(57)【要約】【課題】端当て状態で操舵系にかかる負荷を低減させることが可能な電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】本発明に係る電動パワーステアリング装置１１では、端当て状態になったか否かを端当て判定部５３が判別しており、端当て状態になった際には、モータ駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを生成するための駆動制御部４２に付与するｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊を、端当て状態と判定される直前のｑ軸電流検出値Ｉｑ２の値にホールドする。これにより、モータ１２による補助力を端当て状態の操舵抵抗Ｔｆに対して最低限必要な大きさに抑えることができ、操舵系にかかる負荷を従来より低減させることが可能になる。【選択図】図２
2008137486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のハンドルの操舵を補助する駆動源としてのモータと、
前記ハンドルの操舵抵抗に応じて電流指令値を決定する電流指令値決定部と、
前記電流指令値に応じたモータ駆動電流を前記モータに流す駆動制御部と、
実際に流れた前記モータ駆動電流を検出して電流検出値を得るための駆動電流検出部と、
前記ハンドルが回動可能範囲の端部に当接した端当て状態であるか否かを判定するための端当て判定部と、
前記端当て状態であると判定された場合に、前記駆動制御部に付与する前記電流指令値を、前記端当て状態と判定される直前の前記電流検出値又は前記電流指令値の何れかの値にホールドすると共に、そのホールド後に前記電流指令値決定部にて決定した前記電流指令値が、前記ホールドされた値より小さくなったときに前記ホールドを解除する電流指令値制限部とを備えた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】
前記駆動制御部には、前記電流指令値と前記電流検出値とを取得してＰＩ制御を行うＰＩ制御器が備えられ、そのＰＩ制御器は、前記端当て状態であると判定されたときに比例ゲインと積分ゲインとを通常時より高くするように構成された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】
前記車両が前記端当て状態になり得る所定の車速以下で走行中又は停止中に、前記モータへの供給電力を通常時より制限する電力制限手段を設けた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】
前記端当て判定部は、前記車両が前記端当て状態になり得る所定の車速以下で走行中又は停止中である場合にのみ、前記端当て状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記端当て判定部は、前記電流検出値の単位時間当たりの変化量が予め設定された閾値を超え、かつ、前記ＰＩ制御器が決定する電圧指令値の単位時間当たりの変化量が前記電流検出値の単位時間当たりの変化の向きとは逆向きに予め設定された閾値を超えたことを必要条件にして前記端当て状態であると判定することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記端当て判定部は、前記電流検出値の単位時間当たりの変化量が予め設定された閾値を超え、かつ、前記ＰＩ制御器が決定する電圧指令値の単位時間当たりの変化量が前記電流検出値の単位時間当たりの変化の向きとは逆向きに予め設定された閾値を超え、かつ、前記ハンドルの操舵抵抗が予め設定された閾値を超え、かつ、前記ハンドルの操舵角速度が予め設定された閾値を超え、かつ、前記モータの消費電力が予め設定された閾値を超えたことを必要条件にして前記端当て状態であると判定することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記端当て状態と判定される直前の前記モータのロータの角速度と、そのロータの慣性モーメントとから、予め設定されたロータ停止時間で前記ロータを停止させるためのロータ停止電流指令値を演算する慣性トルク演算部を設け、
前記電流指令値制限部は、前記端当て状態であると判定された場合に、その判定時から前記ロータ停止時間の終了までの間に前記駆動制御部に付与する前記電流指令値を、前記端当て状態と判定される直前の前記電流検出値又は前記電流指令値の何れかに前記ロータ停止電流指令値を加算した値にホールドし、前記ロータ停止時間の終了後に前記駆動制御部に付与する前記電流指令値を、前記端当て状態と判定される直前の前記電流検出値又は前記電流指令値の何れかの値にホールドすることを特徴とする請求項１乃至６の何れか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、ハンドルの操舵を補助する駆動源としてモータ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】
一般に電動パワーステアリング装置では、ハンドルの操舵抵抗をトルクセンサで検出し、その操舵抵抗に応じた補助力をモータが出力するように制御している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−７８９１９号公報（段落［００２０］〜［００２４］、第１図、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の電動パワーステアリング装置では、ハンドルが回動可能範囲の端部に当接した端当て状態になると、ハンドルの操舵抵抗が急増してモータの出力も急増し、モータと転舵輪との間でトルク・軸力を伝達する操舵系に過大な負荷がかかるという問題が生じていた。特に、インターミディエートシャフトの上部にモータの補助力を付与する所謂コラム式の電動パワーステアリング装置では、そのインターミディエートシャフトの強度アップが困難なため、上記問題の解決が強く求められていた。