(57)【要約】【課題】操舵トルクの検出範囲を大きくすることができ、大きな操舵トルク発生時においても操舵トルクに応じたアシストトルクを発生させ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】第１トルクセンサ３１は、第１トーションバーの捩れ角に応じた第１操舵トルクを検出する。第２トルクセンサ３２は、第１トーションバーよりも大きなばね定数を有する第２トーションバーの捩れ角に応じた第２操舵トルクを検出する。第１位相補償部４１によって位相補償された第１操舵トルク（第１位相補償後トルクＴｈ１）の絶対値｜Ｔｈ１｜が所定値α（α＞０）よりも大きい場合には、目標アシストトルク設定部４３は、第２位相補償部４２によって位相補償された第２操舵トルク（第２位相補償後トルクＴｈ２）と車速Ｖとに基づいて、目標アシストトルクＴａ＊を設定する。【選択図】図３
2016145006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を操向するための操舵部材と、
第１のトーションバーおよび前記第１のトーションバーのばね定数よりも大きなばね定数を有する第２のトーションバーを含み、前記操舵部材に連結されるステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトの回転に連動して転舵輪を転舵する転舵機構と、
前記転舵機構に操舵補助力を与える電動モータと、
前記第１のトーションバーの捩れ角に応じた第１の操舵トルクを検出する第１の操舵トルク検出手段と、
前記第２のトーションバーの捩れ角に応じた第２の操舵トルクを検出する第２の操舵トルク検出手段と、
前記第１の操舵トルク検出手段および前記第２の操舵トルク検出手段から任意に選択された一方の操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクの絶対値が所定値以下であるときには、前記第１の操舵トルク検出手段によって検出される第１の操舵トルクを用いて目標アシストトルクを設定し、前記一方の操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクの絶対値が前記所定値よりも大きいときには、前記第２の操舵トルク検出手段によって検出される第２の操舵トルクを用いて目標アシストトルクを設定する目標アシストトルク設定手段と、
前記目標アシストトルク設定手段によって設定される目標アシストトルクに基いて、前記電動モータを駆動制御する制御手段とを含む、電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記第１のトーションバーと前記第２のトーションバーとの直列合成ばね定数が、１．７Ｎｍ／ｄｅｇ以上３．０Ｎｍ／ｄｅｇ以下である、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】
前記転舵機構はラック軸を含み、
前記ステアリングシャフトは第１ピニオンを有する第１ピニオン軸を含み、
前記ラック軸に設けられ、前記第１ピニオンと噛み合う第１ラックと、
前記ステアリングシャフトとは分離して配置され、第２ピニオンを有する第２ピニオン軸と、
前記ラック軸に設けられ、前記第２ピニオンと噛み合う第２ラックとをさらに含み、
前記電動モータが前記第２ピニオン軸に連結されている、請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記ステアリングシャフトが、前記操舵部材に一端が連結されたコラムシャフトと、前記コラムシャフトの他端に一端が連結された中間軸と、前記中間軸の他端に一端が連結された前記第１ピニオン軸とを含み、
前記第１のトーションバーおよび前記第２のトーションバーのうちの一方が、前記コラムシャフトの中間部に設けられており、他方が前記第１ピニオン軸の中間部に設けられている、請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記電動モータは、減速機を介して、前記第２ピニオン軸に連結されている、請求項３または４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】
この発明は、電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置は、一般的には、ステアリングホイールと、ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトと、ステアリングシャフトの回転に連動して転舵輪を転舵する転舵機構と、転舵機構に操舵補助力を与える電動モータと、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、電子制御ユニットとを含む。電子制御ユニットは、操舵トルクセンサによって検出される操舵トルクを用いて目標アシストトルクを設定し、設定した目標アシストトルクに応じたモータトルクが発生するように電動モータを駆動制御する。
