(57)【要約】【課題】より確実に正入力か逆入力かを判断し、電動モータからステアリング機構に適切な操舵補助力を与え、操舵感，操舵安定性を向上させる。【解決手段】正逆入力判断回路１４は、回転方向判断回路１２において入力軸と出力軸の回転方向が一致と判断し、かつ、先行位相判断回路１３において入力軸が出力軸よりも先行して回転していると判断するとき、正入力であると判断すると共に、回転方向判断回路１２において入力軸と出力軸の回転方向が一致と判断し、かつ、先行位相判断回路１３が出力軸が入力軸よりも先行して回転していると判断するとき、逆入力であると判断する。指令電流補正回路１５は、正逆入力判断回路１４において正入力と判断されるときは逆入力と判断されるときよりも、入力軸の回転方向と同一方向への電動モータＭによる発生トルクが大きくなるように指令電流を補正する。【選択図】図３
2013184622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールの操舵操作に伴い回転する入力軸と、前記入力軸とトーションバーを介して接続され、前記入力軸の回転が伝達される出力軸と、前記出力軸の回転を転舵輪の転舵動作に変換する変換機構と、を備えた操舵機構と、
前記入力軸側に設けられ、前記入力軸の回転角を検出する入力軸側回転角センサと、
前記出力軸側に設けられ、前記出力軸の回転角を検出または推定する出力軸回転角センサと、
前記操舵機構に操舵補助力を付与する電動モータと、
車両の運転状態に基づき、前記電動モータヘの指令電流値を演算する演算回路と、
前記演算回路に設けられ、前記入力軸の回転方向と前記出力軸の回転方向が一致か不一致かを判断する回転方向判断回路と、
前記演算回路に設けられ、前記入力軸側回転角センサの出力信号である入力軸側回転角信号と前記出力軸側回転角センサの出力信号である出力軸側回転角信号のうち、どちらの位相が先行するかを判断する先行位相判断回路と、
前記演算回路に設けられ、前記回転方向判断回路が一致と判断し、かつ前記入力軸側回転角信号の位相が先行すると前記先行位相判断回路が判断するとき、前記トーションバーの捻れが前記入力軸側からの入力である正入力であると判断すると共に、前記回転方向判断回路が一致と判断し、かつ前記出力軸側回転角信号の位相が先行すると前記先行位相判断回路が判断するとき、前記トーションバーの捻れが前記出力軸側からの入力である逆入力であると判断する正逆入力判断回路と、
前記演算回路に設けられ、前記正逆入力判断回路によって前記正入力と判断されるときは前記逆入力と判断されるときよりも、前記入力軸の回転方向と同―方向への前記電動モータによる発生トルクが大きくなるように前記指令電流値を補正する指令電流補正回路と、
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】
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、前記回転方向 判断回路は、前記入力軸側回転角信号が同一回転方向へ連続して変化し、  かつ前記出力軸側回転角信号が前記入力軸側回転角信号と同一回転方向へ連続して変化するとき、前記一致と判断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３】
請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、前記回転方向判断回路は、所定時間内において、前記入力軸側回転角信号が同一方向  へ連続して変化し、かつ前記出力軸側回転角信号が前記入力軸側回転角信号と同一回転方向へ連続して変化するとき、前記一致と判断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４】
ステアリングホイールの操舵操作に伴い電動モータによって転舵輪に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置の制御装置であって、
車両の運転状態に基づき、前記電動モータヘの指令電流値を演算する演算回路
と、
前記演算回路に設けられ、ステアリングホイールの操舵操作に伴い回転する入力軸の回転角に関する信号である入力軸側回転角信号および前記入力軸とトーションバーを介して接続され前記入力軸の回転が伝達される出力軸の回転角に関する信号である出力軸側回転角信号を受信する回転角信号受信部と、
前記演算回路に設けられ、前記入力軸側回転角信号および前記出力軸側回転角信号に基づき、前記入力軸の回転方向と前記出力軸の回転方向が一致か不一致かを判断する回転方向判断回路と、
前記演算回路に設けられ、前記入力軸側回転角信号と前記出力軸側回転角信号のうち、どちらの位相が先行するかを判断する先行位相判断回路と、
前記演算回路に設けられ、前記回転方向判断回路が一致と判断し、かつ前記入力軸側回転角信号の位相が先行すると前記先行位相判断回路が判断するとき、前記トーションバーの捻れが前記入力軸側からの入力である正入力であると判断すると共に、前記回転方向判断回路が一致と判断し、かつ前記出力軸側回転角信号の位相が先行すると前記先行位相判断回路が判断するとき、前記トーションバーの捻れが前記出力軸側からの入力である逆入力であると判断する正逆入力判断回路と、
前記演算回路に設けられ、前記正逆入力判断回路によって前記正入力と判断されるときは前記逆入力と判断されるときよりも、前記入力軸の回転方向と同一方向への前記電動モータによる発生トルクが大きくなるように前記指令電流値を補正する指令電流補正回路と、
