JP2006290206A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ヒステリシスの影響が排除された正確なトルク検出値に基づいて操舵を補助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】 車両の走行中に、舵角センサ５の操舵角検出値に基づいて、ステアリングホイール３０が回転している場合にステアリングホイール３０の操舵角が所定操舵角０°を通過したか否かを判定し、右回転及び左回転夫々において所定操舵角０°を通過したときのトルクセンサ４のトルク検出値に基づいて補償値を算出し、算出した補償値に基づいてトルクセンサ４のトルク検出値を補正し、補正されたトルク検出値に基づいてモータ６を駆動制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、操舵部材に加えられる操舵トルクの検出結果に基づいて駆動制御されるモータの回転力により操舵を補助する電動パワーステアリング装置に関する。

操舵部材（ステアリングホイール）の回転操作に応じて操舵補助用のモータを駆動し、該モータの回転力を操舵機構に加えて操舵を補助する電動パワーステアリング装置においては、操舵補助用のモータの駆動制御に用いるべく操舵部材に加えられる操舵トルクを検出する必要があり、この検出のために従来から、操舵部材と操舵機構とを連絡するステアリング軸の中途に設けられたトルクセンサが用いられている。

ところで、電動パワーステアリング装置が操舵機構に良好な操舵を行なわせるためには、トルクセンサの検出値が実際の操舵トルクに対応していることが必要である。実際の操舵トルクに対応する正確なトルクセンサの検出値に基づいて操舵を補助する場合、電動パワーステアリング装置による操舵補助の精度、及び運転者の操舵フィーリングが向上される。

しかしながら、トルクセンサの検出値には、操舵部材、トルクセンサ、操舵機構等の操舵系に生じる機械的な摩擦抵抗が外乱として含まれるため、操舵部材を左から右へ操舵する場合（以下、右回転時という）に検出されるトルクセンサの検出値と、右から左へ操舵する場合（以下、左回転時という）に検出されるトルクセンサの検出値とが異なる現象（ヒステリシス）が生じる。

このようなヒステリシスの影響を排除して、実際の操舵トルクに対応する正確なトルクセンサの検出値を求め得るように、電動パワーステアリング装置を生産工場で製造、検査する場合、又は販売業者で修理、交換する場合にトルク補正値を求めておき、求めておいたトルク補正値に基づいてトルクセンサの検出値を補正する電動パワーステアリング装置が提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１では、操舵部材を操舵方向の中立位置に静止保持した状態から、操舵部材を交互に反転しながら微小回転運動させることによって、摩擦抵抗に起因して発生するトルクを“０”に減少させ、この状態でのトルクセンサの検出値をトルク補正値として求めている。
特開２００４−２７６８１５号公報

しかしながら、操舵系に生じる機械的な摩擦抵抗は一定ではなく、例えば電動パワーステアリング装置を搭載している車両の使用状況、時間経過等によって変化する。このため、予め求めておいたトルク補正値に基づいて補正されたトルクセンサの検出値は、摩擦抵抗の変化に伴って、実際の操舵トルクに対応しなくなり、このため電動パワーステアリング装置による操舵補助の精度が低下し、運転者の操舵フィーリングが悪化するという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ヒステリシスの経時的な変化を含めた影響が排除された正確なトルク検出値に基づいて操舵を補助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する。

第１発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵部材に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサを備え、該トルクセンサのトルク検出値に基づいて操舵補助用のモータを駆動制御する電動パワーステアリング装置において、前記操舵部材の回転方向を判定する回転判定手段と、前記操舵部材による操舵中に、前記操舵部材の操舵角が所定操舵角を通過したか否かを判定する通過判定手段と、該通過判定手段が前記所定操舵角を通過したと判定した場合の前記回転判定手段が判定した回転方向及び前記トルクセンサのトルク検出値に基づいて、前記トルクセンサのトルク検出値のヒステリシスによる誤差を補償するためのヒステリシス補償値を算出する算出手段と、該算出手段が算出したヒステリシス補償値に基づいて、前記トルクセンサのトルク検出値を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。

