(57)【要約】【課題】バッテリ電圧が低下した場合に、モータで発生させる操舵補助力を確保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】操舵トルク信号及び車速信号に基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算部１０と、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータ８を、前記電流指令値に基づいて制御するモータ駆動部５２とを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記モータ駆動部５２に電力を供給する電力供給源１１の電圧を検出する電圧検出部１７と、前記電流指令値演算部１０に備えた前記電力供給源の電圧に基づいて特性を切り替えることのできる位相補償部５８とを有する。【選択図】  図２
2007161157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵トルク信号及び車速信号に基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算部と、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータを、前記電流指令値に基づいて制御するモータ駆動部とを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記モータ駆動部に電力を供給する電力供給源の電圧を検出する電圧検出部と、前記電流指令値演算部に備えた前記電力供給源の電圧に基づいて特性を切り替えることのできる位相補償部とを有す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】
前記位相補償部は、前記電圧検出部で検出した電力供給源の電圧が設定電圧より低下したときに、転舵追従性を抑制するように特性を切換え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】
前記位相補償部は、車速信号の値が設定値以上であるときには、転舵追従性を確保する特性を選択し、車速信号の値が設定値未満であるときには、前記電力供給源の電圧が設定電圧より低下したときに転舵追従性を抑制する特性を選択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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵トルク信号及び車速信号に基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算部と、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータを、前記電流指令値に基づいて制御するモータ駆動部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】
この種の電動パワーステアリング装置は、例えば、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基づいて操舵補助指令値演算器で操舵補助指令値を演算し、この操舵補助指令値と、モータの電流値とから演算した電流指令値を演算し、この電流指令値をバッテリ電圧が供給されたモータ駆動回路に供給して前記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るように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−３３７１７２号公報（第３頁〜第４頁、図２）
【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、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、モータ駆動回路にバッテリ電圧を印加して、モータを駆動するようにしているので、バッテリ電圧が低下している際に、ステアリングを急操舵すると、モータの逆起電力によって、モータ端子間電圧が低下し、モータから出力される操舵補助力が低下して操舵が重く感じられるという未解決の課題がある。
【０００４】