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の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータを駆動源として車両のステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置およびその制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ステアリングホイールの操舵操作に伴い回転する入力軸の回転角と前記入力軸の回転が伝達される出力軸の回転角とをトルクセンサ等の検出部で検出し、このトルクセンサの検出信号に基づいて電動モータから車両の操舵機構にトルクを伝達することにより、操舵の補助を行う電動パワーステアリング装置が知られている。
【０００３】
上記のようなパワーステアリング装置としては、トルクセンサおよび舵角センサにおける検出信号の変化率によりトルクセンサや舵角センサの検出が運転者の意思による正入力なのか、外乱による出力軸側からの逆入力なのかを判定し、外乱による逆入力と判定した際には、電動モータから外乱補償トルクをステアリング機構に付与し、車両挙動の安定化と操舵感の向上を図った技術が従来から提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３６７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、トルクセンサや舵角センサにおける検出信号の変化率のみでは、トルクセンサや舵角センサにおける検出が運転者の意思による正入力なのか、外乱による逆入力なのかを正確に判定できず、電動モータからステアリング機構に適切な操舵補助力を与えることができなかった。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、より確実に正入力か逆入力かを判断し、電動モータからステアリング機構に適切な操舵補助力を与え、操舵感，操舵安定性を向上させることが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ステアリングホイールの操舵操作に伴い回転する入力軸と、前記入力軸とトーションバーを介して接続され、前記入力軸の回転が伝達される出力軸と、前記出力軸の回転を転舵輪の転舵動作に変換する変換機構と、を備えた操舵機構を有する電動パワーステアリング装置であって、とりわけ、前記入力軸と出力軸の回転方向が一致と判断し、かつ、前記入力軸が出力軸よりも先行して回転していると判断するとき、前記トーションバーの捻れが前記入力軸側からの入力である正入力であると判断すると共に、前記入力軸と出力軸の回転方向が一致と判断し、かつ前記出力軸が入力軸よりも先行して回転していると判断するとき、前記トーションバーの捻れが前記出力軸側からの入力である逆入力であると判断し、前記正入力と判断されるときは前記逆入力と判断されるときよりも、前記入力軸の回転方向と同一方向への電動モータによる発生トルクが大きくなるように指令電流値を補正することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、より確実に正入力か逆入力かを判断し、電動モータからステアリング機構に適切な操舵補助力を与え、操舵感，操舵安定性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１における電動パワーステアリング装置を示す概略図である。
【図２】実施形態１におけるステアリングシャフトの構成を示す断面図である。
【図３】実施形態１における演算回路の構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態１における演算回路の各処理ステップを示すフローチャートである。
【図５】正逆入力判断回路における正逆入力判断基準を示すタイムチャートである。
【図６】実施形態１におけるフリクション補償値を示すタイムチャートである。
【図７】実施形態２におけるフリクション補償値（正入力時）を示すタイムチャートである。
【図８】実施形態２におけるフリクション補償値（逆入力時）を示すタイムチャートである。
【図９】実施形態３におけるシミー制御量を示すタイムチャートである。
【図１０】実施形態４における操舵補助力を示すタイムチャートである。
【図１１】実施形態５におけるダンピング制御量を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る電動パワーステアリング装置の各実施形態１〜５を図面に基づいて詳述する。
【００１１】
［実施形態１］
図１は、本実施形態１における電動パワーステアリング装置を示す概略図である。図１に示す電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールＳＷ，ステアリングシャフト１，ピニオン軸２，ラック軸３により基本的な操舵機構を構成している。この操舵機構は、運転者によってステアリングホイールＳＷが回転操作されると、そのステアリングホイールＳＷの回転がステアリングシャフト１を介してピニオン軸２に伝達されるとともに、そのピニオン軸２の回転運動がラック軸３の直線運動に変換され、ラック軸３の両端に連結された左右の転舵輪Ｗ１，Ｗ２が転舵するようになっている。つまり、ラック軸３には、ピニオン軸２が噛み合いするラック歯（図示省略）が形成されており、そのラック歯とピニオン軸２との噛合をもってステアリングシャフトの回転を転舵動作に変換する変換機構が構成される。
【００１２】
また、ステアリングシャフト１にはステアリングシャフト１の回転角を検出するトルクセンサＴＳが設けられており、トルクセンサＴＳの出力電圧およびモータ回転センサ信号に基づいて制御装置（以下、ＥＣＵと称する）４により電動モータＭの電流制御を行い、電動モータＭからピニオン軸２に対して操舵補助力を付与するように構成されている。
【００１３】
