(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、
車速を検出する車速検出手段と、
ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
ステアリング軸反力トルクを求めて出力するステアリング軸反力トルク出力手段と、
モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、
上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、
上記ステアリング軸反力トルクに基づいて、ダンピングトルクのゲインを求めるダンピングゲイン演算手段と、
上記ダンピングトルクのゲイン及び上記モータ速度に基づいて、ダンピング補償量を演算するダンピング補償量演算手段と、
上記ダンピング補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段と
を備えたことを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項２】
電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、
車速を検出する車速検出手段と、
ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
ステアリング軸反力トルクを求めて出力するステアリング軸反力トルク出力手段と、
モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、
モータ速度検出手段からの上記モータ速度を用いてモータ加速度を演算し出力するモータ加速度検出手段と、
上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、
上記ステアリング軸反力トルクに基づいて、慣性補償トルクのゲインを求める慣性補償ゲイン演算手段と、
上記慣性補償トルクのゲイン及び上記モータ加速度に基づいて、慣性補償量を演算する慣性補償量演算手段と、
上記慣性補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段と
を備えたことを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項３】
電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、
車速を検出する車速検出手段と、
ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
ステアリング軸反力トルクを求めて出力するステアリング軸反力トルク出力手段と、
モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、
モータ速度検出手段からの上記モータ速度を用いてモータ加速度を演算し出力するモータ加速度検出手段と、
上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、
上記ステアリング軸反力トルクに基づいて、ダンピングトルクのゲインを求めるダンピングゲイン演算手段と、
上記ダンピングトルクのゲイン及び上記モータ速度に基づいて、ダンピング補償量を演算するダンピング補償量演算手段と、
上記ステアリング軸反力トルクに基づいて、慣性補償トルクのゲインを求める慣性補償ゲイン演算手段と、
上記慣性補償トルクのゲイン及び上記モータ加速度に基づいて、慣性補償量を演算する慣性補償量演算手段と、
上記ダンピング補償量及び上記慣性補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段と
を備えたことを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項４】
上記ステアリング軸反力トルク出力手段が、上記ステアリング軸反力トルクを測定により得ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項５】
上記モータのモータ電流を測定するモータ電流測定手段をさらに備え、
上記ステアリング軸反力トルク出力手段が、上記モータ電流、上記操舵トルク及び上記モータ加速度に基づいて、上記ステアリング軸反力トルクを演算することにより得ることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項６】
上記ダンピングトルクのゲインは、上記ステアリング軸反力トルクが小さいときにゲインを大きく、上記ステアリング軸反力トルクが大きいときにゲインを小さくすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項７】
上記慣性補償トルクのゲインは、上記ステアリング軸反力トルクが小さいときにゲインを大きく、上記ステアリング軸反力トルクが大きいときにゲインを小さくすることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項８】
上記ダンピングトルクのゲインは、上記ステアリング軸反力トルクに応じたダンピング係数から決定することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項９】
電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、
車速を検出する車速検出手段と、
ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
路面反力トルクを求めて出力する路面反力トルク出力手段と、
モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、
上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、
上記路面反力トルクに基づいて、ダンピングトルクのゲインを求めるダンピングゲイン演算手段と、
上記ダンピングトルクのゲイン及び上記モータ速度に基づいて、ダンピング補償量を演算するダンピング補償量演算手段と、
上記ダンピング補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段と
を備えたことを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項１０】
電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、
車速を検出する車速検出手段と、
ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
路面反力トルクを求めて出力する路面反力トルク出力手段と、
モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、
モータ速度検出手段からの上記モータ速度を用いてモータ加速度を演算し出力するモータ加速度検出手段と、
上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、
上記路面反力トルクに基づいて、慣性補償トルクのゲインを求める慣性補償ゲイン演算手段と、
上記慣性補償トルクのゲイン及び上記モータ加速度に基づいて、慣性補償量を演算する慣性補償量演算手段と、
上記慣性補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段と
を備えたことを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項１１】
電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、
車速を検出する車速検出手段と、
ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
路面反力トルクを求めて出力する路面反力トルク出力手段と、
モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、
モータ速度検出手段からの上記モータ速度を用いてモータ加速度を演算し出力するモータ加速度検出手段と、
上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、
上記路面反力トルクに基づいて、ダンピングトルクのゲインを求めるダンピングゲイン演算手段と、
上記ダンピングトルクのゲイン及び上記モータ速度に基づいて、ダンピング補償量を演算するダンピング補償量演算手段と、
上記路面反力トルクに基づいて、慣性補償トルクのゲインを求める慣性補償ゲイン演算手段と、
上記慣性補償トルクのゲイン及び上記モータ加速度に基づいて、慣性補償量を演算する慣性補償量演算手段と、
上記ダンピング補償量及び上記慣性補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段と
