって、乗算器４７から乗算器４４の乗算出力がそのまま出力され、これがリミッタ４８を通じて操舵補助力補正値Ａｓとして加算器４９に出力される。
【００４３】
このため、加算器４９で、操舵補助電流指令値演算部２１で算出した操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに操舵補助力補正値Ａｓを加えた値が操舵補助電流補正値Ｉｒｅｆ′として加算器５４に供給される。
このとき、電動モータ５が回転停止状態を継続しているので、モータ回転情報演算部２２で算出されるモータ角速度ωｍ及びモータ角加速度αｍが“０”を継続することにより、指令値補償部２４の指令補償値Ｉｃｏｍも“０”を継続し、操舵補助電流補正値Ｉｒｅｆ′がそのまま補償後操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ″としてｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５に供給され、このｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５でトルクステアによる逆入力トルクを相殺する操舵補助力を電動モータ５で発生させる３相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆが算出される。
【００４４】
このため、モータ電流制御部２６で３相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆに応じたモータ電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃが電動モータ５に出力され、この電動モータ５で、トルクステアによる逆入力トルクを相殺する操舵補助力を発生し、この操舵補助力を減速機構１６を介してステアリングシャフト１２に伝達し、加速時トルクステアによる逆入力トルクを相殺する。
【００４５】
また、車両が比較的大きな前後加減速度αｘでステアリングホイール１１を操舵しながら発進する場合には、上述した場合と同様に加速時トルクステアが発生することになるが、ステアリングホイール１１を操舵することにより、操舵トルクセンサ１７で検出される操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜が所定値Ｔ１を超える状態となると、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜の増加に応じて操舵トルク補正ゲイン算出部４６で算出される操舵トルク補正ゲインＧｔが“１”より減少することにより、乗算器４７から出力される乗算出力が直進走行時における発進時に比較的して減少することになり、操舵補助力補正値Ａｓが減少して、操舵補助電流指令値演算部２１で算出された操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに基づいて電動モータ５が駆動制御されて、この電動モータ５で操舵トルクＴに応じた操舵補助力を発生して、軽い操舵を行うことができる。
【００４６】
このとき、電動モータ５が回転駆動されることにより、モータ回転情報演算部２２で算出されるモータ角速度ωｍ及びモータ角角速度αｍが“０”から増加することにより、収斂性補償部５１でモータ角速度ωｍに基づいて収斂性補償値Ｉｃが算出されると共に、慣性補償部５２でモータ角加速度αｍに基づいて慣性補償値Ｉｉが算出され、これらが加算器５３で加算されて指令補正値Ｉｃｏｍとして加算器５４に供給され、加算器４９から出力される操舵補助電流補正値Ｉｒｅｆ′に加算されて補償後操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ″が算出され、これがｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５に供給されるので、このｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５で補償後電流指令値Ｉｒｅｆ″に応じた３相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆが算出され、これらに基づいてモータ電流制御部２６で電動モータ５が駆動制御されて、最適な操舵補助力を発生する。
【００４７】
