(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵アシストトルク付与装置と、前記操舵アシストトルク付与装置が車両の操舵装置に付与する操舵アシストトルクを制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、操舵角の大きさが大きいほど大きさが大きくなる基本目標戻し速度と操舵角との関係を記憶する記憶装置を有し、ステアリングホイールが中立位置へ向けて戻される状況にあるときには、実際の操舵角と前記関係とに基づいて基本目標戻し速度を演算し、前記ステアリングホイールの戻し速度が前記演算された基本目標戻し速度になるように前記操舵アシストトルクをフィードバック制御する電動パワーステアリング装置において、
前記制御装置は、前記ステアリングホイールが中立位置へ向けて戻される状況にあるときには、実際の操舵角の大きさが減少するにつれて大きさが漸次増大して前記基本目標戻し速度に漸次近づく遷移目標戻し速度を演算し、前記基本目標戻し速度と前記遷移目標戻し速度との差の大きさが基準値よりも大きいときには、前記ステアリングホイールの戻し速度が前記演算された基本目標戻し速度に代えて前記遷移目標戻し速度になるように前記操舵アシストトルクをフィードバック制御する電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、前記ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているか否かを判定し、前記ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているときには、前記ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵によらず中立位置へ向けて戻されているときに比して、前記遷移目標戻し速度の大きさが大きくなるように前記遷移目標戻し速度を演算する電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、所定の時間毎に前記演算された基本目標戻し速度を暫定の目標戻し速度に設定し、前記暫定の目標戻し速度と前回の目標戻し速度の差の大きさが増大制限値を越えるときには、今回の目標戻し速度の大きさが前回の目標戻し速度の大きさと前記増大制限値との和になるように今回の目標戻し速度を設定し、前記暫定の目標戻し速度と前回の目標戻し速度の差の大きさが前記増大制限値を越えないときには、今回の目標戻し速度を前記暫定の目標戻し速度に設定し、前記今回の目標戻し速度をローパスフィルタ処理することにより前記遷移目標戻し速度を演算する電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、前記ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているか否かを判定し、前記ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているときには、前記ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵によらず中立位置へ向けて戻されているときに比して、前記ローパスフィルタ処理を実行する際のカットオフ周波数を大きくする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、実際の操舵角の大きさが小さいときには、実際の操舵角の大きさが大きいときに比して、前記増大制限値を大きくする電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、前記ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているか否かを判定し、前記ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているときには、前記ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵によらず中立位置へ向けて戻されているときに比して、前記増大制限値を大きくする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、自動車などの車両の電動パワーステアリング装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置において、ステアリングホイールが中立位置へ向けて戻る状態になると、たとえ操舵輪のセルフアライニングトルクが小さくても、ステアリングホイールが好ましく中立位置へ向けて戻るように戻し速度を制御することが知られている。この戻し速度制御においては、理想的な戻し速度である基本目標戻し速度が車速及び操舵角に基づいて演算され、実際の戻し速度が基本目標戻し速度になるように、それらの戻し速度の偏差に基づくフィードバック制御により操舵アシストトルクが制御される。
【０００３】
基本目標戻し速度は操舵角の大きさが大きいほど大きさが大きくなるよう演算される。戻し速度制御の初期には、実際の戻し速度と基本目標戻し速度との偏差の大きさが大きくなるので、フィードバック制御量の大きさが非常に大きくなり、実際の戻し速度が基本目標戻し速度に比して過剰な状況と不足する状況とが繰り返すハンチングが生じ易い。ハンチングにより戻し速度が不必要に増減することを回避すべく、例えば、下記の特許文献１に記載されているように、戻し速度の偏差の大きさが大きいほどフィードバック制御のゲインを小さくすることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−２４１７６８号公報
【発明の概要】
【０００５】
〔発明が解決しようとする課題〕
特許文献１に記載された電動パワーステアリング装置においては、戻し速度制御の初期には、戻し速度の偏差の大きさが大きいので、フィードバック制御のゲインが小さくなり、フィードバック制御量の大きさは大きい値にならない。そのため、実際の戻し速度の大きさが十分に大きくならず、操舵角の大きさの減少速度は小さい。よって、時間の経過に対する基本目標戻し速度の変化が遅くなり、戻し速度の偏差の大きさが大きい状況が長く継続するので、フィードバック制御のゲインが小さい値に設定される状況も長く継続する。その結果、ステアリングホイールが中立位置に戻るまでの時間が非常に長くなる。従って、特許文献１に記載された電動パワーステアリング装置によれば、ハンチングにより戻し速度が不必要に増減することを回避することはできても、ステアリングホイールを好ましく中立位置へ向けて戻すという戻し速度制御の本来の目的を達成することができない。
【０００６】
本発明の主要な課題は、電動パワーステアリング装置の戻し速度制御において、ハンチングによる戻し速度の不必要な増減を回避しつつ、戻し速度をできるだけ基本目標戻し速度に則して変化させ、ステアリングホイールを好ましく中立位置へ向けて戻すことである。
【０００７】
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、操舵アシストトルク付与装置と、前記操舵アシストトルク付与装置が車両の操舵装置に付与する操舵アシストトルクを制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、実際の操舵角の大きさが大きいほど大きさが大きくなる基本目標戻し速度と操舵角との関係を記憶する記憶装置を有し、ステアリングホイールが中立位置へ向けて戻される状況にあるときには、実際の操舵角と前記関係とに基づいて基本目標戻し速度を演算し、前記ステアリングホイールの戻し速度が前記演算された基本目標戻し速度になるように前記操舵アシストトルクをフィードバック制御する電動パワーステアリング装置が提供される。
【０００８】
前記制御装置は、前記ステアリングホイールが中立位置へ向けて戻される状況にあるときには、実際の操舵角の大きさが減少するにつれて大きさが漸次増大して前記基本目標戻し速度に漸次近づく遷移目標戻し速度を演算し、前記基本目標戻し速度と前記遷移目標戻し速度との差の大きさが基準値よりも大きいときには、前記ステアリングホイールの戻し速度が前記演算された基本目標戻し速度に代えて前記遷移目標戻し速度になるように前記操舵アシストトルクをフィードバック制御する。
