(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵ハンドルの中立位置からの回転角度を表す操舵角を検出する操舵角センサと、
操舵系の反力トルクを検出するステアリング軸反力トルクセンサと、
前記操舵角センサにより検出された操舵角にゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、
前記操舵系の反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記操舵系の反力トルクが小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、
を備える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】
操舵ハンドルの中立位置からの回転角度を表す操舵角を検出する操舵角センサと、
車両の走行する路面の路面反力トルクを求める路面反力トルク決定部と、
前記操舵角センサにより検出された操舵角にゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、
前記路面反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記路面反力トルクが小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、
を備える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】
操舵系の反力トルクを検出するステアリング軸反力トルクセンサと、
ステアリング軸反力トルクから摩擦項を減算した状態量である車両の走行する路面の路面反力トルクを求める路面反力トルク決定部と、
前記路面反力トルク決定部で求められた路面反力トルクにゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、
前記操舵系の反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記操舵系の反力トルクが小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、
を備える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】
車両の走行する路面の路面反力トルクを求める路面反力トルク決定部と、
前記路面反力トルク決定部により求められた路面反力トルクにゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、
ステアリング軸反力トルクから摩擦項を減算した状態量である前記路面反力トルクが大きい時、すなわちステアリング軸反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記路面反力トルクが小さい時、すなわちステアリング軸反力トルクが小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、
を備える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５】
操舵系の反力トルクを検出するステアリング軸反力トルクセンサと、
車両のヨーレート、横加速度、横滑り角のうちの何れかの状態量を検出する状態量センサと、
前記状態量センサにより検出された車両のヨーレート、横加速度、横滑り角のうちの何れかの状態量にゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、
前記操舵系の反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記操舵系の反力トルクが小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、
を備える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６】
車両のヨーレート、横加速度、横滑り角のうちの何れかの状態量を検出する状態量センサと、
車両の走行する路面の路面反力トルクを決定する路面反力トルク決定部と、
前記状態量センサにより検出された車両のヨーレート、横加速度、横滑り角のうちの何れかの状態量にゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、
前記路面反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記路面反力トルクが小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、
を備える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７】
操舵ハンドルの中立位置からの回転角度を表す操舵角を検出する操舵角センサと、
操舵系に接続された動力操舵用の電動機に供給されるモータ電流を検出するモータ電流検出器と、
自動車の運転者が操舵する際のトルクを検出する操舵トルクセンサと、
前記モータ電流検出器により検出されたモータ電流と前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクとから操舵系の反力トルクを推定するステアリング軸反力トルク演算部と、
前記操舵角センサにより検出された操舵角にゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、
前記操舵系の反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記操舵系の反力トルクが小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、
を備える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８】
前記操舵系の反力トルクＴｔｒａｎは、下記の式、
Ｔｔｒａｎ  ＝  Ｔｈｄｌ  ＋  Ｔａｓｓｉｓｔ  −  Ｊ・ｄｗ／ｄｔ
ここで、Ｔｈｄｌは操舵トルク、Ｔａｓｓｉｓｔはモータによるアシストトルク、Ｊ・ｄｗ／ｄｔはモータの慣性トルク、
により求めることを特徴とする請求項７記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項９】