第２発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記操舵角を検出する舵角センサを備え、該舵角センサの操舵角検出値に基づいて、前記通過判定手段が判定を行なうようにしてあることを特徴とする。

第１発明の電動パワーステアリング装置によれば、例えば操舵部材が右回転している場合に操舵部材の操舵角が操舵角中点を通過したときのトルクセンサのトルク検出値と左回転している場合に操舵角中点を通過したときのトルク検出値とを用い、これら２つのトルク検出値が一致するようなヒステリシス補償値を算出し、算出したヒステリシス補償値に基づいてトルクセンサのトルク検出値を補正する。これら２つのトルク検出値は車両の走行中に容易に求められる。このため、例えば車両の使用状況、時間経過等によって、操舵部材、トルクセンサ、操舵機構等の操舵系に生じる機械的な摩擦抵抗が変化した場合でも、予め求めてあったヒステリシス補償値ではなく、車両の走行中に新たに求めたヒステリシス補償値に基づいて、実際の操舵トルクに対応する正確なトルク検出値を求めることができる。

第２発明の電動パワーステアリング装置によれば、舵角センサの操舵角検出値に基づいて、操舵部材の操舵角が所定操舵角を通過したか否かを正確に判定することができる。このため、操舵中に変化する操舵角が所定操舵角を通過したタイミングを正確に求めることができ、ひいては、このタイミングにおける操舵部材の回転方向及びトルクセンサのトルク検出値に基づいて、高精度のヒステリシス補償値を求めることができる。

以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す模式図である。なお、本図においては、ラックピニオン式の操舵機構を備える車両への適用例が示されているが、本発明は、ボールねじ式の操舵機構等、他の形式の操舵機構を備える車両への適用も可能であることは言うまでもない。

ラックピニオン式の操舵機構は、図示しない車体の左右方向に延設されたラックハウジング１０の内部に軸長方向への移動自在に支持されたラック軸１と、ラックハウジング１０の中途に交差するピニオンハウジング２０の内部に回転自在に支持されたピニオン軸２とを備えてなり、ラックハウジング１０の両側外部に突出するラック軸１の両端を各別のタイロッド１１，１１を介して左右の操舵用の車輪（一般的には前輪）１２，１２に連結し、また、ピニオンハウジング２０の外部に突出するピニオン軸２の上端を、中間軸３ａ及びステアリング軸３を介して操舵部材としてのステアリングホイール３０に連結してなる公知の構成を有している。

ピニオンハウジング２０の内部に延びるピニオン軸２の下部には、図示しないピニオンが形成されており、該ピニオンは、ラックハウジング１０との交叉部において、ラック軸１の外面に適長に亘って形成されたラック歯に噛合させてある。また、ステアリング軸３は、筒形をなすコラムハウジング３１の内部に回転自在に支持され、コラムハウジング３１を介して図示しない車室の内部に、前方を下とした傾斜姿勢を保って固定されており、コラムハウジング３１の下方への突出端に中間軸３ａを介してピニオン軸２が連結され、同じく上方への突出端にステアリングホイール３０が同軸をなして固設されている。

以上の構成により、操舵のためにステアリングホイール３０が回転操作された場合、この回転がステアリング軸３を介してピニオン軸２に伝達され、ピニオン軸２の回転が、ピニオンとラック歯との噛合部においてラック軸１の軸長方向の移動に変換されることとなり、この移動により、左右の操舵用の車輪１２，１２が各別のタイロッド１１，１１を介して押し引きされて操舵が行なわれる。

更に、ステアリング軸３を支持するコラムハウジング３１の中途には、ステアリングホイール３０の回転操作によりステアリング軸３に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ４と、トルクセンサ４よりも上位置に配され、ステアリングホイール３０の回転操作量を示す操舵角を検出する舵角センサ５とが並設されており、これらよりも下位置に、操舵補助用のモータ６が取り付けてある。

トルクセンサ４は、検出対象となるステアリング軸３を上下の２軸に分割し、これら２軸を、捩れ特性が既知のトーションバーにより同軸上に連結して、操舵トルクの作用によるトーションバーの捩れを伴って前記２軸間に生じる相対角変位を適宜の手段により検出する構成となっている。