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、端当て状態で操舵系にかかる負荷を低減させることが可能な電動パワーステアリング装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る電動パワーステアリング装置（１１）は、車両（１０）のハンドル（１８）の操舵を補助する駆動源としてのモータ（１２）と、ハンドル（１８）の操舵抵抗（Ｔｆ）に応じて電流指令値（Ｉｑ１＊）を決定する電流指令値決定部（４１）と、電流指令値（Ｉｑ１＊）に応じたモータ駆動電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）をモータ（１２）に流す駆動制御部（４２）と、実際に流れたモータ駆動電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）を検出して電流検出値（Ｉｑ２）を得るための駆動電流検出部（Ｒｕ，Ｒｖ，Ｒｗ，４８，５１Ｂ）と、ハンドル（１８）が回動可能範囲の端部に当接した端当て状態であるか否かを判定するための端当て判定部（５３）と、端当て状態であると判定された場合に、駆動制御部（４２）に付与する電流指令値（Ｉｑ１＊）を、端当て状態と判定される直前の電流検出値（Ｉｑ２）又は電流指令値（Ｉｑ１＊）の何れかの値にホールドすると共に、そのホールド後に電流指令値決定部（４１）にて決定した電流指令値（Ｉｑ１＊）が、ホールドされた値より小さくなったときにそのホールドを解除する電流指令値制限部（５４）とを備えたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置（１１）において、駆動制御部（４２）には、電流指令値（Ｉｑ１＊）と電流検出値（Ｉｑ２）とを取得してＰＩ制御を行うＰＩ制御器（４５ｑ）が備えられ、そのＰＩ制御器（４５ｑ）は、端当て状態であると判定されたときに比例ゲインと積分ゲインとを通常時より高くするように構成されたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置（１１）において、車両（１０）が端当て状態になり得る所定の車速以下で走行中又は停止中に、モータ（１２）への供給電力を通常時より制限する電力制限手段（５５）を設けたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の電動パワーステアリング装置（１１）において、端当て判定部（５３）は、車両（１０）が端当て状態になり得る所定の車速（Ｋ６）以下で走行中又は停止中である場合にのみ、端当て状態であるか否かを判定するところに特徴を有する。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の電動パワーステアリング装置（１１）において、端当て判定部（５３）は、電流検出値（Ｉｑ２）の単位時間当たりの変化量（ΔＩｑ２）が予め設定された閾値（Ｋ１）を超え、かつ、ＰＩ制御器（４５ｑ）が決定する電圧指令値（Ｖｑ１＊）の単位時間当たりの変化量（ΔＶｑ１＊）が電流検出値（Ｉｑ２）の単位時間当たりの変化の向きとは逆向きに予め設定された閾値（Ｋ２）を超えたことを必要条件にして端当て状態であると判定するところに特徴を有する。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の電動パワーステアリング装置（１１）において、端当て判定部（５３）は、電流検出値（Ｉｑ２）の単位時間当たりの変化量（ΔＩｑ２）が予め設定された閾値（Ｋ１）を超え、かつ、ＰＩ制御器（４５ｑ）が決定する電圧指令値（Ｖｑ１＊）の単位時間当たりの変化量（ΔＶｑ１＊）が電流検出値（Ｉｑ２）の単位時間当たりの変化の向きとは逆向きに予め設定された閾値（Ｋ２）を超え、かつ、ハンドル（１８）の操舵抵抗（Ｔｆ）が予め設定された閾値（Ｋ３）を超え、かつ、ハンドル（１８）の操舵角速度（ω１）が予め設定された閾値（Ｋ４）を超え、かつ、モータ（１２）の消費電力（Ｐ）が予め設定された閾値（Ｋ５）を超えたことを必要条件にして端当て状態であると判定するところに特徴を有する。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の電動パワーステアリング装置（１１）において、端当て状態と判定される直前のモータ（１２）のロータの角速度（ωｒｍ）と、ロータの慣性モーメント（Ｊ）とから、予め設定されたロータ停止時間（ΔＴｍ）でロータを停止させるためのロータ停止電流指令値（Ｉｑ３＊）を演算する慣性トルク演算部（５７）を設け、電流指令値制限部（５４）は、端当て状態であると判定された場合に、その判定時からロータ停止時間（ΔＴｍ）の終了までの間に駆動制御部（４２）に付与する電流指令値（Ｉｑ１＊）を、端当て状態と判定される直前の電流検出値（Ｉｑ２）又は電流指令値（Ｉｑ１＊）の何れかにロータ停止電流指令値（Ｉｑ３＊）を加算した値にホールドし、ロータ停止時間（ΔＴｍ）の終了後に駆動制御部（４２）に付与する電流指令値（Ｉｑ１＊）を、端当て状態と判定される直前の電流検出値（Ｉｑ２）又は電流指令値（Ｉｑ１＊）の何れかの値にホールドするところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１２】
［請求項１の発明］
請求項１の電動パワーステアリング装置では、電流指令値決定部がハンドルの操舵抵抗に応じて決定した電流指令値を、通常はそのまま駆動制御部に付与し、駆動制御部がその電流指令値に応じたモータ駆動電流をモータに流すことでハンドルの操舵を補助する。そして、端当て状態と判定された際には、駆動制御部に付与する電流指令値を、端当て状態に判定される直前の電流検出値又は電流指令値の何れかの値にホールドする。これにより、端当て状態になった場合に、モータによる補助力を端当て状態の操舵抵抗に対して最低限必要な大きさに抑えることができ、操舵系にかかる負荷を従来より低減させることが可能になる。なお、ホールド後に電流指令値決定部にて決定された電流指令値が、ホールドされた値より小さくなった場合にそのホールドが解除され、通常の状態に戻る。
【００１３】
［請求項２の発明］