前記路面反力トルクは、前記操舵系の反力トルクから前記操舵系の摩擦トルクを減算して求めることを特徴とする請求項２乃至４または６の何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、操舵系に接続された電動機により、運転者による操舵動作をアシストする電動式パワーステアリング装置の制御装置に関し、特に、操舵系の操舵角に応じて反力トルクを付与する電動式パワーステアリング装置において、反力トルクを操舵系の反力に基づいて補正することにより、車両が摩擦係数の低い路面を走行中における操舵制御性能の改善に関わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、運転者により操舵ハンドルに与えられる操舵角を車輪の転舵角に変換する操舵系に電動機を接続し、この電動機の駆動力を操舵系に付加することによって運転者の操舵力を軽減するようにした電動パワーステアリング装置が知られている。このような電動パワーステアリング装置の代表的な一例を図２４に示す。
【０００３】
図２４に示す電動パワーステアリング装置は、操舵ハンドル１に一体的に結合されたステアリングシャフト２に、自在継手３ａ、３ｂを有する連結軸３を介して連結されたピニオン４と、そのピニオン４に噛合して車幅方向に往復動し得ると共に、タイロッド５、５を介して左右の前輪６、６のナックルアーム７、７（図２４では一方のみ図示）にその両端が連結されたラック軸８で構成されたラック・アンド・ピニオン機構からなる手動操舵力発生機構９と、この手動操舵力発生機構９により発生される操舵力を軽減するための補助操舵力を発生するように、ラック軸８と同軸的に配設され、且つ接続された電動機１０と、ピニオン４に作用する運転者の手動操舵力を検出するための操舵力検出手段１１と、操舵ハンドル１の回転角を検出するための舵角検出手段１２と、これらの操舵力検出手段１１の検出値ＴＰ及び舵角検出手段１２の検出値θに基づいて電動機１０の出力を制御するための制御手段１３とを備えている。
【０００４】
制御手段１３は、図２５に示すように、電動機１０の発生するべき目標トルクを設定し、且つその目標トルク値を出力する出力目標値発生手段１４と、この出力目標値発生手段１４により出力される目標トルク値に基づいて電動機１０を駆動制御する電動機駆動手段１５とを備え、操舵力検出手段１１の出力ＴＰに基づいて電動機１０に発生させる補助操舵力を制御するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来形式の電動式パワーステアリング装置に於いては、積雪路等の摩擦係数の低い路面で操舵する場合、路面反力が小さいために補助操舵力が過剰傾向となり、運転者に違和感を与える、という問題点があった。
【０００６】
このような不都合、すなわち、滑り易い路面で操舵ハンドル１を切りすぎてしまう傾向となることを改善するものとして、特開昭６４−７４１６８号公報には、所定の走行条件の下で操舵ハンドルに回転抵抗を付与し得るように構成されたパワーステアリング装置が開示されている。
【０００７】
しかるに、この技術は、例えば路面摩擦係数に応じて操舵系に加える回転抵抗を制御するものであるため、操舵ハンドルの戻し操作に対しても抵抗が加わるという不都合があった。
【０００８】
さらに、特開平９−５８５０６号公報には、運転者により手動操舵系に加えられる操舵力値と、路面の摩擦係数に基づいて設定された手動操舵系の最大許容舵角値とに基づいて、手動操舵系に付加する動力を発生する電動機の出力を制御するようにした操舵装置の電動規制御装置が開示されている。
【０００９】
しかしながら、この技術は、手動操舵系の操舵角が限界舵角（最大許容舵角値）に近づくにつれて、電動機によるアシストを低減して操舵反力が大きくなるように電動機の出力トルクを制御するため、運転者は滑り易い路面の感触を得ることが難しく、さらに、ハンドルを切りすぎてしまう傾向があるという問題点があった。さらに、この技術では、路面の摩擦係数を検出する必要があるが、路面の摩擦係数は、路肩側にのみ雪が残っている場合等のように、左右車輪で異なることも多く、また刻一刻と変化するため路面摩擦係数を精度良く検出することが難しいという問題点があった。
【００１０】
そこで、本発明は、上述したような問題点を解決しようとするもので、走行条件に応じて操舵ハンドルに適切な操舵反力を与えることができる操舵装置の電動機制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明に係る電動式パワーステアリング制御装置は、操舵系の反力トルクを検出するステアリング軸反力トルクセンサと、前記操舵角センサにより検出された操舵角にゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、前記操舵系の反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記操舵系の反力トルクが小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明に係る電動式パワーステアリング制御装置は、操舵ハンドルの中立位置からの回転角度を表す操舵角を検出する操舵角センサと、車両の走行する路面の路面反力トルクを求める路面反力トルク決定部と、前記操舵角センサにより検出された操舵角にゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、前記路面反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記路面反力トルクが小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１３】
さらに、本発明に係る電動式パワーステアリング制御装置は、操舵系の反力トルクを検出するステアリング軸反力トルクセンサと、ステアリング軸反力トルクから摩擦項を減算した状態量である車両の走行する路面の路面反力トルクを求める路面反力トルク決定部と、前記路面反力トルク決定部にで求められた路面反力トルクにゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、前記操舵系の反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記操舵系の反力トルクが小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１４】
さらにまた、本発明に係る電動式パワーステアリング制御装置は、車両の走行する路面の路面反力トルクを求める路面反力トルク決定部と、前記路面反力トルク決定部により求められた路面反力トルクにゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、ステアリング軸反力トルクから摩擦項を減算した状態量である前記路面反力トルクが大きい時、すなわちステアリング軸反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記路面反力トルクが小さい時、すなわちステアリング軸反力トルクが小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明に係る電動式パワーステアリング制御装置は、操舵系の反力トルクを検出するステアリング軸反力トルクセンサと、車両のヨーレート、横加速度、横滑り角のうちの何れかの状態量を検出する状態量センサと、前記状態量センサにより検出された車両のヨーレート、横加速度、横滑り角のうちの何れかの状態量にゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、前記操舵系の反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記操舵系の反力トルクが小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１６】