一方、車両が比較的小さい前後加減速度αｘで直進走行する緩発進状態とした場合には、加速時トルクステアが発生することは殆どなく、操舵トルクセンサ１７で検出した操舵トルクＴは略“０”であり、操舵補助電流指令値演算部２１で算出される操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが略“０”となる。また、操舵補助力補正部２３では、前後加減速度検出部４２で検出される前後加減速度αｘが所定値α１より小さい値となることから加減速度補正ゲイン算出部４３で算出される加減速度補正ゲインＧαが“０”となり、ＳＡＴ推定部４１から“０”より大きいセルフアライニングトルクＳＡＴが出力されているとしても乗算器４４から出力される乗算出力は“０”となり、リミッタ４８から出力される操舵補助力補正値Ａｓも“０”となって、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５で算出される３相電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆが略“０”となることにより、モータ電流制御部２６による電動モータ５の駆動が停止される。
【００４８】
上記加速時トルクステアの発生は発進時に限らず、前後加減速度の大きい加速時にも発生し、この加速時でも、上記発進時と同様に前後加減速度が加速度を表す正の値であるときに、上記と同様に、ＳＡＴ推定部４１で推定したセルフアライニングトルクＳＡＴに基づいて操舵補助力補正値Ａｓを算出し、この操舵補助力補正値Ａｓで、操舵補助電流指令値演算部２１で算出した操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを補正することにより、トルクステアによる逆入力トルクを相殺して、良好な操舵特性を得ることができる。
【００４９】
さらに、車両が例えば直進走行状態で、比較的大きな制動力で制動状態とした場合には、車輪に伝達される制動力のアンバランスやタイヤ及びサスペンションへの様々な方向からの力によって、制動力の変化が大きく減速度が大きい急制動時に、走行進路を乱す車両偏向を引き起こす現象即ち制動時車両片流れが発生する。
この場合も、車両が直進走行状態で走行している状態で、ブレーキペダルを踏み込む踏力を大きくすることにより、制動装置で車両の各車輪に比較的大きな制動力を与えた場合に、車輪に伝達される制動力のアンバランスやタイヤ及びサスペンションへの様々な方向からの力が加わって車両が左右の一方向に片流れし、ステアリング機構１０の転舵輪１５側からステアリングシャフト１２を捩じろうとするトルクを発生させ、特にステアリング保舵時においては保舵力が負荷となり、転舵輪１５側及びサスペンション側から捩じるトルクはタイロッド等の連結機構１４及びステアリングギヤ機構１３を介してステアリングシャフト１２に伝達される。
【００５０】
しかしながら、操舵トルクセンサ１７では、転舵輪１５側からのステアリングシャフト１２を捩じる力に応じたトルクを検出し、この検出トルクに基づいて電動モータ５を駆動することになり、転舵輪及びサスペンション側から伝達されるトルクを軽減する方向へ操舵補助力を発生する。すなわち、電動パワーステアリング装置の操舵補助力は、制動時車両片流れを助長してしまうことになる。
【００５１】
そこで、操舵補助力補正部２３における前後加減速度検出部４２で、減速度を表す比較的大きな所定値−α２を超える負の加減速度αｘが検出されて制動時車両片流れが発生する状態となると、転舵輪１５側からタイロッド等の連結機構１４及びステアリングギヤ機構１３を介してステアリングシャフト１２に伝達される捩じりトルクを操舵トルクセンサ１７で検出することにより、操舵補助電流指令値演算部２１では、捩じりトルクを相殺する操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが算出される。
【００５２】
一方、操舵補助力補正部２３では、前後加減速度検出部４２で、減速度を表す比較的大きな所定値−α２を超える負の加減速度αｘが検出されるので、加減速度補正ゲイン算出部４３で、“０”より小さい負値の加減速度補正ゲイン−Ｇαが算出されることになり、この加減速度補正ゲイン−Ｇαが乗算器４４に供給されることにより、乗算器４４の乗算出力は、−Ｇα×ＳＡＴとなってセルフアライニングトルクＳＡＴの符号が反転される。
【００５３】
