JP2009208671A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長時間に亘る保舵操作を効果的にアシストすることのできる電動パワーステアリング装置を提供すること。
【解決手段】マイコン２１は、操舵状態（ステアリング操作の状態）に応じて、そのパワーアシスト制御の基礎となる操舵トルクτを補正する操舵トルクシフト制御を実行し、当該操舵状態が「保舵」である場合には、その補正後の操舵トルクτ´によって、基本アシスト制御量Ｉas*が増大するような操舵トルクシフト制御量εtsを演算する。また、マイコン２１は、保舵状態の積算時間を演算する。そして、その保舵積算時間が大きい（長い）ほど、その操舵トルクシフト制御における操舵トルクτの補正量、即ち操舵トルクシフト制御量εtsを増大させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。

従来、車両用のパワーステアリング装置には、モータを駆動源とする電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）がある。通常、このようなＥＰＳでは、検出される操舵トルクに基づいて操舵系に付与するアシスト力の基礎成分（基本アシスト制御量）が演算される。そして、その基本アシスト制御量の演算においては、ステアリング中立付近における過剰アシストを抑制してステアリング剛性感を高めべく、操舵トルクが所定範囲内にある場合には、当該操舵トルクの値に関わらず基本アシスト制御量を「ゼロ」とする所謂不感帯が設定された構成が一般的となっている。

ところで、実際の車両走行路には、排水性向上等の理由から幅方向に傾斜（カント）が付けられている場合が多い。そして、このような所謂カント路を走行する際は、直進走行時であっても、そのカントの存在による車両の偏向を抑えるべく、ステアリングに微小舵角を与え続けることが必要となる。

しかしながら、こうした車両の偏向抑制に必要な操舵トルクは、多くの場合、上記不感帯の範囲内に相当するような極めて小さなものである。このため、運転者は、パワーアシスト制御の恩恵を受けられない状態で、その微小なステアリング操作を継続し続けなければならなず、特に、長時間に亘るカント路走行時においては、その負担が極めて大きなものとなるという問題がある。

このような問題を解決すべく、従来、車両走行路のカント状態を判定し、その判定結果に基づいて車両の偏向を抑制するための制御成分を演算するものが提案されている。例えば、特許文献１に記載の車両制御装置は、車速や横方向加速度、或いは操舵状態及び走行環境情報等、検出される複数の状態量に基づいて、車両走行路のカント状態を学習する。そして、その学習結果を用いたニューラルネットワーク演算を行なうことによりカント状態を判定し、そのカントの存在に起因する車両偏向を抑制するための制御成分を演算する構成となっている。

また、特許文献２には、上記基本アシスト制御量を演算する前段階において、その演算の基礎となる操舵トルクの値を、そのステアリング操作の状態（操舵状態）に応じて補正する操舵トルクシフト制御を行なうＥＰＳが提案されている。そして、「保舵」時には、その基本アシスト制御量（の絶対値）が大きくなるように、当該操舵トルクシフト制御を実行することにより、「保舵」に要する運手者の負担を軽減する構成となっている。
特開２００７−２２１６９号公報 特開２００６−１４２９３２号公報

しかしながら、上記第１の従来例のような精緻なカント状態判定を行なう構成では、その演算負荷の増大に伴うコスト上昇が不可避であり、併せてその構成の複雑さを考慮するならば、これが現実的な解決手段であるとは言い難いのが実情である。また、上記第２の従来例は、簡素な構成にて、その操舵状態に応じたアシスト特性の実現が可能であるものの、そのままの構成でカント路走行時のような本来は不感帯に相当する領域での「保舵」まで十分なアシスト力を発生させようとすれば、その背反として、過剰アシストの発生による「ステアリングの軽さ」や「剛性感」の低下を招くおそれがある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡素な構成にて、長時間に亘る保舵操作を効果的にアシストすることのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、モータを駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置と、該操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、検出される操舵トルクに基づき前記操舵系に付与するアシスト力の基礎成分を演算するとともに、判定される前記ステアリング操作の状態が保舵である場合には、前記操舵系に付与するアシスト力を増大させるべく前記基礎成分の演算に用いる前記操舵トルクを補正する電動パワーステアリング装置であって、前記制御手段は、保舵状態の積算時間を演算し、該積算時間が大きいほど、前記操舵トルクの補正量を増大させること、を要旨とする。