を備えたことを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項１２】
上記路面反力トルク出力手段が、上記路面反力トルクを測定により得ることを特徴とする請求項９ないし１１のいずれかに記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項１３】
ステアリング軸反力トルクを測定するステアリング軸反力トルク測定手段をさらに備え、
上記路面反力トルク出力手段が、上記ステアリング軸反力トルクに基づいて、上記路面反力トルクを演算することにより得ることを特徴とする請求項９ないし１２のいずれかに記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項１４】
電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、
車速を検出する車速検出手段と、
ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
タイヤのコーナーリングフォースを検出するコーナーリングフォース検出手段と、
モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、
上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、
上記コーナーリングフォース反力トルクに基づいて、ダンピングトルクのゲインを求めるダンピングゲイン演算手段と、
上記ダンピングトルクのゲイン及び上記モータ速度に基づいて、ダンピング補償量を演算するダンピング補償量演算手段と、
上記ダンピング補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段と
を備えたことを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項１５】
電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、
車速を検出する車速検出手段と、
ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
タイヤのコーナーリングフォースを検出するコーナーリングフォース検出手段と、
モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、
モータ速度検出手段からの上記モータ速度を用いてモータ加速度を演算し出力するモータ加速度検出手段と、
上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、
上記コーナーリングフォース反力トルクに基づいて、慣性補償トルクのゲインを求める慣性補償ゲイン演算手段と、
上記慣性補償トルクのゲイン及び上記モータ加速度に基づいて、慣性補償量を演算する慣性補償量演算手段と、
上記慣性補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段と
を備えたことを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項１６】
電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、
車速を検出する車速検出手段と、
ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
タイヤのコーナーリングフォースを検出するコーナーリングフォース検出手段と、
モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、
モータ速度検出手段からの上記モータ速度を用いてモータ加速度を演算し出力するモータ加速度検出手段と、
上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、
上記コーナーリングフォース反力トルクに基づいて、ダンピングトルクのゲインを求めるダンピングゲイン演算手段と、
上記ダンピングトルクのゲイン及び上記モータ速度に基づいて、ダンピング補償量を演算するダンピング補償量演算手段と、
上記コーナーリングフォース反力トルクに基づいて、慣性補償トルクのゲインを求める慣性補償ゲイン演算手段と、
上記慣性補償トルクのゲイン及び上記モータ加速度に基づいて、慣性補償量を演算する慣性補償量演算手段と、
上記ダンピング補償量及び上記慣性補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段と
を備えたことを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項１７】
路面反力トルクを出力する路面反力出力手段をさらに備え、
上記ダンピングトルクのゲインは、上記路面反力トルク及び上記コーナーリングフォースの少なくともいずれか一方により決定されることを特徴とする請求項１４ないしは１６のいずれかに記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項１８】
路面反力トルクを出力する路面反力出力手段をさらに備え、
上記慣性補償トルクのゲインは、上記路面反力トルク及び上記コーナーリングフォースの少なくともいずれか一方により決定されることを特徴とする請求項１４ないしは１７のいずれかに記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動式パワーステアリング制御装置に関し、特に、自動車等に搭載された電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動式パワーステアリングは、手放し時の安定性向上やハンドルの操作時の軽さの確保等の利点から、近年においては広く用いられている。電動式パワーステアリングは、図２０にその一例を示すように、操舵トルクを検出し、アシストマップ制御でドライバの操舵トルクを所定の目標アシストトルクに従って電動のモータにより補助する装置である。アシストマップ制御とは、入力にドライバの操舵トルクを用いてトルクの大きさによって必要なトルクを補助する制御方式のことである。従来の電動式パワーステアリングとして、手放し時の安定性確保を主な目的とするダンピング補償器と、急操舵時において慣性の影響でハンドルが重くなるのを防止してハンドルの軽さを確保することを主な目的とする慣性補償器とから構成されているものがある。ダンピング補償器は、入力にモータの速度を用い、モータ速度の大きさによって操舵者の操舵トルクを補助する制御であり、車両を安定化させる効果がある。また、慣性補償器は、入力にモータの加速度を用い、モータの加速度の大きさによって、ハンドルの切り始めおよびハンドルの切り返しの際に操舵者が負担する慣性分のトルクを補助する制御であり、急操舵時においてもハンドルが重くなるのを補償し、常にハンドルの軽さを確保する効果がある。
【０００３】
この種の電動式パワーステアリングを制御するための従来の制御装置が、例えば、特開平１１−１３９３３９号公報に提案されている。この従来の制御装置においては、車速信号値と、測定または推定されたモータ速度値及びモータ加速度値に基づいて、操舵者の操舵トルクを補助している。
【０００４】
従来の制御装置においては、モータ速度及びモータ加速度に基づいた制御の量を一定としているために、操舵者が早い操舵を行った場合に必要以上にハンドルが重くなることがある。また、ダンピングゲイン及び慣性補償ゲインが一定なため、ダンピング補償量を大きくするためには、操舵者が早い操舵を行う際の抵抗（ステアリング軸反力）となってしまうため、アシストマップを変更する必要がある。
【０００５】
アシストマップ変更について説明する。従来、電動式パワーステアリングのアシストは、図２１の破線１００で示されるように、操舵トルクに応じたアシストマップを作成しているが、ダンピング補償量を変更した場合には、図２１の実線１０１で示されるように、アシストマップの変更を行って、ハンドルトルクの必要以上の上昇を防止する必要がある。
【０００６】
次に、操舵速度とステアリング軸反力との関係について説明する。ステアリング軸反力トルクは、主に、タイヤが発生させる路面反力トルクとステアリング機構内の摩擦トルクの和で成り立っている。この内、路面反力トルクは直進時が最も小さく、所定の角度まではハンドル角の増大に比例して大きくなるとともに、所定の角度を越えると、ハンドル角の増大につれて徐々に小さくなる。なお、通常走行時において、ドライアスファルト（高μ路）では、図２２（ａ）に示すように、ハンドル角と路面反力トルクは比例関係にある。また、通常走行時において、滑りやすい路面（低μ路）では、図２２（ｂ）に示すように、ハンドルが所定の角度を越えると、ハンドル角の増大につれて徐々に小さくなる特性をもつ。一方、摩擦トルクは大きさが一定で、ハンドルを切る方向によってその符号が変わる性質を有している。従って、ハンドルを切った際のステアリング軸反力トルクは、同じハンドル角でも切り込む時には大きくなり、戻し時には小さくなる。