また、劣化が進んだバッテリを使用した場合には、操舵時に、バッテリの内部抵抗が増加し、急操舵時にモータ電流が増加するほど、バッテリ電圧の低下が著しくなり、結果的にモータ端子間電流を十分確保することができず、モータから出力される操舵補助力が低下することによって、操舵が重く感じられるという未解決の課題がある。
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、バッテリ電圧が低下した場合に、モータで発生させる操舵補助力を確保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】
【０００５】
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、操舵トルク信号及び車速信号に基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算部と、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータを、前記電流指令値に基づいて制御するモータ駆動部とを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記モータ駆動部に電力を供給する電力供給源の電圧を検出する電圧検出部と、前記電流指令値演算部に備えた前記電力供給源の電圧に基づいて特性を切り替えることのできる位相補償部とを有することを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２に係る電動パワーステアリング制御装置は、請求項１に係る発明において、前記位相補償部は、前記電圧検出部で検出した電力供給源の電圧が設定電圧より低下したときに、転舵追従性を抑制するように特性を切換え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に係る発明において、前記位相補償部は、車速信号の値が設定値以上であるときには、転舵追従性を確保する特性を選択し、車速信号の値が設定値未満であるときには、前記電力供給源の電圧が設定電圧より低下したときに転舵追従性を抑制する特性を選択す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】
【０００７】
本発明によれば、バッテリなどの電力供給源のバッテリ電圧が低下したときには、転舵追従性を低下させて、急操舵を抑制し、結果的にモータの逆起電力を発生しにくくし、その分ゆっくりと操舵させることで、操舵補助力を確保することができ、操舵補助力が低下して、操舵が重く感じることを確実に回避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】
【０００８】
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、本発明の一実施形態を示す全体構成図であって、図中、ＳＭはステアリング機構であって、このステアリング機構ＳＭは、ステアリングホイール１に接続されたステアリングシャフト２を有し、このステアリングシャフト２がユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ，ピニオンラック機構５を経て、操向車輪のタイロッド６に結合されている。
ステアリングシャフト２には、ステアリングホイール１の操舵トルクを検出するトルクセンサ７が設けられていると共に、ステアリングホイール１に与えられる操舵力を補助するモータ８が、減速ギヤ３を介して結合されている。
【０００９】
また、パワーステアリング装置を制御する例えばＭＣＵ（Micro Controller Unit）で構成される電流指令値演算部としてのコントロールユニット１０には、バッテリ１１からイグニッションキー１２及びリレー１３を経て電力が供給され、コントロールユニット１０は、トルクセンサ７で検出された操舵トルクＴと車速センサ１４で検出された車速Ｖとに基づいて、モータ電流指令値ＩMの演算を行い、この電流指令値ＩMを後述するモータ駆動部５２に出力することにより、モータ８に供給する電流を制御する。
【００１０】