【０００９】
上記の構成によれば、ステアリングホイールが中立位置へ向けて戻される状況にあるときには、実際の操舵角の大きさが減少するにつれて大きさが漸次増大して基本目標戻し速度に漸次近づく遷移目標戻し速度が演算される。戻し速度制御の当初においては、基本目標戻し速度と遷移目標戻し速度との差の大きさが基準値よりも大きいので、ステアリングホイールの戻し速度が遷移目標戻し速度になるように操舵アシストトルクがフィードバック制御される。
【００１０】
遷移目標戻し速度は、実際の操舵角の大きさが減少するにつれて基本目標戻し速度に漸次近づくように演算されるので、遷移目標戻し速度の大きさは、戻し速度制御の進行につれて漸次増大する。ステアリングホイールの実際の戻し速度は遷移目標戻し速度になるように制御されるので、実際の戻し速度の大きさも、戻し速度制御の進行につれて漸次増大する。よって、実際の戻し速度と遷移目標戻し速度との差の大きさは大きくならないので、フィードバック制御量の大きさは過大にならない。
【００１１】
従って、ステアリングホイールの戻し速度が急激に増大することに起因して戻し速度がハンチングにより不必要に増減することを回避することができる。また、フィードバック制御のゲインを小さくする必要がないので、上記特許文献１に記載された電動パワーステアリング装置の場合のように、ステアリングホイールが中立位置に戻るまでの時間が過剰に長くなることも回避することができる。
【００１２】
また、遷移目標戻し速度が基本目標戻し速度に漸次近づき、基本目標戻し速度と遷移目標戻し速度との差の大きさが基準値以下になると、ステアリングホイールの戻し速度は基本目標戻し速度になるように制御される。よって、ステアリングホイールの戻し速度は、基本目標戻し速度に漸次近づく遷移目標戻し速度になるように制御された後、本来の目標値である基本目標戻し速度になるように制御される。従って、ハンチングにより戻し速度が不必要に増減することを回避しつつ、戻し速度をできるだけ基本目標戻し速度に則して変化させてステアリングホイールを好ましく中立位置へ向けて戻すことができる。
【００１３】
なお、本願において、「ステアリングホイールが中立位置へ向けて戻される」及び「ステアリングホイールを中立位置へ向けて戻す」などの表現は、戻し速度制御における目標位置が中立位置である場合に限定されない。即ち、上記表現は、例えば往復操舵のように、ステアリングホイールが中立位置を通過して逆方向へ切り増される場合において、ステアリングホイールが中立位置へ向けて戻されることを含む。更に、上記表現は、ステアリングホイールが中立位置へ向けて戻される途中で保舵又は中立位置から離れる方向へ切り増し操舵される場合のように、ステアリングホイールが中立位置に到達する前にステアリングホイールの戻りが終了することなどを含む。
【００１４】
本発明の一つの態様においては、前記制御装置は、前記ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているか否かを判定し、前記ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているときには、前記ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵によらず中立位置へ向けて戻されているときに比して、大きさが大きくなるように前記遷移目標戻し速度を演算する。
【００１５】
一般に、ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているときには、運転者はステアリングホイールが効率的に中立位置へ向けて戻ることを希望していると考えられる。逆に、ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵によらず中立位置へ向けて戻されているときは、運転者はステアリングホイールが穏やかに中立位置へ向けて戻されることを希望していると考えられる。
【００１６】
上記の構成によれば、ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているか否かが判定される。更に、ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているときには、ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵によらず中立位置へ向けて戻されているときに比して、遷移目標戻し速度は大きさが大きくなるように演算される。
【００１７】
よって、ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているときには、遷移目標戻し速度の大きさが大きくなる。従って、操舵アシストトルクの大きさを大きくして、ステアリングホイールを効率的に中立位置へ向けて戻すことができる。これに対し、ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵によらず中立位置へ向けて戻されているときは、遷移目標戻し速度の大きさが大きくならない。従って、操舵アシストトルクの大きさが過大になることを防止し、ステアリングホイールを穏やかに中立位置へ向けて戻すことができる。
【００１８】
なお、ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているか否かの判定は、任意の要領にて行われてよい。例えば、本願出願人の出願にかかる国際公開ＷＯ２０１４−０８７５４６には、操舵角速度と操舵トルクとの積及び操舵角と操舵トルクの微分値との積の和に基づいて、運転者の操舵操作が能動操作、受動操作、及び保持の何れであるかを判定することが記載されている。
【００１９】
「能動操作」は、運転者から操舵装置に操舵のエネルギが与えられる操作、即ち運転者が積極的に過渡的な操舵を行って操舵装置が保有する操舵のエネルギを増大させる操作である。「受動操作」は、操舵装置から運転者に操舵のエネルギが与えられる操作、即ち操舵装置が保有する操舵のエネルギが運転者へ伝達され、運転者が消極的に過渡的な操舵を行う操作である。「保持」は、操舵装置と運転者との間にて操舵のエネルギの授受が行われないこと、即ち運転者が過渡的な操舵を行わず、操舵装置が保有する位置エネルギを変化させないことである。
【００２０】
上記国際公開公報に記載されているように、操舵角速度と操舵トルクとの積に基づく操舵仕事率は、運転者が過渡的な操舵操作を行う状況において運転者が車両の進行方向を変更しようとする意思の強さを反映する。一方、操舵角と操舵トルクの微分値との積に基づく操舵仕事率は、路面からの逆入力により回転されるステアリングホイールの回転を許容する運転者の意思の強さを反映する。よって、ステアリングホイールが中立位置へ向けて戻される状況において、上記積の和に基づいて操舵操作が能動操作であると判定されるときに、ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されていると判定されてよい。
【００２１】
本発明の他の一つの態様においては、前記制御装置は、所定の時間毎に前記演算された基本目標戻し速度を暫定の目標戻し速度に設定し、前記暫定の目標戻し速度と前回の目標戻し速度の差の大きさが増大制限値を越えるときには、今回の目標戻し速度の大きさが前回の目標戻し速度の大きさと前記増大制限値との和になるように今回の目標戻し速度を設定し、前記暫定の目標戻し速度と前回の目標戻し速度の差の大きさが前記増大制限値を越えないときには、今回の目標戻し速度を前記暫定の目標戻し速度に設定し、前記今回の目標戻し速度をローパスフィルタ処理することにより前記遷移目標戻し速度を演算する。
【００２２】
上記の構成によれば、演算された基本目標戻し速度が所定の時間毎に暫定の目標戻し速度に設定される。暫定の目標戻し速度と前回の目標戻し速度の差の大きさが増大制限値を越えるときには、今回の目標戻し速度の大きさが前回の目標戻し速度の大きさと増大制限値との和になるように今回の目標戻し速度が設定される。暫定の目標戻し速度と前回の目標戻し速度の差の大きさが増大制限値を越えないときには、今回の目標戻し速度が暫定の目標戻し速度に設定される。更に、遷移目標戻し速度は、今回の目標戻し速度がローパスフィルタ処理されることにより演算される。