この制動状態では、制動時車両片流れを抑制するために、保舵状態としており、操舵トルクセンサ１７で検出される操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜は比較的小さい値となるため、操舵トルク補正ゲイン算出部４６で算出される操舵トルク補正ゲインＧｔは“１”近傍の値となり、この操舵トルク補正ゲインＧｔが乗算器４７に供給されることにより、乗算器４４の乗算出力−Ｇα×ＳＡＴに操舵トルク補正ゲインＧｔが乗算されて乗算出力−Ｇα×Ｇｔ×ＳＡＴがリミッタ４８に供給され、このリミッタ４８で乗算出力−Ｇα×Ｇｔ×ＳＡＴが所定範囲内の値であるときにはそのまま出力され、正負の最大値を超えている場合には正負の最大値に抑制されて操舵補助力補正値Ａｓとして加算器４９に出力される。
【００５４】
このため、操舵補助電流指令値演算部２１で算出された操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆから操舵補助力補正値Ａｓが減算されることになり、電動モータ５で発生される操舵トルクＴに応じた操舵補助力が制動時車両片流れを助長する方向に作用することを抑制して、制動時車両片流れを抑制することができる。
この急制動時に発生する制動時車両片流れの抑制は、ＳＡＴ推定部４１で推定されるセルフアライニングトルクＳＡＴが大きな値となる程操舵補助力補正値Ａｓが大きくなり、前後加減速度検出部４２で検出する前後加減速度αｘが減速度を表す負値の絶対値が大きくなる程加減速度補正ゲインＧαが負値の大きな値となって、操舵補助力補正値Ａｓが大きな値となり、急制動時に生じる車両片流れが大きくなるに応じて操舵補助力補正値Ａｓが大きくなって、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを補正した操舵補助電流補正値Ｉｒｅｆ′が小さいとなり、車両片流れを確実に抑制することができる。
【００５５】
しかも、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜が零近傍のときに操舵トルク補正ゲインＧｔが“１”に設定されることにより、主に制動時車両片流れを抑制したい直進走行での減速時に制動時車両片流れの抑制効果を最大限に発揮することができ、ステアリングホイール１１を操舵している操舵時には操舵補助力補正値Ａｓを小さく抑制して、旋回走行状態での制動車両片流れの抑制制御介入による操舵性能変化を抑制して、制動時車両片流れの発生状況に応じた最適な操舵補助制御を行うことができる。
【００５６】
次に、本発明の第２の実施形態を図７及び図８について説明する。
この第２の実施形態においては、前述した第１の実施形態における操舵トルクに応じて操舵トルク補正ゲインＧｔを算出する場合に代えて、ステアリング装置１０の操舵角を検出して操舵角に応じた補正ゲインを算出するようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、図７に示すように、前述した第１の実施形態における図２の構成において、操舵トルクＴを絶対値化する絶対値化回路４５及び操舵トルクの絶対値｜Ｔ｜に基づいて操舵トルク補正ゲインＧｔを算出する操舵トルク補正ゲイン算出手段４６が省略され、これらに代えてステアリングシャフト１２の操舵角φを検出する操舵角検出部８１と、この操舵角検出部８１で検出した操舵角φを絶対値化する絶対値化回路８２と、この絶対値化回路８２から出力される操舵角φの絶対値｜φ｜を基に図８に示す操舵角補正ゲイン算出マップを参照して操舵角補正ゲインＧφを算出する操舵角補正ゲイン算出部８３とが設けられ、操舵角補正ゲイン算出部８３で算出された操舵角補正ゲインＧφが乗算器４８に供給されていることを除いては前述した図２と同様の構成を有し、図２との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００５７】
ここで、操舵角補正ゲイン算出マップは、図８に示すように、操舵角φの絶対値｜φ｜が“０”から所定値φ１までの間では操舵角補正ゲインＧφが“１”に設定されて、操舵角φの絶対値｜φ｜が所定値φ１を超えると操舵角φの絶対値｜φ｜の増加に応じて急激に減少して、操舵角絶対値｜φ｜が所定値φ２に達すると以後操舵角絶対値｜φ｜の増加にかかわらず操舵角補正ゲインＧφが“０”となるように特性線Ｌ４が設定されている。
【００５８】