図２に示すように、ステアリングシャフト１は、ステアリングホイールＳＷ側の入力軸１ａとラック軸３側の出力軸１ｂとに軸方向で分割されている。入力軸１ａと出力軸１ｂは、それぞれ中空状に形成されているとともに、入力軸１ａ，出力軸１ｂの内周側に設けられたトーションバー１ｃを介して互いに同軸連結されている。なお、入力軸１ａとトーションバー１ｃ、出力軸１ｂとトーションバー１ｃは中立ピンや圧入等により連結されている。これにより、入力軸１ａと出力軸１ｂとがトーションバー１ｃの捩れ変形を持って相対回転可能になっている。
【００１４】
ステアリングシャフト１の外周側には、外部使用環境に対応できるように、ステアリングシャフト１の外周側を囲繞しつつ車体に固定されたケーシング５が設けられていて、当該ケーシング５の内周面と入力軸１ａの外周面との間に入力軸１ａの回転変位を検出する入力軸側回転角センサ（例えば、レゾルバ）６が設けられている。また、ケーシング５の内周面と出力軸１ｂの外周面との間には、出力軸１ｂの回転変位を検出する出力側回転角センサ（例えば、レゾルバ）７が設けられている。すなわち、トーションバー１ｃの捩れ変形に基づく入力軸１ａと出力軸１ｂとの相対回転変位量を両回転角センサ６，７によって検出することにより、運転者がステアリングホイールＳＷを回転操作する操舵トルクを検出するようになっている。換言すれば、ステアリングシャフト１に作用するトルクを検出するためのトルクセンサＴＳが両回転角センサ６，７をもって構成されている。
【００１５】
両回転角センサ６，７は、ステータにのみコイルが設けられ、ロータにはコイルが設けられていない周知の可変リラクタンス（ＶＲ）型のものであって、入力軸側回転角センサ６は、入力軸１ａの外周面に一体的に嵌着された環状の入力軸側ロータ６ａと、その入力軸側ロータ６ａの外周面に所定の径方向の隙間を介して外挿され、ケーシング５に対して固定された環状の入力軸側ステータ６ｂと、を有している。一方、出力軸側回転角センサ７は、出力軸１ｂの外周面に一体に嵌着された環状の出力軸側ロータ７ａと、その出力軸側ロータ７ａの外周側に所定の径方向隙間を介して外挿され、ケーシング５に対して固定された環状の出力軸側ステータ７ｂと、を有している。
【００１６】
入力軸側回転角センサ６，出力軸側回転角センサ７からの出力電圧は、ハーネス（クロックケーブルやスリップリング等），無線通信等によりＥＣＵ４に取り込まれる。ＥＣＵ４では、入力軸側回転角センサ６と、出力軸側回転角センサ７と、の出力値の差分からトーションバー１ｃの捩れ角を算出する。そして、トーションバー捩れ角から、下記式によりトーションバー１ｃに発生する操舵トルクを検出する。
（トーションバートルク）＝（トーションバー捩れ角）×（トーションバー剛性）
ＥＣＵ４には、その他に、モータ回転センサ信号，車速信号，舵角信号が入力され、電動モータＭの電流制御を行う。トルクセンサＴＳによるトーションバー捩れ角と電動モータＭの回転角を監視することで、運転者の意思による正入力か転舵輪Ｗ１，Ｗ２側からの逆入力かを判断することができる。
【００１７】
次に、本実施形態１におけるＥＣＵ４に設けられた演算回路１０の構成を図３に基づいて説明する。図３に示すように、演算回路１０は、指令電流演算回路１１と、回転方向判断回路１２と、先行位相判断回路１３と、正逆入力判断回路１４と、指令電流補正回路１５と、を備える。
【００１８】
指令電流演算回路１１には、トルクセンサＴＳ出力，モータ回転センサ信号，車速信号，舵角信号等が入力され（図示省略）、電動モータＭに対する指令電流を演算し、指令電流補正回路１５に出力する。この指令電流は電流モータＭからピニオン軸２に付与する基本的な操舵補助力を発生させるための値である。
【００１９】
回転方向判断回路１２は、回転角受信部（図示省略）を介して入力された入力軸側回転角センサ６の出力信号である入力軸側回転角信号Ｓ１と出力軸側回転角センサ７の出力信号である出力軸側回転角信号Ｓ２に基づき、入力軸１ａの回転方向と出力軸１ｂの回転方向が一致か不一致か（すなわち、同一方向に回転しているか否か）を判定する。
【００２０】
本実施形態１では、所定時間ごとに区切って回転方向が一致しているか否かを判定しており、所定時間内において、入力軸側回転角信号Ｓ１が同一方向へ連続して変化し、かつ、出力軸側回転角信号Ｓ２が入力軸側回転角信号Ｓ１と同一回転方向へ連続して変化するとき、同一方向に回転していると判定する。
【００２１】
先行位相判断回路１３は、回転角度受信部（図示省略）を介して入力された入力軸側回転角信号Ｓ１と、出力軸側回転角信号Ｓ２のうち、どちらの位相が先行するかを判断する。
【００２２】
正逆入力判断回路１４は、回転方向判断回路１２と先行位相判断回路１３の判定に基づき、入力軸２ａ側からの入力によりトーションバー２ｃの捩れが発生する正入力（以下、単に正入力と称する）か、出力軸２ｂからの入力によりトーションバー２ｃの捩れが発生する逆入力（以下、単に逆入力と称する）かを判定する。
【００２３】
指令電流補正回路１５は、前記正逆入力判断回路１４における正入力，逆入力の判定に基づいて、指令電流演算回路１１で算出された指令電流を補正する。
【００２４】
次に、図４のフローチャートに基づき、本実施形態１における演算回路１０の各処理ステップ（Ｓ１１〜Ｓ１７）を説明する。
【００２５】
Ｓ１１：回転角受信部において、入力軸側回転角信号Ｓ１および出力軸側回転角信号Ｓ２を読み込む。
【００２６】
Ｓ１２：先行位相判断回路１３により、入力軸側回転角信号Ｓ１が出力軸側回転角信号Ｓ２よりも先んじて動いているか否かを判定する。入力軸側回転角信号Ｓ１が出力側回転角信号Ｓ２よりも先んじて動いていると判定された場合はＹｅｓとしてＳ１３へ移行し、出力側回転角信号Ｓ２が入力側回転角信号Ｓ１よりも先んじて動いていると判定された場合は、ＮｏとしてＳ１５へ移行する。
【００２７】
Ｓ１３：正逆入力判断回路１４において、運転者の意思による操舵（正入力）と判断する。
【００２８】
Ｓ１４：指令電流補正回路１５において、操舵速度に応じた補償量を算出する。
【００２９】