また、図２は、電動パワーステアリング装置の制御系の概略構成を、コントロールユニット１０を機能ブロック図で表したシステム構成図である。同図において、ステアリング機構ＳＭに操舵補助力を与えるモータ８は、モータ駆動部５２によって駆動され、このモータ駆動部５２は、コントロールユニット１０で制御される。このコントロールユニット１０には、トルクセンサ７からの操舵トルクＴ、車速センサ１４からの車速Ｖ、モータ電流検出回路１５からのモータ電流検出値ＩMD、モータ端子間電圧検出回路１６からのモータ端子間電圧Ｖｍ及びバッテリ電圧検出器１７からのバッテリ電圧Ｖｂが入力される。
【００１１】
また、このコントロールユニット１０には、操舵補助指令演算部５３，センタ応答性改善部５４，収斂性制御部５５が設けられている。
操舵補助指令演算部５３は、トルクセンサ７からの操舵トルクＴ及び車速センサ１４からの車速Ｖに基づいて、図３に示す操舵補助指令値算出マップを参照して電流指令値としての操舵補助指令値ＩM*を演算する。ここで、操舵補助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、縦軸に操舵補助指令値ＩM*をとると共に、車速Ｖ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指令値ＩM*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ＩM*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指令値ＩM*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。
【００１２】
センタ応答性改善部５４は、ステアリング中立付近の制御の応答性を高め、滑らかでスムーズな操舵を実現するように、操舵トルクＴを微分演算処理してアシスト特性不感帯での安定性確保、静摩擦の補償を行うセンタ応答性改善指令値Ｉｒを算出する。
さらに、収斂性制御部５５は、操舵トルクＴ及びモータ角速度推定部５６からのモータ角速度ωを受け、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ωに車速Ｖに応じて変更される収斂性制御ゲインＫｖを乗じて収斂性制御値Ｉｃを算出する。
【００１３】
そして、上記操舵補助指令演算部５３，センタ応答性改善部５４，及び収斂性制御部５５の各出力は、加算器５７を介して、位相補償部５８に入力されるようになっている。この制御系の安定性と応答性は、上記位相補償部５８によって調整され、この位相補償部５８は、ｓをラプラス演算子とする伝達関数Ｇ（ｓ）＝（Ｔ１・ｓ＋１）／（Ｔ２・ｓ＋１）で表される位相進み補償器及び伝達関数Ｇ（ｓ）＝（Ｔ３・ｓ＋１）（Ｔ１・ｓ＋１）／（Ｔ４・ｓ＋１）（Ｔ２・ｓ＋１）で表される位相遅れ・進み補償器で構成され、バッテリ電圧検出器１７で検出したバッテリ電圧Ｖｂによって位相補償特性が変更される。
【００１４】
すなわち、バッテリ電圧Ｖｂが第１の設定電圧Ｖｂ１（例えば９Ｖ）以上である正常状態では、ゲイン（ｄＢ）が図４（ａ）に示すように共振周波数ｆｒ（例えば１０．３Ｈｚ）以下の外乱の影響を受けてモータ駆動部５２に伝達したくない低周波数領域では略零であり、共振周波数ｆｒを超えるモータ駆動部５２に伝達したい高周波数領域では徐々に増加するゲイン特性ＧAに設定され、位相（°）が図４（ｂ）に示すように、共振周波数ｆｒ以下の低周波数領域では零に近い位相進み状態となり、共振周波数ｆｒ近傍で急な傾斜角で位相が進み、その後ピーク値を超えてから徐々に位相進みが少なくなる位相特性ＰAに設定されている。
【００１５】
また、バッテリ電圧Ｖｂが第１の設定電圧Ｖｂ１未満でこの第１の設定電圧Ｖｂ１より小さい第２の設定電圧Ｖｂ２以上であるやや低下状態であるときには、ゲイン（ｄＢ）が図４（ａ）に示すように、上述したゲイン特性ＧAより低い値を取るゲイン特性ＧBに設定され、位相が図４（ｂ）に示すように、共振周波数ｆｒより低い低周波数領域で位相遅れが徐々に多くなり、共振周波数近傍で“０”に復帰してから位相進み量が多くなり、その後ピーク値を超えてから位相進み量が減少する位相特性ＰBに設定されている。
【００１６】
さらに、バッテリ電圧Ｖｂが第２の設定電圧Ｖｂ２未満であるときには、ゲイン（ｄＢ）が図４（ａ）に示すように、上述したゲイン特性ＧBよりさらに低下されたゲイン特性ＧCに設定されると共に、位相（°）が共振周波数ｆｒより低い低周波数領域で上述した位相特性ＰBより位相遅れ量が多くなり、共振周波数近傍で位相遅れが“０”となってから位相進み量が上述した位相特性ＰBより小さくなる位相特性ＰCに設定されている。