請求項２の電動パワーステアリング装置では、電流指令値と電流検出値とを取得してＰＩ制御を行うＰＩ制御器が、端当て状態と判定された際に比例ゲイン及び積分ゲインを通常時より高くする。これにより、端当て状態になった際に、モータ駆動電流をホールドされた電流指令値に応答性よく追従させることができ、操舵系にかかる負荷を従来より低減させることが可能になる。
【００１４】
［請求項３の発明］
端当ては、車両が低速走行中又は停止中に発生し、中高速で走行中には起こり得ない。そこで、請求項３の電動パワーステアリング装置では、端当て状態になり得る所定の車速以下で走行中又は停止中にモータへの供給電力を通常時より制限した。これにより、高負荷時のモータ回転速度が抑えられるため、端当て時のモータ慣性トルクを抑制することがになり、操舵系にかかる負荷を従来より軽減することができる。
【００１５】
［請求項４の発明］
請求項４の構成によれば、端当て状態になり得る所定の車速以下で車両が走行中又は停止中である場合にのみ、端当て状態であるか否かを判定し、端当て状態になり得ない速度で車両が走行中には端当て状態であるか否かを判定しないので、常時、端当ての判定を行う構成に比べてデータ処理の負荷が軽減される。
【００１６】
［請求項５の発明］
端当て状態になると、モータの回転が急停止し、逆起電圧が急減するため電流検出値が急増する。そこで、請求項５の構成では、電流検出値の単位時間当たりの変化量が予め設定された閾値を超え、かつ、ＰＩ制御器が決定する電圧指令値の単位時間当たりの変化量が電流検出値の単位時間当たりの変化の向きとは逆向きに予め設定された閾値を超えたことを必要条件にして端当て状態であると判定するので、確実に端当て状態を検出することができる。
【００１７】
［請求項６の発明］
端当て状態になると、モータの回転が急停止し、逆起電圧が急減するため電流検出値が急増する。また、端当て状態ではハンドルの操舵抵抗が大きくなっている。さらに、端当て状態で操舵系に係る負荷が最も大きくなるのは、端当て状態が検出される直前の操舵速度が大きい場合である。従って、端当て時に操舵系に係る負荷の軽減が必要な操舵速度で操舵している場合、そうでない場合に比べて端当て直前のモータ電流及びモータ電圧、モータ消費電力が大きくなる。そこで、請求項６の構成では、電流検出値の単位時間当たりの変化量が予め設定された閾値を超え、かつ、ＰＩ制御器が決定する電圧指令値の単位時間当たりの変化量が電流検出値の単位時間当たりの変化の向きとは逆向きに予め設定された閾値を超え、かつ、ハンドルの操舵抵抗が予め設定された閾値を超え、かつ、ハンドルの操舵角速度が予め設定された閾値を超え、かつ、モータの消費電力が予め設定された閾値を超えたことを必要条件にして端当て状態であると判定するので判定の信頼性が向上する。
【００１８】
［請求項７の発明］
請求項７の構成によれば、ロータ停止時間でロータを停止させるためのロータ停止電流指令値を演算し、端当て状態と判定された判定時からロータ停止時間の終了までの間に駆動制御部に付与する電流指令値を、端当て状態と判定される直前の電流検出値又は電流指令値にロータ停止電流指令値を加算した値にホールドする。これにより、ロータの停止時の慣性トルクによる操舵系への負荷を排除することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。図１に示された電動パワーステアリング装置１１は、動力源として三相ブラシレスモータ１２（以下、単に「モータ１２」という）を備え、運転者によるハンドル操作（ステアリング操作）を補助する。具体的には、１対の転舵輪１３，１３の間には、転舵輪間シャフト１４が差し渡され、その転舵輪間シャフト１４は、筒形ハウジング１５の内部に挿通されている。転舵輪間シャフト１４の両端は、タイロッド１４Ｔ，１４Ｔを介して各転舵輪１３，１３に連結され、筒形ハウジング１５は、車両１０の本体に固定されている。また、転舵輪間シャフト１４の中間部分には図示しないラックが形成され、筒形ハウジング１５の中間部を側方から貫通した図示しないピニオンがこのラックに噛合している。
【００２０】
ピニオンの上端部にはインターミディエートシャフト１６（以下、「インタミシャフト１６」という）が連結され、そのインタミシャフト１６の上端部にはステアリングシャフト１７が連結され、さらにそのステアリングシャフト１７の上端部にはハンドル１８が連結されている。そして、インタミシャフト１６とステアリングシャフト１７との連結部分にギヤ減速機構２０を介してモータ１２の回転出力軸（ロータ）が連結されている。また、ステアリングシャフト１７には、舵角センサ２１とトルクセンサ２２とが取り付けられ、ハンドル１８の操舵角θ１を検出すると共に、ステアリングシャフト１７にかかる操舵抵抗Ｔｆ（負荷トルク）を検出している。さらに、転舵輪１３の近傍には、転舵輪１３の回転に基づいて車速Ｖを検出するための車速センサ２３が設けられている。そして、操舵制御装置４０が、舵角センサ２１、トルクセンサ２２及び車速センサ２３の検出信号に基づいた運転状況に応じてモータ１２を駆動し、これにより運転者によるハンドル操作をモータ１２で補助して転舵輪１３，１３を転舵することができる。
【００２１】
図２には、操舵制御装置４０全体の制御ブロックが示され、図３には操舵制御装置４０に備えた電流指令値決定部４１の制御ブロックが示されている。その図３に示すように電流指令値決定部４１は、トルクセンサ２２、舵角センサ２１及び車速センサ２３から各検出結果（操舵抵抗Ｔｆ、操舵角θ１、車速Ｖ）を取得し、モータ１２に対するｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊を決定する。具体的には、アシスト指令値演算部４１Ｅが、操舵抵抗−電流指令値マップ（図示せず）に基づき、操舵抵抗Ｔｆに応じたアシスト電流指令値Ｉｘを決定する。また、ダンパ指令値演算部４１Ｆは、操舵角θ１を時間で微分して操舵角速度を求め、その操舵角速度と操舵角速度−電流指令値マップ（図示せず）とに基づき、操舵角速度に応じたダンパ用電流指令値Ｉｙを決定する。さらに、ゲイン決定部４１Ｇが、車速Ｖと車速−ゲインマップ（図示せず）とからゲインＧ１を決定する。そして、アシスト電流指令値Ｉｘからダンパ用電流指令値Ｉｙを減算した値にゲインＧ１を乗じてｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊（＝Ｇ１・（Ｉｘ−Ｉｙ））を決定する。