Ｓ１５：正逆入力判断回路１４において、転舵輪側からの逆入力と判断する。
【００３０】
Ｓ１６：指令電流補正回路１５において、操舵速度に応じた補償量を算出する。
【００３１】
Ｓ１７：指令電流補正回路１５において、Ｓ１４，Ｓ１６で算出した補正量を、指令電流に加算して、電動モータＭに出力する。
【００３２】
次に、正逆入力判断回路１４における正逆入力の判断基準について図５に基づいて説明する。
【００３３】
図５（ａ）では、入力軸側回転角信号Ｓ１と出力軸側回転角信号Ｓ２が差分をもって同一方向に変化し、かつ、入力軸側回転角信号Ｓ１が出力軸側回転角信号Ｓ２よりも先んじて変化している。このような場合、運転者によるステアリングホイールＳＷの操舵により入力軸１ａが回転し、出力軸１ｂはフリクションにうちかって入力軸１ａに追従していると判断し、正入力と判定する。
【００３４】
図５（ｃ）では、入力軸側回転角信号Ｓ１と出力軸側回転角信号Ｓ２が差分をもって同一方向に変化し、かつ、出力軸側回転角信号Ｓ２が入力軸側回転角信号Ｓ１に先んじて変化している。このような場合、転舵輪Ｗ１，Ｗ２に対する外乱により出力軸１ｂが回転し、入力軸１ａは出力軸１ｂに追従していると判断し、逆入力と判定する。
【００３５】
図５（ａ），（ｃ）に示すように、正逆入力判断回路１４では、基本的に、入力軸側回転角信号Ｓ１と出力軸側回転角信号Ｓ２が同一方向へ変化している場合において、入力軸側回転角信号Ｓ１と出力軸側回転角信号Ｓ２のどちらが先に変化するか、に基づいて正入力か逆入力かを判断している。
【００３６】
次に、入力軸側回転角信号Ｓ１と出力軸側回転角信号Ｓ２が同一方向へ変化していないときの正逆入力判断について説明する。
【００３７】
図５（ｂ）では、入力軸側回転角信号Ｓ１および出力軸側回転角信号Ｓ２がある差分を持って同一方向に変化しており、その後、入力軸側回転角信号Ｓ１が逆方向に変化したのに追従して出力軸回転角信号Ｓ２も逆方向に変化し、そのままある差分を持って同一方向に変化している。このような場合、運転者がステアリングホイールＳＷを切り返していると判断し、運転者の意思による操舵（正入力）と判定する。すなわち、正入力と判断している状態から一時的に入力軸側回転角信号Ｓ１が出力軸側回転角信号Ｓ２と逆方向に変化しても、運転者の意思による操舵として正入力と判定する。
【００３８】
図５（ｄ）では、入力軸側回転角信号Ｓ１は変化せず、出力軸側回転角信号Ｓ２のみが変化している。このような場合、外乱の影響により転舵輪Ｗ１，Ｗ２の回転方向は脈動しているが、運転者がステアリングホイールＳＷを強く保持しているため、入力軸側は回転していない状態と判断し、逆入力と判定する。
【００３９】
次に、図６に基づいて、指令電流補正回路１５における指令電流の補正について詳細に説明する。
【００４０】
指令電流補正回路１５では、図６（ａ）に示すように、正逆入力判断回路１４で正入力と判断されて運転者意思判断フラグが立った場合、指令電流演算回路１１で算出された基本的な操舵補助力を発生させるための指令電流に対して、操舵機構のフリクションを軽減するように、指令電流を増大補正するフリクション補償値を加算する。ここで、フリクション補償値は、メカフリクションやグリス等の粘性のフリクション等、操舵機構トータルのフリクションとし、実測値等により算出した値を用いるものとする。
【００４１】
一方、図６（ｂ）に示すように、正逆入力判断回路１４で逆入力と判断された場合、指令電流補正回路１５は、指令電流演算回路１１で算出された基本的な操舵補助力を発生させるための指令電流に対して正入力と判断された場合よりも小さいフリクション補償値を加算する。また、フリクション補償値を０としても良く、図６（ｂ）に示すように、基本となる操舵補助力と逆方向のフリクション補償値を加算しても良い。
【００４２】
以下、本実施形態１における電動パワーステアリング装置の作用効果を説明する。
【００４３】
走行中の車両が横風を受けたり、転舵輪Ｗ１，Ｗ２が轍（わだち）に入ってしまったり、車道が砂利道のような凹凸のある路面を走行したりすると、路面からの逆入力によって、転舵輪Ｗ１，Ｗ２が運転者の意図しない方向へと向けられることがある。このような外乱に対してもトーションバー１ｃに捩れが発生し、トルクセンサＴＳが捩れを検出してしまうため、電動モータＭから操舵機構に操舵補助力が付与されてしまう恐れがあった。
【００４４】
本実施形態１における電動パワーステアリング装置によれば、以下の（ａ）〜（ｃ）により、上記のような外乱によるトルクセンサＴＳの検出に対しても正確に正逆入力の判定を行うことが可能となり、適切な操舵補助力を与え、操舵感，操舵安定性を向上させることが可能となる。
【００４５】
（ａ）本実施形態１における電動パワーステアリング装置によれば、回転方向判断回路１２において、入力軸側回転角信号Ｓ１と出力軸側回転角信号Ｓ２が同一方向へ連続して変化するとき回転方向が一致していると判断することにより、高度な回転方向判断を行うことができ、より高度な正逆入力判断を行うことが可能となる。
【００４６】
（ｂ）回転方向判断回路１２が、所定時間ごとに区切って回転方向が一致しているか否かを判定し、所定時間内において、入力軸側回転角信号Ｓ１と出力軸側回転角信号Ｓ２が同一方向へ連続して変化するとき回転方向が一致していると判断することによって、直近の運転者による操舵操作または路面等からの逆入力の変化に基づいて高精度に回転方向の判断を行うことができ、高度な正逆入力判断を行うことが可能となる。
【００４７】
（ｃ）正逆入力判断回路１４において、正入力と判断している状態から、入力軸側回転角信号Ｓ１の回転方向が反転したことにより、一時的に回転方向判断回路１２の判断が不一致となった場合も、出力側回転角信号Ｓ２が入力側回転角信号Ｓ１に追従した際に正入力と判断することにより、運転者による切り返しの状態も正入力と判断され、より適切に正逆入力の判断を行うことが可能となる。
【００４８】