この第２の実施形態によると、ＳＡＴ推定部４１及び加減速度補正ゲイン算出部４３については前述した第１の実施形態と同様の構成を有するので、ＳＡＴ推定部４１で推定されるセルフアライニングトルクＳＡＴが大きくなる程操舵補助力補正値Ａｓが大きくなり、同様に加減速度検出部４２で検出される加減速度の絶対値が大きくなる程操舵補助力補正値Ａｓが大きくなり、加速時に生じる加速時トルクステアを抑制し、制動時に生じる制動時車両片流れを安定させることができる効果に加えて、ステアリングシャフト１２の操舵角φの絶対値｜φ｜に応じて操舵角補正ゲイン算出部８３で図８の操舵角補正ゲイン算出マップを参照して操舵角補正ゲインＧφを算出するので、操舵角φに基づいて車両が直進走行状態であるか否かを正確に判断することができ、直進走行状態であるか否かに応じて最適な操舵角補正ゲインＧφを算出することができ、操舵補助力補正値Ａｓを車両の走行状態に応じた最適に設定して車両の不安定挙動を解消する良好な抑制制御を行うことができる。
【００５９】
なお、上記実施形態においては、制御装置３をハードウェアで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、マイクロコンピュータを適用して操舵補助電流指令値演算部２１、モータ回転情報演算部２２、操舵補助力補正部２３、指令値補償部２４、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５及びモータ電流制御部２６の減算器７１ａ〜７１ｃ、電流制御部７２、パルス幅変調回路７３の機能をソフトウェアで処理することもできる。この場合の処理としては、マイクロコンピュータで図９に示す操舵補助制御処理を実行するようにすればよい。
【００６０】
ここで、操舵補助制御処理は、図９に示すように、所定時間（例えば１ｍｓｅｃ）毎にタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ１で、操舵トルクセンサ１７、回転角センサ１８、車速センサ１９、モータ電流検出部７０等の各種センサの検出値を読込み、次いでステップＳ２に移行して、操舵トルクＴをもとに前述した図３に示す操舵補助トルク指令値算出マップを参照して操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆを算出してからステップＳ３に移行する。
【００６１】
このステップＳ３では、モータ回転角θｍを微分してモータ角速度ωｍを算出し、次いでステップＳ４に移行して、モータ角速度ωｍを微分してモータ角加速度αｍを算出し、次いでステップＳ５に移行して、操舵補助力補正部２３に対応する操舵補助力補正値算出処理を行ってからステップＳ６に移行する。
このステップＳ６では、収斂性補償部５１と同様にモータ角速度ωｍに車速Ｖｘに応じて設定された補償係数Ｋｖを乗算して収斂性補償値Ｉｃを算出してからステップＳ７に移行する。
【００６２】
このステップＳ７では、慣性補償部５２と同様に、モータ角加速度αｍに基づいて慣性補償値Ｉｉを算出し、次いでステップＳ８に移行して、操舵補助電流指令値ＩｒｅｆにステップＳ５〜Ｓ７で算出した操舵補助力補正値Ａｓ、収斂性補償値Ｉｃ及び慣性補償値Ｉｉを加算して補償後操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ″を算出し、次いでステップＳ９で算出した操舵補助電流指令補償値Ｉｒｅｆ″にｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５と同様のｄ−ｑ軸指令値演算処理を実行してｄ軸目標電流Ｉｄｒｅｆ及びｑ軸目標電流Ｉｑｒｅｆを算出し、次いでステップＳ１０に移行して２相／３相変換処理を行ってモータ電流指令値Ｉａｒｅｆ〜Ｉｃｒｅｆを算出する。
【００６３】
次いで、ステップＳ１１に移行して、モータ電流指令値Ｉａｒｅｆ〜Ｉｃｒｅｆからモータ電流Ｉａ〜Ｉｃを減算して電流偏差ΔＩａ〜ΔＩｃを算出し、次いでステップＳ１２に移行して、電流偏差ΔＩａ〜ΔＩｃについてＰＩ制御処理を行って電圧指令値Ｖａｒｅｆ〜Ｖｃｒｅｆを算出し、次いでステップＳ１３に移行して算出した電圧指令値Ｖａｒｅｆ〜Ｖｃｒｅｆに基づいてデューティ比を演算してからパルス幅変調処理を行ってインバータゲート信号を形成し、次いでステップＳ１４に移行して、形成したインバータゲート信号をインバータ７４に出力してから操舵補助制御処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【００６４】
また、ステップＳ５の操舵補助力補正値算出処理は、図１０に示すように、先ず、ステップＳ２１で、操舵トルクＴ、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ、モータ角速度ωｍ及びモータ角加速度αｍに基づいて前述した（２）式の演算を行ってセルフアライニングトルクＳＡＴを算出し、次いでステップＳ２２に移行して、車速Ｖｘを微分して前後加減速度αｘを算出してからステップＳ２３に移行する。