即ち、「保舵」時における操舵トルクの補正量、即ちアシスト力を増大させるような補正量を更に増大させることで、カント路走行時等、本来、所謂不感帯に相当する操舵トルクの小さな領域においても大きなアシスト力を付与することが可能である。しかしながら、長時間保舵時におけるアシスト力強化の必要性は、あくまで当該保舵操作が長時間に亘ることで生ずる問題であり、単純に「保舵時には当該補正量を増大させる」とすれば、その背反として、過剰アシストの発生、及びそれに伴う「ステアリングの軽さ」の発生や「ステアリング剛性感」の低下を招くおそれがある。この点、上記構成によれば、長時間保舵状態である可能性が高い場合ほど、より大きくアシスト力を増大させるべく操舵トルクを補正することができる。その結果、過剰アシスト及びそれに起因する弊害を生じさせることなく、カント路走行時等、本来は有効なアシスト力付与の実行が難しい操舵トルクの小さな領域においても、十分なアシスト力を付与して、効果的に、その長時間保舵の負担を軽減することができるようになる。

請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記保舵状態の強度を示す保舵指数を演算するとともに、該保舵指数の積算値を前記積算時間として用いること、を要旨とする。
即ち、通念上において所謂「保舵」と呼ばれる操舵状態は、必ずしも完全にステアリングの回転が停止した状態のみならず、その操舵速度及び操舵トルクに、ある程度の幅を持った状態を示すものである。従って、その保舵状態については「強度」の概念を導入することが可能であり、上記構成のように、その強度を示す保舵指数の積算値を積算時間として用いることにより、その時間的意味合いに、質的な意味合いをも付加することができる。その結果、より精度よく、長時間保舵時のアシスト力強化を行なうことができるようになる。

請求項３に記載の発明は、前記補正量の増大は、ステアリング中立位置に対応する低舵角領域にある場合に行なわれること、を要旨とする。
即ち、運転者が負担を感じるような長時間に亘る保舵操作が発生するのは、主にカント路走行時である。従って、上記構成のように、カント路走行時の特徴である微小舵角での保舵が発生した場合にのみ保舵時間の積算を行なうことで、その長時間保舵時における補正量の増大を、当該カント路走行時のみに限定して行なうことができる。その結果、より効果的に、その補正量を増大させる背反として生ずる過剰アシスト、及びそれに伴う「ステアリングの軽さ」の発生や「ステアリング剛性感」の低下を抑制することができるようになる。

本発明によれば、簡素な構成にて、長時間に亘る保舵操作を効果的にアシストすることが可能な電動パワーステアリング装置を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により転舵輪６の舵角、即ち転舵角が可変することにより、車両の進行方向が変更されるようになっている。

ＥＰＳ１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１１とを備えている。

本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１０は、その駆動源であるモータ１２がラック５と同軸に配置された所謂ラックアシスト型のＥＰＳアクチュエータであり、モータ１２が発生するモータトルクは、ボール送り機構（図示略）を介してラック５に伝達される。尚、本実施形態のモータ１２は、ブラシレスモータであり、ＥＣＵ１１から三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力の供給を受けることにより回転する。

一方、ＥＣＵ１１には、トルクセンサ１４及び車速センサ１５が接続されており、同ＥＣＵ１１は、これらの各センサの出力信号に基づいて、操舵トルクτ及び車速Ｖを検出する。そして、ＥＣＵ１１は、その検出される操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて目標アシスト力を演算し、当該目標アシスト力をＥＰＳアクチュエータ１０に発生させるべく、その駆動源であるモータ１２への駆動電力の供給を通じて、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動、即ち操舵系に付与するアシスト力を制御する。