さらに、本発明に係る電動式パワーステアリング制御装置は、車両のヨーレート、横加速度、横滑り角のうちの何れかの状態量を検出する状態量センサと、車両の走行する路面の路面反力トルクを決定する路面反力トルク決定部と、前記状態量センサにより検出された車両のヨーレート、横加速度、横滑り角のうちの何れかの状態量にゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、前記路面反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記路面反力トルクが小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１７】
さらにまた、本発明に係る電動式パワーステアリング制御装置は、操舵ハンドルの中立位置からの回転角度を表す操舵角を検出する操舵角センサと、操舵系に接続された動力操舵用の電動機に供給されるモータ電流を検出するモータ電流検出器と、自動車の運転者が操舵する際のトルクを検出する操舵トルクセンサと、前記モータ電流検出器により検出されたモータ電流と前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクとから操舵系の反力トルクを推定するステアリング軸反力トルク演算部と、前記操舵角センサにより検出された操舵角にゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、前記操舵系の反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記操舵系の反力トルクが小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１８】
また、前記操舵系の反力トルクＴｔｒａｎは、下記の式、
Ｔｔｒａｎ  ＝  Ｔｈｄｌ  ＋  Ｔａｓｓｉｓｔ  −  Ｊ・ｄｗ／ｄｔ
ここで、Ｔｈｄｌは操舵トルク、Ｔａｓｓｉｓｔはモータによるアシストトルク、Ｊ・ｄｗ／ｄｔはモータの慣性トルク、
により求めることを特徴とするものである。
【００１９】
さらに、前記路面反力トルクは、前記操舵系の反力トルクから前記操舵系の摩擦トルクを減算して求めることを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２１】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る電動式パワーステアリング制御装置の概略構成を示す図である。この図１の電動式パワーステアリング制御装置は、運転者が操舵ハンドル１０１を切った時に操舵系に加わる操舵トルクＴｈｄｌをトルクセンサ１０３で測定し、その操舵トルクに応じてアシストトルクＴａｓｓｉｓｔを電動機１０５により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、操舵ハンドル１０１の回転角（ハンドル角）を検出するハンドル角センサ１０７、電動機１０５の回転角（モータ角）或いは回転速度（モータ角速度）（これを微分してモータ角加速度を得る場合も有る）を検出する回転センサ（図示せず）を設け、これらの出力を電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１１に入力するようにしてもよい。また、電動機１０５に流れる電流（電流検出信号）及びモータ端子間にかかる電圧（電圧検出信号）もＥＣＵ１１１に取り込む。
【００２２】
力学的には、操舵トルクＴｈｄｌとアシストトルクＴａｓｓｉｓｔとの和が、操舵系の反力（以後、ステアリング軸反力トルクと称す）Ｔｔｒａｎに抗して操舵系を回転させる。また、操舵ハンドル１０１を回転させる時には、電動機１０５の慣性力Ｊ・ｄｗ／ｄｔも作用し、結局、次式の関係が成立する。
Ｔｔｒａｎ  ＝  Ｔｈｄｌ  ＋  Ｔａｓｓｉｓｔ  −  Ｊ・ｄｗ／ｄｔ
【００２３】
電動機１０５によるアシストトルクＴａｓｓｉｓｔは、次式の関係が成立する。
Ｔａｓｓｉｓｔ  ＝  Ｇｇｅａｒ・Ｋｔ・Ｉｍｔｒ
ここで、Ｇｇｅａｒは電動機１０５からステアリング軸１０１へアシストトルクを伝達する減速ギアのギア比、Ｋｔはトルク定数、Ｉｍｔｒは電動機１０５を流れる電流（モータ電流）である。
【００２４】
また、ステアリング軸反力トルクＴｔｒａｎは、車両が走行する路面からの反力を表す路面反力トルクＴａｌｉｇｎと操舵機構内の摩擦トルクＴｆｒｉｃとの和である。
【００２５】
ＥＣＵ１１１は、上述の各種センサ信号から、電動機１０５へ供給する電流の目標値（モータ電流目標値）を演算し、このモータ電流目標値に対して、電動機１０５を流れる実電流が一致するように電流制御を行なう。これにより、電動機１０５は、電流値Ｉｍｔｒにトルク定数Ｋｔとギア比Ｇｇｅａｒとを乗じた所定のトルクを発生し、運転者の操舵により発生するトルクをアシストする。
【００２６】
図２は、本発明の実施の形態１に係るＥＣＵ１１１の機能構成を示すブロック図である。この図において、一点鎖線で囲まれた部分が、電動機１０５に印加する電流の目標値を演算する部分である。
【００２７】
図２に示すように、ＥＣＵ１１１は、操舵トルク制御器１２１、戻しトルク補償器１２３、ダンピング補償器１２５、慣性補償器１２７、図示しない車速センサ等から車速信号を入力して車速を検出する車速検出器１２９、トルクセンサ１０３からの操舵トルク信号を入力する操舵トルク検出器１３１、ステアリング軸反力トルク信号を入力するステアリング軸反力トルク検出器１３３、ハンドル角センサ１０７からハンドル角（ハンドル中立位置からの回転角）を入力するハンドル角検出器１３５、電動機１０５から電圧検出信号及び電流検出信号を入力して電動機１０５の回転速度を検出するモータ速度検出器１３７、モータ速度検出器１３７の出力から電動機１０５の回転加速度を求めるモータ加速度検出器１３９を備えている。これらの制御器や補償器には、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。また、操舵トルク制御器１２１の出力は加算器１４１に入力され、ここで、操舵トルク制御器１２１の出力に、戻しトルク補償器１２１の出力、ダンピング補償器１２５の出力、慣性補償器１２７の出力が加算されて電流目標値が演算される。この電流目標値は減算器１４３に入力され、ここで、電流目標値から、電動機１０５を流れる電流を検出するモータ電流検出器１４７の出力（モータ電流値）が減算されてモータ駆動器１４５へ入力される。モータ駆動器１４５は、減算器１４３からの出力信号に基づいて電動機１０５への供給電流を制御する。ここで、本発明において新規な要素は戻しトルク補償器１２３であるので、この戻しトルク補償器１２３について以下に詳述する。