【００１７】
なお、このコントロールユニット１０には、ロバスト安定化補償部５９，加算器６０，モータ特性補償部６１，及び電流制御器６２が設けられている。このロバスト安定化補償部５９は、上記位相補償部５８からの出力を受け、ｓをラプラス演算子とする伝達関数Ｇ（ｓ）＝（ｓ２＋ａ１・ｓ＋ａ２）／（ｓ２＋ｂ１・ｓ＋ｂ２）を有し、検出トルクに含まれる慣性要素とバネ要素からなる共振系の共振周波数におけるピークを除去するようにし、制御系の安定性と応答性を阻害する共振周波数の位相のズレを補償するようになっている。なお、伝達関数Ｇ（ｓ）のａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２は、いずれも共振系の共振周波数ｆｒにより決定されるパラメータである。また、モータ角速度推定部５６は、モータ端子間電圧及びモータ電流値に基づいてモータ８の角速度を推定するものであって、推定したモータ８の角速度は、モータ特性補償部６１及び収斂性制御部５５に入力される。モータ特性補償部６１及びロバスト安定化補償部５９の各出力は、加算器６０で加算されて電流制御器６２に入力するようになっている。この電流制御器６２では、加算器６０から出力される補償後操舵補助指令値ＩM*″の微分値Ｉｄと、補償後操舵補助指令値ＩM*″とモータ電流検出値ＩMDとの電流偏差ΔＩを比例処理した電流比例値ΔＩｐと、電流比例値ΔＩｐを積分した電流積分値ΔＩｉとを加算してモータ電流指令値ＩMを算出し、算出したモータ電流指令値ＩMをモータ駆動部５２に出力する。
【００１８】
次に、コントロールユニット１０で実行する操舵補助制御処理を図５について説明する。
この操舵補助制御処理は、図５に示すように、先ず、ステップＳ１１で、トルクセンサ７、車速センサ１４、モータ電流検出回路１５、モータ端子間電圧検出回路１６、バッテリ電圧検出器１７、等の各種センサの検出値を読込み、次いでステップＳ１２に移行して、トルクセンサ７で検出した操舵トルクＴ及び車速センサ１４で検出した車速Ｖに基づいて図３の操舵補助指令値算出マップを参照して操舵補助指令値ＩM*を算出する。
【００１９】
次いで、ステップＳ１３に移行して、モータ電流検出値ＩMD及びモータ端子間電圧Ｖｍに基づいて下記（１）式の演算を行ってモータ角速度ωを推定してからステップＳ１４に移行する。
ω＝（Ｖｍ−ＩMD・Ｒｍ）／Ｋ0      …………（１）
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。
【００２０】
ステップＳ１４では、推定したモータ角速度ωと車速Ｖに基づいて設定されるゲインＫｖとを乗算して収斂性制御値Ｉｃ（＝Ｋｖ・ω）を算出し、次いでステップＳ１５に移行して、操舵トルクＴを微分演算処理してアシスト特性不感帯での安定性確保、静摩擦の補償を行うセンタ応答性改善指令値Ｉr を算出し、次いでステップＳ１６に移行して、操舵補助指令値ＩM*、収斂性制御値Ｉｃ及びセンタ応答性改善補償値Ｉｒを加算して操舵補助補償値ＩM*′を算出してからステップＳ１７に移行する。
【００２１】
このステップＳ１７では、バッテリ電圧Ｖｂが予め設定した第１の設定電圧Ｖｂ１以上であるか否かを判定し、バッテリ電圧Ｖｂが第１の設定電圧Ｖｂ１（例えば９Ｖ）以上であるときにはバッテリ１１が正常状態であるものと判断してステップＳ１８に移行して、前述した図４（ａ）及び（ｂ）におけるゲイン特性ＧA及び位相特性ＰAでなる位相補償特性を選択してからステップＳ２２に移行する。
【００２２】
一方、ステップＳ１７の判定結果が、バッテリ電圧Ｖｂが第１の設定電圧Ｖｂ１未満であるときには、ステップＳ１９に移行して、バッテリ電圧Ｖｂが第１の設定電圧Ｖｂ１より低い第２の設定電圧Ｖｂ２（例えば８Ｖ）以上であるか否かを判定し、バッテリ電圧Ｖｂが第２の設定電圧Ｖｂ２以上であるときにはステップＳ２０に移行して、前述した図４（ａ）及び（ｂ）におけるゲイン特性ＧB及び位相特性ＰBでなる位相補償特性を選択してからステップＳ２２に移行する。
【００２３】
また、ステップＳ１９の判定結果が、バッテリ電圧Ｖｂが第２の設定電圧Ｖｂ２未満であるときには、ステップＳ２１に移行して、前述した図４（ａ）及び（ｂ）におけるゲイン特性ＧC及び位相特性ＰCでなる位相補償特性を選択してからステップＳ２２に移行する。