【０００７】
図２３に示すように、従来の制御では、ダンピング制御を強くした場合、ハンドルを早く操舵するとダンピング制御の影響でステアリング軸反力が大きくなり、ハンドルトルクが必要以上に大きくなる。また、ゆっくり操舵した場合にはダンピング制御があまり機能しないためステアリング軸反力は適度なハンドルトルクとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の制御装置においては、モータ速度及びモータ加速度に基づいた制御の量を一定としているために、操舵者が早い操舵を行った場合に必要以上にハンドルが重くなることがあるという問題点があった。
【０００９】
また、上述したように、従来の制御装置においては、ダンピングゲイン及び慣性補償ゲインが一定なため、ダンピング補償量を大きくするためには、操舵者が早い操舵を行う際の抵抗となってしまうため、アシストマップを変更して補償しなければならないという問題点があった。
【００１０】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、早く操舵した場合においてもハンドルが必要以上に重くなることを防止し、かつ、アシストマップの変更を不要にした電動式パワーステアリング制御装置を得る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、車速を検出する車速検出手段と、ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、ステアリング軸反力トルクを求めて出力するステアリング軸反力トルク出力手段と、モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、上記ステアリング軸反力トルクに基づいて、ダンピングトルクのゲインを求めるダンピングゲイン演算手段と、上記ダンピングトルクのゲイン及び上記モータ速度に基づいて、ダンピング補償量を演算するダンピング補償量演算手段と、上記ダンピング補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段とを備えた電動式パワーステアリング制御装置である。
【００１２】
また、この発明は、電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、車速を検出する車速検出手段と、ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、ステアリング軸反力トルクを求めて出力するステアリング軸反力トルク出力手段と、モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、モータ速度検出手段からの上記モータ速度を用いてモータ加速度を演算し出力するモータ加速度検出手段と、上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、上記ステアリング軸反力トルクに基づいて、慣性補償トルクのゲインを求める慣性補償ゲイン演算手段と、上記慣性補償トルクのゲイン及び上記モータ加速度に基づいて、慣性補償量を演算する慣性補償量演算手段と、上記慣性補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段とを備えた電動式パワーステアリング制御装置である。
【００１３】
また、この発明は、電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、車速を検出する車速検出手段と、ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、ステアリング軸反力トルクを求めて出力するステアリング軸反力トルク出力手段と、モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、モータ速度検出手段からの上記モータ速度を用いてモータ加速度を演算し出力するモータ加速度検出手段と、上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、上記ステアリング軸反力トルクに基づいて、ダンピングトルクのゲインを求めるダンピングゲイン演算手段と、上記ダンピングトルクのゲイン及び上記モータ速度に基づいて、ダンピング補償量を演算するダンピング補償量演算手段と、上記ステアリング軸反力トルクに基づいて、慣性補償トルクのゲインを求める慣性補償ゲイン演算手段と、上記慣性補償トルクのゲイン及び上記モータ加速度に基づいて、慣性補償量を演算する慣性補償量演算手段と、上記ダンピング補償量及び上記慣性補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段とを備えた電動式パワーステアリング制御装置である。
【００１４】
また、上記ステアリング軸反力トルク出力手段が、上記ステアリング軸反力トルクを測定により得る。
【００１５】
また、上記モータのモータ電流を測定するモータ電流測定手段をさらに備え、上記ステアリング軸反力トルク出力手段が、上記モータ電流、上記操舵トルク及び上記モータ加速度に基づいて、上記ステアリング軸反力トルクを演算することにより得る。
【００１６】
また、上記ダンピングトルクのゲインは、上記ステアリング軸反力トルクが小さいときにゲインを大きく、上記ステアリング軸反力トルクが大きいときにゲインを小さくする。
【００１７】
また、上記慣性補償トルクのゲインは、上記ステアリング軸反力トルクが小さいときにゲインを大きく、上記ステアリング軸反力トルクが大きいときにゲインを小さくする。
【００１８】
また、上記ダンピングトルクのゲインは、上記ステアリング軸反力トルクに応じたダンピング係数から決定する。
【００１９】
また、この発明は、電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、車速を検出する車速検出手段と、ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、路面反力トルクを求めて出力する路面反力トルク出力手段と、モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、上記路面反力トルクに基づいて、ダンピングトルクのゲインを求めるダンピングゲイン演算手段と、上記ダンピングトルクのゲイン及び上記モータ速度に基づいて、ダンピング補償量を演算するダンピング補償量演算手段と、上記ダンピング補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段とを備えた電動式パワーステアリング制御装置である。
【００２０】
また、この発明は、電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、車速を検出する車速検出手段と、ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、路面反力トルクを求めて出力する路面反力トルク出力手段と、モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、モータ速度検出手段からの上記モータ速度を用いてモータ加速度を演算し出力するモータ加速度検出手段と、上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、上記路面反力トルクに基づいて、慣性補償トルクのゲインを求める慣性補償ゲイン演算手段と、上記慣性補償トルクのゲイン及び上記モータ加速度に基づいて、慣性補償量を演算する慣性補償量演算手段と、上記慣性補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段とを備えた電動式パワーステアリング制御装置である。
【００２１】
また、この発明は、電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、車速を検出する車速検出手段と、ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、路面反力トルクを求めて出力する路面反力トルク出力手段と、モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、モータ速度検出手段からの上記モータ速度を用いてモータ加速度を演算し出力するモータ加速度検出手段と、上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、上記路面反力トルクに基づいて、ダンピングトルクのゲインを求めるダンピングゲイン演算手段と、上記ダンピングトルクのゲイン及び上記モータ速度に基づいて、ダンピング補償量を演算するダンピング補償量演算手段と、上記路面反力トルクに基づいて、慣性補償トルクのゲインを求める慣性補償ゲイン演算手段と、上記慣性補償トルクのゲイン及び上記モータ加速度に基づいて、慣性補償量を演算する慣性補償量演算手段と、上記ダンピング補償量及び上記慣性補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段とを備えた電動式パワーステアリング制御装置である。