【００２３】
よって、所定の時間毎の目標戻し速度の増大量が増大制限値以下に制限されることにより、遷移目標戻し速度の大きさの増大率が過大になることを防止することができる。更に、遷移目標戻し速度は、目標戻し速度がローパスフィルタ処理されることにより演算されるので、遷移目標戻し速度を確実に基本目標戻し速度に漸次近づけることができる。
【００２４】
更に、本発明の他の一つの態様においては、前記制御装置は、前記ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているか否かを判定し、前記ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているときには、前記ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵によらず中立位置へ向けて戻されているときに比して、ローパスフィルタ処理する際のカットオフ周波数を大きくする。
【００２５】
上記の構成によれば、ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているか否かが判定される。更に、ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているときには、ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵によらず中立位置へ向けて戻されているときに比して、ローパスフィルタ処理する際のカットオフ周波数が大きくされる。
【００２６】
よって、ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているときには、カットオフ周波数が大きくなる。従って、遷移目標戻し速度の大きさ及び増大率を大きくして、ステアリングホイールを効率的に中立位置へ向けて戻すことができる。これに対し、ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵によらず中立位置へ向けて戻されているときは、カットオフ周波数が大きくならない。従って、遷移目標戻し速度の大きさ及び増大率が過大になることを防止し、ステアリングホイールを穏やかに中立位置へ向けて戻すことができる。
【００２７】
更に、本発明の他の一つの態様においては、前記制御装置は、実際の操舵角の大きさが小さいときには、実際の操舵角の大きさが大きいときに比して、前記増大制限値を大きくする。
【００２８】
上記の構成によれば、実際の操舵角の大きさが小さく、操舵輪のセルフアライニングトルクが小さい状況においては、増大制限値を大きくし、遷移目標戻し速度の大きさ及び増大率を大きくして、ステアリングホイールを効率的に中立位置へ向けて戻すことができる。これに対し、実際の操舵角の大きさが大きく、操舵輪のセルフアライニングトルクが大きい状況においては、増大制限値を小さくし、遷移目標戻し速度の大きさ及び増大率が過大になる虞を低減し、ハンチングにより戻し速度が不必要に増減することを回避することができる。
【００２９】
更に、本発明の他の一つの態様においては、前記制御装置は、前記ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているか否かを判定し、前記ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているときには、前記ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵によらず中立位置へ向けて戻されているときに比して、前記増大制限値を大きくする。
【００３０】
上記の構成によれば、ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているか否かが判定される。更に、ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているときには、ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵によらず中立位置へ向けて戻されているときに比して、増大制限値が大きくされる。
【００３１】
よって、ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵により中立位置へ向けて戻されているときには、増大制限値が大きくなる。従って、遷移目標戻し速度の大きさ及び増大率を大きくして、ステアリングホイールを効率的に中立位置へ向けて戻すことができる。これに対し、ステアリングホイールが運転者の能動的な切り戻し操舵によらず中立位置へ向けて戻されているときは、増大制限値が大きくならない。従って、遷移目標戻し速度の大きさ及び増大率が過大になることを防止し、ステアリングホイールを穏やかに中立位置へ向けて戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による電動パワーステアリング装置の第一の実施形態の概略を示す説明図である。
【図２】第一の実施形態におけるステアリングホイールの中立位置への戻し速度Ｖrの制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】図２のステップ４０において実行されるカットオフ周波数ｆcl及び増大変化制限値ΔＶrcの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】本発明による電動パワーステアリング装置の第二の実施形態におけるステアリングホイールの中立位置への戻し速度Ｖrの制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図４のステップ４０において実行されるカットオフ周波数ｆcl及び増大変化制限値ΔＶrcの演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】操舵角θの絶対値及び車速Ｖに基づいて基本目標戻し速度Ｖrbを演算するためのマップである。
【図７】操舵角θの絶対値に基づいて補正係数Ｋsを演算するためのマップである。
【図８】操舵角θの絶対値に基づいて増大変化制限値ΔＶrcを演算するためのマップである。
【図９】戻し速度Ｖrの制御が行われない車両について、ステアリングホイールが中立位置から切り増しされ、保舵の状況を経て中立位置へ向けて戻される操舵操作の一例について、操舵角θ及び操舵角速度θdの関係を示す図である。
【図１０】ステアリングホイールが中立位置から切り増しされ、保舵の状況を経て中立位置へ向けて戻される状況の一例について、操舵角θ（上段）及び操舵角速度θd（下段）の変化を示す図である。
【図１１】第一の実施形態の作用効果を特許文献１に記載された電動パワーステアリング装置と対比して説明するために、操舵角θ（上段）、目標戻し速度（中段）及び操舵アシストトルク（下段）の変化の例を示す図である。
【図１２】第一の実施形態について、運転者の操舵操作が受動的な操舵操作であるか否かによって、遷移目標戻し速度Ｖtrtの大きさの増大率が異なることを示す図である。
【図１３】第二の実施形態について、運転者の操舵操作が受動的な操舵操作であるか否かによって、遷移目標戻し速度Ｖtrtの大きさの増大率が異なることを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に添付の図を参照しつつ、好ましい実施形態について詳細に説明する。
［第一の実施形態］
【００３４】
図１は、本発明の第一の実施形態にかかる電動パワーステアリング装置１０の概略を示す説明図である。この実施形態の電動パワーステアリング装置１０は、コラムアシスト型の電動パワーステアリング装置として構成されている。なお、本発明による電動パワーステアリング装置は、操舵アシストトルクを制御し得る限り、例えばラック同軸式のラックアシスト型の電動パワーステアリング装置のように、他の型式の電動パワーステアリング装置であってもよい。