次に、本実施形態のＥＰＳにおけるアシスト制御の態様について説明する。
図２は、本実施形態のＥＰＳの制御ブロック図である。同図に示すように、ＥＣＵ１１は、モータ制御信号を出力するマイコン２１と、そのモータ制御信号に基づいて、ＥＰＳアクチュエータ１０の駆動源であるモータ１２に駆動電力を供給する駆動回路２２とを備えている。

本実施形態では、ＥＣＵ１１には、モータ１２に通電される実電流値Ｉを検出するための電流センサ２３、及びモータ１２の回転角θを検出するための回転角センサ２４が接続されている。そして、マイコン２１は、これら各センサの出力信号に基づき検出されたモータ１２の実電流値Ｉ及び回転角θ、並びに上記操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、駆動回路２２にモータ制御信号を出力する。

尚、以下に示す制御ブロックは、マイコン２１が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。そして、同マイコン２１は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。

詳述すると、本実施形態のマイコン２１は、ＥＰＳアクチュエータ１０に発生させるべき目標アシスト力に対応した電流指令値Ｉq*を演算する電流指令値演算部２５と、電流指令値演算部２５により算出された電流指令値Ｉq*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部２６とを備えている。

電流指令値演算部２５は、目標アシスト力の基礎成分である基本アシスト制御量Ｉas*を演算する基本アシスト制御部２７を備えており、同基本アシスト制御部２７には、操舵トルクτ（τ´）及び車速Ｖが入力されるようになっている。そして、基本アシスト制御部２７は、これら操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、その操舵トルクτ（の絶対値）が大きいほど、また車速Ｖが小さいほど、より大きな基本アシスト制御量Ｉas*を演算する（同じく絶対値、図３参照）。

尚、本実施形態では、検出される操舵トルクτ（の絶対値）が所定の閾値以下の領域（-τ０＜τ＜τ０）は、その操舵トルクτに関わらず基本アシスト制御量Ｉas*の値が「ゼロ」となる所謂不感帯として設定されている。

そして、電流指令値演算部２５は、この基本アシスト制御部２７において演算された基本アシスト制御量Ｉas*を、そのパワーアシスト制御における目標アシスト力となる電流指令値Ｉq*としてモータ制御信号出力部２６に出力する。

モータ制御信号出力部２６には、電流指令値演算部２５により演算された電流指令値Ｉq*とともに、電流センサ２３により検出された実電流値Ｉ、及び回転角センサ２４により検出されたモータ１２の回転角θが入力される。そして、モータ制御信号出力部２６は、目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉq*に実電流値Ｉを追従させるべく電流フィードバック制御を実行することによりモータ制御信号を演算する。

具体的には、本実施形態では、モータ制御信号出力部２６は、実電流値Ｉとして検出されたモータ１２の相電流値（Ｉu，Ｉv，Ｉw）をｄ／ｑ座標系のｄ，ｑ軸電流値に変換（ｄ／ｑ変換）することにより、上記電流フィードバック制御を行う。

即ち、電流指令値Ｉq*は、ｑ軸電流指令値としてモータ制御信号出力部２６に入力される。また、モータ制御信号出力部２６は、回転角センサ２４により検出された回転角θに基づいて相電流値（Ｉu，Ｉv，Ｉw）をｄ／ｑ変換し、そのｄ，ｑ軸電流値及びｑ軸電流指令値に基づいてｄ，ｑ軸電圧指令値を演算する。そして、そのｄ，ｑ軸電圧指令値をｄ／ｑ逆変換することにより相電圧指令値（Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*）を演算し、当該相電圧指令値に基づいてモータ制御信号を生成する。

そして、本実施形態のＥＣＵ１１は、上記のように生成されたモータ制御信号をマイコン２１が駆動回路２２に出力し、該駆動回路２２がそのモータ制御信号に基づく三相の駆動電力をモータ１２に供給することにより、ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する構成となっている。