【０００３】
ステアリングシャフトは、入力軸と、出力軸と、それらを連結するトーションバーとを含む。操舵トルクセンサは、入力軸と出力軸との相対回転量、すなわち、トーションバーの捩れ角に基いて操舵トルクを検出する。操舵トルクの検出分解能の観点から、トーションバーの捩り剛性はある程度低くし、操舵トルクに対するトーションバーの捩れ角を適度に確保する必要がある。現状では、操舵トルクセンサに用いられるトーションバーのばね定数は、１．９Ｎｍ／ｄｅｇ〜２．８４Ｎｍ／ｄｅｇ程度である。
【０００４】
一方、過大なトルクがトーションバーにかかるのを防止するために、入力軸および出力軸には凹凸状のストッパが設けられている。これらのストッパは、入力軸と出力軸との相対回転量が所定値に達すると互いに当接し、入力軸と出力軸との相対回転量が所定値以上になるのを防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１１４７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したように、入力軸および出力軸にはストッパが設けられているので、トーションバーの捩り剛性を低くした場合、操舵トルクの検出範囲が狭くなる。現状では、操舵トルクの検出範囲は、０Ｎｍ〜±１０Ｎｍ程度である。このため、ラック端当て時やキックバック時等のように大きな操舵トルク発生時においては、トーションバーの捩れ角がストッパによって制限され、操舵トルクセンサの出力も制限されてしまうため、実際の操舵トルクに応じた適切なアシストトルクを発生させることができないおそれがある。
【０００７】
この発明の目的は、操舵トルクの検出範囲を大きくすることができ、大きな操舵トルク発生時においても操舵トルクに応じたアシストトルクを発生させ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である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、車両を操向するための操舵部材（２）と、第１のトーションバー（１１）および前記第１のトーションバーのばね定数よりも大きなばね定数を有する第２のトーションバー（１４）を含み、前記操舵部材に連結されるステアリングシャフト（６）と、前記ステアリングシャフトの回転に連動して転舵輪（３）を転舵する転舵機構（４）と、前記転舵機構に操舵補助力を与える電動モータ（２２）と、前記第１のトーションバーの捩れ角に応じた第１の操舵トルクを検出する第１の操舵トルク検出手段（３１）と、前記第２のトーションバーの捩れ角に応じた第２の操舵トルクを検出する第２の操舵トルク検出手段（３２）と、前記第１の操舵トルク検出手段および前記第２の操舵トルク検出手段から任意に選択された一方の操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクの絶対値が所定値以下であるときには、前記第１の操舵トルク検出手段によって検出される第１の操舵トルクを用いて目標アシストトルクを設定し、前記一方の操舵トルク検出手段によって検出される操舵トルクの絶対値が前記所定値よりも大きいときには、前記第２の操舵トルク検出手段によって検出される第２の操舵トルクを用いて目標アシストトルクを設定する目標アシストトルク設定手段（４３）と、前記目標アシストトルク設定手段によって設定される目標アシストトルクに基いて、前記電動モータを駆動制御する制御手段（４４，４５，４６）とを含む、電動パワーステアリング装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。
【０００９】
この構成では、操舵トルクが第１の操舵トルク検出手段によって検出可能な比較的小さな範囲内である場合には、第２の操舵トルク検出手段に比べて検出操舵トルク分解能の高い第１の操舵トルク検出手段によって検出される第１の操舵トルクを用いて目標アシストトルクが設定される。これにより、第１の操舵トルク検出手段によって検出可能な比較的小さな操舵トルクの発生時には、操舵トルクに応じたアシストトルクを高い精度で発生させることができる。
【００１０】