【００２２】
なお、上記した操舵抵抗−電流指令値マップは、例えば、操舵抵抗Ｔｆが大きくなるに従ってアシスト電流指令値Ｉｘが大きくなるように設定されている。これにより、操舵抵抗Ｔｆの増加分を、アシスト電流指令値Ｉｘに応じたモータ１２のアシストトルク（補助力）で低減させることができ、路面の摩擦係数に拘わらず、安定した操舵反力を感じながら運転者はハンドル操作を行うことができる。
【００２３】
また、操舵角速度−電流指令値マップは、操舵角速度が大きくなるに従ってダンパ用電流指令値Ｉｙが大きくなるように設定されている。そして、このダンパ用電流指令値Ｉｙがアシスト電流指令値Ｉｘから減算されるので、ハンドル操作を急峻に行った場合に、操舵抵抗が大きくなり、ダンパ効果を奏する。
【００２４】
さらに、車速−ゲインマップは、車速Ｖが大きくなるに従ってゲインＧ１が小さくなるように設定されている。これにより、車速Ｖが大きくなるに従ってモータ１２のアシストトルクが低減し、高速時の急ハンドルが規制される一方、低速時には軽いハンドル操作で車両１０を大きく旋回させることができる。
【００２５】
電流指令値決定部４１で決定されたｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊は、ｑ軸指令電流制限部５４（本発明に係る「電流指令値制限部」に相当する）を通して操舵制御装置４０に備えた駆動制御部４２に付与されている。そして、後に詳説するようにｑ軸指令電流制限部５４は、通常は、電流指令値決定部４１が決定したｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊をそのまま駆動制御部４２に付与することを許可し、端当て状態になった場合に、駆動制御部４２に付与するｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊を所定の値に制限する。
【００２６】
図２には、駆動制御部４２の制御ブロックが示されている。駆動制御部４２の入力側には、ＰＩ制御器４５ｑ，４５ｄが備えられている。そして、モータ１２のｑ軸電流検出値Ｉｑ２及びｄ軸電流検出値Ｉｄ２を検出し、ｑ軸用のＰＩ制御器４５ｑが、前述のｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊とｑ軸電流検出値Ｉｑ２とを取り込んでＰＩ制御を行うと共に、ｄ軸用のＰＩ制御器４５ｄが、予め「０」に設定されたｄ軸電流指令値Ｉｄ１＊（＝０）とｄ軸電流検出値Ｉｄ２とを取り込んでＰＩ制御を行っている。
【００２７】
また、２−３相変換器（ｄ−ｑ逆変換器）４６が、ＰＩ制御器４５ｑ，４５ｄから出力されたｑ軸とｄ軸の指令電圧Ｖｑ１＊，Ｖｄ１＊をｄ−ｑ逆変換して三相交流指令値Ｖｕ１＊，Ｖｖ１＊，Ｖｗ１＊を生成している。そして、ＰＷＭ制御部４７が、三相交流指令値Ｖｕ１＊，Ｖｖ１＊，Ｖｗ１＊に基づいて、インバータ回路４３から出力される三相交流のモータ駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，ＶｗをＰＷＭ制御している。
【００２８】
具体的には、インバータ回路４３は、図４に示すように、バッテリに接続された昇圧回路３９の正極と負極との間に、Ｕ、Ｖ、Ｗの相回路４３Ｕ，４３Ｖ，４３Ｗを備えた三相ブリッジ回路である。そのＵ相回路４３Ｕには、昇圧回路３９の正極側から順番に、上段側のスイッチＵＨ、下段側のスイッチＵＬ、シャント抵抗Ｒｕが直列接続され、それら両スイッチＵＨ，ＵＬの共通接続部分にモータ１２におけるＵ相の巻線が接続されている。これと同様に、Ｖ相回路４３Ｖには、上段側のスイッチＶＨ、下段側のスイッチＶＬ及びシャント抵抗Ｒｖが直列接続されると共にモータ１２のＶ相の巻線が接続され、Ｗ相回路４３Ｗには、上段側のスイッチＷＨ、下段側のスイッチＷＬ及びシャント抵抗Ｒｗが直列接続されると共にモータ１２のＷ相の巻線が接続されている。また、スイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・は、例えば、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴで構成され、それらＭＯＳＦＥＴのゲート端子がモータ制御回路４４のＰＷＭ制御部４７に接続されている。
【００２９】
ＰＷＭ制御部４７は、図５に示すように、三相交流指令値Ｖｕ１＊，Ｖｖ１＊，Ｖｗ１＊と所定の三角波Ｋとの交点からスイッチＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・のオンオフするためのＰＷＭ指令値ＰＷＭｕ，ＰＷＭｖ，ＰＷＭｗを生成してインバータ回路４３のスイッチＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・に付与することで、インバータ回路４３からモータ１２へと三相交流のモータ駆動電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが出力される。
【００３０】
また、シャント抵抗Ｒｕ，Ｒｖ，Ｒｗで検出したモータ駆動電流Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２は、図２に示すように、３−２相変換器（ｄ−ｑ変換器）４８に取り込まれてｑ軸電流検出値Ｉｑ２，ｄ軸電流検出値Ｉｄ２にｄ−ｑ変換されている。そして、前記したｑ軸用のＰＩ制御器４５ｑにｑ軸電流検出値Ｉｑ２がフィードバックされ、ｄ軸用のＰＩ制御器４５ｄにｄ軸電流検出値Ｉｄ２がフィードバックされている。
【００３１】
なお、モータ１２には、図示しない回転位置センサ（例えば、レゾルバ）が備えられ、その回転位置センサが検出したロータの回転位置θｒｍが、３−２相変換器４８及び２−３相変換器４６におけるｄ−ｑ変換及びｄ−ｑ逆変換に用いられている。
【００３２】
