(57)【要約】【課題】  ＥＰＳモータからの振動音を低減し、ＥＰＳモータの振動が車体に伝わることによって生じるドライバの乗り心地不快感、さらには車体挙動への影響を抑制する。【解決手段】  タイヤ横力に起因するタイヤゴムの振動によりＥＰＳモータの駆動電流が振動するような場合には、その振動部分を除去する。具体的には、ＥＰＳモータの駆動電流の振動部分に対して、逆位相、同振幅となる電流を加えるようにする。これにより、ＥＰＳモータの駆動電流からタイヤ横力に起因するタイヤゴムの振動の影響を無くすことができる。従って、ＥＰＳモータからの振動音を低減することができ、ＥＰＳモータ４の振動が車体に伝わることによって生じるドライバの乗り心地不快感、さらには車体挙動への影響を抑制することを可能となる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライバによるステアリングの操作量に応じた駆動電流を出力する制御部（３）を有し、この制御部が出力した駆動電流に基づいて電気パワーステアリングモータ（４）を駆動することで、車両における両前輪（ＦＲ、ＦＬ）の操舵角を調整するパワーステアリング装置において、
前記制御部（３）は、前記駆動電流が前記両車輪（ＦＲ、ＦＬ）に取り付けられたタイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づいて振動していることを検出し、前記駆動電流が振動していることを検出した場合には、前記駆動電流から前記タイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づく振動部分を除去した電流を前記駆動電流として、前記電気パワーステアリングモータ（４）に出力するようになっていることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
前記制御部（３）は、前記駆動電流の周波数を検出し、検出した周波数が前記両車輪に取り付けられたタイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動周波数と一致している場合には、前記駆動電流が前記両車輪（ＦＲ、ＦＬ）に取り付けられたタイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づいて振動しているとすることを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
【請求項３】
前記制御部（３）は、前記駆動電流の振幅を検出し、この振幅が所定値を超えていれば、前記駆動電流から前記タイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づく振動部分を除去するようになっていることを特徴とする請求項２に記載のパワーステアリング装置。
【請求項４】
前記制御部（３）は、前記駆動電流の位相を検出し、前記駆動電流のうち前記タイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づく振動部分に対して、逆位相の電流を加えることで、前記駆動電流から前記タイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づく振動部分を除去するようになっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のパワーステアリング装置。
【請求項５】
前記制御部（３）は、前記駆動電流のうち前記タイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づく振動部分をマスクし、前記タイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づく振動が発生する以前における前記駆動電流の傾きから補完用電流を求めると共に、この補完用電流を前記マスクした部分における前記駆動電流とするようになっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の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、タイヤ横力に起因した振動による車両振動を抑制できるパワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パワーステアリング装置では、パワーステアリングＥＣＵからドライバによるステアリング操作量に応じた信号を出力することで電気パワーステアリングモータ（ＥＰＳモータ）を駆動し、操舵軸に接続された両前輪の角度調整を行うようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、ドライバがステアリングを操作し、車両が旋回しようとすると、両前輪それぞれのタイヤに対して横力が加えられ、この横力によってタイヤゴムがねじれ、振動する。このタイヤゴムのねじれによる振動は、両前輪が接続された操舵軸を通じてＥＰＳモータに伝えられ、例えばＥＰＳモータの回転子を揺らすことになる。このため、ＥＰＳモータの駆動電流が揺れてＥＰＳモータに逆起電力が生じ、さらにＥＰＳモータの駆動電流が揺らされＥＰＳモータに逆起電力が生じるという現象が繰り返される。これにより、ＥＰＳモータから振動音を発生させたり、ＥＰＳモータの振動によって車体が共振してドライバに乗り心地の不快感を与えたり、さらには路面反力が安定せず車両の安定性が損なわれるという問題がある。