【００２８】
以下、戻しトルク補償器１２３の動作について、図３のフローチャートに基づいて説明する。先ず、検出された操舵トルクＴｈｄｌを読み込んでメモリに記憶し（ステップＳ１）、モータ速度信号を読み込んでメモリに記憶し（ステップＳ２）、さらにステアリング軸反力トルクを読み込んでメモリに記憶し（ステップＳ３）、操舵角θｈｄｌを読み込んでメモリに記憶する（ステップＳ４）。次いで、モータ速度信号を微分してモータ加速度信号を演算し（ステップＳ５）、操舵トルクＴｈｄｌに基づいて基本目標電流Ｉｂａｓｅを演算し（ステップＳ６）、ダンピング電流Ｉｄａｍｐを演算し（ステップＳ７）、慣性補償電流Ｉｉｎｅｒを演算する（ステップＳ８）。次ぎに、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（ステアリング軸反力とゲインとの関係図）に従って操舵角Ｆ／Ｂゲインを決定する（ステップＳ９）。ハンドルを切り込む時には、操舵角Ｆ／Ｂゲインが小さく、一方、ハンドルを戻す時には、操舵角Ｆ／Ｂゲインが大きくなる。操舵角θｈｄｌに、ステアリング軸反力トルクによる操舵角Ｆ／Ｂゲインを乗じてハンドル戻し電流Ｉｔｉｒｅを求める（ステップＳ１０）。基本目標電流Ｉｂａｓｅにハンドル戻し電流Ｉｔｉｒｅを加えて目標電流Ｉｒｅｆを計算する（ステップＳ１１）。ハンドル戻し電流Ｉｔｉｒｅが重畳反力トルクとして作用する。
【００２９】
本実施の形態１によれば、重畳反力トルクを演算するゲインを可変とすることにより、ステアリング軸反力トルクが大きい時には、重畳反力トルクを低減させ、ステアリング軸反力が小さい時には重畳反力トルク増大させることが可能となるので、図５（ａ）に示すように、重畳反力トルクを加えた補償後のステアリング軸反力は、ゲイン一定の場合（図５（ｂ））に比べて、必要以上に補償後のステアリング軸反力を大きくすることなしに、ハンドルの戻り量の向上が可能となる。また、滑りやすい路面では、ゲイン一定の場合、ハンドルを切り込んでいった場合の路面反力の低下が判りにくくなるが（図６（ｂ））、ハンドル戻し方向のトルクを演算するゲインを可変とすることにより、滑りやすい感触を運転者が判り易くなるので（図６（ａ））、運転者が滑りやすい路面でハンドルを切り過ぎることを防止することができる。
【００３０】
実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２の機能構成を示すブロック図である。この図において、一点鎖線で囲まれた部分が、電動機１０５に印加する電流の目標値を演算する部分である。
【００３１】
戻しトルク補償器１２３では、ハンドル角検出器１３５で検出されたハンドル角にゲインを乗じて重畳反力トルクを演算し、各制御器／補償器の出力の和を演算する加算器１４１に出力される。この時のゲインを、上記実施の形態１ではステアリング軸反力トルク検出器１３３の出力に応じて変更したが、本実施の形態２では、路面反力トルク検出器１４９の出力に基づいて変更する。これ以外は、上記実施の形態１と全く同様である。
【００３２】
この実施の形態２の動作を図８のフローチャートに基づいて説明する。上記実施の形態１では、図３のフローチャートのステップＳ３において、ステアリング軸反力トルクを読み込んでメモリに記憶し、ステップＳ９において、操舵角Ｆ／Ｂゲインをステアリング軸反力トルク検出器１３３の出力に応じて変更したが、本実施の形態２では、図８に示すように、ステップＳ２でモータ速度信号を読み込んでメモリに記憶した後、ステップＳ１２において、路面反力トルクを読み込んでメモリに記憶し、ステップＳ８の後のステップＳ９Ａにおいて、操舵角Ｆ／Ｂゲインを、路面反力トルク検出器１４９の出力に基づいて変更し、ステップＳ１０において、操舵角θｈｄｌに、路面反力トルクによる操舵角Ｆ／Ｂゲインを乗じてハンドル戻し電流Ｉｔｉｒｅを求めるようにしたものである。本実施の形態２のこれら以外のステップは、上記実施の形態１と全く同様である。
【００３３】
本実施の形態２では、上記実施の形態１で説明したと同様の効果が期待できる上、ラック・アンド・ピニオン機構のラックにロードセルを設ける等により、路面反力トルクを直接測定する場合には、本実施の形態２のように、ステアリング軸反力トルクではなく、路面反力トルクに基づいてゲインを変更する構成とすれば良い。
【００３４】
実施の形態３．
図９は、本発明の実施の形態３の機能構成を示すブロック図である。この図において、一点鎖線で囲まれた部分が、電動機１０５に印加する電流の目標値を演算する部分である。本実施の形態３は、上記実施の形態１のハンドル角検出器１３５の代わりに、路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出器１４９を設けたものである。
【００３５】
上記実施の形態１では、ハンドル角にゲインを乗じて重畳反力トルクを演算したが、本実施の形態３では、路面反力トルクにゲインを乗じて重畳反力トルクを演算するものである。すなわち、ステップＳ２の後、ステップＳ１２において、路面反力トルクを読み込んでメモリに記憶し、次いでステップＳ１３でステアリング軸反力トルクを読み込んでメモリに記憶し、ステップＳ９において、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って操舵角Ｆ／Ｂゲインを決定した後、ステップＳ１０Ｂにおいて、路面反力トルク検出器１４９からの路面反力トルクにゲインを乗じて重畳反力トルクを演算し、この重畳反力トルクが各制御器／補償器の出力の和を演算する加算器１４１に出力される。本実施の形態３は、これ以外においては上記実施の形態１と全く同様であり、ゲインをステアリング軸反力トルク検出器１３３の出力に応じて変更するようにしたものである。ハンドルを切り込む時には路面反力トルクＦ／Ｂゲインが小さく、ハンドルを戻す時には路面反力トルクＦ／Ｂゲインが大きくなる。
【００３６】
本実施の形態３によれば、ハンドル角を検出しなくしても、ステアリング軸反力が小さい場合には、ハンドルの切り込み角度にほぼ比例した重畳反力トルクを発生させ、ステアリング軸反力が大きい場合には、重畳反力トルクを小さくすることができる。
【００３７】
実施の形態４．
図１１は、本発明の実施の形態４の機能構成を示すブロック図である。この図において、一点鎖線で囲まれた部分が、電動機１０５に印加する電流の目標値を演算する部分である。
【００３８】
上記実施の形態１では、ハンドル角にゲインを乗じて重畳反力トルクを演算したが、本実施の形態４では、ヨーレートにゲインを乗じて重畳反力トルクを演算し、各制御器／補償器の出力の和を演算する加算器１４１に出力される。これ以外は、上記実施の形態１と全く同様であり、ゲインをステアリング軸反力トルク検出器１３３の出力に応じて変更するようにしたものである。