【００６５】
このステップＳ２３では、前後加減速度αｘをもとに前述した図５の加減速度補正ゲイン算出マップを参照して加減速度補正ゲインＧαを算出し、次いでステップＳ２４に移行して、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜を算出し、次いでステップＳ２５に移行して、操舵トルクＴの絶対値｜Ｔ｜をもとに前述した図８の操舵トルク補正ゲイン算出マップを参照して操舵トルク補正ゲインＧｔを算出してからステップＳ２６に移行する。
【００６６】
このステップＳ２６では、加減速度補正ゲインＧα、操舵トルク補正ゲインＧｔ及びセルフアライニングトルクＳＡＴを乗算して乗算値Ｇα×Ｇｔ×ＳＡＴを算出し、次いでステップＳ２７に移行して、算出した乗算値Ｇα×Ｇｔ×ＳＡＴに対して正負の最大値の範囲内に制限するリミッタ処理を施して操舵補助力補正値Ａｓを算出してからサブルーチン処理を終了して前記図９のステップＳ６に移行する。
【００６７】
この図９及び図１０の処理において、図９の処理が操舵補助力制御手段に対応し、このうちステップＳ２の処理が操舵補助電流指令値演算部２１に対応し、ステップＳ３及びステップＳ４の処理がモータ回転情報演算部２２に対応し、ステップＳ５及びＳ８の処理並びに図１０の処理が操舵補助力補正部２３に対応し、ステップＳ６〜Ｓ８の処理が指令値補償部２４に対応し、ステップＳ９及びＳ１０の処理がｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５に対応し、ステップＳ１１〜Ｓ１４の処理及びインバータ７４がモータ電流制御部２６に対応している。
【００６８】
マイクロコンピュータで、図９の操舵補助制御処理及び図１０の操舵補助力補正値算出処理を実行することにより、前述した実施形態と同様に加速時に生じるトルクステア及び減速時に生じる減速時車両片流れを最適に抑制する操舵補助力を発生させるインバータ制御信号を形成することができ、このインバータ制御信号をインバータ７４に供給することにより、加減速時に生じる加速時トルクステア及び減速時に生じる減速時車両片流れを抑制して、最適な操舵補助制御を行うことができる。
【００６９】
また、前述した第２の実施形態における操舵補助力補正部２３に対応する操舵補助力補正値算出処理は、図１１に示すように、前述した図１０の処理において、ステップＳ２４を操舵角検出部８１で検出した操舵角φを読込み、読込んだ操舵角φの絶対値｜φ｜を算出するステップＳ３１に変更し、ステップＳ２５を操舵角絶対値｜φ｜をもとに前述した図８の操舵角補正ゲイン算出マップを参照して操舵角補正ゲインＧφを算出するステップＳ３２に変更し、ステップＳ２６をＧα×Ｇφ×ＳＡＴの乗算値を算出するステップＳ３３に変更し、さらにステップＳ２７をＧα×Ｇφ×ＳＡＴをリミッタ処理して操舵補助力補正値Ａｓを算出するステップＳ３４に変更することを除いては図１０と同様の処理を行うようにすればよい。
【００７０】
さらに、上記第１及び第２の実施形態においては、モータ角速度ωｍ、モータ角加速度αｍ、操舵トルクＴ及び操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに基づいてセルフアライニングトルクＳＡＴを推定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに代えて、モータ電流検出部７０で検出したモータ電流Ｉａ〜Ｉｃを３相／２相変換してｑ軸電流Ｉｑを算出し、このｑ軸電流Ｉｑとモータ角加速度αｍとに基づいて下記（３）式の演算を行って算出したモータアシストトルクＴｍａを適用するようにしてもよい。
Ｔｍａ= Ｋｔ・Ｉｑ−Ｊｍ・α    ……（３）
ここで、Ｋｔはモータのトルク定数、Ｊｍはモータのロータ部の慣性モーメントである。
【００７１】
この他、電動モータ１２の出力軸、減速ギヤ１１の入出力軸等のトルク伝達軸に磁歪式トルクセンサなどのトルクセンサを配設し、このトルクセンサで検出したモータアシストトルクＴｍａを適用するようにしてもよい。
【００７２】
さらにまた、上記第１及び第２の実施形態においては、ステアリングシャフト１２に減速機構１６を介して電動モータ５を連結したコラム形式の電動パワーステアリング装置に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ステアリングギヤ機構１３に減速機構を介して電動モータを連結するピニオン形式の電動パワーステアリング装置やラック軸に減速機を介して電動モータを連結するラック形式の電動パワーステアリング装置にも本発明を適用することができる。