【００２２】
また、上記路面反力トルク出力手段が、上記路面反力トルクを測定により得る。
【００２３】
また、ステアリング軸反力トルクを測定するステアリング軸反力トルク測定手段をさらに備え、上記路面反力トルク出力手段が、上記ステアリング軸反力トルクに基づいて、上記路面反力トルクを演算することにより得る。
【００２４】
また、この発明は、電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、車速を検出する車速検出手段と、ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、タイヤのコーナーリングフォースを検出するコーナーリングフォース検出手段と、モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、上記コーナーリングフォース反力トルクに基づいて、ダンピングトルクのゲインを求めるダンピングゲイン演算手段と、上記ダンピングトルクのゲイン及び上記モータ速度に基づいて、ダンピング補償量を演算するダンピング補償量演算手段と、上記ダンピング補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段とを備えた電動式パワーステアリング制御装置である。
【００２５】
また、この発明は、電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、車速を検出する車速検出手段と、ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、タイヤのコーナーリングフォースを検出するコーナーリングフォース検出手段と、モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、モータ速度検出手段からの上記モータ速度を用いてモータ加速度を演算し出力するモータ加速度検出手段と、上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、上記コーナーリングフォース反力トルクに基づいて、慣性補償トルクのゲインを求める慣性補償ゲイン演算手段と、上記慣性補償トルクのゲイン及び上記モータ加速度に基づいて、慣性補償量を演算する慣性補償量演算手段と、上記慣性補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段とを備えた電動式パワーステアリング制御装置である。
【００２６】
また、この発明は、電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、車速を検出する車速検出手段と、ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、タイヤのコーナーリングフォースを検出するコーナーリングフォース検出手段と、モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、モータ速度検出手段からの上記モータ速度を用いてモータ加速度を演算し出力するモータ加速度検出手段と、上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、上記コーナーリングフォース反力トルクに基づいて、ダンピングトルクのゲインを求めるダンピングゲイン演算手段と、上記ダンピングトルクのゲイン及び上記モータ速度に基づいて、ダンピング補償量を演算するダンピング補償量演算手段と、上記コーナーリングフォース反力トルクに基づいて、慣性補償トルクのゲインを求める慣性補償ゲイン演算手段と、上記慣性補償トルクのゲイン及び上記モータ加速度に基づいて、慣性補償量を演算する慣性補償量演算手段と、上記ダンピング補償量及び上記慣性補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段とを備えた電動式パワーステアリング制御装置である。
【００２７】
また、路面反力トルクを出力する路面反力出力手段をさらに備え、上記ダンピングトルクのゲインは、上記路面反力トルク及び上記コーナーリングフォースの少なくともいずれか一方により決定される。
【００２８】
また、路面反力トルクを出力する路面反力出力手段をさらに備え、上記慣性補償トルクのゲインは、上記路面反力トルク及び上記コーナーリングフォースの少なくともいずれか一方により決定される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本願の電動式パワーステアリング制御装置の制御対象となる電動式パワーステアリングおよびその周辺機器を図式した説明図である。図において、１は車体に設けられたハンドル、２はハンドル１とシャフトを介して係合されているタイヤ、３は制御装置（ＥＣＵ）、４はハンドル角を検出するハンドル角センサ、５はハンドル角センサ４により検出されるハンドル角、６はハンドル角センサ４から出力されるハンドル検出信号θsens、７はトルクを検出するトルクセンサ、８はトルクセンサ７から出力される操舵トルク検出信号Ｔsens、９はトルクセンサ７により検出される操舵トルクＴhdl、１０はステアリング軸反力トルクＴtran、１１は摩擦トルクＴfrp、１２はアシストトルクＴassist、１３はモータ、１４は制御装置３によりモータ１３に印加される印加電圧Ｖsupply、１５はモータ１３から出力される電流検出信号Ｉmtr-sens、１６はモータ１３から出力される電圧検出信号Ｖt-sens、１７は路面反力トルクＴalignである。
【００３０】
電動パワーステアリング装置は、ドライバがハンドル１を切った時の操舵トルク９をトルクセンサ７で測定し、その操舵トルク９に応じてアシストトルク１２を発生させることを主な機能とするものである。また、より良い操舵フィーリングや操縦安定性を実現するため、ハンドル角５、モータ角、或いは、モータ角速度（微分してモータ角加速度を得る場合も有り）を測定するセンサを有するものもある。また、モータ１３に流れる電流と、モータ端子間にかかる電圧も取り込む。力学的には、操舵トルクThdlとアシストトルクTassistの和が、ステアリング軸反力トルクTtranに抗してステアリングを回転させる。また、ハンドル１を回転させる時にはモータ１３の慣性項も作用し結局次式の関係が成立する。
Ttran = Thdl + Tassist  − J・d/dt    （１）
モータ１３によるアシストトルク１２は、次式の関係が成立する。
Tassist = Ggear・Kt・Imtr                      （２）
また、ステアリング軸反力トルクTtranは、路面反力トルクTalignとステアリング機構内の摩擦トルクTfricの和である。
Ttran = Talign + Tfric                        （３）
電動パワーステアリング装置の制御装置（ＥＣＵ）３では、上述のセンサ信号から電流の目標値を演算し、これに対して、モータ１３の実電流が一致するように電流制御がなされて、モータ１３は電流値にトルク定数とギア比（モータからステアリング軸間）を乗じた所定のトルクを発生しドライバが操舵する時のトルクをアシストする構成となっている。
【００３１】
図２は、本実施の形態を示すブロック図である。一点鎖線で囲まれた部分が、モータ１３に印加する電流の目標値を演算するブロックである。図２において、２１は車速を検出する車速検出器、２２は操舵トルクを検出する操舵トルク検出器、２３はステアリング軸反力を測定するステアリング軸反力トルク測定器、２４はモータ速度を検出するモータ速度検出器、２５はモータ速度検出器２４により検出されたモータ速度を用いてモータ加速度を演算により求めるモータ加速度検出器、２６は車速検出器２１により検出された車速と操舵トルク検出器２２により検出された操舵トルクに基づいて操舵トルクの制御を行う操舵トルク制御器、２７は車速検出器２１により検出された車速とステアリング軸反力トルクトルク測定器２３により検出されたステアリング軸反力トルクとモータ速度検出器２４により検出されたモータ速度に基づいてダンピング補償電流を求めるダンピング補償器、２８は車速検出器２１により検出された車速とステアリング軸反力トルクトルク測定器２３により検出されたステアリング軸反力トルクとモータ加速度検出器２５により検出されたモータ加速度に基づいて慣性補償電流を求める慣性補償器、２９は操舵トルク制御器２６から出力される基本目標電流とダンピング補償電流と慣性補償電流とを加算する加算器、３０は加算器２９の出力から後述するモータ電流検出器３３により検出されるモータ電流を減算する減算器、３１はモータ駆動機、３２はモータ駆動機３１により駆動されるモータ、３３はモータ３２のモータ電流を検出するモータ電流検出器である。
【００３２】