［操舵トルクシフト制御］
次に、本実施形態のマイコン２１（電流指令値演算部２５）により実行される操舵トルクシフト制御の態様について説明する。

本実施形態のマイコン２１は、操舵角を増大させる「切り込み」、その操舵角を維持する「保舵」、及び操舵角を減少させる「切り戻し」という３つの操舵状態（ステアリング操作の状態）に応じて、そのパワーアシスト制御の基礎となる操舵トルクτを補正する機能を有している（操舵トルクシフト制御）。

詳述すると、本実施形態の電流指令値演算部２５には、上記操舵トルクτの補正を実行する操舵トルクシフト制御部３５が設けられており、同操舵トルクシフト制御部３５には、操舵トルクτに加え、車速Ｖ、及びモータ１２の回転角速度ωが入力されるようになっている。そして、基本アシスト制御部２７には、この操舵トルクシフト制御部３５による操舵トルクシフト制御が実行された後の操舵トルクτ´が入力される構成となっている。

さらに詳述すると、操舵トルクシフト制御部３５は、操舵トルクτに基づいて、その操舵トルクシフト制御の基礎成分である基礎シフト量εts_bの演算を行う基礎シフト演算部３６を備えており、同基礎シフト演算部３６は、入力される操舵トルクτ（の絶対値）が大きいほど、より大きな絶対値を有する基礎シフト量εts_bを演算する。

尚、本実施形態では、この基礎シフト演算部３６による基礎シフト演算は、操舵トルクτと基礎シフト量εts_bとが関連付けられたマップに基づくマップ演算により実行される（図４参照）。そして、その出力される基礎シフト量εts_bの符号は、入力される操舵トルクτの符号と同一となっている。

また、操舵トルクシフト制御部３５は、遷移係数Ｋssを演算する遷移係数演算部３７を備えており、同遷移係数演算部３７には、操舵トルクτ及びモータ１２の回転角速度ωが入力される。そして、遷移係数演算部３７は、その入力される操舵トルクτの方向及び回転角速度ωに基づいて、上記の各操舵状態にそれぞれ対応した遷移係数Ｋssを演算する。

具体的には、本実施形態の遷移係数演算部３７は、図５（ａ）（ｂ）に示されるような操舵トルクτの方向（τ＞０，τ＜０）及び回転角速度ωと遷移係数Ｋssとが関連付けられたマップ３７ａを備えている。そして、このマップ３７ａを用いたマップ演算の実行により遷移係数Ｋssを演算する構成となっている。

より具体的には、図５（ａ）に示すように、上記マップ３７ａにおいて、操舵トルクτの符号が「正（τ＞０）」である場合、モータ１２の回転角速度ωが「０」近傍の所定速度「ω０」以上の領域が「切り込み」に対応する領域に設定され、所定速度「-ω０」以下の領域が「切り戻し」に対応する領域に設定されている。

一方、図５（ｂ）に示すように、上記マップ３７ａにおいて、操舵トルクτの符号が「負（τ＜０）」である場合は、反対に、モータ１２の回転角速度ωが「０」近傍の所定速度「ω０」以上の領域が「切り戻し」に対応する領域に設定され、所定速度「-ω０」以下の領域が「切り込み」に対応する領域に設定されている。

即ち、本実施形態の遷移係数演算部３７は、基本的に、操舵トルクτの方向（符号）とモータ１２の回転角速度ωの方向（符号）とが一致する場合を「切り込み」、不一致である場合を「切り戻し」とし、「ω＝０」近傍の所定範囲（-ω０＜ω＜ω０）を「保舵」として判定する。

そして、上記のように構成されたマップ３７ａに基づいて、その入力される回転角速度ωが「切り込み」に対応する領域にある場合（τ＞０且つω≧ω０、又はτ＜０且つω≦-ω０）には「０」を、「切り戻し」に対応する領域にある場合（τ＞０且つω≦-ω０、又はτ＜０且つω≧ω０）には「１」を、遷移係数Ｋssとして演算する構成となっている。

尚、回転角速度ωが「保舵」に対応する領域にある場合（-ω０＜ω＜ω０）、遷移係数Ｋssは、その回転角速度ωに応じ、「切り戻し」側から「切り込み」側に向かって、「１」から「０」へと減少する方向に変化するように設定されている。