さて、操舵制御装置４０には、端当て判定部５３が備えられ、ここで端当て状態であるか否かの判定を行っている。その判定を行うために、ＰＩ制御器４５ｑが出力したｑ軸指令電圧Ｖｑ１＊を、ＬＰＦ処理部５１Ａを通してｑ軸指令電圧変化量演算部５２Ａに取り込み、そのｑ軸指令電圧変化量演算部５２Ａがｑ軸指令電圧Ｖｑ１＊の単位時間当たりの変化量としてｑ軸指令電圧変化量ΔＶｑ１＊を演算している。また、３−２相変換器（ｄ−ｑ変換器）４８が出力したｑ軸電流検出値Ｉｑ２を、ＬＰＦ処理部５１Ｂを通してｑ軸電流変化量演算部５２Ｂに取り込み、そのｑ軸電流変化量演算部５２Ｂが、ｑ軸電流検出値Ｉｑ２の単位時間当たりの変化量としてｑ軸検出電流変化量ΔＩｑ２を演算している。そして、端当て判定部５３が、これらｑ軸指令電圧変化量ΔＶｑ１＊、ｑ軸検出電流変化量ΔＩｑ２と、車速センサ２３が検出した車速Ｖとを取り込み、下記（１）〜（５）の５つの端当て判定要件を全て満たしていることを条件にして「端当て状態である」と判定し、下記（１）〜（５）の何れか１つでも満たしていない場合は、「端当て状態ではない」と判定している。また、端当て判定部５３の判定結果は、ｑ軸指令電流制限部５４とＰＩ制御器４５ｑ，４５ｄとに取り込まれている。
【００３３】
以下、左操舵を性、右操舵を負とし、左操舵に場合の判定条件を基に説明する。
（１）ｑ軸検出電流変化量ΔＩｑ２が、予め設定された閾値Ｋ１より大きいこと。
（２）ｑ軸指令電圧変化量ΔＶｑ１＊が、予め設定された閾値Ｋ２より小さいこと。
（３）操舵抵抗Ｔｆが、予め設定された閾値Ｋ３より大きいこと。
（４）操舵角速度ω１が、予め設定された閾値Ｋ４より大きいこと。
（５）モータ１２の消費電力Ｐが、予め設定された閾値Ｋ５より大きいこと。
【００３４】
なお、右操舵での判定条件は、（１）〜（５）の条件の符号と大小関係が逆になる。
【００３５】
前記したＬＰＦ処理部５１Ａ，５１Ｂ、両変化量演算部５２Ａ，５２Ｂ、端当て判定部５３及びｑ軸指令電流制限部５４は、操舵制御装置４０に備えたＣＰＵ（図示せず）が、図６に示した端当て処理プログラムＰＧ１を所定周期で繰り返して実行することで構成されている。その端当て処理プログラムＰＧ１は、ＬＰＦ処理部５１Ａ，５１Ｂに相当するＬＰＦ処理（Ｓ２）と、両変化量演算部５２Ａ，５２Ｂに相当する変化量演算処理（Ｓ３）と、端当て判定部５３に相当する端当て判定処理（Ｓ４）と、ｑ軸指令電流制限部５４に相当する電流制御処理（Ｓ５）とを備えてなる。
【００３６】
端当て判定部５３に相当する端当て判定処理（Ｓ４）では、図７に示すように、まず、車速Ｖが予め設定された閾値Ｋ６以下であるか否かを判別する（Ｓ４１）。そして、車速Ｖが閾値Ｋ６より大きな場合は（Ｓ４１：ＮＯ）、直ちにこの端当て判定処理（Ｓ４）から抜ける。これにより、端当て状態になり得る所定の車速（即ち、閾値Ｋ６）以下で車両１０が走行中又は停止中である場合にのみ、端当て状態であるか否かを判定し、端当て状態になり得ない速度で車両１０が走行中には端当ての判定を行わずに済むことになり、常時、端当ての判定を行う構成に比べてデータ処理の負荷が軽減される。
【００３７】
車速Ｖが閾値Ｋ６以下の場合（Ｓ４１：ＮＯ）、即ち、車両１０が停止又は低速で走行中である場合には（Ｓ４１：ＮＯ）、左操舵について、上記した（１）〜（５）の５つの端当て判定要件に、端当てフラグＦＬＧ１がＯＦＦであることの１要件を加えた６つの要件を全て満たすか否かを判別する（Ｓ４２）。そして、それら全ての要件を満たしている場合には（Ｓ４２：ＹＥＳ）、端当てフラグＦＬＧ１をＯＮにして（Ｓ４３）、端当て判定処理（Ｓ４）を抜ける（Ｓ４２）。
また、６つの要件の全てを満たさない場合には（Ｓ４２：ＮＯ）、右操舵について、同様に６つの要件を全て満たすか否かを判別する（Ｓ４４）。そして、それら全ての要件を満たしている場合には（Ｓ４４：ＹＥＳ）、端当てフラグＦＬＧ１をＯＮにして（Ｓ４３）、端当て判定処理（Ｓ４）を抜ける（Ｓ４２）。一方、６つの要件の全てを満たさない場合には（Ｓ４４：ＮＯ）、端当てフラグＦＬＧ１を現状の状態に維持して、端当て判定処理（Ｓ４）から抜ける。
【００３８】
ｑ軸指令電流制限部５４に相当する電流制御処理（Ｓ５）では、図８に示すように、端当てフラグＦＬＧ１がＯＦＦであった場合に（Ｓ５１：ＮＯ）、ｑ軸電流検出値Ｉｑ２を、ホールド電流Ｉｑｃとして記憶してから（Ｓ５５）、電流制御処理（Ｓ５）から抜ける。即ち、端当て状態でない間（端当てフラグＦＬＧ１がＯＦＦである間）は、電流制御処理（Ｓ５）の実行により構成されるｑ軸指令電流制限部５４が、電流指令値決定部４１で決定したｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊を変更することなくそのまま駆動制御部４２（詳細には、ＰＩ制御器４５ｑ）に付与する。
【００３９】
電流制御処理（Ｓ５）では、端当てフラグＦＬＧ１がＯＮであった場合に（Ｓ５１：ＹＥＳ）、電流指令値決定部４１で決定したｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊の絶対値が、ホールド電流Ｉｑｃの絶対値より大きいか否か、及び、そのホールド電流Ｉｑｃの絶対値が、予め設定された下限電流値Ｉｑｍｉｎより大きいか否かを判別する。そして、ｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊の絶対値が、ホールド電流Ｉｑｃの絶対値より大きく、かつ、ホールド電流Ｉｑｃの絶対値が下限電流値Ｉｑｍｉｎより大きい場合には（Ｓ５２：ＹＥＳ）、ｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊を、ホールド電流Ｉｑｃの値に置き換えてから（Ｓ５３）、ホールド電流Ｉｑｃを更新することなく、電流制御処理（Ｓ５）から抜ける。これにより、端当て状態になっている間は、ｑ軸指令電流制限部５４が、ホールド電流Ｉｑｃを、端当て状態になる直前のｑ軸電流検出値Ｉｑ２の値にホールドし続けて、そのホールドされた値のｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊を駆動制御部４２（詳細には、ＰＩ制御器４５ｑ）に付与する。即ち、ｑ軸指令電流制限部５４が、電流指令値決定部４１で決定したｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊を所定の値に制限して駆動制御部４２に付与する。