また、正入力と判断したときは、指令電流補正回路１５において、操舵機構によるフリクションを軽減するように指令電流値を増大補正することにより、運転者の操舵負荷を軽減することが可能となる。
【００４９】
さらに、逆入力と判断した時は、正入力と判断した時よりもフリクション補償値を小さく（または０もしくは逆方向のフリクション補償値と）することにより、逆入力時における運転者の意志を反映していない操舵補助力に対して操舵機構のフリクションが働き、操舵感，操舵安定性を向上させることが可能となる。
【００５０】
すなわち、電動パワーステアリング装置では、トルクセンサＴＳの出力に基づく基本的な操舵補助力のみを電動モータＭによりピニオン軸２に付加した場合、ステアリング機構のフリクション分は運転者が負担しなければならない。そのため、正入力と判定された際には、基本的な操舵補助力にフリクション補償値を加算した値を電動モータＭからピニオン軸２に付与し、運転者の負担を軽減している。ここで、逆入力と判断された時は、図６（ｂ）に示すように、正入力と判断された時よりもフリクション補償値を小さく（または０か逆向きのフリクション補償値に）設定することによって、逆入力時における操舵補助力に対してフリクションが働くため、運転者の意思を反映していない操舵補助力により転舵輪Ｗ１，Ｗ２が回転することが抑制され、操舵感，操舵安定性を高めることができる。
【００５１】
また、本実施形態１のように、入力軸側回転角センサ６，出力軸側回転角センサ７としてトルクセンサを用いることにより、別途回転角センサを設ける必要がなく、部品点数を削減することが可能となる。
【００５２】
［実施形態２］
本実施形態２における電動パワーステアリング装置について説明する。本実施形態２における電動パワーステアリング装置，ＥＣＵ４は実施形態１と同様の構成であるため、説明は省略する。本実施形態２はフリクション補償値が実施形態１と異なる。
【００５３】
図７，図８は、本実施形態２におけるフリクション補償値を示すタイムチャートである。
【００５４】
図７は、入力軸側回転角信号Ｓ１と出力軸側回転角信号Ｓ２が差分を持って同一方向に変化し、かつ、入力軸側回転角信号Ｓ１が出力軸側回転角信号Ｓ２に対して先んじて変化した場合を示している。このような場合、実施形態１と同様に、運転者の意思による操舵と判断され、運転者意思判断フラグが立ち、正入力と判定される。
【００５５】
前記指令電流補正回路１５は、前記入力軸の回転速度（舵角速度）が予め定められた閾値以下のとき、入力軸の回転速度が増大するのに応じてフリクション補償値も増大するように変化させる。また、入力軸の回転速度が前記閾値よりも大きいときは、入力軸の回転速度に拘らずフリクション補償値を一定値とする。
【００５６】
図８は、入力軸側回転角信号Ｓ１と出力軸側回転角信号Ｓ２が差分を持って同一方向に変化し、かつ、出力軸側回転角信号Ｓ２が入力軸側回転角信号Ｓ１に対して先んじて変化した場合を示している。このような場合、実施形態１と同様に、外乱により転舵輪Ｗ１，Ｗ２の回転角が変化したと判断され、運転者意思判断フラグは立たず、逆入力と判定される。
【００５７】
図８（逆入力）の場合も図７（正入力）の場合と同様に、電流補正回路１５は、入力軸または出力軸の回転速度が予め定められた閾値以下のとき、前記入力軸または出力軸の回転速度が増大するのに応じてフリクション補償値も増大するように変化させる。また、入力軸または出力軸の回転速度が前記閾値よりも大きいときは、入力軸または出力軸の回転速度に拘わらずフリクション補償値を一定値とする。なお、実施形態１と同様に逆入力と判定された場合は、正入力と判定された場合よりも小さなフリクション補償値に設定するものとする。
【００５８】
操舵機構に塗布されるグリス等の粘性のフリクション値は、これを挟んで相対移動する部材間の相対速度によって変化する。この粘性フリクション値の変化の影響が大きいのは部材間における相対速度が小さい領域である。そのため、本実施形態２のように入力軸または出力軸の回転速度が小さいときは、粘性のフリクション値にうちかつように入力軸または出力軸の回転速度が増大するのに応じてフリクション補償値を大きくしていき、入力軸または出力軸の回転速度が閾値よりも大きくなったら粘性のフリクション値は考慮せず、メカフリクションのみを考慮してフリクション補償値を一定とする。
【００５９】
これにより、本実施形態２における電動パワーステアリング装置は、実施形態１の作用効果に加え、粘性のフリクション値の変化の影響が大きい領域では粘性のフリクション値に応じたフリクション補償値を付与することができ、より適切な操舵補助力の付与を行うことが可能となる。また、粘性のフリクション値の変化の影響が小さい領域においても適切な操舵補助力の付与を行うことができる。
【００６０】
［実施形態３］
本実施形態３における電動パワーステアリング装置，ＥＣＵ４は実施形態１と同様の構成であるため、説明は省略する。本実施形態３は指令電流の補正が実施形態１と異なる。
【００６１】
図９は、本実施形態３における指令電流の補正を示すタイムチャートである。図９に示すように、入力軸側回転角信号Ｓ１は変化せず、出力軸側回転角信号Ｓ２が脈動している。すなわち、外乱の影響により転舵輪Ｗ１，Ｗ２は脈動しているが、運転者がステアリングホイールＳＷを強く保持しているため入力軸１ａ側は回転していない状態である。このとき、正逆入力判断回路１４では、外乱による逆入力と判断されるため、運転者意思判断フラグは立っていない。
【００６２】
このような場合も、トーションバー１ｃに捩れが生じ、トルクセンサＴＳが捩れを検出してしまうため、電動モータＭからピニオン軸２に操舵補助力が付与されてしまう。
【００６３】
そこで、本実施形態３では指令電流補正回路１５において、指令電流演算回路１１で演算された基本的な操舵補助力を発生させるための指令電流に対して、その操舵補助力を打ち消すシミー制御量を加算する。