舵角センサ５は、例えば、ステアリング軸３と同軸をなし、ステアリング軸３の回転に応じて軸長方向へ移動自在に支持されている円筒形の図示しない移動筒の端面に対向するようにコラムハウジング３１に取り付けられており、前記移動筒の端面に光を照射し、該端面からの反射光を捉えて、受光レベルに応じた出力を発する光センサにより構成されている。光センサの出力は、ステアリング軸３の軸長方向へ移動する移動筒の移動位置、ひいてはステアリング軸３の回転位置に対応する。このため、光センサの出力は、ステアリングホイール３０の回転操作量を示す操舵角に対応する操舵角検出値θとして用いられる。

また、操舵補助用のモータ６は、コラムハウジング３１の外側に軸芯を略直交させて取り付けてあり、例えば、コラムハウジング３１の内部に延びる出力端に固着されたウォームをステアリング軸３に外嵌固定されたウォームホイールに噛合させ、モータ６の回転が、ウォーム及びウォームホイールにより減速してステアリング軸３に伝えられるように伝動構成されている。この構成によれば、操舵補助用のモータ６の回転は、ステアリング軸３に減速伝動され、ステアリング軸３の下端に連設されたピニオン軸２に回転力が付与されることとなり、この回転に応じて前述の如く行なわれる操舵が補助される。

なお、操舵補助用のモータ６の取り付け位置は、図示の位置に限らず、操舵トルクの検出がなされるトルクセンサ４よりも下であれば、ステアリング軸３、ピニオン軸２又はラック軸１に伝動構成して適宜の位置に取り付けることができる。ただし、ラック軸１に伝動構成する場合、モータ６の回転をラック軸１の軸長方向の移動に変換する運動変換手段が必要であることは言うまでもない。

操舵補助用のモータ６は、アシスト制御部７から駆動回路６１を介して与えられる動作指令に従って駆動され、また、モータ電流が電流検出回路６２によって検出される。アシスト制御部７には、トルクセンサ４のトルク検出値、舵角センサ５の操舵角検出値、電流検出回路６２の電流検出値、及び、車両に配した車速センサ８の車速検出値が夫々適宜のサンプリング周期で入力されている。

アシスト制御部７は、トルクセンサ４のトルク検出値を用いてステアリング軸３に加わる操舵トルクを算出し、この算出結果と、車速センサ８から与えられる車速の検出結果とを、車速に応じて複数準備されている制御マップに適用して、必要な操舵補助力を決定し、この操舵補助力を発生すべくモータ６に動作指令を発し、モータ６を駆動制御するアシスト制御動作を行なう。なお、車両の横加速度、ヨーレート等の走行状態を検出し、この検出結果を、決定された操舵補助力の補正に用いてもよい。このようなアシスト制御動作については従来から種々の提案がなされており、アシスト制御部７は、これらのアシスト制御動作を適宜に実施する。

トルクセンサ４のトルク検出値は、ヒステリシスの経時的な変化を含めた影響による誤差を含んでいる。本発明に係る電動パワーステアリング装置の特徴は、ヒステリシスによる誤差を補償するためのヒステリシス補償値（以下、補償値という）を算出する補償値算出処理（図４〜図５参照）、及び補償値算出処理にて算出された補償値に基づいて、トルクセンサ４のトルク検出値を補正するトルク補正処理（図６参照）にある。

図２は、アシスト制御部７の構成を示すブロック図である。アシスト制御部７は、内部バス７ａにより相互に接続されたＣＰＵ７０、ＲＯＭ７１、ＲＡＭ７２及びＥＥＰＲＯＭ７３を備え、ＲＡＭ７２を作業領域として用いてＲＯＭ７１に記憶された制御手順に従うＣＰＵ７０の動作により前述したアシスト制御動作を行なう電子制御ユニット（ＥＣＵ）として構成されている。