【００３５】
図１において、電動パワーステアリング装置１０は操舵装置１２に適用されている。操舵装置１２は、運転者により操作されるステアリングホイール１４と、ステアリングホイール１４と共に回転するアッパステアリングシャフト１６と、インタミディエットシャフト１８と、操舵機構２０とを含んでいる。インタミディエットシャフト１８は、上端にてユニバーサルジョイント２２を介してアッパステアリングシャフト１６の下端に連結され、下端にてユニバーサルジョイント２４を介して操舵機構２０のピニオンシャフト２６に連結されている。
【００３６】
操舵機構２０は、ラック・アンド・ピニオン装置２８と、タイロッド３０Ｌ及び３０Ｒとを含み、ラック・アンド・ピニオン装置２８はピニオンシャフト２６の回転をラックバー３２の車両横方向の直線運動に変換し、またこの逆の変換を行う。タイロッド３０Ｌ及び３０Ｒは、内端にてラックバー３２の先端に枢着されており、タイロッド３０Ｌ及び３０Ｒの外端は左右の前輪３４Ｌ及び３４Ｒのキャリア（図示せず）に設けられたナックルアーム３６Ｌ及び３６Ｒに枢着されている。
【００３７】
よって、ステアリングホイール１４の回転変位及び回転トルクは、操舵機構２０により、前輪３４Ｌ及び３４Ｒのキングピン軸（図示せず）の周りの枢動変位及び枢動トルクに変換されて前輪３４Ｌ及び３４Ｒへ伝達される。また、左右の前輪３４Ｌ及び３４Ｒが路面３８から受けるキングピン軸の周りの枢動変位及び枢動トルクは、操舵機構２０により、ステアリングホイール１４へそれぞれ回転変位及び回転トルクとして伝達される。
【００３８】
電動パワーステアリング装置１０は、電動機４２及び変換装置４４を含むパワーステアリングユニット４６を有している。図１には示されていないが、変換装置４４は電動機４２の回転軸に固定されたウオームギヤ及びアッパステアリングシャフト１６に固定されたウオームホイールを含んでいる。電動機４２の回転トルクは、変換装置４４によってアッパステアリングシャフト１６の回転トルクに変換され、操舵アシストトルクとしてアッパステアリングシャフト１６へ伝達される。よって、パワーステアリングユニット４６は、操舵アシストトルクを操舵装置１２に付与する操舵アシストトルク付与装置として機能する。
【００３９】
また、電動パワーステアリング装置１０は、電子制御装置５０を有している。電子制御装置５０は、電動機４２の回転トルクを制御することにより、後に詳細に説明するように、操舵アシストトルクを制御する制御装置として機能する。電子制御装置５０には、アッパステアリングシャフト１６に設けられた操舵角センサ５２及びトルクセンサ５４からそれぞれ操舵角θ及び操舵トルクＴを示す信号が入力される。また、電子制御装置５０には、車速センサ５６から車速Ｖを示す信号も入力される。なお、操舵角センサ５２及びトルクセンサ５４は、それぞれ車両の右旋回方向への操舵の場合を正として操舵角θ及び操舵トルクＴを検出する。
【００４０】
電子制御装置５０は、ＣＰＵ５８とＲＯＭ６０とＲＡＭ６２と入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバス６４により互いに接続されたマイクロコンピュータ６６を含んでいる。ＲＯＭ６０は、後述の図２及び図３に示されたフローチャートに従って実行される操舵アシストトルクの制御を実行するためのプログラム及び図６乃至図８に示されたマップなどを記憶する記憶装置として機能する。ＣＰＵ５８及びＲＡＭ６２は、後に詳細説明するように、操舵アシストトルクの制御を実行するための種々の演算を行う演算装置として機能する。
【００４１】
特に、図６は、操舵角θが０以上の範囲について、操舵角θ及び車速Ｖと基本目標戻し速度Ｖrbとの関係を示している。図６には示されていないが、操舵角θが負の範囲について基本目標戻し速度Ｖrbを示す曲線は、原点に対し図６の曲線とは点対称である。基本目標戻し速度Ｖrbは、操舵角θの大きさが無限大の位置からステアリングホイール１４を中立位置へ向けて戻すときの理想的な戻し速度であり、車両の仕様により決定される。基本目標戻し速度Ｖrbは典型的には操舵角θの絶対値の平方根の関数であり、基本目標戻し速度Ｖrbの大きさは、操舵角θの絶対値が大きいほど大きく、車速Ｖが高いほど小さい。なお、基本目標戻し速度Ｖrbなどの戻し速度は、ステアリングホイール１４が中立位置へ向けて戻るときの回転角速度である。
【００４２】
電子制御装置５０は、ステアリングホイール１４が切り増しされる状況又は保舵の状況にあるときには、切り増し又は保舵時の操舵アシストトルクの制御を行う。即ち、電子制御装置５０は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに基づいて目標操舵アシストトルクＴatを演算する。更に、電子制御装置５０は、操舵アシストトルクＴaが目標操舵アシストトルクＴatになるようパワーステアリングユニット４６を制御することにより、運転者の操舵負担を軽減する。
【００４３】
これに対し、ステアリングホイール１４が中立位置へ向けて戻される状況にあるときには、電子制御装置５０は、図２及び図３に示されたフローチャートに従って、ステアリングホイール１４の中立位置への戻し速度Ｖrの制御を行う。即ち、電子制御装置５０は、操舵角θ及び車速Ｖに基づいて基本目標戻し速度Ｖrbを演算し、ステアリングホイール１４を好ましく中立位置へ向けて戻すための目標戻し速度Ｖrtを基本目標戻し速度Ｖrbに基づいて演算する。更に、電子制御装置５０は、ステアリングホイール１４の実際の戻し速度Ｖrが目標戻し速度Ｖrtになるように、それらの戻し速度の偏差に基づくフィードバック制御によってパワーステアリングユニット４６を制御することにより操舵アシストトルクＴaを制御する。
【００４４】
次に、図２及び図３に示されたフローチャートを参照して、第一の実施形態におけるステアリングホイール１４の中立位置への戻し速度Ｖrの制御（以下、必要に応じて単に「制御」いう）について説明する。図２に示されたフローチャートによる制御は、ステアリングホイール１４が中立位置へ向けて戻される状況にあるときに、所定の時間毎に繰返し実行される。図２に示されたフローチャートによる制御の途中において、ステアリングホイール１４が切り増し又は保舵の状況になると、操舵アシストトルクの制御は、上述の切り増し又は保舵時の操舵アシストトルクの制御へ移行する。
【００４５】
なお、ステアリングホイール１４が中立位置へ向けて戻される状況にあるか否かの判定は、本発明の一部ではなく、任意の要領にて行われてよい。例えば、上記判定は、操舵トルクＴの大きさが保舵に必要な値よりも小さいこと、操舵角θ及び操舵角速度θdの符号が異なること、操舵角θ及び操舵トルクＴの符号が異なること、及び操舵トルクＴ及び操舵角速度θdの符号が異なること、の何れか又は組合せにより行われてよい。
【００４６】
まず、ステップ１０においては、図６に示されたマップを使用して操舵角θ及び車速Ｖに対応する基本目標戻し速度Ｖrbが演算される。なお、基本目標戻し速度Ｖrbは、操舵角θが正の値であるときには負の値に演算され、操舵角θが負の値であるときには正の値に演算される。
【００４７】
ステップ２０においては、フラグＦが１であるか否かの判別、即ち後述の遷移目標戻し速度Ｖtrtの演算が不要であり、最終目標戻し速度Ｖfrtが基本目標戻し速度Ｖrbに設定されるべきであるか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときには、制御はステップ１５０へ進み、否定判別が行われたときには、ステップ３０において暫定の目標戻し速度Ｖprtが基本目標戻し速度Ｖrbに設定された後、制御はステップ４０へ進む。なお、フラグＦは、制御の開始時に０にリセットされ、図２に示されたフローチャートによる制御の途中において、ステアリングホイール１４が切り増し又は保舵の状況になったときにも、０にリセットされる。
【００４８】
ステップ４０においては、図３に示されたフローチャートに従って、後述のステップ１１０におけるローパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆclが演算され、更に目標戻し速度Ｖrtの増大量を制限するための増大変化制限値ΔＶrcが演算される。なお、図３に示されたフローチャートに従って行われるカットオフ周波数ｆcl及び増大変化制限値ΔＶrcの演算については後述する。