ステップＳ２２では、前記ステップＳ１６で算出した操舵補助補償値ＩM*′を選択されたゲイン特性Ｇi及び位相特性Ｐi（ｉ＝Ａ，Ｂ，Ｃ）に基づいて補正処理を行い、次いでステップＳ２３に移行して、補正した操舵補助補償値ＩM*′に対して共振周波数の位相ずれをロバスト安定化補償処理を行うと共に、ロバスト安定化補償処理後の操舵補助補償値ＩM*′にモータ角速度ωに基づいて算出したモータ特性補償値ＩMCを加算して補償後操舵補助指令値ＩM*″を算出する。
【００２４】
次いで、ステップＳ２４に移行して、補償後操舵補助補償値ＩM*″を微分してフィードフォワード制御用の微分値Ｉｄを算出する。次いで、ステップＳ２５に移行して、操舵補助補償値ＩM*″からステップＳ１１で読込んだモータ電流検出値ＩMDを減算して電流偏差ΔＩを算出し、次いでステップＳ２６に移行して、電流偏差ΔＩを比例演算処理して比例補償制御用の比例値ΔＩｐを算出し、次いでステップＳ２７に移行して、電流偏差ΔＩを積分演算処理して積分補償制御用の積分値ΔＩｉを算出する。
次いで、ステップＳ２８に移行して、微分値Ｉｄ、比例値ΔＩｐ及び積分値ΔＩｉを加算してモータ電流指令値ＩM（＝Ｉｄ＋ΔＩｐ＋ΔＩｉ）を算出し、次いでステップＳ２９に移行して、前記ステップＳ１５で算出したモータ電流指令値ＩMをモータ駆動部５２に出力してから前記ステップＳ１に戻る。
【００２５】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、車両の使用を開始するために、キースイッチ１２をオン状態とすることにより、コントロールユニット１０に電源が投入されて、操舵補助制御処理が実行開始される。
このとき、バッテリ電圧Ｖｂが第１の設定電圧Ｖｂ１以上であって、バッテリ１１が正常であるものとする。
したがって、図５の操舵補助制御処理で、トルクセンサ７で検出した操舵トルクＴ、車速センサ１４で検出した車速Ｖ、モータ電流検出回路１５で検出したモータ電流検出値ＩMD、モータ端子間電圧検出回路１６で検出したモータ端子間電圧Ｖｍ等を読込み（ステップＳ１１）、操舵トルクＴと車速Ｖとに基づいて図３に示す操舵補助指令値算出マップを参照して操舵補助指令値ＩM*を算出する（ステップＳ１２）。
【００２６】
一方、モータ電流検出回路１５で検出したモータ電流検出値ＩMD及びモータ端子間電圧検出回路１６で検出したモータ端子間電圧Ｖｍに基づいて前記（１）式の演算を行ってモータ角速度ωを推定する（ステップＳ１３）。
そして、モータ角速度ωに基づいて収斂性制御値Ｉｃを算出し（ステップＳ１４）、操舵トルクＴを微分してセンタ応答性改善補償値Ｉｒを算出し（ステップＳ１５）、操舵補助指令値ＩM*、収斂性制御値Ｉｃ及びセンタ応答性改善補償値Ｉｒを加算して操舵補助補償値ＩM*′を算出する(ステップＳ１６)。
【００２７】
一方、バッテリ電圧Ｖｂと第１の設定電圧Ｖｂ１とを比較したときに（ステップＳ１７）、Ｖｂ≧Ｖｂ１であるので、ステップＳ１７かパス１８に移行して、位相補償特性として、ゲイン特性ＧA及び位相特性ＰAが選択される。
このように、バッテリ電圧Ｖｂが第１の設定電圧Ｖｂ１以上であるバッテリ１１の正常状態では、ゲイン特性ＧAが図４（ａ）に示すように共振周波数ｆｒより高い高周波数領域で、ゲインが大きくなると共に、位相特性ＰAが図４（ｂ）に示すように、共振周波数ｆｒより低い低周波数領域で僅かな位相進み量となり、共振周波数ｆｒより高い高周波数領域で位相進み量が多くなることにより、この選択されたゲイン特性ＧA及び位相特性ＰAで操舵補助補償値ＩM*′を補正することにより、操舵補助補償値ＩM*′の周波数応答性が高くなり、ステアリングホイール１を急操舵した場合の転舵追従性を向上させて、良好な操舵補助制御を行うことができる。
【００２８】
そして、補正した操舵補助補償値ＩM*′に対してロバスト安定化補償を行うことにより、共振周波数ｆｒの位相ずれを補償し、この補償した操舵補助補償値ＩM*′にモータ特性補償値ＩMCを加算して補償後操舵補助指令値ＩM*″を算出する(ステップＳ２３)。
この補償後操舵補助指令値ＩM*″の微分値Ｉｄを演算すると共に、補償後操舵補助指令値ＩM*″とモータ電流検出値ＩMDとの電流偏差ΔＩを算出し、電流偏差ΔＩの比例値ΔＩｐと、この比例値ΔＩｐの積分値ΔＩｉとを加算することにより、モータ電流指令値ＩMを算出し（ステップＳ２４〜Ｓ２８）、算出したモータ電流指令値ＩMをモータ駆動部５２に出力することにより、モータ８を回転駆動して、ステアリングホイール１に作用される操舵トルクに応じた操舵補助力を発生させ、この操舵補助力を減速ギヤ１１を介して出力軸２ｂに伝達する。