一方、操舵トルクが第１の操舵トルク検出手段によって検出不可能な範囲を含む比較的大きい範囲内である場合には、第１の操舵トルク検出手段に比べて検出可能な操舵トルクの上限値の大きな第２の操舵トルク検出手段によって検出される第２の操舵トルクを用いて目標アシストトルクが設定される。これにより、第１の操舵トルク検出手段によって検出不可能な比較的大きな操舵トルク発生時においても、操舵トルクに応じたアシストトルクを発生させることができる。つまり、この構成によれば、操舵トルクの検出範囲を大きくすることができ、大きな操舵トルク発生時においても操舵トルクに応じたアシストトルクを発生させることができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記第１のトーションバーと前記第２のトーションバーとの直列合成ばね定数が、１．７Ｎｍ／ｄｅｇ以上３．０Ｎｍ／ｄｅｇ以下である、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置である。この構成では、電動パワーステアリング装置の安定性を確保することができる。
請求項３記載の発明は、前記転舵機構はラック軸（１８）を含み、前記ステアリングシャフトは第１ピニオン（２０）を有する第１ピニオン軸（９）を含み、前記ラック軸に設けられ、前記第１ピニオンと噛み合う第１ラック（２１）と、前記ステアリングシャフトとは分離して配置され、第２ピニオン（２５）を有する第２ピニオン軸（２４）と、前記ラック軸に設けられ、前記第２ピニオンと噛み合う第２ラック（２６）とを含み、前記電動モータが前記第２ピニオン軸に連結されている、請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置である。
【００１２】
請求項４記載の発明は、前記ステアリングシャフトが、前記操舵部材に一端が連結されたコラムシャフト（７）と、前記コラムシャフトの他端に一端が連結された中間軸（８）と、前記中間軸の他端に一端が連結された前記第１ピニオン軸とを含み、前記第１のトーションバーおよび前記第２のトーションバーのうちの一方が、前記コラムシャフトの中間部に設けられており、他方が前記第１ピニオン軸の中間部に設けられている、請求項３に記載の電動パワーステアリング装置である。
【００１３】
請求項５記載の発明は、前記電動モータは、減速機（２３）を介して、前記第２ピニオン軸に連結されている、請求項３または４に記載の電動パワーステアリング装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一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模式図である。
【図２】図２は、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクと、第１トルクセンサおよび第２トルクセンサの出力信号との関係を示すグラフである。
【図３】図３は、ＥＣＵの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、選択された位相補償後トルクＴｈに対する目標アシストトルクＴａ＊の設定例を示すグラフである。
【図５】図５は、目標アシストトルク設定部の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一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模式図である。
この電動パワーステアリング装置１は、デュアルピニオンタイプＥＰＳ（ Electric Power Steering)である。電動パワーステアリング装置１は、車両を操向するための操舵部材としてのステアリングホイール２と、このステアリングホイール２の回転に連動して転舵輪３を転舵する転舵機構４と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構５とを備えている。ステアリングホイール２と転舵機構４とは、ステアリングシャフト６を介して機械的に連結されている。
【００１６】
ステアリングシャフト６は、ステアリングホイール２に連結されたコラムシャフト７と、コラムシャフト７に第１ユニバーサルジョイント１６を介して連結された中間軸８と、中間軸８に第２ユニバーサルジョイント１７を介して連結された第１ピニオン軸９とを含む。
コラムシャフト７は、ステアリングホイール２に連結された入力軸１０と、中間軸８に連結された出力軸１２とを含む。入力軸１０と出力軸１２とは、第１トーションバー１１を介して相対回転可能に連結されている。入力軸１０および出力軸１２には凹凸状のストッパ（図示略）が設けられている。これらのストッパは、入力軸１０と出力軸１２との相対回転量が所定値に達すると互いに当接し、入力軸１０と出力軸１２との相対回転量が所定値以上になるのを防止する。このストッパにより、入力軸１０と出力軸１２との相対回転量は、第１トーションバー１１の捩れ角が零である中立位置から±３．５ｄｅｇ程度以下に制限される。