本実施の形態は、図２に示すように、操舵トルク制御器２６と、ダンピング補償器２７と、慣性補償器２８とから成り立っている。それぞれの制御器／補償器２６〜２８には、車速検出器２１から出力される車速検出信号が入力され、入力された車速検出信号に基づいて制御パラメータが変更される。ここで、本発明において新規の要素を含むのは、ダンピング補償器２７並びに慣性補償器２８に関する部分であるので、ダンピング補償器２７及び慣性補償器２８についてのみ示す。なお、ダンピング補償器２７のゲインは下記の方法に従って決定してもよい。以降の実施の形態においてダンピング補償器２７のゲインの決定方法は当該手法を含んだものとする。
【００３３】
ダンピング補償トルクは、下記の式の関係で、（ａ）慣性トルク、（ｂ）ダンピング補償トルク、（ｃ）タイヤから受ける路面反力トルクとつりあう。
【００３４】
【数１】
0004322450.tif 000002
但し、ｓはラプラス演算子、uは入力である。
【００３５】
上式（１）のダンピング係数ζを求めると、
【００３６】
【数２】
0004322450.tif 000003
【００３７】
一般に、慣性補償ゲインとダンピング補償ゲインは、独立して考えられている。ステアリング軸反力が大きいときはダンピング係数ζを小さく設定し、ステアリング軸反力が小さいときはダンピング係数ζを大きく設定すれば、大きく操舵したときにハンドルが重くならず、かつ、ハンドルの中立点付近でのハンドルの収まりもよい。前記となるようにζを設定し、（６）式よりKtireを設定すれば実現できKdampを一意に定めることが可能となる。これによりKdampのマップが不要となる。本実施の形態は、ステアリング軸をステアリング軸コラムにロードセルなどの検出器を取り付けることでその状態量を測定し実現可能となる。
【００３８】
次に動作について図３の流れ図を用いて説明する。まず、操舵トルク検出器２２により操舵トルクThdlを検出し、メモリに記憶する（ステップＳ１）。次に、モータ速度検出器２４によりモータ速度を検出し、メモリに記憶する（ステップＳ２）。次に、ステアリング軸反力トルク測定器２３によりステアリング軸反力トルクを検出し、メモリに記憶する（ステップＳ３）。次に、モータ速度検出器２４から出力されるモータ速度信号を微分演算してモータ加速度を求める（ステップＳ４）。次に、操舵トルク制御器２６により、車速検出器２１からの車速と上記操舵トルクとから基本目標電流Ibaseを定める（ステップＳ５）。次に、ダンピング補償器２７により、ステアリング軸反力トルクから、図４に示すようなマップ図に従い、ダンピングＦ／Ｂゲインを決定する（ステップＳ６）。また、慣性補償器２８により、同様にマップ図（図示省略）に従って、ステアリング軸反力トルクから、慣性補償Ｆ／Ｂゲインを決定する（ステップＳ７）。次に、ダンピング補償器２７により、ステップＳ６で求めたダンピングＦ／Ｂゲインをモータ速度に乗じてダンピング補償電流Idampを求める（ステップＳ８）。また、慣性補償器２８により、ステップＳ７で求めた慣性補償Ｆ／Ｂゲインをモータ加速度に乗じて慣性補償電流Iinerを求める（ステップＳ９）。加算器２９により、基本目標電流Ibaseにダンピング補償電流Idamp及び慣性補償電流Iinerを加えて目標電流Irefを計算する（ステップＳ１０）。以上のようにして得られた目標電流から実際のモータ電流を差し引いた電流値がモータ駆動機３１に入力され、それに基づいてモータ３２は駆動される。このように、ステアリング軸反力に応じてダンピング補償器および慣性補償器のゲインを決定するようにしたので、ゲインを変更した際のアシストマップ変更の必要がなくなり、また、ハンドルを切り込む時にはダンピングを小さくすることでステアリングが重くならず、戻す時はダンピングを大きくすることで車両の安定性が向上する。
【００３９】
なお、上述の説明においては、ダンピング補償器及び慣性補償器へはモータ速度及び加速度を検出して入力する例について説明した。この時用いる信号がモータ速度検出器の出力を用いていたが、モータ電流の出力を用い、次式（７）に従い、モータ速度を求めても全く同様である。以降の実施の形態においてモータ速度検出器は測定及び演算のどちらでも可能とする。図５に、モータ制御よりモータ速度信号を求めるための構成の一例を示す。
【００４０】
【数３】
0004322450.tif 000004
【００４１】
本実施の形態の場合、ステアリング軸反力に応じてダンピング補償器及び慣性補償器のゲインを決定することで、ダンピング補償器及び慣性補償器のゲインを変更した際のアシストマップ変更の必要がなくなり、より簡易な形式での制御性能向上が可能となる。また、図６のように、ハンドルを切り込む時はダンピングを小さくすることでステアリングが重くならず、戻り時にはダンピングを大きくすることで車両の安定性が向上するので、ハンドルトルクの不必要な上昇の防止と車両の安定性を向上できる。
【００４２】
実施の形態２．
図７は、本実施の形態の構成を示したブロック図である。図において、３４は、モータ電流検出器３により検出されたモータ電流と、操舵トルク検出器２２により検出された操舵トルクと、モータ加速度検出器２５により得られたモータ加速度とから、ステアリング軸反力トルクを推定するステアリング軸反力トルク推定器である。他の構成については、上述の実施の形態１と同様である。
【００４３】
実施の形態１において上述したように、本実施の形態においても、ダンピング補償器２７及び慣性補償器２８へはモータ速度及びモータ加速度を検出しゲインを乗じて補償量を決定するが、この時のゲインを、実施の形態１では、ステアリング軸反力トルクを検出して、その検出器２３の出力に応じて変更したが、本実施の形態では、（１）〜（３）式に従って推定したステアリング軸反力トルクの出力を用いる。これ以外は、実施の形態１と全く同様である。以降の実施の形態では、ステアリング軸反力検出器は検出器及び推定器のどちらでもよいものとする。
【００４４】
この動作を図８の流れ図を用いて説明する。ステップＳ１〜Ｓ２，ステップＳ４〜Ｓ１０は、上述の実施の形態１と同じであるため、ここでは説明を省略する。従って、ここでは、図３の９ステップＳ３の代わりに設けられたステップＳ２０及びＳ２１の動作だけを説明する。まず、図８に示すように、ステップＳ２０において、ステアリング軸反力トルク推定器３４により、モータ電流検出器３３から出力されたモータ電流信号を読み込み、メモリに記憶する。次に、ステップＳ２１において、操舵トルク、モータ電流及びモータ加速度から、ステアリング軸反力を演算する。
【００４５】
以上のように、本実施の形態においては、ステアリング軸反力が測定できない場合においても、ステアリング軸反力を推定することで、上記の実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００４６】
実施の形態３．
図９は、本実施の形態の構成を示したブロック図である。図において、３６は、路面反力トルクを測定する路面反力測定器である。他の構成については、上述の実施の形態１と同様である。
【００４７】
ダンピング補償器２７及び慣性補償器２８へはモータ速度及びモータ加速度を検出しゲインを乗じて補償量を決定したが、この時のゲインが、実施の形態１ではステアリング軸反力トルク測定器２３の出力に応じて変更したが、実施の形態３では、路面反力検出器３６の出力に基づいて変更される。これ以外は、実施の形態１と全く同様である。なお、本実施の形態は、タイヤに車軸６分力計など路面反力トルクを検出するセンサを取り付けることにより実現可能となる。
【００４８】
この動作を図１０の流れ図を用いて説明する。ステップＳ１〜Ｓ２，ステップＳ４〜Ｓ５，Ｓ１０は、上述の実施の形態１と同じであるため、ここでは説明を省略する。従って、ここでは、図１０のステップＳ３０〜Ｓ３４の動作だけを説明する。まず、図１０に示すように、ステップＳ３０において、路面反力測定器３６により、路面反力トルクを測定し、メモリに記憶する。次に、ステップＳ３１において、路面反力トルクに基づいてダンピングＦ／Ｂゲインをマップ（図省略、図４参照）から求める。また、同様に、ステップＳ３２において、路面反力トルクに基づいて慣性補償Ｆ／Ｂゲインをマップ（図省略、図４参照）から求める。次に、ステップＳ３３において、ダンピング補償器２７により、ステップＳ３１で求めたダンピングＦ／Ｂゲインをモータ速度に乗じてダンピング補償電流Idampを求める。また、ステップＳ３４において、慣性補償器２８により、ステップＳ３２で求めた慣性補償Ｆ／Ｂゲインをモータ加速度に乗じて慣性補償電流Iinerを求める。
【００４９】
以上のように、本実施の形態においては、路面反力信号を用いるようにしたので、ダンピングゲインを大きく設定してもハンドルトルクの最大値は大きくならないので、アシスト特性をアシストマップを変更しなくても可能にすることができる。また、操舵者の急な操舵などで切り込む際に操舵トルクが補助される。例えば、運転中において障害物などを急に回避する場合などの操縦がダンピング補償による不必要なハンドルトルクが発生しない分やり易くなる。
【００５０】
実施の形態４．
図１１は、本実施の形態の構成を示したブロック図である。図において、４０は、ステアリング軸反力トルク測定器２３により測定されたステアリング軸反力を用いて、路面反力トルクを推定するための路面反力トルク推定器である。他の構成については、上述の実施の形態１と同様である。