【００２９】
このとき、車両が停車している状態でステアリングホイール１を操舵する所謂据え切り状態では、図３に示す操舵補助指令値算出マップの特性線の傾きが大きいことにより、小さい操舵トルクＴで大きな操舵補助指令値ＩM*を算出するので、モータ８で大きな操舵補助力を発生して軽い操舵を行うことができる。
一方、車両が発進して、所定車速以上となると、図３に示す操舵補助指令値算出マップの特性線の傾きが小さくなることにより、大きな操舵トルクＴでも小さな操舵補助指令値ＩM*を算出するので、モータ８で発生する操舵補助力が小さくなり、ステアリングホイール１の操舵が軽くなりすぎることを抑制して最適な操舵を行うことができる。
【００３０】
ところが、バッテリ１１のバッテリ電圧Ｖｂが、第１の設定電圧Ｖｂ１未満に低下すると、図５の操舵補助制御処理におけるステップＳ１７からステップＳ１８に移行し、バッテリ電圧Ｖｂが第１の設定電圧Ｖｂ１より低い第２の設定電圧Ｖｂ２以上であるか否かを判定し、Ｖｂ１＞Ｖｂ≧Ｖｂ２であるときには、ステップＳ２０に移行して、ゲイン特性ＧB及び位相特性ＰBを選択する。
【００３１】
このゲイン特性ＧBは、バッテリ１１が正常である状態のゲイン特性ＧAに比較して、ゲインが全体的に減少しており、位相ゲインＰBもバッテリ１１が正常である状態の位相特性ＰAに対して共振周波数ｆｒより低い低周波数領域で位相遅れとなり、共振周波数ｆｒより高い高周波数領域で位相進み量が少なくなっているので、これらゲイン特性ＧB及び位相特性ＰBに基づく位相補償を行った操舵補助補償値ＩM*′は、バッテリ１１が正常である状態の特に高周波数領域で転舵追従性を抑制し、粘性感を与えるような特性となる。
【００３２】
このため、位相補償後の操舵補助補償値ＩM*′にロバスト安定化補償を行ってからモータ特性補償値ＩMCを加算することにより、補償後操舵補助指令値ＩM*″を算出し、これをＰＩＤ制御を行ってモータ電流指令値ＩMを算出することにより、急操舵を抑制することができ、結果としてモータ８で逆起電力を発生しにくくし、その分ゆっくりと操舵させることで、モータ端子間電圧を確保して、操舵補助力を確保することができる。
【００３３】
そして、さらにバッテリ電圧Ｖｂが第２の設定電圧Ｖｂ２未満に低下すると、図５の操舵補助制御処理におけるステップＳ１９からステップＳ２１に移行して、ゲイン特性ＧC及び位相特性ＰCが選択されることになり、より急操舵を抑制して、モータ８の逆起電力の発生をよりしにくくし、よりゆったりと操舵させることで、モータ端子間電圧を確保して、操舵補助力を確保することができる。
【００３４】
このように、上記第１の実施形態によると、バッテリ電圧Ｖｂが低下した場合に、転舵追従性を抑制し、操舵に粘性感を与えることにより、急操舵を抑制して、モータ８の逆起電力を発生しにくくし、操舵補助力の発生状態を継続することができるので、操舵補助力が不足して操舵が重く感じる領域を緩和して、適度な操舵補助力を得ることができるという効果が得られる。しかも、上記したように急操舵が抑制されることにより、モータ電流の増加を抑制することができ、劣化が進んだバッテリ１１で、バッテリの内部抵抗が増加して場合でも、バッテリ電圧の低下を抑制して十分なモータ端子間電圧を確保することができ、操舵補助力が低下することにより、ステアリングが重く感じことを回避することができる。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施形態を図６について説明する。
この第２の実施形態は、位相補償特性を車速Ｖによっても変更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、コントロールユニット１０で実行する操舵補助制御処理が、図６に示すように、前述した第１の実施形態における図５のステップＳ１６及びステップＳ１７間に車速Ｖが予め設定した大きな操舵補助力を必要としない設定車速Ｖｓ（例えば５ｋｍ／ｈ）以上であるか否かを判定するステップ３１が介挿され、このステップＳ３１の判定結果が、Ｖ≧Ｖｓであるときには、前記ステップＳ１８に移行し、Ｖ＜Ｖｓであるときには、前記ステップＳ１７に移行することを除いては、図５と同様の構成を有し、図５との同一ステップには同一ステップ番号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