ＲＯＭ７１には、補償値算出処理及びトルク補正処理を含む各種の処理手順がコンピュータプログラムとして記憶してある。また、このアシスト制御動作に用いる各種の定数、並びに以下に示す補償値算出処理及びトルク補正処理夫々に用いる定数及び初期値（例えば後述する各種上限値、補償値Ｙ₀ の初期値）は外部からの書き込みによりＥＥＰＲＯＭ７３に記憶される。更に、補償値算出処理及びトルク補正処理夫々にて算出される算出結果は、ＣＰＵ７０の書き込みによりＥＥＰＲＯＭ７３に記憶される。

アシスト制御部７は、モータ６に係る駆動回路６１及び電流検出回路６２を更に備えており、ＣＰＵ７０に制御された駆動回路６１が動作指令をモータ６へ出力し、また、電流検出回路６２がモータ電流を検出する。トルクセンサ４、舵角センサ５、及び車速センサ８の各検出値は、入力インタフェース４ａ，５ａ，８ａを介してアシスト制御部７に入力されている。

図３は、ステアリングホイール３０に係る操舵トルクとトルクセンサ４のトルク検出値との関係を示す特性図である。図中の横軸は、ステアリングホイール３０が回転操作されることによって入力されるトルク、即ちステアリング軸３に加わる操舵トルクＴ［Ｎｍ］を示し、縦軸は、トルクセンサ４のトルク検出値Ｙ［Ｖ］である。なお、トルク検出値Ｙの単位は［ｍＡ］でもよい。

本実施の形態におけるステアリングホイール３０の操舵角は、中立位置を操舵角０°とし、中立位置より右回転方向側を“＋”として、中立位置より左回転方向側を“−”とする。また、操舵トルクは、ステアリングホイール３０の中立位置における操舵トルクを“０”とし、中立位置より右回転方向側における操舵トルクを“＋”として、中立位置より左回転方向側における操舵トルクを“−”とする。更に、本実施の形態においては、操舵角０°に対応する舵角センサ５の操舵角検出値をθ_G とし、舵角センサ５の操舵角検出値θは、操舵角＞０°の場合はθ_G 超過の値、操舵角＜０°の場合はθ_G 未満の値とする。

図３に示すように、ステアリングホイール３０の右回転（右切り）時、即ち操舵角の増加時は、操舵トルクＴの増加に伴ってトルク検出値Ｙが増加し、左回転（左切り）時、即ち操舵角の減少時は、操舵トルクＴの減少に伴ってトルク検出値Ｙが減少する。ここで、右回転時に検出されるトルク検出値Ｙ_R と、左回転時に検出されるトルク検出値Ｙ_L とは、ヒステリシスにより一致しない。つまり、端当て（右回転及び左回転の限界）を除き、ステアリング軸３に加わる操舵トルクＴに対して、２個のトルク検出値Ｙ_R ，Ｙ_L が得られる。本図では、Ｙ_L ＞Ｙ_R ＞０の場合を例示している。ステアリングホイール３０、トルクセンサ４、操舵機構等の操舵系に生じる機械的な摩擦抵抗は、操舵角の大小によらず略一定であるため、ヒステリシス幅Ｙ_LR＝Ｙ_L −Ｙ_R は、操舵角の大小によらず略一定である。

所定操舵角０°におけるヒステリシス幅の中点Ｙ_G は、所定操舵角０°における実際の操舵トルクに対応する正確なトルク検出値である。本実施の形態においては、補償値Ｙ₀ を、所定操舵角０°におけるヒステリシス幅の中点Ｙ_G に基づいて設定する。所定操舵角０°における右回転時のトルク検出値をＹ₁ 、及び所定操舵角０°における左回転時のトルク検出値をＹ₂ とすると、所定操舵角０°におけるヒステリシス幅Ｙ₂₁及び補償値Ｙ₀ は、次の式に従って求められる。
Ｙ₂₁＝Ｙ₂ −Ｙ₁ （１）
Ｙ₀ ＝Ｙ₂ −Ｙ_G ＝Ｙ_G −Ｙ₁ ＝Ｙ₂₁／２ （２）
ただしＹ_G ＝（Ｙ₁ ＋Ｙ₂ ）／２

ヒステリシス幅Ｙ_LR＝Ｙ₂₁であるため、同一の操舵角における右回転時のトルク検出値Ｙ_R1と左回転時のトルク検出値Ｙ_L2とが得られた場合、次の式が成立する。
Ｙ_L2−Ｙ₀ ＝Ｙ₀ −Ｙ_R1 （３）