【００５１】
ダンピング補償器２７及び慣性補償器２８へはモータ速度及びモータ加速度を検出しゲインを乗じて補償量を決定するが、この時のゲインが、上述の実施の形態３では路面反力トルク検出器の出力に基づいて変更されたが、実施の形態４では（３）式に従い、ステアリング軸反力より推定された路面反力トルク信号を用いる。これ以外は、実施の形態３と全く同様である。図１２は、ステアリング軸反力トルクから路面反力推定値を求めるための構成を示したブロック図であり、当該フィルタにより摩擦項の除去を行っている。
【００５２】
この動作を図１３の流れ図を用いて説明する。ステップＳ１〜Ｓ５，ステップＳ１０は上述の実施の形態１と同じであり、ステップＳ３１〜Ｓ３４は上述の実施の形態３と同じであるため、ここでは説明を省略する。従って、ここでは、ステップＳ４１の動作だけを説明する。ステップＳ４１において、路面反力トルク推定器４０により、ステアリング軸反力を図１２に示すようなフィルタを通して摩擦項を除去することにより、路面反力を演算する。
【００５３】
以上のように、本実施の形態においては、ステアリング軸反力トルクから路面反力を推定するようにしたので、路面反力が検出できない場合においても、路面反力を推定することで実施の形態３と同様の効果が得られる。
【００５４】
実施の形態５．
図１４は、本実施の形態の構成を示したブロック図である。図において、４２は、タイヤのコーナーリングフォースを測定するコーナーリングフォース測定器である。他の構成については、上述の実施の形態１と同様である。
【００５５】
ダンピング補償器２７及び慣性補償器２８へはモータ速度及びモータ加速度を検出しゲインを乗じて補償量を決定するが、この時のゲインが、実施の形態１ではステアリング軸反力トルク測定器２３の出力に応じて変更したが、本実施の形態では、タイヤのコーナーリングフォース検出器４２の出力に基づいて変更される。これ以外は、実施の形態１と全く同様である。本実施の形態は、タイヤのサイドフォースを車体に伝えるサスペンションのリンク機構内にロードセルを取り付ける方法等によりタイヤのコーナーリングフォースを検出することで実現可能となる。
【００５６】
この動作を図１５の流れ図を用いて説明する。ステップＳ１〜Ｓ２，ステップＳ４〜Ｓ５，Ｓ１０は、上述の実施の形態１と同じであるため、ここでは説明を省略する。従って、ここでは、ステップＳ５１〜Ｓ５５の動作だけを説明する。まず、ステップＳ５１において、コーナーリングフォース測定器４２により、コーナーフォースリングを測定し、メモリに記憶する。次に、ステップＳ５２において、コーナーフォースリングに基づいてダンピングＦ／Ｂゲインをマップ（図省略、図４参照）から求める。また、同様に、ステップＳ５３において、コーナーリングフォースに基づいて慣性補償Ｆ／Ｂゲインをマップ（図省略、図４参照）から求める。次に、ステップＳ５４において、ダンピング補償器２７により、ステップＳ５２で求めたダンピングＦ／Ｂゲインをモータ速度に乗じてダンピング補償電流Idampを求める。また、ステップＳ５３において、慣性補償器２８により、ステップＳ５５で求めた慣性補償Ｆ／Ｂゲインをモータ加速度に乗じて慣性補償電流Iinerを求める。
【００５７】
図１６は、コーナーリングフォース及び路面反力の操舵角とトルクの関係を示したグラフである。図１６に示すように、ダンピング補償トルクを演算するゲインに関して、コーナーリングフォースをフィードバックゲインとすることで、ハンドル角を大きくきって路面反力が下がる場合においても制御を有効にすることができる。
【００５８】
以上のように、本実施の形態においては、コーナーリングフォースを測定して、その値を用いるようにしたので、ステアリング軸反力検出器が備えられていなくても、それに代替する信号を用いることで、実施の形態１と同様の効果が得られる。また、本実施の形態のように、コーナーリングフォースによりダンピング補償量・慣性補償量を決定するように構成することにより、路面μの状態をよりダイレクトに制御に適用できるようになる。
【００５９】
実施の形態６．
図１７は、本実施の形態の構成を示したブロック図である。図において、全ての構成要素は、上述の実施の形態３または実施の形態５と同様であるため、ここでは説明を省略するが、本実施の形態においては、コーナーリングフォース測定器４２と路面反力測定器３６との両方が設けられている。
【００６０】
ダンピング補償器２７及び慣性補償器２８へはモータ速度及びモータ加速度を検出しゲインを乗じて補償量を決定するが、この時のゲインが、実施の形態３及び５では、それぞれ、路面反力トルク検出器出力及びコーナーリングフォース測定器出力に応じて変更したが、本実施の形態では、条件によって路面反力測定器とコーナーリングフォース測定器の出力のいずれか一方または両方に基づいて変更される。これ以外は、実施の形態１と全く同様である。
【００６１】
この動作を図１８の流れ図を用いて説明する。ステップＳ１〜Ｓ２，ステップＳ４〜Ｓ５，Ｓ１０，Ｓ５１は、上述の実施の形態３及び５と同じであるため、ここでは説明を省略する。従って、ここでは、ステップＳ６１〜Ｓ６５の動作だけを説明する。まず、図１８に示すように、ステップＳ６１において、路面反力検出器３６により、路面反力トルクを測定し、メモリに記憶する。次に、ステップＳ５１において、コーナーリングフォース測定器４２により、コーナーフォースリングを測定し、メモリに記憶する。次に、ステップＳ６２において、路面反力及び／またはコーナーフォースリングに基づいてダンピングＦ／Ｂゲインをマップ（図省略、図４参照）から求める。また、同様に、ステップＳ６３において、路面反力及び／またはコーナーリングフォースに基づいて慣性補償Ｆ／Ｂゲインをマップ（図省略、図４参照）から求める。次に、ステップＳ６４において、ダンピング補償器２７により、ステップＳ６２で求めたダンピングＦ／Ｂゲインをモータ速度に乗じてダンピング補償電流Idampを求める。また、ステップＳ６５において、慣性補償器２８により、ステップＳ６３で求めた慣性補償Ｆ／Ｂゲインをモータ加速度に乗じて慣性補償電流Iinerを求める。
【００６２】
図１９は、ハンドル角に対するコーナーリングフォース及び路面反力を示したグラフである。本実施の形態では、はじめは路面反力を基本としたダンピング制御を行い、路面反力が低下してくる時点で、コーナーリングフォースを基本にしたダンピング制御に切り替える。本実施の形態のように、実施の形態３と実施の形態５を組み合わせることで、実施の形態１と同様の効果が得られる。また、本実施の形態と同様に、ダンピング補償量の指標となるＦ／Ｂゲインを決定する検出量はステアリング軸反力・路面反力・コーナーリングフォースのいずれの組み合わせでもよく、いずれにおいても実施の形態１と同様の効果が期待できる。
【００６３】
このように、本実施の形態においては、ステアリング軸反力検出器が備えられていなくても、それに代替する信号を用いることで、実施の形態１と同様の効果が得られる。また、本実施の形態で示したように、代替する信号として、路面反力及びコーナーリングフォースの両方を組み合わせることも可能であり、例えば、ダンピング補償トルクを演算するゲインを操舵角が小さいときは路面反力、操舵角が路面反力が下がるポイントより大きくなった場合にはコーナーリングフォースをフィードバックゲインとすることで、低μ路のような路面反力が小さいハンドル角で下がる場合においても制御を有効にすることができる。
【００６４】
なお、上記の実施の形態１〜６においては、ダンピング補償器と慣性補償器の両方を備えた例について述べたが、その場合に限らず、いずれか一方のみを備えて、ダンピング補償量または慣性補償量のいずれかにより基本目標電流を補償して電動パワーステアリングの制御を行うようにしてもよい。
【００６５】
【発明の効果】
この発明は、電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、車速を検出する車速検出手段と、ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、ステアリング軸反力トルクを求めて出力するステアリング軸反力トルク出力手段と、モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、上記ステアリング軸反力トルクに基づいて、ダンピングトルクのゲインを求めるダンピングゲイン演算手段と、上記ダンピングトルクのゲイン及び上記モータ速度に基づいて、ダンピング補償量を演算するダンピング補償量演算手段と、上記ダンピング補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段とを備えた電動式パワーステアリング制御装置であるので、早く操舵した場合においてもハンドルが必要以上に重くなることを防止し、かつ、アシストマップの変更が不要となる。
【００６６】