【００７３】
なおさらに、上記第１及び第２の実施形態においては、本発明をブラシレスモータに適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ブラシ付きモータに適用する場合には、図１２に示すように、モータ回転情報演算部２２の角速度演算部３１でモータ電流検出部７０から出力されるモータ電流検出値Ｉｍ及び端子電圧検出部９０から出力されるモータ端子電圧Ｖｍに基づいて下記（４）式の演算を行ってモータ角速度ωｍを算出すると共に、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５を省略して補償後トルク指令値Ｉｒｅｆ″を直接モータ電流制御部２６に供給し、さらにモータ電流制御部２６を夫々１つの減算部７１、電流制御部７２、パルス幅変調回路７３及びインバータ７４をＨブリッジ回路９１に変更すればよい。
ωｍ＝（Ｖｍ−Ｉｍ・Ｒｍ）／Ｋ0        …………（４）
ここで、Ｒｍはモータ巻線抵抗、Ｋ0はモータの起電力定数である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の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図である。
【図２】制御装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図３】車速をパラメータとした操舵補助トルク指令値との関係を示す操舵補助トルク指令値算出マップを示す特性線図である。
【図４】セルフアライニングトルクの説明に供する模式図である。
【図５】前後加減速度と加減速度補正ゲインとの関係を表す加減速度補正ゲイン算出マップを示す特性線図である。
【図６】操舵トルクの絶対値と操舵トルク補正ゲインとの関係を表す操舵トルク補正ゲイン算出マップを示す特性線図である。
【図７】本発明の第２の実施形態を示す制御装置のブロック図である。
【図８】第２の実施形態に適用し得る操舵角と操舵角補正ゲインとの関係を表す操舵角補正ゲイン算出マップを示す特性線図である。
【図９】マイクロコンピュータで実行操舵補助制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図９の操舵補助力補正値算出処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図９の操舵補助力補正値算出処理手順における他の例を示すフローチャートである。
【図１２】ブラシ付きモータを適用した場合の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７５】
１…バッテリ、３…制御装置、５…電動モータ、１０…ステアリング機構、１１…ステアリングホイール、１２…ステアリングシャフト、１３…ステアリングギヤ、１４…連結機構、１５…転舵輪、１６…減速機構、１７…操舵トルクセンサ、１８…回転角センサ、１９…車速センサ、２１…操舵補助電流指令値演算部、２２…モータ回転情報演算部、２３…操舵補助力補正部、２４…指令値補償部、２５…ｄ−ｑ軸電流指令値演算部、２６…モータ電流制御部、３０……電気角変換部、３１…角速度演算部、３２…角速度演算部、４１…セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）推定部、４２…前後加減速度検出部、４３…加減速度補正ゲイン算出部、４４…乗算器、４５…絶対値化回路、４６…操舵トルク補正ゲイン算出部、４７…乗算器、４８…リミッタ、４９…加算器、５１…収斂性補償部、５２…慣性補償部、５３，５４…加算器、６１…ｄ軸電流指令値算出部、６２…誘起電圧モデル算出部、６３…ｑ軸電流指令値算出部、６４…２相／３相変換部、７０…モータ電流検出部、７１ａ〜７１ｃ…減算部、７２…電流制御部、７３…パルス幅変調部、７４…インバータ、８１…操舵角検出部、８２…絶対値化回路、８３…操舵角補正ゲイン算出部
【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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【図１２】
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