以上のことから、ヒステリシスの経時的な変化を含めた影響を排除した正確なトルク検出値は、数式（２）に従って求められた補償値Ｙ₀ の値に基づいてトルクセンサ４のトルク検出値Ｙ_inを補正することによって排除される。右回転時のトルク検出値Ｙ_Rin が得られたとき、及び左回転時のトルク検出値Ｙ_Lin が得られたとき、トルク検出値Ｙ_Rin ，Ｙ_Lin を補償値Ｙ₀ で補正してなる補正トルク検出値Ｙ_out は、夫々以下の式に従って求められる。
Ｙ_out ＝Ｙ_Lin −Ｙ₀ （４）
Ｙ_out ＝Ｙ_Rin ＋Ｙ₀ （５）

補償値Ｙ₀ の初期値は、例えば特許文献１に示されるような手順で車両の製造時に求められ、予めＥＥＰＲＯＭ７３に記憶される。

なお、補償値Ｙ₀ を求める際に用いられる所定操舵角は０°以外でもよい。また、所定操舵角０°におけるヒステリシス幅Ｙ₂₁を複数回算出し、算出結果の平均値に基づいて補償値Ｙ₀ を算出してもよく、更に、複数の所定操舵角におけるヒステリシス幅を夫々算出し、算出結果の平均値に基づいて補償値Ｙ₀ を算出してもよい。更に、ヒステリシス幅の中点Ｙ_G に基づいて補償値Ｙ₀ を算出する場合に限らず、例えば、トルク検出値Ｙ₁ ，Ｙ₂ 夫々に適宜の重み付けをしてから補償値Ｙ₀ を算出する手順でもよい。

図４及び図５は、ＣＰＵ７０が実行する補償値算出処理の手順を示すフローチャートである。

ＣＰＵ７０は、適宜のサンプリング周期で入力される車速センサ８の車速検出値を取り込み（Ｓ１１）、取り込んだ車速検出値が“０”より大きいか否かを判定し（Ｓ１２）、“０”以下である場合（Ｓ１２でＮＯ）、車両が走行していないため、処理をＳ１１へ戻す。取り込んだ車速検出値が“０”超過である場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、車両が走行しているため、ＣＰＵ１０は以下の処理を開始する。

ＣＰＵ７０は、適宜のサンプリング周期で入力される舵角センサ５の操舵角検出値θを３回取り込んで、ステアリングホイール３０の回転方向を求める。また、所定操舵角０°におけるトルク検出値Ｙを取り込む。具体的には、まず、舵角センサ５の操舵角検出値θ₁ を取り込み（Ｓ１３）、次に操舵角検出値θ₂ を取り込み（Ｓ１４）、更に、操舵角検出値θ₂ の取り込みと同時的にトルクセンサ４のトルク検出値Ｙ₃ を取り込み（Ｓ１５）、最後に操舵角検出値θ₃ を取り込む（Ｓ１６）。そして、取り込んだ操舵角検出値θ₂ が所定操舵角０°に対応する操舵角検出値θ_G であるか否かを判定し（Ｓ１７）、θ₂ ＝θ_G ではない場合（Ｓ１７でＮＯ）、ステアリングホイール３０の操舵角が所定操舵角０°を通過していないため、処理をＳ１３へ戻す。なお、θ₂ が、θ_G を含む微小範囲以内の値であればθ₂ ＝θ_G であると判定してもよい。

取り込んだ操舵角検出値θ₂ ＝操舵角検出値θ_G である場合（Ｓ１７でＹＥＳ）、ＣＰＵ７０は、操舵角検出値θ₁ ，θ₂ ，θ₃ がこの順で大きくなっているか否かを判定し（Ｓ１８）、θ₁ ＜θ₂ ＜θ₃ である場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、右回転時に操舵角が所定操舵角０°を通過したため、Ｓ１５にて取り込んだトルク検出値Ｙ₃ を、所定操舵角０°における右回転時のトルク検出値Ｙ₁ としてＥＥＰＲＯＭ７３に記憶させる（Ｓ１９）。