【００１７】
コラムシャフト７の周囲には、第１トルクセンサ３１が配置されている。第１トルクセンサ３１は、入力軸１０および出力軸１２の相対回転変位量、つまり、第１トーションバー１１の捩れ角に基づいて、ステアリングホイール２に与えられた操舵トルク（以下、「第１操舵トルクＴｈ１」という。）を検出する。この実施形態では、第１トルクセンサ３１によって検出される第１操舵トルクＴｈ１は、右方向への操舵のためのトルクが正の値として検出され、左方向への操舵のためのトルクが負の値として検出され、その絶対値が大きいほど操舵トルクの大きさが大きくなるものとする。
【００１８】
第１ピニオン軸９の先端には、第１ピニオン２０が連結されている。第１ピニオン軸９は、中間軸８に連結された入力軸１３と、第１ピニオン２０が連結された出力軸１５とを含む。入力軸１３と出力軸１５とは、第２トーションバー１４を介して相対回転可能に連結されている。入力軸１３および出力軸１５には凹凸状のストッパ（図示略）が設けられている。これらのストッパは、入力軸１３と出力軸１５との相対回転量が所定値に達すると互いに当接し、入力軸１３と出力軸１５との相対回転量が所定値以上になるのを防止する。このストッパにより、入力軸１３と出力軸１５との相対回転量は、第２トーションバー１４の捩れ角が零である中立位置から±３．５ｄｅｇ程度以下に制限される。
【００１９】
第１ピニオン軸９の周囲には、第２トルクセンサ３２が配置されている。第２トルクセンサ３２は、入力軸１３および出力軸１５の相対回転変位量、つまり、第２トーションバー１４の捩れ角に基づいて、ステアリングホイール２に与えられた操舵トルク（以下、「第２操舵トルクＴｈ２」という。）を検出する。この実施形態では、第２トルクセンサ３２によって検出される第２操舵トルクＴｈ２は、右方向への操舵のためのトルクが正の値として検出され、左方向への操舵のためのトルクが負の値として検出され、その絶対値が大きいほど操舵トルクの大きさが大きくなるものとする。
【００２０】
第１トーションバー１１のばね定数と、第２トーションバー１４のばね定数とは異なっている。第１トーションバー１１と第２トーションバー１４との直列合成ばね定数は、ステアリングシャフトにトーションバーが１個のみ設けられる場合の一般的なトーションバーのばね定数の範囲とほぼ同じ範囲内（１．７Ｎｍ／ｄｅｇ以上３．０Ｎｍ／ｄｅｇ以下）であることが好ましい。この理由は、電動パワーステアリング装置１の安定性を確保するためである。この実施形態では、第１トーションバー１１のばね定数は２．８４Ｎｍ／ｄｅｇであり、第２トーションバー１４のばね定数は６．０Ｎｍ／ｄｅｇである。この場合、第１トーションバー１１と第２トーションバー１４との直列合成ばね定数は、約１．９Ｎｍ／ｄｅｇとなる。
【００２１】
図２は、ステアリングホイール２に加えられる操舵トルクと、第１トルクセンサ３１の出力信号Ｔｈ１および第２トルクセンサの出力信号Ｔｈ２との関係を示すグラフである。
ステアリングホイール２に加えられた操舵トルクは、ステアリングシャフト６を介して、第１トーションバー１１および第２トーションバー１４の両方に伝達される。これにより、第１トーションバー１１および第２トーションバー１４に捩れが生じる。第１トルクセンサ３１および第２トルクセンサ３２は、それぞれ第１トーションバー１１および第２トーションバー１４の捩れ角に応じた信号を出力する。
【００２２】
各トルクセンサ３１，３２の出力信号Ｔｈ１，Ｔｈ２は、右方向への操舵トルクに対しては正の値をとり、左方向への操舵トルクに対しては負の値をとる。各トルクセンサ３１，３２の出力信号Ｔｈ１，Ｔｈ２の絶対値は、ステアリングホイール２に加えられる操舵トルクの絶対値が大きくなるほど大きくなる。ただし、各トーションバー１１，１４の捩れ角は、ストッパによって中立位置から所定角度以下に制限される。このため、各トルクセンサ３１，３２の出力信号は、各トーションバー１１，１４の中立位置からの捩れ角が前記所定角度に達すると、それ以上の操舵トルクが加えられても、変化しなくなる。
【００２３】
この実施形態では、第１トーションバー１１のばね定数は、第２トーションバー１４のばね定数よりも小さいので、第１トーションバー１１の捩れ角は、第２トーションバー１４の捩れ角よりも大きい。このため、第１トルクセンサ３１の出力信号が変化しなくなるときの操舵トルクの大きさ（第１トルクセンサ３１によって検出可能な操舵トルクの最大値Ｍ１（絶対値））は、第２トルクセンサ３２の出力信号が変化しなくなるときの操舵トルクの大きさ（第２トルクセンサ３２よって検出可能な操舵トルクの最大値Ｍ２（絶対値））よりも小さい。つまり、第２トルクセンサ３２は、第１トルクセンサ３１に比べて、より大きな操舵トルクを検出することができる。この実施形態では、第１トルクセンサ３１によって検出できる操舵トルクの最大値Ｍ１（絶対値）は１０Ｎｍ程度となり、第２トルクセンサ３２によって検出できる操舵トルクの最大値Ｍ２（絶対値）は２０Ｎｍ程度となる。一方、トルクセンサの出力信号のばらつきに対する操舵トルクの検出範囲は、第２トルクセンサ３２よりも第１トルクセンサ３１の方が小さい。つまり、第１トルクセンサ３１は、第２トルクセンサ３２に比べて検出操舵トルク分解能が高く、操舵トルクの検出精度が高い。