【０００４】
このような問題に対し、ステアリングシャフトをステアリングホイールに連結する第１のステアリングシャフトと、この第１のステアリングシャフトの下側に連結する第２のステアリングシャフトとに分割し、これら第１、第２のステアリングシャフト間に緩衝部材を備えることで、タイヤの横力に起因するステアリングホイールの振動を機械的に低減するという技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第２５６８８１７号公報
【特許文献２】特開２００１−１５１１２３号公報
【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２においては、ステアリングホイールに伝えられる振動を低減することを提案しているものの、ＥＰＳモータの振動を低減するものではない。このため、ＥＰＳモータからの振動音を低減したり、ＥＰＳモータの振動が車体に伝わることによって生じるドライバの乗り心地不快感、さらには車体挙動への影響を抑制できるものではない。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、ＥＰＳモータからの振動音を低減し、ＥＰＳモータの振動が車体に伝わることによって生じるドライバの乗り心地不快感、さらには車体挙動への影響を抑制することを目的とする。また、タイヤの振動そのものを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ドライバによるステアリングの操作量に応じた駆動電流を出力する制御部（３）を有し、この制御部が出力した駆動電流に基づいて電気パワーステアリングモータ（４）を駆動することで、車両における両前輪（ＦＲ、ＦＬ）の操舵角を調整するパワーステアリング装置において、制御部（３）は、駆動電流が両車輪（ＦＲ、ＦＬ）に取り付けられたタイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づいて振動していることを検出し、駆動電流が振動していることを検出した場合には、駆動電流からタイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づく振動部分を除去した電流を駆動電流として、電気パワーステアリングモータ（４）に出力するようになっていることを特徴としている。
【０００８】
このように、駆動電流からタイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づく振動部分を除去した電流を駆動電流とすることで、電気パワーステアリングモータからの振動音を低減することができ、ＥＰＳモータの振動が車体に伝わることによって生じるドライバの乗り心地不快感、さらには車体挙動への影響を抑制することが可能となる。
【０００９】
例えば、請求項２に示すように、制御部（３）は、駆動電流の周波数を検出し、検出した周波数が両車輪に取り付けられたタイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動周波数と一致している場合に、駆動電流が両車輪（ＦＲ、ＦＬ）に取り付けられたタイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づいて振動しているとする。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、制御部（３）は、駆動電流の振幅を検出し、この振幅が所定値（Ａ）を超えていれば、駆動電流からタイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づく振動部分を除去するようになっていることを特徴としている。このように、駆動電流の振幅が所定値を超えている場合にのみ、駆動電流からタイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づく振動部分を除去するようにしてもよい。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、制御部（３）は、駆動電流の位相を検出し、駆動電流のうちタイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づく振動部分に対して、逆位相の電流を加えることで、駆動電流からタイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づく振動部分を除去するようになっていることを特徴としている。
【００１２】
このように、駆動電流のうちタイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づく振動部分に対して、逆位相の電流を加えることで、駆動電流からタイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づく振動部分を除去することができる。