【００４９】
ステップ８０においては、暫定の目標戻し速度Ｖprtと前回の目標戻し速度Ｖrtfとの偏差ΔＶprtの絶対値が増大変化制限値ΔＶrcを越えているか否かの判別、即ち目標戻し速度Ｖrtの増大量の制限が必要であるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには、ステップ９０において目標戻し速度Ｖrtが暫定の目標戻し速度Ｖprtに設定される。これに対し、肯定判別が行われたときには、ステップ１００において目標戻し速度Ｖrtが前回の目標戻し速度Ｖrtfと、signθ及び増大変化制限値ΔＶrcの積signθ・ΔＶrcとの和Ｖrtf＋signθ・ΔＶrcに設定される。なお、signθは操舵角θの符号を表す。
【００５０】
ステップ１１０においては、目標戻し速度Ｖrtがステップ４０において設定されたカットオフ周波数ｆclにてローパスフィルタ処理されることにより、遷移目標戻し速度Ｖtrtが演算される。
【００５１】
ステップ１２０においては、基本目標戻し速度Ｖrbと遷移目標戻し速度Ｖtrtとの偏差ΔＶtrtの絶対値が基準値α（正の定数）を越えているか否かの判別が行われる。即ち、戻し速度の制御を基本目標戻し速度Ｖrbに基づく制御に移行させることができず、遷移目標戻し速度Ｖtrtに基づく制御を継続すべきであるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには、ステップ１３０においてフラグＦが１にセットされた後、制御はステップ１５０へ進む。これに対し、肯定判別が行われたときには、ステップ１４０において最終目標戻し速度Ｖfrt及び次の制御サイクルにおいて使用される前回の目標戻し速度Ｖrtfが、何れも遷移目標戻し速度Ｖtrtに設定された後、制御はステップ１６０へ進む。
【００５２】
ステップ１５０においては、戻し速度の制御は遷移目標戻し速度Ｖtrtに基づく制御から基本目標戻し速度Ｖrbに基づく制御へ移行してよいで、最終目標戻し速度Ｖfrtが基本目標戻し速度Ｖrbに設定される。
【００５３】
ステップ１６０においては、実際の戻し速度Ｖrが操舵角θの時間微分値として演算され、最終目標戻し速度Ｖfrtと実際の戻し速度Ｖrとの偏差に基づいて該偏差が小さくなるよう、操舵アシストトルクＴa（戻し方向のアシストトルク）がフィードバック制御される。
【００５４】
次に、図３に示されたフローチャートを参照して、上記ステップ４０において実行されるカットオフ周波数ｆcl及び増大変化制限値ΔＶrcの演算について説明する。
【００５５】
まず、ステップ４４においては、操舵トルクＴの時間微分値Ｔdが演算されると共に、下記の式（１）に従って操舵の能動・受動指標値ＩＮsが演算される。なお、ＩＮsが正の値であるときには、運転者の操舵操作は能動的な操舵操作であり、運転者はステアリングホイール１４を能動的に中立位置へ戻している。ＩＮsが負の値であるときには、運転者の操舵操作は受動的な操舵操作であり、運転者は中立位置へ向けて戻るステアリングホイール１４の回転によって運転者の腕が移動されている。ＩＮsが０であるときには、運転者の操舵操作は能動的な操舵操作でもなければ、受動的な操舵操作でもなく、ステアリングホイール１４が回転されていない状況である。
ＩＮs＝θd・Ｔ＋θ・Ｔd  ……（１）
【００５６】
ステップ４６においては、操舵の能動・受動指標値ＩＮsが負の値であるか否かの判別、即ち運転者の操舵操作は受動的な操舵操作であるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには、制御はステップ５６へ進み、肯定判別が行われたときには、制御はステップ４８へ進む。
【００５７】
ステップ４８においては、操舵角θの絶対値に基づいて図７に示されたマップから操舵角θの大きさに基づく補正係数Ｋs（正の値）が演算される。図７に示されているように、補正係数Ｋsは、概略的には操舵角θの絶対値が大きいほど小さくなり、操舵角θの絶対値が大きい領域においては１よりも小さく、操舵角θの絶対値が小さい領域においては１よりも大きくなるよう演算される。
【００５８】
ステップ５０においては、下記の式（２）に従って上記ステップ１１０におけるローパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆclが演算される。なお、ｆclbはカットオフ周波数のベースの値（正の定数）である。操舵の能動・受動指標値ＩＮsは負の値であるので、１＋ＩＮsは１よりも小さく、よって、ｆclb・（１＋ＩＮs）はベースの値ｆclbよりも小さい。
ｆcl＝ｆclb・（１＋ＩＮs）・Ｋs  ……（２）
【００５９】
ステップ５２においては、操舵角θの絶対値に基づいて図８に示されたマップから増大変化制限値ΔＶrc（正の値）が演算される。図８に示されているように、増大変化制限値ΔＶrcも概略的には操舵角θの絶対値が大きいほど小さくなるよう演算される。
【００６０】
ステップ５６においては、操舵の能動・受動指標値ＩＮsが正の値であるか否かの判別、即ち運転者の操舵操作は能動的な操舵操作であるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときには、制御はステップ６４へ進み、肯定判別が行われたときには、制御はステップ５８へ進む。なお、ステップ５６において否定判別が行われるのは、操舵の能動・受動指標値ＩＮsが０の場合である。能動・受動指標値ＩＮsは上記式（１）に従って演算されるので、ステアリングホイール１４が中立位置へ向けて戻される状況にあるかと判定されていても、０になる場合がある。
【００６１】
ステップ５８においては、下記の式（３）に従ってローパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆclが演算される。操舵の能動・受動指標値ＩＮsは正の値であるので、１＋ＩＮsは１よりも大きく、よって、ｆclb・（１＋ＩＮs）はベースの値ｆclbよりも大きい。
ｆcl＝ｆclb・（１＋ＩＮs）  ……（３）
【００６２】
ステップ６０においては、増大変化制限値ΔＶrcが予め設定された最大値ΔＶrcmax（正の値）に設定される。なお、最大値ΔＶrcmaxは図８に示された増大変化制限値ΔＶrcの最大値と同一又はそれよりも大きい値である。
【００６３】
ステップ６４においては、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆclがカットオフ周波数のベースの値ｆclbに設定される。
【００６４】
ステップ６６においては、増大変化制限値ΔＶrcが予め設定されたベースの値ΔＶrcb（正の値）に設定される。なお、ベースの値ΔＶrcbは図８に示された増大変化制限値ΔＶrcの最大値と最小値との間の値である。
【００６５】
以上の説明から解るように、ステップ１０において、図６に示されたマップを使用して操舵角θ及び車速Ｖに対応する基本目標戻し速度Ｖrbが演算される。基本目標戻し速度Ｖrbと遷移目標戻し速度Ｖtrtとの偏差ΔＶtrtの絶対値が基準値αを越えている状況においては、フラグＦは０である。よって、ステップ２０において否定判別が行われ、ステップ３０〜１００により遷移目標戻し速度Ｖtrtが演算される。更に、ステップ１２０において肯定判別が行われ、ステップ１４０において最終目標戻し速度Ｖfrtが遷移目標戻し速度Ｖtrtに設定され、ステップ１６０においてステアリングホイール１４の戻し速度Ｖrが、遷移目標戻し速度Ｖtrtになるように制御される。
【００６６】
これに対し、基本目標戻し速度Ｖrbと遷移目標戻し速度Ｖtrtとの偏差ΔＶtrtの絶対値が基準値α以下になると、ステップ１２０において否定判別が行われ、ステップ１３０においてフラグＦが１に設定される。よって、ステップ２０において肯定判別が行われ、ステップ１５０において最終目標戻し速度Ｖfrtが基本目標戻し速度Ｖrbに設定され、ステップ１６０においてステアリングホイール１４の戻し速度Ｖrが、基本目標戻し速度Ｖrbになるように制御される。