【００２４】
転舵機構４は、ステアリングシャフト６の回転に連動して転舵輪３を転舵する機構である。転舵機構４は、ステアリングシャフト６（第１ピニオン軸９）の先端部に設けられた第１ピニオン２０と、第１ピニオン２０に螺合する第１ラック２１を有するラック軸１８とを含む。ラック軸１８は、車両の左右方向に延びている。第１ラック２１は、ラック軸１８の軸方向の一方の端部（第１端部）側に形成されている。ラック軸１８の各端部には、タイロッド１９およびナックルアーム（図示略）を介して転舵輪３が連結されている。第１ピニオン２０および第１ラック２１によって、ステアリングシャフト６（第１ピニオン軸９）の回転がラック軸１８の軸方向移動に変換される。ラック軸１８を軸方向に移動させることによって、転舵輪３を転舵することができる。
【００２５】
ステアリングホイール２が操作されてステアリングシャフト６が回転されると、この回転が、第１ピニオン２０および第１ラック２１によって、ラック軸１８の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。
操舵補助機構５は、電動モータ２２と、減速機２３と、第２ピニオン軸２４と、第２ピニオン２５と、第２ラック２６とを含む。第２ピニオン軸２４は、ステアリングシャフト６とは分離して配置されている。したがって、第２ピニオン軸２４は、ステアリングホイール２に連結されていない。減速機２３は、電動モータ２２の出力軸に一体的に回転可能に連結されたウォーム軸（図示略）と、このウォーム軸と噛み合い、第２ピニオン軸２４に一体的に回転可能に連結されたウォームホイール（図示略）とを含むウォームギヤ機構からなる。
【００２６】
第２ピニオン２５は、第２ピニオン軸２４の先端に連結されている。第２ラック２６は、ラック軸１８の軸方向の第１端部とは反対側の端部（第２端部）側に設けられている。第２ピニオン２５は、第２ラック２６に噛み合っている。
電動モータ２２が回転駆動されると、電動モータ２２の回転が減速機２３を介して第２ピニオン軸２４に伝達される。第２ピニオン軸２４の回転は、第２ピニオン２５および第２ラック２６によって、ラック軸１８の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪３が転舵される。すなわち、電動モータ２２によって第２ピニオン軸２４を回転駆動することによって、転舵輪３が転舵される。
【００２７】
電動モータ２２は、モータ制御装置としてのＥＣＵ（電子制御ユニット：Electronic Control Unit）２７によって制御される。ＥＣＵ２７には、第１トルクセンサ３１によって検出される第１操舵トルクＴｈ１、第２トルクセンサ３２によって検出される第２操舵トルクＴｈ２、車速センサ３３によって検出される車速Ｖ等が入力される。
図３は、ＥＣＵ２７の電気的構成を示すブロック図である。
【００２８】
ＥＣＵ２７は、マイクロコンピュータ２８と、マイクロコンピュータ２８によって制御され、電動モータ２２に電力を供給する駆動回路２９と、電動モータ２２に流れるモータ電流を検出する電流検出部３０とを含む。
マイクロコンピュータ２８は、ＣＰＵおよびメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリなど）を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能する。この複数の機能処理部には、第１位相補償部４１と、第２位相補償部４２と、目標アシストトルク設定部４３と、電流指令値演算部４４と、電流偏差演算部４５と、ＰＩ（比例積分）制御部４６と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部４７とを含む。
【００２９】
第１位相補償部４１は、第１トルクセンサ３１によって検出される第１操舵トルクＴｈ１の位相を進めて系を安定化させるための処理を行うものである。以下、第１位相補償部４１によって位相補償された第１操舵トルクを、「第１位相補償後トルクＴｈ１」という。
第２位相補償部４２は、第２トルクセンサ３２によって検出される第２操舵トルクＴｈ２の位相を進めて系を安定化させるための処理を行うものである。以下、第２位相補償部４２によって位相補償された第２操舵トルクを、「第２位相補償後トルクＴｈ２」という。