【００４０】
また、端当てフラグＦＬＧ１がＯＮであっても（Ｓ５１：ＹＥＳ）、ｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊の絶対値が、ホールド電流Ｉｑｃの絶対値より小さい場合には（Ｓ５２：ＮＯ）、端当てフラグＦＬＧ１をＯＦＦに切り替えてから（Ｓ５４）、ホールド電流Ｉｑｃを最新のｑ軸電流検出値Ｉｑ２に更新し（Ｓ５５）、電流制御処理（Ｓ５）から抜ける。即ち、端当て状態でなくなり、ｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊が端当て状態になる前のホールド電流Ｉｑｃより小さい値に下がったら、ｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊を制限しない通常の制御に戻る。
【００４１】
さらに、端当てフラグＦＬＧ１がＯＮであっても（Ｓ５１：ＹＥＳ）、ホールド電流Ｉｑｃの絶対値が下限電流値Ｉｑｍｉｎにより小さい場合も（Ｓ５２：ＮＯ）、端当てフラグＦＬＧ１をＯＦＦに切り替えてから（Ｓ５４）、ホールド電流Ｉｑｃを最新のｑ軸電流検出値Ｉｑ２に更新し（Ｓ５５）、電流制御処理（Ｓ５）から抜ける。即ち、ｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊が下限電流値Ｉｑｍｉｎより小さい場合には、インタミシャフト１６に対する負荷は問題にならないので、ｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊を制限しない。
【００４２】
また、本実施形態では、端当て判定部５３が端当て状態を検出した場合には、ＰＩ制御器４５ｑ，４５ｄにおける比例ゲインと積分ゲインを通常時より高い値に切り替えるようになっている。さらに、本実施形態では、昇圧回路３９を制御する昇圧制御部５５（図２参照。本発明に係る「電力制限手段」に相当する）が、車速Ｖが閾値Ｋ６以下の場合に、昇圧回路３９からモータ１２への供給電力を通常時より制限するようになっている。より具体的には、図９のグラフＬ１で示しされたモータ１２のトルク−回転数特性（Ｔ−Ｎ特性）に対し、昇圧制御部５５は、同図のグラフＬ２で示したように、モータ１２が高トルク出力領域でその回転数を制限している。これにより、操舵速度が制限されていることになるため、モータ慣性トルクが抑えられ、インタミシャフト１６に係る負荷が抑えられる。
【００４３】
本実施形態の車両１０の構成に関する説明は以上である。次に、本実施形態の作用効果について説明する。車両１０のイグニッションキーをオンして操舵制御装置４０が起動すると、車速Ｖが所定値以下の低速走行中または停止時であることを条件にして、端当て判定部５３が端当て状態であるか否かを判定する。そして、端当て状態と判定されない通常時には、電流指令値決定部４１がハンドル１８の操舵抵抗Ｔｆに応じて決定したｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊をそのまま駆動制御部４２に付与し、駆動制御部４２がそのｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊に応じたモータ駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをモータ１２に流すことでハンドル１８の操舵が補助される。これにより、路面からの摩擦抵抗の大小に係わらず、安定した操舵フィーリングでハンドル操作を行うことができる。
【００４４】
さて、車両１０を駐車する際に、ハンドル１８を急峻に切って回動可能範囲の端部に当接させ、端当て状態になる場合がある。図１０（Ａ）には、端当ての前後において、電流指令値決定部４１が決定したｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊の推移がグラフｇ１で示され、ｑ軸指令電流制限部５４による制限を経て駆動制御部４２に付与されるｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊の推移がグラフｇ２で示され、ｑ軸電流検出値Ｉｑ２の推移がグラフｇ３で示されている。
【００４５】
ここで、図１０（Ａ）に示した時間Ｔ１のタイミングで端当て状態になり、それから僅かな時間が経過した時間Ｔ２までの間に端当て処理プログラムＰＧ１が２回以上実行されたとする。すると、時間Ｔ１で端当て状態になってから時間Ｔ２までの間に操舵抵抗Ｔｆは増加し、その操舵抵抗Ｔｆに応じて電流指令値決定部４１が決定するｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊も増加する（グラフｇ１参照）。このとき、ｑ軸電流検出値Ｉｑ２はｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊に追従して増加すると共に、モータ１２のロータが急停止するので逆起電力が急激に減少し、このことによってもｑ軸電流検出値Ｉｑ２が急増する。すると、端当て状態になってから端当て処理プログラムＰＧ１が２回以上実行されたときにｑ軸指令電圧Ｖｑ１＊及びｑ軸電流検出値Ｉｑ２の変化量が演算され、端当て判定部５３が、ｑ軸指令電圧Ｖｑ１＊及びｑ軸電流検出値Ｉｑ２の変化量が閾値Ｋ１，Ｋ２を超えて変化したことに基づき、例えば、時間Ｔ２のタイミングで端当て状態になったと判定する。より詳細には、端当て判定部５３は、ｑ軸指令電圧Ｖｑ１＊及びｑ軸電流検出値Ｉｑ２の急変以外にも、ハンドル１８の操舵抵抗Ｔｆ及び操舵角速度ω１が予め設定された閾値Ｋ３，Ｋ４を超えかつ、モータ１２の消費電力Ｐが予め設定された閾値Ｋ５を超えたことを必要条件にして端当て状態であると判定する。これにより、信頼性の高い判定結果が得られる。
【００４６】