図２に示すように、本実施形態では、上記基礎シフト演算部３６により演算された基礎シフト量εts_b（εts_b´）、及び遷移係数演算部３７により演算された遷移係数Ｋssは、乗算器３８に入力される。また、この乗算器３８には、車速ゲイン演算部３９により演算された車速ゲインＫvが入力される。尚、本実施形態の車速ゲイン演算部３９は、入力される車速Ｖが大きいほど、より大きな車速ゲインＫvを演算する構成となっている（図６参照）。

即ち、本実施形態では、この乗算器３８において、上記基礎シフト量εts_b、遷移係数Ｋss、及び車速ゲインＫvを乗算することにより、操舵トルクシフト制御を実行するための補正量である操舵トルクシフト制御量εtsが演算される。そして、操舵トルクシフト制御部３５は、加算器４０において、この操舵トルクシフト制御量εtsを操舵トルクτに重畳することにより、操舵トルクシフト制御を実行し、当該操舵トルクシフト制御実行後の操舵トルクτ´を基本アシスト制御部２７へと出力する構成となっている。

つまり、本実施形態では、通常時、操舵状態が「保舵」又は「切り戻し」である場合には、その補正後の操舵トルクτ´によって基本アシスト制御量Ｉas*が増大するような操舵トルクシフト制御量εtsが演算される。その結果、「保舵」に要する運手者の負担が軽減されるとともに、「保舵」から「切り戻し」への移行時における違和感の発生が抑えられる。また、その操舵状態が「切り込み」である場合には、操舵トルクシフト制御量εtsは「０」となる。そして、これにより、過剰アシストの発生による所謂「ステアリングの軽さ」の発生を抑制して、良好な操舵フィーリングを確保する構成となっている。

［長時間保舵時におけるアシスト補正制御］
次に、本実施形態の長時間保舵時におけるアシスト補正制御について説明する。
上述のように、長時間に亘る保舵操作は、その操舵トルクの大きさに関わらず、運転者に負担を与えるものである。従って、このような場合には、十分なアシスト力付与により、その負担の軽減を図ることが望ましい。しかしながら、カント路走行時においては、こうした長時間保舵が行なわれる蓋然性の最も高い状況であるにも関わらず、多くの場合、その要求される操舵トルクの値は、所謂不感帯に相当する低い水準となるため、その十分なアシスト力付与が行なわれていないのが実情であった。

この点を踏まえ、本実施形態のマイコン２１は、その保舵状態の積算時間を演算する。そして、当該積算時間が大きい（長い）ほど、その操舵トルクシフト制御における操舵トルクτの補正量を増大させる。

即ち、上記のように、本実施形態では、ステアリング操作の状態が「保舵」である場合には、その操舵トルクシフト制御により補正された後の操舵トルクτ´に基づいて、基本アシスト制御量Ｉas*を増大させるような操舵トルクシフト制御量εtsが演算される。従って、この「保舵」時における操舵トルクシフト制御量εtsを増大させることで、カント路走行時等、本来、所謂不感帯に相当するような操舵トルクτの小さな領域においても大きなアシスト力を付与することが可能である。

しかしながら、長時間保舵時におけるアシスト力強化の必要性は、あくまで当該保舵操作が長時間に亘ることで生ずる問題である。そのため、単純に「保舵時には操舵トルクシフト制御量εtsを増大させる」とすれば、その背反として、過剰アシストの発生に起因した「切り込み」時における「ステアリングの軽さ」やステアリング中立付近での「剛性感」の低下を招くおそれがある。

そこで、本実施形態では、その保舵状態の継続性に着目し、当該保舵状態の積算時間を演算する。そして、長時間保舵状態である可能性が高い場合ほど、より大きくアシスト力を増大させるべく操舵トルクτを補正することにより、過剰アシスト及びそれに起因する弊害を生じさせることなく、カント路走行時においても、その長時間保舵の負担を軽減するための十分なアシスト力付与の実現を図る構成となっている。