【００３０】
第１位相補償後トルクＴｈ１と、第２位相補償後トルクＴｈ２と、車速センサ３３によって検出される車速Ｖとが目標アシストトルク設定部４３に与えられる。
目標アシストトルク設定部４３は、第１位相補償後トルクＴｈ１および第２位相補償後トルクＴｈ２のうちから、目標アシストトルクの設定に用いるべき位相補償後トルクを選択する。そして、目標アシストトルク設定部４３は、選択された位相補償後トルクＴｈ１またはＴｈ２と、車速センサ３３によって検出された車速Ｖとに基づいて、目標アシストトルクＴａ＊を設定する。
【００３１】
選択された位相補償後トルクＴｈ１またはＴｈ２をＴｈで表すと、選択された位相補償後トルクＴｈに対する目標アシストトルクＴａ＊の設定例は、図４に示されている。位相補償後トルクＴｈは、この実施形態では、右方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、左方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。目標アシストトルクＴａ＊は、電動モータ２２によって右方向操舵のためのアシストトルクを発生させるべきときには正の値とされ、電動モータ２２によって左方向操舵のためのアシストトルクを発生させるべきときには負の値とされる。目標アシストトルクＴａ＊は、位相補償後トルクＴｈの正の値に対しては正をとり、位相補償後トルクＴｈの負の値に対しては負をとる。
【００３２】
位相補償後トルクＴｈが−Ａ〜Ａの範囲（トルク不感帯）の微小な値のときには、目標アシストトルクＴａ＊は零とされる。そして、位相補償後トルクＴｈが−Ａ〜Ａの範囲外の値である場合には、目標アシストトルクＴａ＊は、位相補償後トルクＴｈの絶対値が大きくなるほど、その絶対値が大きくなるように設定される。また、目標アシストトルクＴａ＊は、車速センサ３３によって検出される車速Ｖが大きいほど、その絶対値が小さくなるように設定される。これにより、低速走行時にはアシストトルクが大きくされ、高速走行時にはアシストトルクが小さくされる。
【００３３】
図５は、目標アシストトルク設定部４３の動作の一例を説明するためのフローチャートである。図５の処理は、所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
目標アシストトルク設定部４３は、第１位相補償後トルクＴｈ１の絶対値｜Ｔｈ１｜が所定値α（α＞０）以下であるか否かを判別する（ステップＳ１）。所定値αは、例えば、第１トルクセンサ３１によって検出可能な操舵トルクの最大値よりも少し小さな値に設定される。第１位相補償後トルクＴｈ１の絶対値｜Ｔｈ１｜が所定値α以下である場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、目標アシストトルク設定部４３は、第１位相補償後トルクＴｈ１と車速Ｖとに基づいて、目標アシストトルクＴａ＊を設定する（ステップＳ２）。そして、今演算周期の処理を終了する。
【００３４】
一方、前記ステップＳ１において、第１位相補償後トルクＴｈ１の絶対値｜Ｔｈ１｜が所定値αよりも大きいと判別された場合には（ステップＳ１：ＮＯ）、目標アシストトルク設定部４３は、第２位相補償後トルクＴｈ２と車速Ｖとに基づいて、目標アシストトルクＴａ＊を設定する（ステップＳ３）。そして、今演算周期の処理を終了する。
なお、前記ステップＳ１において、目標アシストトルク設定部４３は、第２位相補償後トルクＴｈ２の絶対値｜Ｔｈ２｜が所定値α（α＞０）以下であるか否かを判別するようにしてもよい。この場合には、目標アシストトルク設定部４３は、第２位相補償後トルクＴｈ２の絶対値｜Ｔｈ２｜が所定値α以下であればステップＳ２に移行し、第２位相補償後トルクＴｈ２の絶対値｜Ｔｈ２｜が所定値αより大きければステップＳ３に移行すればよい。
【００３５】
電流指令値演算部４４は、例えば、目標アシストトルク設定部４３によって設定された目標アシストトルクＴａ＊を電動モータ２２のトルク定数で除算することにより、モータ電流の目標値である電流指令値Ｉ＊を演算する。電流偏差演算部４５は、電流指令値演算部４４によって演算される電流指令値Ｉ＊と、電流検出部３０によって検出されるモータ電流Ｉとの偏差(電流偏差ΔＩ＝Ｉ＊−Ｉ)を演算する。
【００３６】
ＰＩ制御部４６は、電流偏差演算部４５によって演算された電流偏差ΔＩに対するＰＩ（微分積分）演算を行なうことにより、電流偏差ΔＩを零に収束させるための駆動指令値を生成する。ＰＷＭ制御部４７は、駆動指令値に対応するデューティ比のＰＷＭ制御信号を生成して、駆動回路２９に供給する。これにより、駆動指令値に対応した電力（電流）が電動モータ２２に供給される。
【００３７】