【００６４】
そのため、本実施形態３における電動パワーステアリング装置によれば、外乱の影響によって発生した操舵補助力が抑制されると共に、運転者がステアリングホイールＳＷを強く保持することが不要となる。その結果、運転者の操舵負荷を低減するとともに、操舵安定性を高めることが可能となる。
【００６５】
［実施形態４］
本実施形態４における電動パワーステアリング装置について説明する。本実施形態４における電動パワーステアリング装置，ＥＣＵ４は実施形態１〜３と同様の構成であるため、ここでの説明は省略する。
【００６６】
図１０は、本実施形態４における操舵補助力を示すタイムチャートである。図１０（ａ）は、入力軸側回転角信号Ｓ１と出力軸側回転角信号Ｓ２が差分を持って同一方向に変化し、かつ、入力軸側回転角信号Ｓ１が出力軸側回転角信号Ｓ２に先んじて変化する様子を示している。このような場合、正逆入力判断回路１４により運転者の意思による操舵と判断され、運転者意思判定フラグが立ち、正入力と判定される。正入力と判断された場合は、実施形態１や２のように、指令電流補正回路１５において指令電流演算回路１１で算出された基本的な操舵補助力を発生させるための指令電流に対してフリクション補償値が加算される。
【００６７】
一方、図１０（ｂ）は、入力軸側回転角信号Ｓ１と出力側回転角信号Ｓ２が差分を持って同一方向に変化し、かつ、出力側回転角信号Ｓ２が入力側回転角信号Ｓ１に先んじて変化する様子を示している。
【００６８】
前記指令電流補正回路１５は、正逆入力判断回路１４が逆入力と判断するとき、電動モータＭの発生トルク減少するように、指令電流を補正する。すなわち、本実施形態４では、実施形態１〜３のように基本的な操舵補助力に加算するフリクション補償値を調整することにより操舵安定性を向上させるのではなく、逆入力と判定された場合、基本的な操舵補助力自体を小さくし、操舵安定性を向上させるものである。なお、逆入力と判定された場合は、指令電流補正回路１５において、フリクション補償値は加算しないものとする。
【００６９】
以上のように、本実施形態４によれば、逆入力と判定された場合、操舵補助力を低減することにより、運転者の意思を反映していない操舵補助力によって転舵輪Ｗ１，Ｗ２が回転することが抑制され、操舵安定性，操舵感を向上させることが可能となる。
【００７０】
［実施形態５］
本実施形態５における電動パワーステアリング装置を説明する。本実施形態５における電動パワーステアリング装置，ＥＣＵ４は実施形態１〜４と同様の構成であるため、ここでの説明は省略する。
【００７１】
図１１は、本実施形態５におけるダンピング制御量を示すタイムチャートである。図１１（ａ）は、入力軸側回転角信号Ｓ１と出力軸側回転角信号Ｓ２が差分を持って同一方向に変化し、かつ、入力軸側回転角信号Ｓ１が出力軸側回転角信号Ｓ２に先んじて変化する様子を示している。このような場合、正逆入力判断回路１４により、運転者の意思による操舵と判断され、運転者意思判定フラグが立ち、正入力と判定される。
【００７２】
図１１（ｂ）は、入力軸側回転角信号Ｓ１と出力軸側回転角信号Ｓ２が差分を持って同一方向に変化し、かつ、出力軸側回転角信号Ｓ２が入力軸側回転角信号Ｓ１に先んじて変化する様子を示している。図１１（ｂ）では、転舵輪Ｗ１，Ｗ２からの入力と判断され、運転者意思判定フラグは立たず、逆入力と判定される。
【００７３】
本実施形態５では、指令電流演算回路１１で演算された基本的な操舵補助力を発生させるための指令電流に対して、その指令電流とは逆方向の補正値（以下、ダンピング制御量と称する）を加算する。このダンピング制御量は、転舵輪Ｗ１，Ｗ２の急な加速度を抑制するものであり、落ち着きを持たせるものである。
【００７４】
ここで、図１１（ａ）のように正入力と判定された時よりも図１１（ｂ）のように逆入力と判定された時の方がダンピング制御量を大きくする。これは、図１１（ａ）のように正入力と判定された場合、操舵補助力は運転者の意思を反映したものであり、転舵輪Ｗ１，Ｗ２の急な加速度を抑制し落ち着きを持たせることのみを目的としているためである。それに対し、図１１（ｂ）のように逆入力と判定された場合、操舵補助力は運転者の意思を反映していないものであるため、ダンピング制御量を大きくして転舵輪Ｗ１，Ｗ２の急な加速度を抑制するとともに、操舵補助力を抑制している。
【００７５】
なお、このダンピング制御量は、電動モータＭの回転数やステアリングホイールＳＷの転舵速度等に基づいて演算されるものであり、演算回路１０とは別の装置により演算されるものとする。
【００７６】
本実施形態５によれば、ダンピング制御を行うことにより、転舵輪Ｗ１，Ｗ２の急な加速度を抑制し落ち着きを持たせることが可能となる。また、逆入力時にダンピング制御量を大きくすることにより、外乱に起因する運転者の意思を反映していない操舵補助力を抑制し、操舵安定性，操舵感を向上させることができる。さらに、正入力時と逆入力時における操舵安定性のバランスを図ることが可能となる。
【００７７】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【００７８】
例えば、本発明における電動パワーステアリング装置は、コラムアシストタイプ，ラックアシストタイプであっても良く、ステアリングホイールＳＷ側からの部材の順番がトルクセンサＴＳ、電動モータＭの順番であれば適用可能である。
【００７９】
また、トルクセンサＴＳは、入力軸側と出力軸側の回転角センサ６，７とＣＰＵとが一体でトルクセンサＴＳを成し、ＣＰＵにより、デジタル処理された入力軸回転角信号Ｓ１，出力軸回転角信号Ｓ２をハーネス（クロックケーブル，スリップリング等）無線通信等によりＥＣＵ４と通信を行うものでもよい。
【００８０】