また、この発明は、電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、車速を検出する車速検出手段と、ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、ステアリング軸反力トルクを求めて出力するステアリング軸反力トルク出力手段と、モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、モータ速度検出手段からの上記モータ速度を用いてモータ加速度を演算し出力するモータ加速度検出手段と、上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、上記ステアリング軸反力トルクに基づいて、慣性補償トルクのゲインを求める慣性補償ゲイン演算手段と、上記慣性補償トルクのゲイン及び上記モータ加速度に基づいて、慣性補償量を演算する慣性補償量演算手段と、上記慣性補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段とを備えた電動式パワーステアリング制御装置であるので、早く操舵した場合においてもハンドルが必要以上に重くなることを防止し、かつ、アシストマップの変更が不要となる。
【００６７】
また、この発明は、電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、車速を検出する車速検出手段と、ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、ステアリング軸反力トルクを求めて出力するステアリング軸反力トルク出力手段と、モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、モータ速度検出手段からの上記モータ速度を用いてモータ加速度を演算し出力するモータ加速度検出手段と、上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、上記ステアリング軸反力トルクに基づいて、ダンピングトルクのゲインを求めるダンピングゲイン演算手段と、上記ダンピングトルクのゲイン及び上記モータ速度に基づいて、ダンピング補償量を演算するダンピング補償量演算手段と、上記ステアリング軸反力トルクに基づいて、慣性補償トルクのゲインを求める慣性補償ゲイン演算手段と、上記慣性補償トルクのゲイン及び上記モータ加速度に基づいて、慣性補償量を演算する慣性補償量演算手段と、上記ダンピング補償量及び上記慣性補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段とを備えた電動式パワーステアリング制御装置であるので、早く操舵した場合においてもハンドルが必要以上に重くなることを防止し、かつ、アシストマップの変更が不要となる。
【００６８】
また、上記ステアリング軸反力トルク出力手段が、上記ステアリング軸反力トルクを測定により得るようにしたので、正確なステアリング軸反力トルクの値を容易に得ることができる。
【００６９】
また、上記モータのモータ電流を測定するモータ電流測定手段をさらに備え、上記ステアリング軸反力トルク出力手段が、上記モータ電流、上記操舵トルク及び上記モータ加速度に基づいて、上記ステアリング軸反力トルクを演算することにより得るようにしたので、ステアリング軸反力が測定できない場合においても、ステアリング軸反力を推定することで、ステアリング軸反力が測定できる場合と同様の制御を行うことができる。
【００７０】
また、上記ダンピングトルクのゲインは、上記ステアリング軸反力トルクが小さいときにゲインを大きく、上記ステアリング軸反力トルクが大きいときにゲインを小さくするようにしたので、操舵状態や路面状態のそれぞれに応じた最適なダンピング補償量を設定することができる。
【００７１】
また、上記慣性補償トルクのゲインは、上記ステアリング軸反力トルクが小さいときにゲインを大きく、上記ステアリング軸反力トルクが大きいときにゲインを小さくするようにしたので、操舵状態や路面状態のそれぞれに応じた最適な慣性補償量を設定することができる。
【００７２】
また、上記ダンピングトルクのゲインは、上記ステアリング軸反力トルクに応じたダンピング係数から決定するようにしたので、ダンピング補償量のアシストマップの変更が不要となる。
【００７３】
また、この発明は、電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、車速を検出する車速検出手段と、ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、路面反力トルクを求めて出力する路面反力トルク出力手段と、モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、上記路面反力トルクに基づいて、ダンピングトルクのゲインを求めるダンピングゲイン演算手段と、上記ダンピングトルクのゲイン及び上記モータ速度に基づいて、ダンピング補償量を演算するダンピング補償量演算手段と、上記ダンピング補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段とを備えた電動式パワーステアリング制御装置であるので、早く操舵した場合においてもハンドルが必要以上に重くなることを防止し、かつ、アシストマップの変更が不要となる。
【００７４】
また、この発明は、電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、車速を検出する車速検出手段と、ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、路面反力トルクを求めて出力する路面反力トルク出力手段と、モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、モータ速度検出手段からの上記モータ速度を用いてモータ加速度を演算し出力するモータ加速度検出手段と、上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、上記路面反力トルクに基づいて、慣性補償トルクのゲインを求める慣性補償ゲイン演算手段と、上記慣性補償トルクのゲイン及び上記モータ加速度に基づいて、慣性補償量を演算する慣性補償量演算手段と、上記慣性補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段とを備えた電動式パワーステアリング制御装置であるので、早く操舵した場合においてもハンドルが必要以上に重くなることを防止し、かつ、アシストマップの変更が不要となる。
【００７５】
また、この発明は、電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、車速を検出する車速検出手段と、ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、路面反力トルクを求めて出力する路面反力トルク出力手段と、モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、モータ速度検出手段からの上記モータ速度を用いてモータ加速度を演算し出力するモータ加速度検出手段と、上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、上記路面反力トルクに基づいて、ダンピングトルクのゲインを求めるダンピングゲイン演算手段と、上記ダンピングトルクのゲイン及び上記モータ速度に基づいて、ダンピング補償量を演算するダンピング補償量演算手段と、上記路面反力トルクに基づいて、慣性補償トルクのゲインを求める慣性補償ゲイン演算手段と、上記慣性補償トルクのゲイン及び上記モータ加速度に基づいて、慣性補償量を演算する慣性補償量演算手段と、上記ダンピング補償量及び上記慣性補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段とを備えた電動式パワーステアリング制御装置であるので、早く操舵した場合においてもハンドルが必要以上に重くなることを防止し、かつ、アシストマップの変更が不要となる。
【００７６】
また、上記路面反力トルク出力手段が、上記路面反力トルクを測定により得るようにしたので、正確な路面反力トルクを容易に得ることができる。
【００７７】
また、ステアリング軸反力トルクを測定するステアリング軸反力トルク測定手段をさらに備え、上記路面反力トルク出力手段が、上記ステアリング軸反力トルクに基づいて、上記路面反力トルクを演算することにより得るようにしたので、路面反力が測定できない場合においても、路面反力を推定することで、路面反力を測定できる場合と同様に制御を行うことができる。
【００７８】