詳述すると、図２に示すように、本実施形態の操舵トルクシフト制御部３５には、上記保舵状態の積算時間演算、及びその積算時間に基づく保舵積算時間補正量εistを演算する保舵積算時間補正量演算部４１が設けられており、この保舵積算時間補正量演算部４１により演算された保舵積算時間補正量εistは、加算器４２に入力されるようになっている。そして、当該加算器４２において、この保舵積算時間補正量εistが上記基礎シフト演算部３６により演算された基礎シフト量εts_bに重畳され、その補正後の基礎シフト量εts_b´に基づく操舵トルクシフト制御量εtsが演算されることにより、基本アシスト制御量Ｉas*を更に増大させるような操舵トルクシフト制御量が実行される。

さらに詳述すると、本実施形態の操舵トルクシフト制御部３５は、保舵状態の強度を示す保舵指数αを演算する保舵指数演算部４３を備えており、上記保舵積算時間補正量演算部４１には、この保舵指数演算部４３により演算された保舵指数αが入力される。そして、本実施形態の保舵積算時間補正量演算部４１は、その演算される保舵指数αを積算した値（保舵指数積算値）を保舵積算時間として用い、当該保舵指数積算値が大きいほど、より大きな絶対値を有する保舵積算時間補正量εistを演算する構成となっている（図７参照）。

即ち、通念上において所謂「保舵」と呼ばれる操舵状態は、必ずしも完全にステアリング２の回転が停止した状態（ω＝０）のみならず、その操舵速度（回転角速度ω）及び操舵トルクτに、ある程度の幅を持った状態を示すものである。従って、その保舵状態については、「強度」の概念を導入することが可能である。そして、本実施形態では、その強度を示す保舵指数αの積算値を保舵積算時間として用い、その時間的意味合いに、質的な意味合いを付加することにより、精度よく、そのアシスト力付与の増大を図る構成となっている。

具体的には、図８に示すように、本実施形態の保舵指数演算部４３には、操舵トルクτ、及びモータ１２の回転角速度ωが入力される。そして、同保舵指数演算部４３には、その操舵トルクτに応じた第１指数α１を演算するため第１マップ４３ａ、及び回転角速度ωに応じた第２指数α２を演算するため第２マップ４３ｂが設けられている。

第１マップ４３ａにおいて、第１指数α１は、操舵トルクτの絶対値が、所定の閾値τ１以下である場合（-τ１≦τ≦τ１）には「０」となるように、所定の閾値τ２以上である場合（τ≦-τ２又はτ≧τ２）には「１」となるように設定されている。そして、操舵トルクτの絶対値が、閾値τ１から閾値τ２までの範囲にある場合（-τ２＜τ＜-τ１又はτ１＜τ＜τ２）には、第１指数α１は、その操舵トルクτの絶対値が大きいほど大となるように設定されている（「０」→「１」）。

一方、第２マップ４３ｂにおいて、第２指数α２は、回転角速度ωの絶対値が、所定の閾値ω１以下である場合（-ω１≦ω≦ω１）には「１」となるように、回転角速度ωの絶対値が、所定の閾値ω２以上である場合（ω≦-ω２又はω≧ω２）には「０」となるように設定されている。そして、回転角速度ωの絶対値が、閾値ω１から閾値ω２までの範囲にある場合（-ω２＜ω＜-ω１又はω１＜ω＜ω２）には、第２指数α２は、その回転角速度ωの絶対値が大きいほど小となるように設定されている（「１」→「０」）。

そして、保舵指数演算部４３は、これら操舵トルクτに応じた第１指数α１及び回転角速度ωに応じた第２指数α２を掛け合わせることにより、上記保舵指数αを演算する構成となっている。