【００６７】
図９は、戻し速度Ｖrの制御が行われない車両について、ステアリングホイール１４が中立位置から切り増しされ、瞬間的に保舵の状況を経て中立位置へ向けて戻される操舵操作の一例を示している。図９において、点Ｐ1は中立位置を示し、点Ｐ2は切り増し速度が最大の状況を示している。点Ｐ3は保舵の状況を示し、点Ｐ4は切り戻し速度が最大の状況を示している。
【００６８】
更に、図９において、一点鎖線は、基本目標戻し速度Ｖrb、即ち操舵角θの大きさが無限大の位置からステアリングホイール１４を中立位置へ向けて戻すときの理想的な戻し速度を示し、二点鎖線は、第一の実施形態における遷移目標戻し速度Ｖtrtを示している。点Ｐ5は第一の実施形態において制御される戻し速度Ｖrが最大の状況を示し、点Ｐ6は遷移目標戻し速度Ｖtrtの演算が不要になる点を示している。
【００６９】
第一の実施形態においては、ステアリングホイール１４が中立位置へ向けて戻される状況になると、図２及び図３に示されたフローチャートに従って行われるステアリングホイール１４の中立位置への戻し速度Ｖrの制御が開始される。よって、点Ｐ3から点Ｐ1までの戻し速度Ｖrが、第一の実施形態により二点鎖線にて示されているように制御される。特に、戻し速度Ｖrは、点Ｐ3から点Ｐ6までは遷移目標戻し速度Ｖtrtになるよう制御され、点Ｐ6から点Ｐ1までは基本目標戻し速度Ｖrbになるよう制御される。
【００７０】
第一の実施形態によれば、ステアリングホイール１４が中立位置へ向けて戻ることを促進するように操舵アシストトルクが制御される。よって、戻し速度の制御が行われない車両の場合に比して、ステアリングホイール１４が中立位置へ向けて戻される状況になった後の戻し速度Ｖrの大きさを大きくすることができる。従って、例えば車両が低速にて旋回走行する場合のように、操舵輪に作用するセルフアライニングトルクが小さい状況においても、ステアリングホイール１４を中立位置へ効率的に戻すことができる。
【００７１】
また、図９に示されているように、遷移目標戻し速度Ｖtrtの大きさは、点Ｐ3から点Ｐ6まで操舵角θの大きさが減少するにつれて基本目標戻し速度Ｖrbに漸次近づくよう、実質的に０から漸次増大する。
よって、基本目標戻し速度Ｖrbをローパスフィルタ処理することにより演算される戻し速度Ｖrの目標値（以下「比較例の目標値」という）に比して、遷移目標戻し速度Ｖtrtの大きさの増大率を低減することができる。従って、第一の実施形態によれば、比較例の場合に比して、戻し速度制御の初期に、戻し速度Ｖrが急激に増大し、ステアリングホイール１４が過剰に早く回転することに起因して車両の乗員が違和感を覚える虞を低減することができる。
【００７２】
例えば、図１０は、ステアリングホイール１４が中立位置から切り増しされ、保舵の状況を経て中立位置へ戻される状況の一例について、操舵角θ（上段）及び操舵角速度θd（下段）の変化を示している。なお、図１０において、実線は戻し速度の制御が行われない場合の例を示し、一点鎖線は基本目標戻し速度Ｖrbを示している。二点鎖線は第一の実施形態の場合を示し、破線は比較例の場合を示している。
【００７３】
比較例の場合には、ステアリングホイール１４が中立位置へ向けて戻される状況になると、戻し速度Ｖrの目標値が基本目標戻し速度Ｖrbをローパスフィルタ処理した値に設定されるので、戻し速度Ｖrの大きさが急激に増大する。そのため、ステアリングホイール１４が中立位置へ向けて戻される状況の少なくとも初期に、ステアリングホイール１４が中立位置へ向けて過剰に早く回転し、操舵角θの大きさが急激に減少する。
【００７４】
また、戻し速度Ｖrの目標値の大きさが急激に増大するので、ステアリングホイール１４を中立位置へ戻すための操舵アシストトルクが過剰になり易い。そのため、戻し速度Ｖrの大きさが基本目標戻し速度Ｖrbの大きさよりも大きくなること及び小さくなることを繰り返すハンチングが生じ易く、ステアリングホイール１４が中立位置へ戻る回転速度が不必要に増減する。
【００７５】
上記問題の発生を回避すべく、前述の特許文献１に記載された電動パワーステアリング装置のように、戻し速度の偏差の大きさが大きいときには、戻し速度の偏差に基づく操舵アシストトルクのフィードバック制御のゲインを小さい値に設定することが考えられる。或いは、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を小さい値に設定することが考えられる。
【００７６】
しかし、フィードバック制御のゲインが小さい値に設定される場合には、ステアリングホイール１４を中立位置へ向けて戻すことを促進する操舵アシストトルクの大きさが制限される。他方、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数が小さい値に設定される場合には、戻し速度Ｖrの目標値の増大率が制限される。よって、上記何れの対策の場合にも、戻し速度Ｖrの目標値が実質的に基本目標戻し速度Ｖrbに到達するタイミングが過剰に遅くなり、結果的にステアリングホイール１４が中立位置へ向けて戻るタイミングも過剰に遅くなることが避けられない。
【００７７】
これに対し、第一の実施形態によれば、ステップ８０〜１００において、各制御サイクル毎の目標戻し速度Ｖrtの大きさの増大量が増大変化制限値ΔＶrc以下に制限されるので、遷移目標戻し速度Ｖtrtの大きさは漸次増大する。更に、戻し速度Ｖrの目標値である遷移目標戻し速度Ｖtrtは、ステップ１１０において目標戻し速度Ｖrtをローパスフィルタ処理することにより演算されるので、遷移目標戻し速度Ｖtrtの大きさの増大率は漸次減少し、基本目標戻し速度Ｖrbの変化率に近づく。よって、戻し速度制御の初期に、操舵アシストトルクの大きさ及び変化率が過大になる虞を低減することができる。従って、戻し速度Ｖrの大きさが基本目標戻し速度Ｖrbの大きさに対しハンチングする虞を低減し、ステアリングホイール１４の回転速度が不必要に増減する虞を低減することができる。
【００７８】
また、遷移目標戻し速度Ｖtrtを演算するためにローパスフィルタ処理される目標戻し速度Ｖrtの大きさが過大になることを防止することができるので、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を過剰に小さい値に設定する必要がない。よって、遷移目標戻し速度Ｖtrtが実質的に基本目標戻し速度Ｖrbに到達するタイミングが過剰に遅くなることを防止し、ステアリングホイール１４が中立位置へ戻るタイミングが過剰に遅くなることを防止することができる。
【００７９】
図１１は、第一の実施形態の上記作用効果を特許文献１に記載された電動パワーステアリング装置と対比して説明するために、操舵角θ（上段）、目標戻し速度（中段）及び操舵アシストトルクＴa（下段）の変化の例を示している。
【００８０】
ステアリングホイール１４の戻し速度制御の初期においては、一点鎖線にて示された基本目標戻し速度Ｖrbと図１１には示されていない実際の戻し速度Ｖrとの偏差の大きさが大きい。よって、特許文献１に記載された電動パワーステアリング装置の場合には、フィードバック制御のゲインが小さい値に設定されるため、下段において破線にて示されているように、操舵アシストトルクＴaの大きさは小さい値になる。従って、実際の戻し速度Ｖrの大きさは十分に大きくならず、上段において破線にて示されているように、操舵角θの大きさの減少速度は小さい。
【００８１】
そのため、中段において破線にて示されているように、時間の経過に対する基本目標戻し速度Ｖrbの変化が遅くなり、戻し速度の偏差の大きさが大きい状況が長く継続するので、フィードバック制御のゲインが小さい値に設定される状況も長く継続する。その結果、上段において破線にて示されているように、ステアリングホイール１４が中立位置へ戻って操舵角θが０になるまでに非常に長い時間が必要になる。
【００８２】