また、この発明は、電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、車速を検出する車速検出手段と、ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、タイヤのコーナーリングフォースを検出するコーナーリングフォース検出手段と、モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、上記コーナーリングフォース反力トルクに基づいて、ダンピングトルクのゲインを求めるダンピングゲイン演算手段と、上記ダンピングトルクのゲイン及び上記モータ速度に基づいて、ダンピング補償量を演算するダンピング補償量演算手段と、上記ダンピング補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段とを備えた電動式パワーステアリング制御装置であるので、早く操舵した場合においてもハンドルが必要以上に重くなることを防止し、かつ、アシストマップの変更が不要となる。
【００７９】
また、この発明は、電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、車速を検出する車速検出手段と、ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、タイヤのコーナーリングフォースを検出するコーナーリングフォース検出手段と、モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、モータ速度検出手段からの上記モータ速度を用いてモータ加速度を演算し出力するモータ加速度検出手段と、上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、上記コーナーリングフォース反力トルクに基づいて、慣性補償トルクのゲインを求める慣性補償ゲイン演算手段と、上記慣性補償トルクのゲイン及び上記モータ加速度に基づいて、慣性補償量を演算する慣性補償量演算手段と、上記慣性補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段とを備えた電動式パワーステアリング制御装置であるので、早く操舵した場合においてもハンドルが必要以上に重くなることを防止し、かつ、アシストマップの変更が不要となる。
【００８０】
また、この発明は、電動式パワーステアリングを制御するための電動式パワーステアリング制御装置であって、車速を検出する車速検出手段と、ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、タイヤのコーナーリングフォースを検出するコーナーリングフォース検出手段と、モータ速度を検出するモータ速度検出手段と、モータ速度検出手段からの上記モータ速度を用いてモータ加速度を演算し出力するモータ加速度検出手段と、上記車速及び上記操舵トルクに基づいて、モータを駆動させるための基本目標電流を演算する基本目標電流演算手段と、上記コーナーリングフォース反力トルクに基づいて、ダンピングトルクのゲインを求めるダンピングゲイン演算手段と、上記ダンピングトルクのゲイン及び上記モータ速度に基づいて、ダンピング補償量を演算するダンピング補償量演算手段と、上記コーナーリングフォース反力トルクに基づいて、慣性補償トルクのゲインを求める慣性補償ゲイン演算手段と、上記慣性補償トルクのゲイン及び上記モータ加速度に基づいて、慣性補償量を演算する慣性補償量演算手段と、上記ダンピング補償量及び上記慣性補償量により上記基本目標電流を補償して目標電流を演算する補償手段とを備えた電動式パワーステアリング制御装置であるので、早く操舵した場合においてもハンドルが必要以上に重くなることを防止し、かつ、アシストマップの変更が不要となる。
【００８１】
また、路面反力トルクを出力する路面反力出力手段をさらに備え、上記ダンピングトルクのゲインは、上記路面反力トルク及び上記コーナーリングフォースの少なくともいずれか一方により決定されるようにしたので、路面反力及びコーナーリングフォースを組み合わせることにより、路面反力や操舵角等のそれぞれに応じた適切な制御を行うことができる。
【００８２】
また、路面反力トルクを出力する路面反力出力手段をさらに備え、上記慣性補償トルクのゲインは、上記路面反力トルク及び上記コーナーリングフォースの少なくともいずれか一方により決定されるようにしたので、路面反力及びコーナーリングフォースを組み合わせることにより、路面反力や操舵角等のそれぞれに応じた適切な制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用する電動式パワーステアリング周辺の構成の一例を示した説明図である。
【図２】  本発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示したブロック図である。
【図３】  本発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の動作を示した流れ図である。
【図４】  本発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置におけるステアリング軸反力とダンピングゲインの関係を示した説明図である。
【図５】  本発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置におけるモータ制御よりモータ速度信号を求めるブロック図である。
【図６】  本発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置におけるステアリング軸反力とゲインの関係を示した説明図である。
【図７】  本発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示したブロック図である。
【図８】  本発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の動作を示した流れ図である。
【図９】  本発明の実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示したブロック図である。
【図１０】  本発明の実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置の動作を示した流れ図である。
【図１１】  本発明の実施の形態４による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示したブロック図である。
【図１２】  本発明の実施の形態４による電動式パワーステアリング制御装置における路面反力トルク推定器の構成を示したブロック図である。
【図１３】  本発明の実施の形態４による電動式パワーステアリング制御装置の動作を示した流れ図である。
【図１４】  本発明の実施の形態５による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示したブロック図である。
【図１５】  本発明の実施の形態５による電動式パワーステアリング制御装置の動作を示した流れ図である。
【図１６】  本発明の実施の形態５による電動式パワーステアリング制御装置におけるハンドル角に対する路面反力とコーナーリングフォースを示した説明図である。
【図１７】  本発明の実施の形態６による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示したブロック図である。
【図１８】  本発明の実施の形態６による電動式パワーステアリング制御装置の動作を示した流れ図である。
【図１９】  本発明の実施の形態６による電動式パワーステアリング制御装置におけるハンドル角に対する路面反力とコーナーリングフォースを示した説明図である。
【図２０】  電動式パワーステアリングの構成の一例を示したブロック図である。
【図２１】  操舵トルクとアシストトルクとの関係を示した説明図である。
【図２２】  従来のステアリング軸反力とゲインの関係を示した説明図である。
【図２３】  従来の操舵角と操舵トルクの関係を示した説明図である。
【符号の説明】
１  ハンドル、２  タイヤ、３  制御装置（ＥＣＵ）、４  ハンドル角センサ、５  ハンドル角、６  ハンドル検出信号（θsens）、７  トルクセンサ、８  操舵トルク検出信号（Ｔsens）、９  操舵トルク（Ｔhdl）、１０  ステアリング軸反力トルク（Ｔtran）、１１  摩擦トルク（Ｔfrp）、１２  アシストトルク（Ｔassist）、１３  モータ、１４  印加電圧（Ｖsupply）、１５  電流検出信号（Ｉmtr-sens）、１６  電圧検出信号（Ｖt-sens）、１７  路面反力トルク（Ｔalign）、２１  車速検出器、２２  操舵トルク検出器、２３  ステアリング軸反力トルク測定器、２４  モータ速度検出器、２５  モータ加速度検出器、２６  操舵トルク制御器、２７  ダンピング補償器、２８  慣性補償器、２９  加算器、３０  減算器、３１  モータ駆動機、３２  モータ、３３  モータ電流検出器、３４  ステアリング軸反力トルク推定器、３６  路面反力測定器、４０路面反力トルク推定器、４２  コーナーリングフォース測定器。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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