【００１３】
また、請求項５に示すように、駆動電流のうちタイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づく振動部分をマスクし、タイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づく振動が発生する以前における駆動電流の傾きから補完用電流を求め、この補完用電流をマスクした部分における駆動電流とすることでも、駆動電流からタイヤの横力に起因するタイヤゴムの振動に基づく振動部分を除去することができる。
【００１４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施形態）
図１に、本発明の一実施形態が適用されたパワーステアリング装置の模式図を示す。以下、この図に基づいてパワーステアリング装置の構成および作動についての説明を行う。
【００１６】
図１に示されるように、パワーステアリング装置は、ステアリング１、ステアリングセンサ２、パワーステアリングＥＣＵ３、ＥＰＳモータ４、パワーステアリングシャフト５、操舵軸６および両前輪ＦＲ、ＦＬを備えた構成となっている。
【００１７】
ステアリング１は、ドライバの運転意志に応じて操作されるもので、ステアリングセンサ２は、ステアリング１の操作量、例えばステアリング角度を検出するものである。
【００１８】
パワーステアリングＥＣＵ３は、本発明の制御部に相当するもので、ステアリングセンサ２からの検出信号を受け取り、この検出信号に基づき、ＥＰＳモータ４に対して駆動電流を出力するものである。
【００１９】
ＥＰＳモータ４は、パワーステアリングＥＣＵ３からの駆動電流によって駆動される。このＥＰＳモータ４の作動により、ステアリングシャフト５と操舵軸６との間に備えられたリンク機構内の図示しないステアリングナックルまで伝えられ、両前輪ＦＲ、ＦＬが同方向に駆動される。
【００２０】
このような構成のパワーステアリング装置では、ドライバによりステアリング１が操作されると、その操作量がステアリングセンサ２によって検出される。そして、ステアリングセンサ２での検出値がパワーステアリングＥＣＵ３に入力され、パワーステアリングＥＣＵ３からステアリング操作量に応じた駆動電流がＥＰＳモータ４に送られる。この駆動電流によりＥＰＳモータ４が駆動され、操舵軸６を介して両前輪ＦＲ、ＦＬをドライバによるステアリング１の操作に対応した方向に変位させる。このようにして、ドライバによるステアリング操作力が倍力され、車両の操舵が行えるようになっている。
【００２１】
次に、上記構成、作動を行うパワーステアリング装置が実行する処理について説明する。図２、図３に、パワーステアリング装置が実行する処理のフローチャートを示し、これらの図に基づいて説明する。
【００２２】
図２は、パワーステアリング装置におけるパワーステアリングＥＣＵ３が実行する処理のメインフローを示している。この処理は、図示しないイグニッションスイッチがＯＮされたのち、常に実行されるものである。
【００２３】
まず、ステップ１００では、ステアリングセンサ２からの検出信号に基づき、ドライバによるステアリング操作量の読み込みが行われる。続いて、ステップ１１０では、ステップ１００で読み込んだステアリング操作量に基づき、ＥＰＳモータ４への駆動電流の制御を行うという駆動電流制御が実行される。図３は、この駆動電流制御で実行される各処理の詳細を示したフローチャートである。
【００２４】
図３に示されるように、駆動電流制御が実行されると、まず、ステップ２００において、駆動電流の振動部分の周波数、振幅および位相が演算される。そして、ステップ２１０において、ステップ２００で演算された駆動電流の振動部分の周波数が１０Ｈｚ程度のものであるか否かが判定される。この処理は、タイヤ横力に起因するタイヤゴムの振動に基づいてＥＰＳモータ４の駆動電流が振動しているか否かを判定するものであり、タイヤ横力に起因するタイヤゴムの振動が１０Ｈｚ程度であることから、駆動電流の振動部分の周波数がタイヤゴムの振動の周波数と一致しているか否かを判定するものである。
【００２５】
このステップにより肯定判定されれば、ＥＰＳモータ４の駆動電流の振動がタイヤ横力に起因するタイヤゴムの振動に基づくものであるとしてステップ２２０に進む。逆に、否定判定されれば、ＥＰＳモータ４の駆動電流にタイヤ横力に起因するタイヤゴムの振動に基づく振動が発生していないものとしてステップ２３０に進み、図２のステップ１００で読み込んだステアリング操作量に相当する駆動電流をＥＰＳモータ４に送り処理を終了する。
【００２６】
ステップ２２０では、ＥＰＳモータ４の駆動電流の振動部分の振幅が所定値Ａを超えているか否かが判定される。タイヤ横力に起因するタイヤゴムの振動による力がパワーステアリング装置に伝わり、パワーステアリング装置の倍力作用を実現するＥＰＳモータ４の出力に影響を与え、ＥＰＳモータ４に流す電流に脈動が生じる。したがって、このステップによりＥＰＳモータ４での脈動を見る。なお、所定値Ａは、車両毎にシャフト（伝達系）の剛力やモータの駆動力が違うことから、車両毎に適宜設定される。