【００３９】
この実施の形態４の動作を図１２のフローチャートに基づいて説明する。上記実施の形態１では、ハンドル角にゲインを乗じて重畳反力トルクを演算したが、本実施の形態４では、ステップＳ２の後、ステップＳ１４においてヨーレートγを読み込んでメモリに記憶し、ステップＳ１０Ｃにおいて、ヨーレートγにゲインを乗じて重畳反力トルクを演算する。これ以外は上記実施の形態１と全く同様であり、ゲインはステアリング軸反力トルク検出器１３３の出力に応じて変更する。ハンドルを切り込む時にはヨーレートＦ／Ｂゲインは小さく、ハンドルを戻す時にはヨーレートＦ／Ｂゲインは大きくなる。また、ヨーレートγに代えて、これ以外の車両状態量である横加速度、或いは、横滑り角にゲインを乗ずるような構成としても良い。
【００４０】
本実施の形態４の場合には、重畳反力トルクをヨーレートとゲインとの積とすることにより、車両挙動に応じた重畳反力トルクを発生させることができるようになり、車両がスピンしかけている場合等で、ハンドル角が小さいにもかかわらず、ヨーレートが大きく出ているような場合に、大きな重畳反力トルクを与えることができるので、運転者がスピン防止のためのカウンタステア動作を行い易くなる。
【００４１】
実施の形態５．
図１３は、本発明の実施の形態５の機能構成を示すブロック図である。この図において、一点鎖線で囲まれた部分が、電動機１０５に印加する電流の目標値を演算する部分である。
【００４２】
本実施の形態５では、上記実施の形態４において検出されたヨーレートを位相補償したものにゲインを乗じて重畳反力トルクを演算し、各制御器／補償器の出力の和を演算する加算器１４１に出力する。これ以外は、上記実施の形態４と全く同様であり、ゲインをステアリング軸反力トルク検出器１３３の出力に応じて変更するものである。
【００４３】
この実施の形態５の動作を図１４のフローチャートに基づいて説明する。本実施の形態５は、ステップＳ８の後のステップＳ１５において、上記実施の形態４において検出されたヨーレートγに後述するように位相補償を施し、ステップＳ９の後のステップＳ１０Ｄにおいて、上記実施の形態４において検出されたヨーレートγを位相補償したものγｐに、ゲインを乗じて重畳反力トルクを求めたものである。これ以外は上記実施の形態４と全く同様であり、ゲインはステアリング軸反力トルク検出器１３３の出力に応じて変更される。ハンドルを切り込む時にはヨーレートＦ／Ｂゲインが小さく、戻す時はヨーレートＦ／Ｂゲインが大きくなる。また、ヨーレートの代わりに、これ以外の車両状態量である横加速度、或いは、横滑り角βにゲインを乗ずるような構成としても良い。
【００４４】
位相補償は次のような演算で行なう。（参考文献：カバヤ工業株式会社：自動車の操縦性と操安性、山海堂、ｐ１７５（１９９６））
【００４５】
ヨーレートの位相補償の場合：
ハンドル角からヨーレートへの伝達関数は次式により表される。
【数１】
0004293734.tif 000002
但し、Ｄ（ｓ）は次式で表される。
【数２】
0004293734.tif 000003
ここで、
ｍ：車両重量
Ｉ：車両重心を通るｚ軸回りの慣性モーメント
Ｌ：ホイールベース（ｌ＝ｌｆ＋ｌｒ）
ｌｆ、ｌｒ：前、後車軸から重心までの水平距離
Ｆｆ、Ｆｒ：前、後輪タイヤのコーナリングフォース
Ｋｆ、Ｋｒ：前、後輪タイヤのコーナリングパワー
ｎ：ステアリングギア比
Ｖ：車速
θ：ハンドル操舵角
γ：ヨーレート
ｓ：ラプラス演算子
Ａ：スタビリティファクタ
であり、Ａは次式により表される。
【数３】
0004293734.tif 000004
上記ハンドル角からヨーレートへの伝達関数は、簡易的に、次のような形で表すことができる
【数４】
0004293734.tif 000005
上記伝達関数よりヨーレートからハンドル角への伝達関数は次のような形で表すことができる。
【数５】
0004293734.tif 000006
このままでは実現不可能なので、この伝達関数に次のような位相補償のＬＰＦを加える。
【数６】
0004293734.tif 000007
最終的に、ヨーレートからハンドル角への伝達関数に上記位相補償ＬＰＦを加えて、次のような伝達関数で実現することができる。
【数７】
0004293734.tif 000008
これをよく知られた手法にて離散化することにより、次のような形にしてマイコンで実現する。
【数８】
0004293734.tif 000009
【００４６】
横加速度の位相補償の場合：
ハンドル角から横Ｇへの伝達関数は次式により表される。
【数９】
0004293734.tif 000010
上記伝達関数よりヨーレートからハンドル角への伝達関数は次のような形で表すことができる。
【数１０】
0004293734.tif 000011
これをよく知られた手法にて離散化することにより、ヨーレートのときと同様の形をとる。
【００４７】
横滑り角の位相補償の場合：
ハンドル角から横滑り角への伝達関数は次式のように表すことができ、伝達関数としては、ヨーレートのときと同様の形をとる。
【数１１】
0004293734.tif 000012
【００４８】
本実施の形態５の場合には、ヨーレートは、ハンドル角に対して時定数が１Ｈｚ強の位相遅れの特性を有するので、速く操舵した場合には、重畳反力トルクの位相がハンドルの角度に対して若干遅れるため、運転者が違和感を感じる場合がある。これを防止するために、ハンドル角に対するヨーレートの伝達関数の逆関数に相当する位相補償器に通して位相を進めたヨーレートに対してゲインを乗ずるようにしておけば、車両挙動が安定している場合には、ハンドル角にゲインを乗じた場合と同様の操舵フィーリングが得られる。また、例えば低μ路において、図１５に示すようなハンドル操作で、図１６のように車両がスピンした場合には、高μ路等で通常走行した場合よりもヨーレートは大きくでる。その結果、ヨーレートＦ／Ｂした方が、操舵角Ｆ／Ｂした場合よりも、ハンドル戻し電流Ｉｔｉｒｅが大きく、即ち、重畳反力トルクも大きくなるので（図１７参照）、スピンし始めた場合のカウンタステアも容易にできる。
【００４９】
実施の形態６．
図１８は、本発明の実施の形態６の機能構成を示すブロック図である。この図において、一点鎖線で囲まれた部分が、電動機１０５に印加する電流の目標値を演算する部分である。
【００５０】
この実施の形態６は、ステアリング軸反力トルクを操舵トルク検出器１３１の出力と電動機１０５の電流を検出するモータ電流検出器１４７の出力から推定して用いる点以外は、上記実施の形態１と全く同様である。
【００５１】
この実施の形態６の動作を図１９のフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートは、上記実施の形態１における図３のステップＳ３の動作「ステアリング軸反力トルク読み込みメモリに記憶」を具体的に表したものである。
【００５２】