さらに、実施形態１では、出力軸側回転角センサ７をトーションバー１ｃの出力軸１ｂ側に設けているが、出力軸側回転角センサ７は、電動モータＭの回転角センサを用いても良い。これにより、出力軸側回転角センサを別途設ける必要がなくなり、部品点数の削減を図ることが可能となる。
【００８１】
ここで、上述した各実施形態から把握される技術的思想であって、特許請求の範囲に記載した以外のものについて、その効果とともに以下に記載する。
【００８２】
（１）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、前記正逆入力判断回路は、前記正入力と判断している状態から、前記入力軸側回転角信号の回転方向が反転したことにより前記回転方向判断回路の判断が不一致となった場合、前記正入力であると判断することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【００８３】
（１）に記載の技術的思想によれば、運転者による切り返し操舵の状態も正入力と判断され、より適切に正逆入力判断を行うことが可能となる。
【００８４】
（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、前記指令電流補正回路は、前記正逆入力判断回路が前記正入力と判断するとき、前記操舵機構のフリクションを軽減するように前記指令電流を増大補正するフリクション補償制御を行う ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【００８５】
（２）に記載の技術的思想によれば、操舵機構によるフリクションを軽減するよ うに指令電流値を補正することにより、運転者の操舵負荷を軽減し、操舵感の向上を図ることができる。
【００８６】
（３） （２）に記載の電動パワーステアリング装置において、前記電流補正回路は、前記入力軸の回転速度が予め定めた閾値以下のとき、前記入力軸の回転速度が増大するのに応じてフリクション補償制御におけるフリクション補償値が大きくなるように変化させることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【００８７】
（３）に記載の技術的思想によれば、操舵機構に塗布されるグリス等は、これを挟んで相対移動する部材間の相対速度によって粘性のフリクション値が変化する。この粘性のフリクション値の変化の影響が大きいのは相対速度が小さい領域であるため、上記のように構成することにより、粘性のフリクション値の変化に応じたフリクション補償値を付与することができ、より適切な操舵補助力の付与を行うことができる。
【００８８】
（４） （３）に記載の電動パワーステアリング装置において、前記指令電流補正回路は、前記入力軸の回転速度が前記閾値よりも大きいとき、前記入力軸の回転速度に拘らず前記フリクション補償値を一定値とすることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【００８９】
（４）に記載の技術的思想によれば、粘性のフリクション値の変化の影響が小さい領域においても適切な操舵補助力の付与を行うことができる。
【００９０】
（５） 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、前記指令電流補正回路は、前記正逆入力判断回路が前記逆入力と判定するとき、前記操舵機構のフリクションを軽減するフリクション補償制御における前記指令電流に対するフリクション補償値を、前記正入力と判断されるときよりも小さくするか、または０とすることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【００９１】
（５）に記載の技術的思想によれば、逆入力時は操舵機構のフリクションによって操舵安定性を高めることができる。
【００９２】
（６） （５）に記載の電動パワーステアリング装置において、前記指令電流補正回路は、前記入力軸または前記出力軸の回転速度が予め定めた閾値以下のとき、前記入力軸または前記出力軸の回転速度が増大するのに応じて前記フリクション補償値が大きくなるように変化させることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【００９３】
（６）に記載の技術的思想によれば、粘性のフリクション値の変化の影響に応じたフリクション補償値とすることができ、より適切な操舵補助力の与えることができる。
【００９４】
（７） （６）に記載の電動パワーステアリング装置において、前記指令電流補正回路は、前記入力軸または前記出力軸の回転速度が前記閾値よりも大きいとき、前記入力軸または前記出力軸の回転速度に拘らず前記フリクション補償値を一定値とすることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【００９５】
（７）に記載の技術的思想によれば、粘性のフリクション値の変化の影響が小さい領域においても適切な操舵補助力を与えることができる。
【００９６】
（８） 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、前記指令電流補正回路は、前記正逆入力判断回路が前記逆入力と判断するとき、前記電動モータの発生トルクが減少するように前記指令電流値を補正することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【００９７】
（８）に記載の技術的思想によれば、電動モータの発生トルクを減少させることにより操舵安定性を高めることができる。
【００９８】
（９） 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、前記指令電流補正回路は、前記正逆入力判断回路が前記逆入力と判断するとき、基本的な操舵補助力のための指令電流とは逆方向の補正値を加算することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【００９９】