【００３６】
この第２の実施形態によると、車速Ｖが設定車速Ｖｓより高い状態では、車両が走行しており、タイヤに対する路面の摩擦抵抗が減少することから、大きな操舵補助力を必要としないと共に、通常状態では急操舵を行うこともないので、バッテリ電圧Ｖｂに関わらずゲイン特性ＧA及び位相特性ＰAを選択して、転舵追従性を向上させた状態を維持して、運転者のステアリングホイール１の操舵に対する応答性を高めた状態を維持するが、車速Ｖが設定車速Ｖｓ未満となると、車両停車時における据え切りのように大きな操舵補助力を必要とすると共に、急操舵を必要とする場合が生じるので、前述した第１の実施形態と同様にバッテリ電圧Ｖｂに応じた位相補償処理を行うことにより、バッテリ電圧Ｖｂが低下したときに、転舵追従性を抑制して、粘性感を与えるような特性でモータ８を駆動制御することにより、モータの逆起電力の発生をしにくくし、ゆっくりと操舵させることで、モータ端子間電圧を確保して、操舵補助力の発生状態を継続することができる。
【００３７】
なお、上記第１及び第２の実施形態においては、バッテリ電圧Ｖｂに応じてゲイン特性及び位相特性を３段階に切換え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、ゲイン特性及び位相特性を２段階又は４段階以上の多段階に切換えるようにしてもよい。
また、上記第１及び第２の実施形態においては、コントロールユニット１０をＭＣＵで構成して、図５及び図６のフローチャートに示す操舵補助制御処理を実行させ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、図２の機能構成ブロック図に対応するハードウェアを適用して、ハードウェアによって操舵補助制御を行うようにしてもよいことは勿論である。
【００３８】
さらに、上記第１及び第２の実施形態においては、通常バッテリ電圧の低下はイグニッションスイッチ１２をオフ状態からオン状態とするエンジン始動時に生じる場合が殆どであり、このときに、ステアリングホイール１が操舵されていない場合が殆どであるため、バッテリ電圧Ｖｂの低下時に位相補償特性を切換え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、横加速度センサやヨーレートセンサを適用したり、車速と操舵角とから横加速度を推定したり、さらには操舵角速度を検出したりすることにより、操舵状態を検出し、操舵が安定している操舵安定状態を判別して、操舵安定状態であるときに位相補償特性の切換えを行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【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】本発明に係る制御系の機能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トルク操舵補助指令値との関係を示す操舵補助指令値算出マップを示す特性線図である。
【図４】（ａ）は、車速に応じたゲインの特性を示す図であり、（ｂ）は、車速に応じた位相の特性を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態におけるコントロールユニットで実行する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６】本発明の第２の実施形態におけるコントロールユニットで実行する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。
【符号の説明】
【００４０】
１…ステアリングホイール、７…トルクセンサ、８…モータ、１０…コントロールユニット、１４…車速センサ、１５…モータ電流検出回路、１６…モータ端子間電圧検出回路、１７…バッテリ電圧検出器、５２…モータ駆動部、５３…操舵補助指令演算部、５４…センタ応答性改善部、５５…収斂性制御部、５８…位相補償手段、５９…ロバスト安定化補償部、６２…電流制御部
【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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