電流偏差演算部４５およびＰＩ制御部４６は、電流フィードバック制御手段を構成している。この電流フィードバック制御手段の働きによって、電動モータ２２に流れるモータ電流Ｉが電流指令値演算部４４によって演算された電流指令値Ｉ＊に近づくように制御される。
この実施形態では、第１位相補償後トルクＴｈ１の絶対値｜Ｔｈ１｜（または第２位相補償後トルクＴｈ２の絶対値｜Ｔｈ２｜）が所定値α以下である場合には、第１位相補償後トルクＴｈ１と車速Ｖとに基づいて、目標アシストトルクＴａ＊が設定される。したがって、操舵トルクが第１トルクセンサ３１によって検出可能な比較的小さな範囲内である場合には、第２トルクセンサ３２に比べて検出操舵トルク分解能の高い第１トルクセンサ３１によって検出される第１操舵トルクを用いて目標アシストトルクが設定される。これにより、第１トルクセンサ３１によって検出可能な比較的小さな操舵トルクの発生時には、操舵トルクに応じたアシストトルクを高い精度で発生させることができる。
【００３８】
一方、第１位相補償後トルクＴｈ１の絶対値｜Ｔｈ１｜（または第２位相補償後トルクＴｈ２の絶対値｜Ｔｈ２｜）が所定値αよりも大きい場合には、第２位相補償後トルクＴｈ２と車速Ｖとに基づいて、目標アシストトルクＴａ＊が設定される。したがって、操舵トルクが第１トルクセンサ３１によって検出不可能な範囲を含む比較的大きい範囲内である場合には、第１トルクセンサ３１に比べて検出可能な操舵トルクの上限値の大きな第２トルクセンサ３２によって検出される第２操舵トルクを用いて目標アシストトルクが設定される。これにより、第１トルクセンサ３１によって検出不可能な比較的大きな操舵トルク発生時においても、操舵トルクに応じたアシストトルクを発生させることができる。
【００３９】
つまり、この実施形態では、操舵トルクの検出範囲を大きくすることができ、ラック端当て時やキックバック時等のような大きな操舵トルク発生時においても操舵トルクに応じたアシストトルクを発生させることができる。
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。例えば、前記実施形態では、コラムシャフト７にばね定数が小さい第１トーションバー１１が設けられ、第１ピニオン軸９にばね定数が大きい第２トーションバー１４が設けられている。しかし、コラムシャフト７にばね定数が大きい第２トーションバー１４を設け、第１ピニオン軸９にばね定数が小さい第１トーションバー１１を設けてもよい。
【００４０】
また、ステアリングシャフト６が、ばね定数の異なる第１トーションバーと第２トーションバーとを含んでいればよく、それらの配置は前記実施形態の配置に限られない。例えば、コラムシャフト７が、第１トーションバーと第２トーションバーとを含んでいてもよい。また、第１ピニオン軸９が、第１トーションバーと第２トーションバーとを含んでいてもよい。
【００４１】
前記実施形態では、この発明をデュアルピニオンタイプＥＰＳに適用した場合について説明したが、この発明は電動モータ２２がラック軸１８に同軸に設けられたラックダイレクト（同軸）タイプＥＰＳにも適用することができる。さらに、この発明は、電動モータ２２が減速機を介してコラムシャフト７に連結されたコラムタイプＥＰＳや、電動モータ２２が減速機を介して第１ピニオン軸９に連結されたピニオンタイプＥＰＳにも適用することができる。
【００４２】
この発明をコラムタイプＥＰＳまたはピニオンタイプＥＰＳに適用する場合には、ステアリングシャフト６における第１トーションバーおよび第２トーションバーの間位置に電動モータが連結されないように、第１トーションバーおよび第２トーションバーを配置することが好ましい。この理由は、ステアリングシャフト６における第１トーションバーおよび第２トーションバーの間位置に電動モータが連結された場合には、２つの共振モードが生じるからである。
【００４３】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングホイール、４…転舵機構、５…操舵補助機構、６…ステアリングシャフト、７…コラムシャフト、８…中間軸、９…第１ピニオン軸、１１…第１トーションバー、１４…第２トーションバー、１８…ラック軸、２０…第１ピニオン、２１…第１ラック、２２…電動モータ、２３…減速機、２４…第２ピニオン軸、２５…第２ピニオン、２６…第２ラック、２７…ＥＣＵ、２８…マイクロコンピュータ、２９…駆動回路、３１…第１トルクセンサ、３２…第２トルクセンサ、４３…目標アシストトルク設定部、４４…電流指令値演算部、４５…電流偏差演算部、４６…ＰＩ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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