つまり、ステアリング２の回転が完全に停止し且つその停止状態を維持するための操舵トルクτが発生している状態を「純粋な保舵」とすると、モータ１２の回転角速度ωが略「０」、且つある程度の操舵トルクτが存在している状態が「通念上の保舵」であるといえる。従って、上記第１指数α１及び第２指数α２を掛け合わせることで、この「通念上の保舵」に相当する範囲内（τ＜-τ１又はτ＞τ１、且つ-ω２＜ω＜-ω２）において、より操舵トルクτの絶対値が大きく、よりモータ１２の回転角速度ωの絶対値が小さいほど、より大きな値、即ちより高い強度を示す保舵指数αが演算される。そして、本実施形態では、この保舵指数αの積算値を、保舵積算時間補正量εistの演算の基礎となる保舵積算時間として用いることにより、その保舵状態について、時間的意味合いのみならず質的な意味合いをも付加して、より精度よく、長時間保舵時のアシスト力強化を図る構成となっている。

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）マイコン２１は、操舵状態（ステアリング操作の状態）に応じて、そのパワーアシスト制御の基礎となる操舵トルクτを補正する操舵トルクシフト制御を実行し、当該操舵状態が「保舵」である場合には、その補正後の操舵トルクτ´によって、基本アシスト制御量Ｉas*が増大するような操舵トルクシフト制御量εtsを演算する。また、マイコン２１は、その保舵状態の積算時間を演算する。そして、その保舵積算時間が大きい（長い）ほど、その操舵トルクシフト制御における操舵トルクτの補正量、即ち操舵トルクシフト制御量εtsを増大させる。

即ち、「保舵」時における操舵トルクシフト制御量εtsを増大させることで、カント路走行時等、本来、所謂不感帯に相当するような操舵トルクτの小さな領域においても大きなアシスト力を付与することが可能である。しかしながら、長時間保舵時におけるアシスト力強化の必要性は、あくまで当該保舵操作が長時間に亘ることで生ずる問題であり、単純に「保舵時には操舵トルクシフト制御量εtsを増大させる」とすれば、その背反として、過剰アシストの発生、及びそれに伴う「ステアリングの軽さ」の発生や「ステアリング剛性感」の低下を招くおそれがある。この点、上記構成によれば、長時間保舵状態である可能性が高い場合ほど、より大きくアシスト力を増大させるべく操舵トルクτを補正することができる。その結果、過剰アシスト及びそれに起因する弊害を生じさせることなく、カント路走行時等、本来は有効なアシスト力付与の実行が難しい操舵トルクτの小さな領域においても、十分なアシスト力を付与して、効果的に、その長時間保舵の負担を軽減することができるようになる。

（２）マイコン２１（操舵トルクシフト制御部３５）は、保舵状態の強度を示す保舵指数αを演算するとともに、当該保舵指数αの積算値を保舵積算時間として用いることにより、その長時間保舵時における操舵トルクシフト制御量εtsの補正量（保舵積算時間補正量εist）を演算する。

即ち、通念上において所謂「保舵」と呼ばれる操舵状態は、必ずしも完全にステアリング２の回転が停止した状態（ω＝０）のみならず、その操舵速度（回転角速度ω）及び操舵トルクτに、ある程度の幅を持った状態を示すものである。従って、保舵状態については「強度」の概念を導入することが可能であり、当該強度を示す保舵指数αの積算値を保舵積算時間として用いることにより、その時間的意味合いに、質的な意味合いをも付加することができる。その結果、より精度よく、長時間保舵時のアシスト力強化を行なうことができるようになる。

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、本発明をラックアシスト型のＥＰＳに具体化したが、所謂コラムアシスト型等、その他型式のＥＰＳに適用してもよい。

・本実施形態では、保舵積算時間として、保舵状態の強度を示す保舵指数αを用いることにより、その長時間保舵時における操舵トルクシフト制御量εtsの補正量（保舵積算時間補正量εist）を演算することとした。しかし、これに限らず、より直接に、保舵状態であるか否かの判定を実行し、保舵状態であると判定された場合の積算時間に基づいて、保舵積算時間補正量εistを演算する構成であってもよい。

・また、操舵角がステアリング中立付近（ステアリング中立位置に対応する低舵角領域）にある場合のみに、このような長時間保舵時における操舵トルクシフト制御量εtsの補正を行なう構成としてもよい。