先ず、ステップＳ３１において、操舵トルクＴｈｄｌを読み込んでメモリに記憶し、ステップＳ３２で、電動機１０５の電流を検出するモータ電流検出器１４７の出力Ｔａｓｓｉｓｔを読み込んでメモリに記憶し、次にステップＳ３３で、ステアリング軸反力トルクＴｔｒａｎを、操舵トルクＴｈｄｌとモータ電流検出器１４７の出力Ｔａｓｓｉｓｔとから推定し、ステップＳ３４で、このようにして推定したステアリング軸反力トルクＴｔｒａｎをメモリに記憶する。
【００５３】
ステアリング軸反力トルクＴｔｒａｎは、一般的に、特に電動機１０５の慣性モーメントが大きくない場合には、下式の関係で、操舵トルクＴｈｄｌ、電動機１０５によるアシストトルクＴａｓｓｉｓｔと釣り合う。
Ｔｔｒａｎ  ＝  Ｔｈｄｌ  ＋  Ｔａｓｓｉｓｔ
このうち、操舵トルクＴｈｄｌは、電動パワーステアリングでは、必ず測定するものであり既知である。また、電動機１０５によるアシストトルクＴａｓｓｉｓｔは、次式の関係が成立する。
Ｔａｓｓｉｓｔ  ＝  Ｇｇｅａｒ・Ｋｔ・Ｉｍｔｒ
【００５４】
この実施の形態６の場合には、ステアリング軸反力トルクセンサを追加する必要がなくなる。その他の効果については、上記実施の形態１と全く同様である。
【００５５】
実施の形態７．
図２０は、本発明の実施の形態７の機能構成を示すブロック図である。この図において、一点鎖線で囲まれた部分が、電動機１０５に印加する電流の目標値を演算する部分である。
【００５６】
この実施の形態７は、ステアリング軸反力トルクを、操舵トルク検出器１３１の出力と電動機１０５の電流を検出するモータ電流検出器１４７の出力とに加えて、電動機１０５の回転加速度を検出するモータ加速度検出器１３９の出力も用いて推定する点以外は、上記実施の形態６と全く同様である。
【００５７】
この実施の形態７の動作を図２１のフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートは、上記実施の形態１における図３のステップＳ３の動作「ステアリング軸反力トルクを読み込みメモリに記憶」について具体的に表したものである。
【００５８】
上記実施の形態６では、ステアリング軸反力トルクＴｔｒａｎを操舵トルクＴｈｄｌとモータ電流検出器１４７の出力Ｔａｓｓｉｓｔから推定したが、本実施の形態７では、電動機１０５の回転加速度も加えて推定する。その他は上記実施の形態６と全く同様である。
【００５９】
すなわち、本実施の形態７では、ステップＳ３２の後に、ステップＳ３５において、モータ加速度検出器１３９よりモータ加速度を読み込んでメモリに記憶し、次いでステップＳ３３Ａで、ステアリング軸反力トルクＴｔｒａｎを、操舵トルクＴｈｄｌと、モータ電流検出器１４７の出力Ｔａｓｓｉｓｔと、モータ加速度検出器１３９の出力とから推定し、ステップＳ３４で、このようにして推定したステアリング軸反力トルクＴｔｒａｎをメモリに記憶する。
【００６０】
ステアリング軸反力トルクＴｔｒａｎは、下式の関係で、操舵トルクＴｈｄｌ、電動機１０５によるアシストトルクＴａｓｓｉｓｔ、電動機１０５の慣性トルクＪ・ｄω／ｄｔと釣り合う。
Ｔｔｒａｎ  ＝  Ｔｈｄｌ  ＋  Ｔａｓｓｉｓｔ  −  Ｊ・ｄω／ｄｔ
このうち、操舵トルクＴｈｄｌは、電動パワーステアリングでは、必ず測定するものであり既知である。また、上述したように、電動機１０５によるアシストトルクＴａｓｓｉｓｔは、次式の関係が成立する。
Ｔａｓｓｉｓｔ  ＝  Ｇｇｅａｒ・Ｋｔ・Ｉｍｔｒ
【００６１】
この実施の形態７の作用効果は上記実施の形態６と同様である。
【００６２】
実施の形態８．
図２２は、本発明の実施の形態８の機能構成を示すブロック図である。この図において、一点鎖線で囲まれた部分が、電動機１０５に印加する電流の目標値を演算する部分である。
【００６３】
この実施の形態８は、ステアリング軸反力トルクを操舵トルク検出器１３１の出力とモータ電流検出器１４７の出力とに加えて、モータ加速度検出器１３９の出力も用いて推定する点、路面反力トルクをステアリング軸反力トルクから推定し、ゲインをステアリング軸反力トルク検出器１３３の出力に応じて変更すること以外は、実施の形態３と全く同様である。
その原理並びに効果は、請求項６の効果の欄と全く同様である。
【００６４】
この実施の形態８の動作を図２３のフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートは、上記実施の形態３における図１０のステップＳ３の動作「ステアリング軸反力トルクを読み込みメモリに記憶」及びステップＳ１２の動作「路面反力トルクを読み込みメモリに記憶」について具体的に表したものである。
【００６５】
すなわち、ステップＳ３１乃至ステップＳ３４までのステアリング軸反力トルクを推定するまでの動作は上記実施の形態７と同様であり、ステップＳ３５において、推定したステアリング軸反力トルクから路面反力を推定しており、これ以外は実施の形態３と全く同様である。
【００６６】
路面反力Ｔａｌｉｇｎは、ステアリング軸反力トルクＴｔｒａｎから摩擦項Ｔｆｒｐ・ｓｇｎ（ω）を減算したものであり、次式により表される。
Ｔａｌｉｇｎ  ＝  Ｔｔｒａｎ−  Ｔｆｒｐ・ｓｇｎ（ω）
【００６７】
この実施の形態８の場合には、ラック・アンド・ピニオン機構のラックにロードセルを配置するなどした新たなセンサを設ける必要がなくなる。その他の効果については上記実施の形態３と同様である。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る電動式パワーステアリング制御装置は、操舵系の反力トルクを検出するステアリング軸反力トルクセンサと、前記操舵角センサにより検出された操舵角にゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、前記操舵系の反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記操舵系の反力が小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、を備えるので、重畳反力トルクを演算するためのゲインを可変とすることにより、ステアリング軸反力トルクが大きい時には、重畳反力トルクを低減させ、ステアリング軸反力が小さい時には重畳反力トルクを増大させることが可能となるため、重畳反力トルクを加えた補償後のステアリング軸反力は、ゲイン一定の場合に比べて、必要以上に補償後のステアリング軸反力を大きくすることなしに、ハンドルの戻り量を向上させることが可能となる。また、滑りやすい路面では、ゲイン一定の場合、ハンドルを切り込んでいった場合の路面反力の低下が判りにくくなるが、ハンドル戻し方向のトルクを演算するゲインを可変とすることにより、滑りやすい感触を運転者が判り易くなるので、滑りやすい路面での運転者のハンドルの切り過ぎを防止できる。
【００６９】