端当て状態であると判定されると、ｑ軸指令電流制限部５４が駆動制御部４２に付与するｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊は、端当て状態と判定される直前のｑ軸電流検出値Ｉｑ２の値にホールドされ、図１０（Ａ）の時間Ｔ２以降のグラフｇ２に示すように、一定の値に維持される。このホールド後に、運転者がハンドル１８を無理に切る操作を行った場合は、操舵抵抗Ｔｆが下がらないので、図１０（Ａ）の時間Ｔ２以降のグラフｇ１に示すように、電流指令値決定部４１にて決定されたｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊は、例えば上限値に達する。これに対し、実際にモータ１２に流されるモータ駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、端当て状態と判定される直前の値にホールドされて駆動制御部４２に付与されたｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊に基づいて生成されるので、そのモータ駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを検出して得たｑ軸電流検出値Ｉｑ２は、図１０（Ａ）の時間Ｔ２以降のグラフｇ３に示すように、ｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊に対してオーバーシュートしてから、一定時間ΔＴｇが経過した時間Ｔ４以降、ｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊に維持される。しかも、本実施形態では、駆動制御部４２においてｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊とｑ軸電流検出値Ｉｑ２とを取得してＰＩ制御を行うＰＩ制御器４５ｑ，４５ｄが、端当て状態と判定されてから比例ゲイン及び積分ゲインを通常時より高くするので、モータ駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをホールドされたｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊に応答性よく追従させることができる。
【００４７】
また、運転者がハンドル１８を切り戻して端当て状態から解放されると、その過程で操舵抵抗Ｔｆと共に電流指令値決定部４１にて決定されたｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊も下がる。そして、電流指令値決定部４１にて決定されたｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊が、ホールドされた値より小さくなったタイミング（図１０（Ａ）の時間Ｔ３）でホールドが解除され、通常の状態に戻る。
なお、端当て状態と判定されてから通常より高くした比例ゲインと積分ゲインは、一定時間ΔＴｇ（＝Ｔ４−Ｔ２）後に強制的に通常時の値に戻す。これにより、比例ゲイン及び積分ゲインを高くしたことにより悪化する電流ノイズの増加が端当て時の一瞬に制限されるため、電流ノイズ増加によるノイズ音が運転者に感じ取られることを防ぐことができる。また、上記一定時間ΔＴｇは、ｑ軸電流検出値Ｉｑ２がｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊に追従するのに必要な時間より少し長めに設定することが好ましい。
【００４８】
なお、図１０（Ｂ）には、本実施形態の電動パワーステアリング装置１１によりインタミシャフト１６にかかる負荷トルクがグラフｇ４として示され、ｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊の制限を行わない従来の構成によりインタミシャフト１６にかかる負荷トルクがグラフｇ５で示されている。同図に示すように本実施形態の電動パワーステアリング装置１１ではインタミシャフト１６に係る負荷が従来より低減される。
【００４９】
このように本実施形態によれば、端当て状態になった際に、モータ駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを生成するための駆動制御部４２に付与するｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊を、端当て状態と判定される直前のｑ軸電流検出値Ｉｑ２の値にホールドすることで、モータ１２による補助力を端当て状態の操舵抵抗Ｔｆに対して最低限必要な大きさに抑えることができ、操舵系にかかる負荷を従来より低減させることが可能になる。
【００５０】
［第２実施形態］
本実施形態は、図１１及び図１２に示されている。以下、第１実施形態と相違する点に関してのみ説明する。本実施形態では、モータ１２に備えた回転位置センサの検出結果に基づいてモータ角速度演算部５６がロータの角速度ωｒｍを逐次演算し、その演算した角速度ωｒｍを慣性トルク演算部５７に付与している。慣性トルク演算部５７は、端当て状態と判定される直前に取り込んだ角速度ωｒｍ１とロータの慣性モーメントＪとに基づいて、予め設定されたロータ停止時間ΔＴｍでロータを停止させるための慣性トルクＴｒを次式から演算しかつ、その慣性トルクＴｒに抗してロータを停止させるためのロータ停止電流指令値Ｉｑ３＊を演算している。
【００５１】
Ｔｒ＝Ｊ・（−ωｒｍ１）／ΔＴｍ
【００５２】
そして、端当て状態になると、ｑ軸指令電流制限部５４が慣性トルク演算部５７からロータ停止電流指令値Ｉｑ３＊を取得し、端当て状態と判定された判定時からロータ停止時間ΔＴｍの終了までの間に駆動制御部４２に付与するｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊を、端当て状態と判定される直前のｑ軸電流検出値Ｉｑ２にロータ停止電流指令値Ｉｑ３＊を加算した値にホールドする。また、ロータ停止時間ΔＴｍの終了後には、駆動制御部４２に付与するｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊を、端当て状態と判定される直前のｑ軸電流検出値Ｉｑ２にホールドする。本実施形態の構成に関する説明は以上である。