具体的には、図９に示すように、先ず保舵状態にあるか否かを判定し（ステップ１０１）、保舵状態にある場合（ステップ１０１：ＹＥＳ）には、続いて操舵角がステアリング中立付近にあるか否かを判定する（ステップ１０２）。そして、ステアリング中立付近にある場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）には、保舵時間の積算を実行し（ステップ１０３）、保舵状態にない場合（ステップ１０１：ＮＯ）又はステアリング中立付近にない場合（ステップ１０２：ＮＯ）には、保舵時間の積算を実行しない（ステップ１０４）構成とするとよい。

即ち、運転者が負担を感じるような長時間に亘る保舵操作が発生するのは、主にカント路走行時である。従って、カント路走行時の特徴である微小舵角での保舵が発生した場合にのみ保舵時間の積算を行なうことで、その長時間保舵時における操舵トルクシフト制御量εtsの補正を、当該カント路走行時のみに限定して行なうことができる。その結果、より効果的に、操舵トルクシフト制御量εtsを増大させる背反として生ずる過剰アシスト、及びそれに伴う「ステアリングの軽さ」の発生や「ステアリング剛性感」の低下を抑制することができる。

・更に、本実施形態では特に言及しなかったが、保舵積算時間として保舵状態の強度を示す保舵指数αを用いるならば、その積算回数に上限を設けるとともに、当該上限に達した後は、随時、最も古い保舵指数αを最新の保舵指数αで更新する構成とするとよい。これにより、長時間保舵制御からの復帰にも対応可能となる。

・また、図１０に示すように、非保舵時には保舵指数αが「負」の値を取り得る構成としてもよい。これにより、速やかに長時間保舵制御からの復帰が可能になるとともに、当該復帰時におけるアシスト力の変化を穏やかなものとして、良好な操舵フィーリングを確保することができるようになる。

電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。 ＥＰＳの制御ブロック図。 基本アシスト制御演算の態様を示す説明図。 基礎シフト量演算の態様を示す説明図。 （ａ）（ｂ）遷移係数演算に用いるマップの形態を示す説明図。 車速ゲイン演算の態様を示す説明図。 保舵積算時間補正量演算の態様を示す説明図。 保舵指数演算部の概略構成図。 別例の保舵時間積算の態様を示すフローチャート。 別例の保舵指数演算部の概略構成図。

符号の説明

１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２…ステアリング、６…転舵輪、１０…ＥＰＳアクチュエータ、１１…ＥＣＵ、１２…モータ、１４…トルクセンサ、１５…車速センサ、２１…マイコン、２２…駆動回路、２５…電流指令値演算部、２７…基本アシスト制御部、３５…操舵トルクシフト制御部、３６…基礎シフト演算部、３７…遷移係数演算部、３７ａ…マップ、３８…乗算器、４０，４２…加算器、４１…保舵積算時間補正量演算部、４３…保舵指数演算部、τ，τ´…操舵トルク、Ｉas*…基本アシスト制御量、Ｋss…遷移係数、εts…操舵トルクシフト制御量、εts_b，εts_b´…基礎シフト量、εist…保舵積算時間補正量、α…保舵指数、α１…第１指数、α２…第２指数。

Claims (3)

1. モータを駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置と、該操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、検出される操舵トルクに基づき前記操舵系に付与するアシスト力の基礎成分を演算するとともに、判定される前記ステアリング操作の状態が保舵である場合には、前記操舵系に付与するアシスト力を増大させるべく前記基礎成分の演算に用いる前記操舵トルクを補正する電動パワーステアリング装置であって、
   前記制御手段は、保舵状態の積算時間を演算し、該積算時間が大きいほど、前記操舵トルクの補正量を増大させること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
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、
   前記制御手段は、前記保舵状態の強度を示す保舵指数を演算するとともに、該保舵指数の積算値を前記積算時間として用いること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記補正量の増大は、ステアリング中立位置に対応する低舵角領域にある場合に行なわれること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。

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