これに対し、第一の実施形態によれば、戻し速度制御が開始すると、中段において実線にて示されているように、遷移目標戻し速度Ｖtrtは、一点鎖線にて示された基本目標戻し速度Ｖrbに漸次近づく。なお、遷移目標戻し速度Ｖtrtが基本目標戻し速度Ｖrbに到達すると、遷移目標戻し速度Ｖtrtは基本目標戻し速度Ｖrbに則して変化するようになる。よって、下段において二点鎖線にて示されているように、操舵アシストトルクＴaの大きさは漸次増大するので、上段において二点鎖線にて示されているように、操舵角θの大きさの減少速度は特許文献１に記載された電動パワーステアリング装置の場合よりも速くなる。従って、実際の戻し速度Ｖrの大きさが十分に大きくなるで、ステアリングホイール１４は特許文献１に記載された電動パワーステアリング装置の場合よりも早く中立位置へ戻る。
【００８３】
また、第一の実施形態によれば、ステップ４４において、操舵の能動・受動指標値ＩＮsが演算され、ステップ４６において、操舵の能動・受動指標値ＩＮsが負の値であるか否かの判別、即ち運転者の操舵操作は受動的な操舵操作であるか否かの判別が行われる。運転者の操舵操作が受動的な操舵操作であるときには、ステップ５０において、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆclがベースの値ｆclbよりも小さい値に演算される。これに対し、運転者の操舵操作が能動的な操舵操作であるときには、ステップ５６において肯定判別が行われ、ステップ５８において、カットオフ周波数ｆclがベースの値ｆclbよりも大きい値に演算される。
【００８４】
図１２は、運転者の操舵操作が受動的な操舵操作であるか否かによって、遷移目標戻し速度Ｖtrtの大きさの増大率が異なることを示す図であり、θhはステアリングホイール１４が中立位置へ戻り始める時の操舵角である。図１２において、実線は運転者の操舵操作が受動的な操舵操作でも能動的な操舵操作でもない場合を示し、細い二点鎖線及び太い二点鎖線は、それぞれ操舵操作が受動的な操舵操作である場合及び操舵操作が能動的な操舵操作である場合を示している。
【００８５】
運転者の操舵操作が受動的な操舵操作であるときには、運転者はステアリングホイール１４を積極的に中立位置へ戻そうとしていない。運転者の操舵操作が受動的な操舵操作であるときには、図１２において細い二点鎖線にて示されているように、遷移目標戻し速度Ｖtrtの大きさの増大率を、戻し速度の制御が行われない車両の場合と同様に、穏やかな値にすることができる。よって、ステアリングホイール１４が過剰に速く中立位置へ向けて戻ることを防止することができ、運転者は修正操舵が必要であると感じたときに容易に修正操舵を行うことができる。
【００８６】
これに対し、運転者の操舵操作が能動的な操舵操作であるときには、運転者はステアリングホイール１４を積極的に中立位置へ戻そうとしている。運転者の操舵操作がの能動的な操舵操作であるときには、図１２において太い二点鎖線にて示されているように、遷移目標戻し速度Ｖtrtの大きさの増大率を大きい値にすることができる。よって、ステアリングホイール１４を中立位置へ向けて戻すことを促す操舵アシストトルクＴaを速やかに増大させることができるので、ステアリングホイール１４を速やかに中立位置へ戻したいという運転者の要求を効果的に充足させることができる。
【００８７】
特に、第一の実施形態によれば、運転者の操舵操作が受動的な操舵操作であるときには、ステップ５０において、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆclが、ｆclb・（１＋ＩＮs）と補正係数Ｋsとの積として演算される。補正係数Ｋsは、ステップ４８において、操舵角θの絶対値が大きいほど小さくなるよう、演算される。よって、ステアリングホイール１４が中立位置へ向けて戻り始める段階においては、操舵角θの絶対値が大きいので、カットオフ周波数ｆclを大きくし、遷移目標戻し速度Ｖtrtの大きさの増大率を大きくすることができる。
【００８８】
また、戻し速度の制御が進行し、操舵角θの絶対値が小さくなると、それに応じて補正係数Ｋsが漸次大きくなる。よって、戻し速度の制御が進行し、操舵角θの絶対値が小さくなるにつれて、カットオフ周波数ｆclを漸次大きくすることができ、このことによっても遷移目標戻し速度Ｖtrtの大きさの増大率を漸次大きくすることができる。
【００８９】
更に、第一の実施形態によれば、ステップ５２において、操舵角θの絶対値が大きいほど小さくなるよう、増大変化制限値ΔＶrcが演算され、ステップ８０〜１００において、制御サイクル毎の目標戻し速度Ｖrtの大きさの増大量が増大変化制限値ΔＶrc以下に制限される。よって、操舵角θの大きさが小さく、操舵輪に作用するセルフアライニングトルクの大きさが小さいときには、遷移目標戻し速度Ｖtrtの大きさの増大率を大きくし、ステアリングホイール１４が中立位置へ向けて戻ることを効果的に促進することができる。逆に、操舵角θの大きさが大きく、操舵輪に作用するセルフアライニングトルクの大きさが大きいときには、遷移目標戻し速度Ｖtrtの大きさの増大率を小さくし、操舵アシストトルクＴaが過大になる虞を低減することができる。
【００９０】
［第二の実施形態］
図４は、本発明による電動パワーステアリング装置１０の第二の実施形態におけるステアリングホイール１４の中立位置への戻し速度Ｖrの制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図４において図２に示されたステップと同一のステップには、図２において付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されている。
【００９１】
図４と図２との比較から解るように、第二の実施形態においては、ステップ４０及び１５０以外のステップは、第一の実施形態と同様に実行される。ステップ４０においては、カットオフ周波数ｆcl及び増大変化制限値ΔＶrcは、図３に示されたフローチャートに代えて図５に示されたフローチャートに従って演算される。
【００９２】
ステップ１５０においては、最終目標戻し速度Ｖfrtが基本目標戻し速度Ｖrbに設定され、更に、ステップ２０において否定判別が行われた回数、即ち最終目標戻し速度Ｖfrtが遷移目標戻し速度Ｖtrtに設定された回数を示すカウント値Ｃrが０にリセットされる。なお、カウント値Ｃrは、制御の開始時に０にリセットされ、図４に示されたフローチャートによる制御の途中において、ステアリングホイール１４が切り増し又は保舵の状況になったときにも、０にリセットされる。
【００９３】
次に、図５に示されたフローチャートを参照して、上記ステップ４０におけるカットオフ周波数ｆcl及び増大変化制限値ΔＶrcの演算について説明する。
【００９４】
図５と図３との比較から解るように、第二の実施形態においては、ステップ４４に先立ってステップ４２が実行され、ステップ４２においては、カウント値Ｃrが１インクリメントされる。
【００９５】
ステップ４６〜５０は第一の実施形態と同様に実行され、ステップ５０の次に実行されるステップ５４においては、下記の式（４）に従って増大変化制限値ΔＶrcの補正係数Ｋin（正の整数）が演算される。なお、下記の式（４）において、Ｃpaは予め設定された３よりも大きい一定の整数である。下記の式（４）及び後述の式（５）の関数ＲＵは、カッコ内の数値の小数を繰り上げて整数にする関数である。
Ｋin＝ＲＵ（Ｃr／Ｃpa）  ……（４）
【００９６】
ステップ５６及び５８も第一の実施形態と同様に実行され、ステップ５８の次に実行されるステップ６２においては、下記の式（５）に従って補正係数Ｋinが演算される。なお、下記の式（５）において、Ｃpoは予め設定された正の一定の整数であり、Ｃpaよりも小さい。よって、同一のＣrについて比較すると、ステップ６２において演算される補正係数Ｋinは、ステップ５４において演算される補正係数Ｋinよりも大きい。
Ｋin＝ＲＵ（Ｃr／Ｃpo）  ……（５）
【００９７】
ステップ６４は第一の実施形態と同様に実行され、ステップ６４の次に実行されるステップ６８においては、下記の式（６）に従って補正係数Ｋinが演算される。なお、下記の式（６）において、Ｃpbは予め設定された正の一定の整数であり、Ｃpoよりも大きくＣpaよりも小さい。よって、、同一のＣrについて比較すると、ステップ６４において演算される補正係数Ｋinは、ステップ５４において演算される補正係数Ｋinよりも大きく、ステップ６２において演算される補正係数Ｋinよりも小さい。