（９）に記載の技術的思想によれば、逆入力時において所謂ダンピング制御を行うことにより、外乱に起因する運転者の意図しない操舵補助力を低減するとともに、転舵輪Ｗ１，Ｗ２における回転の急な加速度を抑制し、操舵安定性を高めることができる。
【０１００】
（１０） （９）に記載の電動パワーステアリング装置において、前記指令電流補正回路は、前記正逆入力判断回路が前記逆入力と判断するときは、基本的な操舵補助力のための指令電流に加算する逆方向の補正値を、前記正入力と判断されるときよりも大きな値とすることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【０１０１】
（１０）に記載の技術的思想によれば、正入力時は、転舵輪Ｗ１，Ｗ２における回転の急な加速度を抑制し、逆入力時は転舵輪Ｗ１，Ｗ２における回転の急な加速度を抑制すると共に、外乱に起因する運転者の意図しない操舵補助力を低減することにより、正入力時と逆入力時における操舵安定性のバランスを図ることができる。
【０１０２】
（１１） 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、前記出力軸側回転角センサは、前記電動モータの出力軸の回転角を検出する回転角センサとすることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【０１０３】
（１１）に記載の技術的思想によれば、出力軸側回転角センサを別途設ける必要が無く、部品点数の削減を図ることができる。
【０１０４】
（１２） 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、前記入力軸側回転角センサおよび前記出力軸側回転角センサは、前記入力軸側回転角信号と前記出力軸側回転角信号の角度差に基づき前記トーションバーに発生する操舵トルクを検出するトルクセンサとすることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【０１０５】
（１２）に記載の技術的思想によれば、トルクセンサを兼用することで別途回転角センサを設ける必要が無く、部品点数の削減を図ることができる。
【０１０６】
（１３） 請求項４に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記回転方向判断回路は、前記入力軸側回転角信号が同一回転方向へ連続して変化し、かつ前記出力軸側回転角信号が前記入力軸側回転角信号と同一回転方向へ連続して変化するとき、前記一致と判断することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
【０１０７】
（１３）に記載の技術的思想によれば、入力軸側からの操舵操作が出力軸側に伝達されている状態を正入力と判断することにより、より高精度な正逆入力判断を行うことができる。
【０１０８】
（１４） （１３）に 記載の電動パワーステアリング装置の制御装置  において 、前記回転方向判断回路は、所定時間内において、前記入力軸側回転角信号が同一回転方向へ連続して変化し、かつ前記出力軸側回転角信号が前記出力軸側回転角信号と同一回転方向へ連続して変化するとき、前記一致と判断することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
【０１０９】
（１４）に記載の技術的思想によれば、直近の運転者による操舵操作または路面等からの逆入力の変化をより高精度に判断することができる。
【０１１０】
（１５） （１４）に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記正逆入力判断回路は、前記正入力と判断している状態から、前記入力軸側回転角信号の回転方向が反転したことにより前記回転方向判断回路の判断が不一致となった場合、前記正入力であると判断することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
【０１１１】
（１５）に記載の技術的思想によれば、運転者による切り返し操舵の状態も正入力と判断され、より適切に正逆入力判断を行うことが可能となる。
【０１１２】
（１６）請求項４に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記指令電流補正回路は、前記正逆入力判断回路が前記正入力と判断するとき、前記操舵機構のフリクションを軽減するように前記指令電流値を増大補正するフリクション補償制御を行うことを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
【０１１３】
（１６）に記載の技術的思想によれば、操舵機構によるフリクションを軽減するように指令電流を補正することにより、運転者の操舵負荷を軽減し、操舵感の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１０…演算回路
１１…指令電流演算回路
１２…回転方向判断回路
１３…先行位相判断回路
１４…正逆入力判断回路
１５…指令電流補正回路
【図１】
2013184622.tif 000003
【図２】
2013184622.tif 000004
【図３】
2013184622.tif 000005
【図４】
2013184622.tif 000006
【図５】
2013184622.tif 000007
【図６】
2013184622.tif 000008
【図７】
2013184622.tif 000009
【図８】
2013184622.tif 000010
【図９】
2013184622.tif 000011
【図１０】
2013184622.tif 000012
【図１１】
2013184622.tif 000013