また、本発明に係る電動式パワーステアリング制御装置は、操舵ハンドルの中立位置からの回転角度を表す操舵角を検出する操舵角センサと、車両の走行する路面の反力トルクを求める路面反力トルク決定部と、前記操舵角センサにより検出された操舵角にゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、前記路面反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記路面反力トルクが小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、を備えるので、重畳反力トルクを演算するためのゲインを可変とすることにより、ステアリング軸反力トルクが大きい時には、重畳反力トルクを低減させ、ステアリング軸反力が小さい時には重畳反力トルクを増大させることが可能となるため、重畳反力トルクを加えた補償後のステアリング軸反力は、ゲイン一定の場合に比べて、必要以上に補償後のステアリング軸反力を大きくすることなしに、ハンドルの戻り量を向上させることが可能となる。また、滑りやすい路面では、ゲイン一定の場合、ハンドルを切り込んでいった場合の路面反力の低下が判りにくくなるが、ハンドル戻し方向のトルクを演算するゲインを可変とすることにより、滑りやすい感触を運転者が判り易くなるので、滑りやすい路面での運転者のハンドルの切り過ぎを防止できる。さらに、重畳反力トルクを操舵角とゲインとの積とすることにより、ハンドル角を検出することなく、ステアリング軸反力が小さい場合には、ハンドルの切り込み角度にほぼ比例した重畳反力トルクを発生させ、ステアリング軸反力が大きい場合には、重畳反力トルクを小さくすることが実現できる。
【００７０】
さらに、本発明に係る電動式パワーステアリング制御装置は、操舵系の反力トルクを検出するステアリング軸反力トルクセンサと、車両の走行する路面の反力トルクを求める路面反力トルク決定部と、前記路面反力トルク決定部にで求められた路面反力にゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、前記操舵系の反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記操舵系の反力が小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、を備えるので、重畳反力トルクを演算するためのゲインを可変とすることにより、ステアリング軸反力トルクが大きい時には、重畳反力トルクを低減させ、ステアリング軸反力が小さい時には重畳反力トルクを増大させることが可能となるため、重畳反力トルクを加えた補償後のステアリング軸反力は、ゲイン一定の場合に比べて、必要以上に補償後のステアリング軸反力を大きくすることなしに、ハンドルの戻り量を向上させることが可能となる。また、滑りやすい路面では、ゲイン一定の場合、ハンドルを切り込んでいった場合の路面反力の低下が判りにくくなるが、ハンドル戻し方向のトルクを演算するゲインを可変とすることにより、滑りやすい感触を運転者が判り易くなるので、滑りやすい路面での運転者のハンドルの切り過ぎを防止できる。さらに、ラック・アンド・ピニオン機構のラックにロードセルを設けること等により、路面反力トルクを直接測定する場合には、ステアリング軸反力トルクでなく、路面反力トルクに基づいてゲインを変更する。
【００７１】
さらにまた、本発明に係る電動式パワーステアリング制御装置は、車両の走行する路面の反力トルクを求める路面反力トルク決定部と、前記路面反力トルク決定部により求められた路面反力トルクにゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、前記路面反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記路面反力トルクが小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、を備えるので、重畳反力トルクを演算するためのゲインを可変とすることにより、ステアリング軸反力トルクが大きい時には、重畳反力トルクを低減させ、ステアリング軸反力が小さい時には重畳反力トルクを増大させることが可能となるため、重畳反力トルクを加えた補償後のステアリング軸反力は、ゲイン一定の場合に比べて、必要以上に補償後のステアリング軸反力を大きくすることなしに、ハンドルの戻り量を向上させることが可能となる。また、滑りやすい路面では、ゲイン一定の場合、ハンドルを切り込んでいった場合の路面反力の低下が判りにくくなるが、ハンドル戻し方向のトルクを演算するゲインを可変とすることにより、滑りやすい感触を運転者が判り易くなるので、滑りやすい路面での運転者のハンドルの切り過ぎを防止できる。さらに、ラック・アンド・ピニオン機構のラックにロードセルを設けること等により、路面反力トルクを直接測定する場合には、ステアリング軸反力トルクでなく、路面反力トルクに基づいてゲインを変更することができる。
【００７２】
また、本発明に係る電動式パワーステアリング制御装置は、操舵系の反力トルクを検出するステアリング軸反力トルクセンサと、車両のヨーレート、横加速度、横滑り角のうちの何れかの状態量を検出する状態量センサと、前記状態量センサにより検出された車両のヨーレート、横加速度、横滑り角のうちの何れかの状態量にゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、前記操舵系の反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記操舵系の反力が小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、を備えるので、重畳反力トルクをヨーレート、横加速度、横滑り角の内の何れかの状態量とゲインとの積とすることにより、車両挙動に応じた重畳反力トルクを発生させることができるようになり、車両状態が不安定な場合等で、ハンドル角と車両挙動の関係が通常走行時と異なる場合にも、適切な重畳反力トルクを与えることができる。
【００７３】
さらに、本発明に係る電動式パワーステアリング制御装置は、車両のヨーレート、横加速度、横滑り角のうちの何れかの状態量を検出する状態量センサと、車両の走行する路面の反力トルクを決定する路面反力トルク決定部と、前記状態量センサにより検出された車両のヨーレート、横加速度、横滑り角のうちの何れかの状態量にゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、前記路面反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記路面反力トルクが小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、を備えるので、重畳反力トルクをヨーレート、横加速度、横滑り角の内の何れかの状態量とゲインとの積とすることにより、車両挙動に応じた重畳反力トルクを発生させることができるようになり、車両状態が不安定な場合等で、ハンドル角と車両挙動の関係が通常走行時と異なる場合にも、適切な重畳反力トルクを与えることができる。