また、θ₁ ＜θ₂ ＜θ₃ ではない場合（Ｓ１８でＮＯ）、ＣＰＵ７０は、操舵角検出値θ₁ ，θ₂ ，θ₃ がこの順で小さくなっているか否かを判定し（Ｓ２０）、θ₁ ＞θ₂ ＞θ₃ である場合（Ｓ２０でＹＥＳ）、左回転時に操舵角が所定操舵角０°を通過したため、Ｓ１５にて取り込んだトルク検出値Ｙ₃ を、所定操舵角０°における左回転時のトルク検出値Ｙ₂ としてＥＥＰＲＯＭ７３に記憶させる（Ｓ２１）。更に、θ₁ ＞θ₂ ＞θ₃ ではない場合（Ｓ２０でＮＯ）、処理をＳ１３へ戻す。

Ｓ１９又はＳ２１の処理完了後、ＣＰＵ７０は、ＥＥＰＲＯＭ７３にトルク検出値Ｙ₁ ，Ｙ₂ が両方とも記憶されているか否かを判定し（Ｓ３１）、記憶されていない場合（Ｓ３１でＮＯ）、処理をＳ１１へ戻す。また、トルク検出値Ｙ₁ ，Ｙ₂ が両方とも記憶されている場合（Ｓ３１でＹＥＳ）、数式（１）及び数式（２）に従って、補償値Ｙ₀ を算出する（Ｓ３２）。

更にＣＰＵ７０は、算出した補償値Ｙ₀ が、ＥＥＰＲＯＭ７３に予め記憶してある補償上限値以下であるか否かを判定し（Ｓ３３）、Ｙ₀ ≦補償上限値である場合（Ｓ３３でＹＥＳ）、ＥＥＰＲＯＭ７３に、Ｓ３２にて算出した補償値Ｙ₀ を上書き記憶させる（Ｓ３４）。このため、ＥＥＰＲＯＭ７３に記憶してある補償値Ｙ₀ の値が更新される。Ｓ３４の処理完了後、ＣＰＵ７０は、Ｓ１９及びＳ２１にてＥＥＰＲＯＭ７３に記憶させたトルク検出値Ｙ₁ ，Ｙ₂ を両方とも消去し（Ｓ３５）、補償値算出処理を終了する。

一方、Ｓ３２にて算出した補償値Ｙ₀ ＞補償上限値である場合（Ｓ３３でＮＯ）、トルクセンサ４の検出エラー、ＣＰＵ７０の計算エラー等の不具合が発生したと考えられるため、ＣＰＵ７０は、Ｓ３２にて算出した補償値Ｙ₀ をＥＥＰＲＯＭ７３に上書き記憶させることなく、処理をＳ３５へ移す。このエラーが発生した場合は、改めて補償値算出処理を実行することが好ましい。なお、例えば所定期間内に所定回数以上のエラーが連続的に発生した場合、補償値Ｙ₀ を更新することができないため、電動パワーステアリング装置による操舵補助を一時的に停止し、電動パワーステアリング装置が故障している可能性があることを運転者に報知する構成であることが好ましい。

以上のようなＳ１３〜Ｓ１８及びＳ２０におけるＣＰＵ７０は、舵角センサ５の操舵角検出値に基づいて、ステアリングホイール３０の回転方向を判定する回転判定手段、及び、ステアリングホイール３０による操舵中に、ステアリングホイール３０の操舵角が所定操舵角０°を通過したか否かを判定する通過判定手段として機能する。また、Ｓ１９、Ｓ２１及びＳ３２におけるＣＰＵ７０は、通過判定手段が所定操舵角０°を通過したと判定した場合の右回転時のトルク検出値Ｙ₁ と左回転時のトルク検出値Ｙ₂ とに基づいて、トルクセンサ４のトルク検出値のヒステリシスによる誤差を補償するための補償値Ｙ₀ を算出する算出手段として機能する。

なお、本実施の形態のように、舵角センサ５の操舵角検出値の変化に基づいてステアリングホイール３０の回転方向を求める構成に限らず、トルクセンサ４のトルク検出値の変化に基づいてステアリングホイール３０の回転方向を求める構成でもよい。