つまり、ＥＰＳモータ４の駆動電流の振動部分の振幅が所定値Ａを超えているような場合には、タイヤゴムの振動がホイールおよび車輪のシャフトを介してＥＰＳモータ４に伝わり、駆動電流が振動していると考えられることから、本処理では、駆動電流の振幅から駆動電流の振動がタイヤ横力に起因するタイヤゴムの振動に基づくものか否かを判定している。
【００２７】
そして、ステップ２２０で肯定判定されればステップ２４０に進む。また、ステップ２２０で否定判定されればステップ２３０に進み、図２のステップ１００で読み込んだステアリング操作量に相当するアシスト比となる駆動電流をＥＰＳモータ４に送り処理を終了する。
【００２８】
ステップ２４０では、ＥＰＳモータ４の駆動電流に対して、駆動電流の振動部分と逆位相の電流を加えるという逆位相電流制御が実行される。この処理は、ステップ２００において読み込まれた駆動電流の振動部分の振幅および位相に基づき、駆動電流の振動部分と逆位相で、かつ、同じ振幅となる電流を加えるものである。
【００２９】
例えば、図３に示す駆動電流制御処理を行わなかった場合に、駆動電流が図４（ａ）のように変化する予定であったのであれば、本実施形態のパワーステアリング装置ではタイヤ横力に起因するタイヤゴムの振動の影響が生じた時点ｔ１〜ｔ２の期間において、逆位相電流制御が実行される。このため、図４（ｂ）に示されるように、駆動電流が実線部で示されるようなものとなる予定であった場合には、それに対して図中点線部で示されるような逆位相の電流が加えられ、図中太線部で示されるように振動部分が打ち消された駆動電流とされる。そして、このように求められた駆動電流がパワーステアリングＥＣＵ３からＥＰＳモータ４に出力される。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態で示すパワーステアリング装置では、タイヤ横力に起因するタイヤゴムの振動によりＥＰＳモータ４の駆動電流が振動するような場合には、その振動部分を除去するようにしている。具体的には、ＥＰＳモータ４の駆動電流の振動部分に対して、逆位相、同振幅となる電流を加えるようにしている。これにより、ＥＰＳモータ４の駆動電流からタイヤ横力に起因するタイヤゴムのねじれ振動そのものを抑制できるとともに、タイヤゴムのねじれ振動の影響を無くすことができる。
【００３１】
従って、タイヤゴムとＥＰＳモータとの間での共振が抑制され、ＥＰＳモータ４の振動が車体に伝わることによって生じるドライバの乗り心地不快感を抑制することができる。さらにはタイヤ反力が不安定になることを防止でき、車体挙動への影響を抑制することを可能となる。
【００３２】
（第２実施形態）
上記実施形態のステップ２４０では逆位相電流制御を実行したが、これに代えて、フィルタ処理を実行することも可能である。
【００３３】
ここでいうフィルタ処理とは、駆動電流のうちタイヤ横力に起因するタイヤゴムの振動に基づいて振動している部分をマスクし、振動する以前における駆動電流の傾きからマスクした部分の駆動電流を求めるものである。
【００３４】
このようなフィルタ処理を行うと、例えば、駆動電流が図５の細線のような振動となる場合には、振動する以前の駆動電流の傾きから図５の太線で示されるような振動検出後の駆動電流を補完することが可能となる。
【００３５】
このように、本実施形態におけるパワーステアリング装置では、タイヤ横力に起因するタイヤゴムの振動により、ＥＰＳモータ４の駆動電流が振動するような場合には、その振動部分をマスクするようなフィルタ処理を行っている。このようにしても、第１実施形態と同様に、タイヤゴムとＥＰＳモータとの間の共振を抑制することができ、ＥＰＳモータの振動が車体に伝わることによって生じるドライバの乗り心地不快感を抑制することができる。さらにはタイヤ反力が不安定になることを防止することができ、車体挙動への影響を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態におけるパワーステアリング装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示すパワーステアリング装置が実行する処理のメインフローチャートである。
【図３】図２に示す駆動電流制御の詳細を示したフローチャートである。
【図４】（ａ）は、駆動電流制御処理を行わなかった場合の駆動電流波形を示した図、（ｂ）は、駆動電流制御処理を行った場合の駆動電流波形を示した図である。
【図５】本発明の第２実施形態で示したフィルタ処理を行った場合の駆動電流波形を示した図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…ステアリング、２…ステアリングセンサ、３…ステアリングＥＣＵ、
４…ＥＰＳモータ、５…ステアリングシャフト、６…操舵軸、
ＦＲ、ＦＬ…前輪。
【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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