【００５３】
本実施形態の構成の電動パワーステアリング装置１１で端当て状態になった場合には、図１２（Ａ）のグラフｇ２に示すように、ｑ軸指令電流制限部５４による制限を経て駆動制御部４２に付与されるｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊が、端当て状態と判定された判定時からロータ停止時間ΔＴｍの終了までの間において、端当て状態と判定される直前のｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊より小さくなり、端当てにより発生したモータ慣性トルクＴｒ相当のモータ電流量をｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊から差し引くことにより、操舵系に係る負荷を排除することができる。そして、ロータが停止した後は、前記第１実施形態と同様に、駆動制御部４２に付与されるｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊が、端当て状態と判定される直前のｑ軸電流検出値Ｉｑ２にホールドされるので、モータ１２の補助力が端当て状態の操舵抵抗Ｔｆに対して最低限必要な大きさに抑えられる。これにより、本実施形態によれば、図１２（Ｂ）に示すように、インタミシャフト１６に係る負荷（グラフｇ４参照）を、従来の構成でインタミシャフト１６に係る負荷（グラフｇ５参照）に比べて抑えることができる。
【００５４】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００５５】
（１）本発明の「電流指令値制限部」に相当する前記第１及び第２の実施形態のｑ軸指令電流制限部５４は、端当て状態であると判定された場合に、駆動制御部４２に付与するｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊を、端当て状態と判定される直前のｑ軸電流検出値Ｉｑ２にホールドしていたが、端当て状態であると判定された場合に、駆動制御部４２に付与するｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊を、端当て状態と判定される直前のｑ軸電流指令値Ｉｑ１＊にホールドする構成にしてもよい。
【００５６】
（２）前記実施形態の電動パワーステアリング装置１１に動力源として備えられたモータ１２はブラシレスモータであったが、ブラシ付きモータを動力源として備えた電動パワーステアリング装置に本発明を適用してもよい。
【００５７】
（３）端当て判定部５３では、ｑ軸指令電圧Ｖｑ１＊とｑ軸電流検出値Ｉｑ２を利用して判定を行っていたが、これに代えて、ＰＷＭ制御部４７におけるデューティー指令値、シャント抵抗Ｒｕ，Ｒｖ，Ｒｗの端子間電圧Ｖｕ２，Ｖｖ２，Ｗｗ２を用いてもよい。
【００５８】
（４）前記実施形態では、ロータの角速度ωｒｍを、モータ１２の位置センサの検出値から求めていたが、下記電圧方程式、Ｖ＝Ｉ・Ｒ＋Ｋｅ・ωｒｍ、を用いてロータの角速度ωｒｍを推定してもよい。なお、上記電圧方程式において「Ｖ」は「モータの端子間電圧、「Ｉ」は「モータ検出電流」、「Ｒ」は「モータ抵抗」、「Ｋｅ」は「逆起電圧定数」である。
【００５９】
（５）前記実施形態では、昇圧制御部５５が車速に応じて昇圧回路３９の出力電力を制限していたが、ブラシ付きモータの場合、モータ電源電圧を、車速に応じてＰＷＭ制御にて変更する構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両の概念図
【図２】操舵制御装置のブロック図
【図３】電流指令値決定部のブロック図
【図４】インバータ回路の回路図
【図５】三角波とオンオフ制御波とを示したグラフ
【図６】端当て処理プログラムのフローチャート
【図７】端当て判定処理のフローチャート
【図８】電流制御処理のフローチャート
【図９】モータのＴ−Ｎ線図
【図１０】（Ａ）端当て前後の電流指令値、電流検出値を示したグラフ、（Ｂ）端当て前後のインタミシャフトに係る負荷の推移示したグラフ
【図１１】第２実施形態の操舵制御装置のブロック図
【図１２】（Ａ）端当て前後の電流指令値、電流検出値を示したグラフ、（Ｂ）端当て前後のインタミシャフトに係る負荷の推移示したグラフ
【符号の説明】
【００６１】
１０    車両
１１    電動パワーステアリング装置
１２    モータ
１８    ハンドル
４１    電流指令値決定部
４２    駆動制御部
４５ｑ    ＰＩ制御器
５４    ｑ軸指令電流制限部（電流指令値制限部）
５５    昇圧制御部（電力制限手段）
５６    モータ角速度演算部
５７    慣性トルク演算部
Ｉｄ１＊  ｄ軸電流指令値
Ｉｄ２    ｄ軸電流検出値
Ｉｑ１＊  ｑ軸電流指令値
Ｉｑ２    ｑ軸電流検出値
Ｉｑ３＊  ロータ停止電流指令値
Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ    モータ駆動電流
Ｊ    慣性モーメント
Ｋ１〜Ｋ６    閾値
Ｐ    消費電力
Ｒｕ，Ｒｖ，Ｒｗ    シャント抵抗
Ｔｆ    操舵抵抗
Ｔｒ    慣性トルク
Ｖ    車速
ΔＩｑ２  ｑ軸検出電流変化量
ΔＴｍ    ロータ停止時間
ΔＶｑ１  ｑ軸指令電圧変化量
ΔＩｑ２    ｑ軸検出電流変化量
θ１    操舵角
θｒｍ  回転位置
ω１    操舵角速度
【図１】
2008137486.tif 000003
【図２】
2008137486.tif 000004
【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】
2008137486.tif 000009
【図８】
2008137486.tif 000010
【図９】
2008137486.tif 000011
【図１０】
2008137486.tif 000012
【図１１】
2008137486.tif 000013
【図１２】
2008137486.tif 000014