また、舵角センサ５を備えない場合、操舵角は操舵補助用のモータ６の回転角を検出する回転角センサの回転角検出値に基づいて算出してもよい。ただし、回転角検出値に基づいて操舵角を算出するためには、検出された回転角検出値の履歴をＥＥＰＲＯＭ７３に記憶させておく必要がある。

図６は、ＣＰＵ７０が実行するトルク補正処理の手順を示すフローチャートである。このトルク補正処理は、トルクセンサ４のトルク検出値Ｙ_inのサンプリングがなされる都度実行される。ＣＰＵ７０は、適宜のサンプリング周期で入力されるトルクセンサ４のトルク検出値Ｙを２回取り込んで、ステアリングホイール３０の回転方向を算出する。具体的には、今回取り込んだトルク検出値Ｙ_inと、前回取り込んでＥＥＰＲＯＭ７３に記憶しておいたトルク検出値Ｙ_old を用いる。

ＣＰＵ７０は、適宜のサンプリング周期で入力されるトルクセンサ４のトルク検出値Ｙ_inを取り込み（Ｓ５１）、次いで、電流検出回路６２を用いてモータ６のモータ電流を検出し（Ｓ５２）、検出された電流検出値が、ＥＥＰＲＯＭ７３に予め記憶してある電流上限値未満であるか否かを判定する（Ｓ５３）。検出された電流検出値＜電流上限値である場合（Ｓ５３でＹＥＳ）、ＣＰＵ７０は、ＥＥＰＲＯＭ７３に記憶してあるトルク検出値Ｙ_old を読み出し（Ｓ５４）、トルク検出値Ｙ_in，Ｙ_old が等しいか否かを判定して（Ｓ５５）、トルク検出値Ｙ_in，Ｙ_old が異なる場合（Ｓ５５でＮＯ）、トルク検出値Ｙ_in，Ｙ_old がこの順で大きくなっているか否かを判定する（Ｓ５６）。

トルク検出値Ｙ_in＜Ｙ_old である場合（Ｓ５６でＹＥＳ）、ステアリングホイール３０は左回転しており、Ｓ５１で取り込んだトルク検出値Ｙ_inは左回転時のトルク検出値Ｙ_Lin であるため、ＣＰＵ７０は、数式（４）に従って、補正トルク検出値Ｙ_out ＝Ｙ_in−Ｙ₀ を算出する（Ｓ５７）。

一方、トルク検出値Ｙ_in＞Ｙ_old である場合（Ｓ５６でＮＯ）、ステアリングホイール３０は右回転しており、Ｓ５１で取り込んだトルク検出値Ｙ_inは右回転時のトルク検出値Ｙ_Rin であるため、ＣＰＵ７０は、数式（５）に従って、補正トルク検出値Ｙ_out ＝Ｙ_in＋Ｙ₀ を算出する（Ｓ５８）。

以上のようなＳ５７，Ｓ５８におけるＣＰＵ７０は、算出手段が算出した補償値Ｙ₀ に基づいて、トルクセンサ４のトルク検出値Ｙ_inを補正する補正手段として機能する。

Ｓ５７又はＳ５８の完了後、ＣＰＵ７０は、トルク検出値Ｙ_inをトルク検出値Ｙ_old としてＥＥＰＲＯＭ７３に上書き記憶し（Ｓ５９）、次回のトルク検出値Ｙ_inのサンプリングの際に、処理をＳ５１へ戻してトルク補正処理を再開する。また、ＣＰＵ７０は、Ｓ５７及びＳ５８にて補正したトルク検出値Ｙ_out を用いてステアリング軸３に加わる操舵トルクを算出し、この算出結果に基づいて、前述のようにモータ６を駆動制御するアシスト制御動作を行なう。

Ｓ５２にて検出された電流検出値≧電流上限値である場合（Ｓ５３でＮＯ）、ステアリングホイール３は右回転及び左回転の限界位置にあるため、ＣＰＵ７０は処理をＳ５９へ移す。また、トルク検出値Ｙ_in，Ｙ_old が等しい場合（Ｓ５５でＹＥＳ）、ステアリングホイール３は回転せず静止しているため、ＣＰＵ７０は処理をＳ５９へ移す。以上の場合、補正トルク検出値Ｙ_out は算出されない。