【００７４】
さらにまた、本発明に係る電動式パワーステアリング制御装置は、操舵ハンドルの中立位置からの回転角度を表す操舵角を検出する操舵角センサと、操舵系に接続された動力操舵用の電動機に供給されるモータ電流を検出するモータ電流検出器と、自動車の運転者が操舵する際のトルクを検出する操舵トルクセンサと、前記モータ電流検出器により検出されたモータ電流と前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクとから操舵系の反力トルクを推定するステアリング軸反力トルク演算部と、前記操舵角センサにより検出された操舵角にゲインを乗じて操舵ハンドルの戻し方向の重畳反力トルクを演算する重畳反力トルク演算部と、前記操舵系の反力トルクが大きい時には、前記重畳反力トルクを低減させ、前記操舵系の反力が小さい時には、前記重畳反力トルクを増大させるように前記ゲインを制御する制御部と、を備えるので、重畳反力トルクを演算するためのゲインを可変とすることにより、ステアリング軸反力トルクが大きい時には、重畳反力トルクを低減させ、ステアリング軸反力が小さい時には重畳反力トルクを増大させることが可能となるため、重畳反力トルクを加えた補償後のステアリング軸反力は、ゲイン一定の場合に比べて、必要以上に補償後のステアリング軸反力を大きくすることなしに、ハンドルの戻り量を向上させることが可能となる。また、滑りやすい路面では、ゲイン一定の場合、ハンドルを切り込んでいった場合の路面反力の低下が判りにくくなるが、ハンドル戻し方向のトルクを演算するゲインを可変とすることにより、滑りやすい感触を運転者が判り易くなるので、滑りやすい路面での運転者のハンドルの切り過ぎを防止できる。さらに、重畳反力トルクを操舵角とゲインとの積とすることにより、ハンドル角を検出することなく、ステアリング軸反力が小さい場合には、ハンドルの切り込み角度にほぼ比例した重畳反力トルクを発生させ、ステアリング軸反力が大きい場合には、重畳反力トルクを小さくすることが実現できる。
【００７５】
また、前記操舵系の反力トルクＴｔｒａｎは、下記の式、
Ｔｔｒａｎ  ＝  Ｔｈｄｌ  ＋  Ｔａｓｓｉｓｔ  −  Ｊ・ｄｗ／ｄｔ
ここで、Ｔｈｄｌは操舵トルク、Ｔａｓｓｉｓｔはモータによるアシストトルク、Ｊ・ｄｗ／ｄｔはモータの慣性トルク、
により求めるので、一般的に、特に摩擦の大きさＴｆｒｐは既知であるため、電動機の回転方向さえ判れば補償可能であり、電動機の回転方向は、電動機や、逆起電圧の推定値から判るので補償を行うことができる。また、この場合にも、ラック・アンド・ピニオン機構のラックにロードセルを配置するなどした新たなセンサを設ける必要が無くなる。
【００７６】
さらに、前記路面反力トルクは、前記操舵系の反力トルクから前記操舵系の摩擦トルクを減算して求めるので、路面反力トルクを実測する必要が無く、従って路面反力トルクセンサを設ける必要が無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る電動式パワーステアリング制御装置の概略構成を示す図である。
【図２】  本発明の実施の形態１によるＥＣＵの機能構成を示すブロック図である。
【図３】  本発明の実施の形態１による戻しトルク補償部の動作を表すフローチャートである。
【図４】  本発明の実施の形態１におけるステアリング軸反力とゲインとの関係を示すマップ図である。
【図５】  本発明の実施の形態１におけるハンドル角とステアリング軸反力トルクとの関係を示す図で、（ａ）は本発明の場合、（ｂ）は従来例の場合をそれぞれ表している。
【図６】  本発明の実施の形態１における滑りやすい路面でのハンドル角とステアリング軸反力トルクとの関係を示す図で、（ａ）は本発明の場合、（ｂ）は従来例の場合をそれぞれ表している。
【図７】  本発明の実施の形態２によるＥＣＵの機能構成を示すブロック図である。
【図８】  本発明の実施の形態２の戻しトルク補償部の動作を表すフローチャートである。
【図９】  本発明の実施の形態３によるＥＣＵの機能構成を示すブロック図である。
【図１０】  本発明の実施の形態３の戻しトルク補償部の動作を表すフローチャートである。
【図１１】  本発明の実施の形態４によるＥＣＵの機能構成を示すブロック図である。
【図１２】  本発明の実施の形態４の戻しトルク補償部の動作を表すフローチャートである。
【図１３】  本発明の実施の形態５によるＥＣＵの機能構成を示すブロック図である。
【図１４】  本発明の実施の形態５の戻しトルク補償部の動作を表すフローチャートである。
【図１５】  本発明の実施の形態５におけるハンドル角の時間応答を示す図である。
【図１６】  本発明の実施の形態５におけるヨーレートの時間応答を示す図である。
【図１７】  本発明の実施の形態５におけるハンドル戻しトルクの時間応答を示す図である。
【図１８】  本発明の実施の形態６によるＥＣＵの機能構成を示すブロック図である。
【図１９】  本発明の実施の形態６の戻しトルク補償部の動作の一部を表すフローチャートである。
【図２０】  本発明の実施の形態７によるＥＣＵの機能構成を示すブロック図である。
【図２１】  本発明の実施の形態７の戻しトルク補償部の動作の一部を表すフローチャートである。
【図２２】  本発明の実施の形態８によるＥＣＵの機能構成を示すブロック図である。
【図２３】  本発明の実施の形態８の戻しトルク補償部の動作の一部を表すフローチャートである。
【図２４】  従来の電動式パワーステアリング制御装置の概略構成図である。
【図２５】  従来の電動式パワーステアリング制御装置における、電動機を制御する制御手段の機能構成を示す図である。
【符号の説明】
１０１  操舵ハンドル、１０３  トルクセンサ、１０５  電動機、１０７  ハンドル角センサ、１１１  ＥＣＵ、１２１  操舵トルク制御器、１２３  戻しトルク補償器、１２５  ダンピング補償器、１２７  慣性補償器、１２９  車速検出器、１３１  操舵トルク検出器、１３３  ステアリング軸反力トルク検出器、１３５  ハンドル角検出器、１３７  モータ速度検出器、１３９  モータ加速度検出器、１４１  加算器、１４３  減算器、１４５  モータ駆動器、１４７  モータ電流検出器、１４９  路面反力トルク検出器、１５１  ヨーレート検出器、１５３  ヨーレート位相検出器。
【図１】
0004293734.tif 000013
【図２】
0004293734.tif 000014
【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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【図２４】
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【図２５】
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