Ｋin＝ＲＵ（Ｃr／Ｃpb）  ……（６）
【００９８】
ステップ５４、６２及び６８の何れかが完了すると、制御はステップ７０へ進み、ステップ７０においては、増大変化制限値ΔＶrcが補正係数Ｋinと予め設定されたベースの値ΔＶrcb（正の整数）との積として演算される。
【００９９】
以上の説明より解るように、第二の実施形態によれば、ステップ４２、５４、６２、６８、７０及び１５０以外のステップは、第一の実施形態と同様に実行される。特に、ステップ５４、６２、６８及び７０は、第一の実施形態のステップ５２、６０、６６に代えて実行される。よって、ステップ５２、６０、６６により得られる作用効果以外の作用効果を、第二の実施形態においても同様に得ることができる。
【０１００】
上述のように、ステップ７０における増大変化制限値ΔＶrcの演算に使用される補正係数Ｋinは、ステップ４２、５４、６２及び６８により、戻し速度の制御が進行するにつれて段階的に増大するよう演算される。よって、増大変化制限値ΔＶrcの大きさも、戻し速度の制御が進行するにつれて段階的に増大する。従って、図１３に示されているように、第一の実施形態の場合に比して、操舵角θの大きさの減少量に対する遷移目標戻し速度Ｖtrtの増大量の比を小さくし、これにより戻し速度制御の初期における遷移目標戻し速度Ｖtrtの増大率を穏やかにすることができる。
【０１０１】
また、補正係数Ｋinは、ステップ４６及び５６における判定結果に応じて、ステップ５４、６２及び６８により可変設定される。特に、補正係数Ｋinは、運転者の操舵操作が受動的な操舵操作であるときには、運転者の操舵操作が能動的な操舵操作であるときに比して、小さい値に演算される。よって、運転者の操舵操作が受動的な操舵操作であり、運転者はステアリングホイール１４を積極的に中立位置へ戻そうとしていない場合には、遷移目標戻し速度Ｖtrtの大きさの増大率を穏やかな値にすることができる。従って、ステアリングホイール１４が過剰に速く中立位置へ向けて戻ることを防止することができる。
【０１０２】
これに対し、運転者の操舵操作が能動的な操舵操作であり、運転者がステアリングホイール１４を積極的に中立位置へ戻そうとしている場合には、遷移目標戻し速度Ｖtrtの大きさの増大率を大きい値にすることができる。よって、ステアリングホイール１４を中立位置へ向けて戻すことを促す操舵アシストトルクＴaの大きさを速やかに増大させて、ステアリングホイール１４を速やかに中立位置へ戻したいという運転者の要求を効果的に充足させることができる。
【０１０３】
また、補正係数Ｋinは、戻し速度の制御が進行するにつれて段階的に増大するが、運転者の操舵操作が能動的な操舵操作であるときの増大率は、運転者の操舵操作が受動的な操舵操作であるときの増大率に比して大きい。よって、運転者の操舵操作が受動的な操舵操作である場合に、遷移目標戻し速度Ｖtrtが過剰に早く基本目標戻し速度Ｖrbに到達することを防止することができる。逆に、運転者の操舵操作が能動的な操舵操作である場合に、遷移目標戻し速度Ｖtrtが基本目標戻し速度Ｖrbに到達することが過剰に遅くなることを防止することができる。
【０１０４】
更に、第二の実施形態によれば、上述のように、戻し速度の制御の初期における遷移目標戻し速度Ｖtrtの大きさの増大率を、第一の実施形態の場合に比して穏やかにすることができる。よって、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆclが第一の実施形態の場合に比して大きい値に制御されても、戻し速度制御の初期においてステアリングホイール１４を中立位置へ向けて戻すための操舵アシストトルクＴaの大きさが過大になる虞を低減することができる。従って、第一の実施形態の場合に比してカットオフ周波数ｆclを大きい値にすることができるので、ローパスフィルタ処理に起因して遷移目標戻し速度Ｖtrtが基本目標戻し速度Ｖrbに到達することが過剰に遅くなる虞を低減することができる。
【０１０５】
以上においては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【０１０６】
例えば、上述の第一及び第二の実施形態においては、ステップ４８において、操舵角θの絶対値に基づいて補正係数Ｋsが演算され、ステップ５０において、補正係数Ｋsを含む式（２）に従ってローパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆclが演算される。しかし、ステップ４８における補正係数Ｋsの演算が省略され、ステップ５０において、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆclが、ｆclb・（１＋ＩＮs）として演算されるよう修正されてもよい。
【０１０７】
また、上述の第一及び第二の実施形態においては、ステップ４６及び５６において否定判別が行われたときには、換言すれば、運転者の操舵操作が能動的な操舵操作でもなければ受動的な操舵操作でもないと判定されたときには、制御はステップ６４へ進む。しかし、第一の実施形態においてはステップ５６、６４及び６６が省略され、第二の実施形態においてはステップ５６、６４及び６８が省略されてもよい。即ち、ステップ４６において否定判別が行われたときには、換言すれば、運転者の操舵操作が受動的な操舵操作ではないと判定されたときには、制御はステップ５８へ進むよう修正されてよい。
【０１０８】
或いは、第一の実施形態においてはステップ４６、６４及び６６が省略され、ステップ４４が完了すると、制御はステップ５６へ進み、ステップ５６において否定判別が行われたときには、制御はステップ４８へ進むよう修正されてよい。同様に、第二の実施形態においてはステップ４６、６４及び６８が省略され、ステップ４４が完了すると、制御はステップ５６へ進み、ステップ５６において否定判別が行われたときには、制御はステップ４８へ進むよう修正されてよい。
【０１０９】
また、上述の第二の実施形態においては、第一の実施形態の場合と同様に、ステップ５０、５８及び６４において、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆclが運転者の操舵操作状況に応じて可変設定されるようになっている。しかし、ステップ４８、５０、５８及び６４が省略され、カットオフ周波数ｆclが運転者の操舵操作状況に関係なく一定の値に設定されるよう修正されてもよい。
【０１１０】
また、上述の第二の実施形態においては、増大変化制限値ΔＶrcの補正係数Ｋinは、ステップ５４、６２又は６８において、正の整数に演算されるようになっている。しかし、補正係数Ｋinは整数でなくてもよく、例えば、ステップ５４、６２及び６８において、それぞれＣpa、Ｃpo及びＣpbサイクル毎に、補正係数ＫinがそれぞれＣr／Ｃpa、Ｃr／Ｃpo、Ｃr／Ｃpbに更新されるよう修正されてもよい。
【０１１１】
また、上述の第二の実施形態においては、ステップ４６及び５６において否定判別が行われたときには、ステップ６８において、補正係数Ｋinが上記式（６）に従って演算される。しかし、補正係数Ｋinは例えば１のように、予め決定された正の定数に設定されてもよい。
【０１１２】
また、上述の第一及び第二の実施形態においては、図６に示されているように、基本目標戻し速度Ｖrbは操舵角θ及び車速Ｖの関数である。しかし、基本目標戻し速度Ｖrbは操舵角θのみの関数であってもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１０…電動パワーステアリング装置、１２…操舵装置、１４…ステアリングホイール、２０…操舵機構、４６…パワーステアリングユニット、５０…電子制御装置、５２…操舵角センサ、５４…トルクセンサ、５６…車速センサ、５８…ＣＰＵ、６０…ＲＯＭ
【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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【図１３】
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