なお、本実施の形態のように、トルクセンサ４のトルク検出値の変化に基づいてステアリングホイール３０の回転方向を求める構成に限らず、舵角センサ５の操舵角検出値の変化に基づいてステアリングホイール３０の回転方向を求める構成でもよい。

以上のような電動パワーステアリング装置は、ＣＰＵ７０が補償値算出処理を実行することによって、車両の走行中に得られたトルクセンサ４の検出値Ｙ₁ ，Ｙ₂ に基づいて補償値Ｙ₀ を算出し、ＣＰＵ７０がトルク補正処理を実行することによって、トルクセンサ４のトルク検出値Ｙ_inを算出した補償値Ｙ₀ に基づいて補正してなる補正トルク検出値Ｙ_out を算出する。このため、電動パワーステアリング装置は、補正トルク検出値Ｙ_out 、即ち実際の操舵トルクに対応する正確なトルク検出値を求めることができる。

検出値Ｙ₁ ，Ｙ₂ は、例えば特許文献１で開示されているようにステアリングホイール３０を交互に反転しながら微小回転運動させるような特別な操作を必要とせず、車両の走行中に容易に得ることができるため、補償値Ｙ₀ は、車両の走行中に適宜のタイミングで容易に求めることができる。このため、例えば車両の使用状況、時間経過等によって、ステアリングホイール３０、トルクセンサ４、操舵機構等の操舵系に生じる機械的な摩擦抵抗が変化した場合でも、最近更新された補償値Ｙ₀ に基づいて、実際の操舵トルクに対応する正確なトルク検出値を求めることができる。この結果、電動パワーステアリング装置は、求めたトルク検出値に基づいて操舵補助用のモータ６を駆動制御することができ、操舵補助の精度、及び運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。

更に、舵角センサ５の操舵角検出値θ及び操舵角検出値θの増減に基づいて、操舵中に変化する操舵角が所定操舵角０°を通過したタイミングを正確に求めることができ、このタイミングにおけるステアリングホイール３０の回転方向及びトルクセンサ４のトルク検出値Ｙ₁ ，Ｙ₂ に基づいて、正確な補償値Ｙ₀ を求めることができる。

本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す模式図である。 本発明に係る電動パワーステアリング装置が備えるアシスト制御部の構成を示すブロック図である。 本発明に係る電動パワーステアリング装置が備えるステアリングホイールに係る操舵トルクとトルクセンサのトルク検出値との関係を示す特性図である。 本発明に係る電動パワーステアリング装置の補償値算出処理の手順を示すフローチャートである。 本発明に係る電動パワーステアリング装置の補償値算出処理の手順を示すフローチャートである。 本発明に係る電動パワーステアリング装置のトルク補正処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

３０ ステアリングホイール（操舵部材）
４ トルクセンサ
５ 舵角センサ
６ モータ
７ アシスト制御部
７０ ＣＰＵ

Claims (2)

1. 操舵部材に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサを備え、
   該トルクセンサのトルク検出値に基づいて操舵補助用のモータを駆動制御する電動パワーステアリング装置において、
   前記操舵部材の回転方向を判定する回転判定手段と、
   前記操舵部材による操舵中に、前記操舵部材の操舵角が所定操舵角を通過したか否かを判定する通過判定手段と、
   該通過判定手段が前記所定操舵角を通過したと判定した場合の前記回転判定手段が判定した回転方向及び前記トルクセンサのトルク検出値に基づいて、前記トルクセンサのトルク検出値のヒステリシスによる誤差を補償するためのヒステリシス補償値を算出する算出手段と、
   該算出手段が算出したヒステリシス補償値に基づいて、前記トルクセンサのトルク検出値を補正する補正手段と
   を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記操舵角を検出する舵角センサを備え、
   該舵角センサの操舵角検出値に基づいて、前記通過判定手段が判定を行なうようにしてあ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。

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