JP2010215067A - 車両の舵角比可変装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 操舵トルクの推定精度を向上させる。
【解決手段】 舵角比ＥＣＵ５０により舵角比調整モータ２２を駆動制御したときに流れるモータ電流Ｉvgを検出し、モータ電流Ｉvgから操舵トルクを推定する。操舵トルクを推定するにあたって、舵角比調整モータ２２の出力軸２２ａを微小振動させる。これにより、舵角比調整モータ２２の摩擦状態が常に動摩擦となるため、モータ回転開始時におけるモータ電流Ｉvgの立ち上がり特性を線形にすることができる。従って、モータ電流Ｉvgから高精度に操舵トルクを推定することができる。推定した操舵トルクは、電動パワーステアリング装置２００に供給する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、舵角比を電動モータにより可変する車両の舵角比可変装置に関する。

従来から、操舵ハンドルの操舵角に対する操舵輪の転舵角の比である舵角比を電動モータにより可変する舵角比可変装置が知られている。舵角比可変装置は、操舵ハンドルを上端に固定した入力操舵軸と、ラックバーに噛合するピニオンギヤを下端に固定した出力操舵軸との間に設けられ、電動モータにより入力操舵軸の回転角度に対する出力操舵軸の相対的な回転角度を連続的に変更する。尚、舵角比は、入力操舵軸の回転した角度αに対する操舵輪の転舵した角度βの比（β／α）を意味し、舵角比が大きいほど少ないハンドル操作で大きく操舵輪を転舵でき、舵角比が小さいほど操舵輪を転舵するのに大きなハンドル操作を必要とする。操舵輪の転舵角は、出力操舵軸の回転角度から一義的に決まるため、入力操舵軸の回転角度に対する出力操舵軸の回転角度の比を制御することにより舵角比を制御することができる。

また、舵角比可変装置に加えて、運転者による操舵ハンドルの回動操作を補助する操舵アシストトルクを出力する電動パワーステアリング装置を備えた車両用操舵装置も知られている。電動パワーステアリング装置は、一般的に操舵トルクと車速とに基づいて目標アシストトルクを設定し、目標アシストトルクが得られるように電動モータの通電を制御する。従って、操舵トルクセンサに異常が生じると適正な目標アシストトルクを設定することができない。そこで、例えば、特許文献１に提案された車両用操舵装置においては、操舵トルクセンサの異常が検知された場合、舵角比可変装置の電動モータに流れる電流量に基づいて操舵トルクを推定する。

特開２００７−２８３８９１

しかしながら、電動モータには摩擦力が働き、その摩擦力が図１０に示すように、回転開始時において変化する。これは、摩擦状態が静摩擦から動摩擦に変化するためである。従って、電動モータに流れる電流量に基づいて操舵トルクを推定する場合、電動モータの回転開始時においては、モータ電流の立ち上がりが図１１に示すように変化するため、操舵トルクの推定精度が低下する。

本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、操舵トルクの推定精度を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、操舵ハンドルの操舵角に対する操舵輪の転舵角の比である舵角比を変更するための電動モータと、目標舵角比が得られるように前記電動モータを駆動制御するモータ制御手段と、前記電動モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電動モータに流れる電流に基づいて操舵トルクを推定する操舵トルク推定手段とを備えた車両の舵角比可変装置において、
前記モータ制御手段は、前記操舵トルク推定手段が操舵トルクを推定する場合に、常に前記電動モータの回転軸を正逆回転方向に微小振動させる振動付加手段を備えたことにある。

本発明においては、目標舵角比が得られるように電動モータを駆動制御して舵角比を変更する。尚、舵角比を、入力操舵軸の回転した角度αに対する操舵輪の転舵した角度βの比（β／α）とする。電動モータは、例えば、操舵ハンドルに連結される入力操舵軸と、ラックバーにピニオンギヤを介して連結される出力操舵軸とのあいだに設けられ、入力操舵軸と出力操舵軸との相対的な回転角度を変更する。モータ制御手段は、この相対的な回転角度が目標舵角比に対応する角度に維持されるように電動モータを駆動制御する。目標舵角比は、例えば、車速が大きくなるにしたがって減少し、車速が小さくなるにしたがって増加するように設定される。

このように電動モータが駆動制御されているときは、操舵軸に入力される操舵トルクに抗するだけのモータトルクが発生している。また、電動モータに流れる電流量は、操舵トルクに比例する。そこで、操舵トルク推定手段は、電動モータに流れる電流（以下、モータ電流と呼ぶ）を検出することで操舵トルクを推定する。推定した操舵トルクは、操舵トルク情報として出力することができる。例えば、電動パワーステアリング装置の操舵トルク情報として利用することができる。電動パワーステアリング装置は、車速センサと操舵トルクセンサとを備え、両センサにより検出した操舵トルクと車速とに基づいて目標アシストトルクを設定し、この目標アシストトルクが得られるように操舵アシスト用モータを駆動制御する。従って、電動パワーステアリング装置の操舵トルクセンサに異常が生じた場合には、舵角比可変装置にて推定した操舵トルクを操舵トルク情報として電動パワーステアリング装置に供給することにより、操舵アシスト用モータを適正に駆動制御することができる。尚、推定した操舵トルクは、電動パワーステアリング装置に限らず他の車両制御装置に利用するようにしてもよい。

モータ電流から操舵トルクを推定する場合、電動モータの回転開始時における摩擦状態の変化（静摩擦から動摩擦への変化）により電流値が変化するため、そのまま電流値から操舵トルクを推定すると推定精度が低下する。そこで、本発明においては、モータ制御手段に振動付加手段が設けられている。振動付加手段は、操舵トルク推定手段が操舵トルクを推定する場合に、電動モータの回転軸を正逆回転方向に微小振動させる。例えば、電動モータが正回転方向に微小トルクを発生する信号成分と逆回転方向に微小トルクを発生する信号成分とを交互に出力する微小振動信号成分を、モータ駆動信号に重畳する。これにより、電動モータは、常時、回転軸が正逆回転方向に微小振動する。

従って、電動モータの摩擦状態が動摩擦に維持される。これにより、電動モータの回転開始時におけるモータ電流の立ち上がり波形が線形となり、モータ電流に基づいて推定する操舵トルクの推定精度が向上する。

本発明の実施形態に係る車両のステアリング装置の概略システム構成図である。 舵角比制御ルーチンを表すフローチャートである。 車速−係数マップを表すグラフである。 振動用付加電圧Ｖvibの波形図である。 目標指令電圧Ｖ＊の波形図である。 操舵トルクとモータ電流との関係を表すグラフである。 モータ電流の立ち上がり特性を表すグラフである。 操舵アシスト制御ルーチンを表すフローチャートである。 アシストトルクマップを表すグラフである。 モータ摩擦力特性を表すグラフである。 モータ電流の立ち上がり特性を表すグラフである。

以下、本発明の一実施形態に係る車両の舵角比可変装置について図面を用いて説明する。図１は、実施形態として舵角比可変装置１００と電動パワーステアリング装置２００とを備えた車両のステアリング装置の概略構成を表している。

車両のステアリング装置は、運転者によって回動操作される操舵ハンドル１１を操舵軸１２に固定して備えている。操舵軸１２は、操舵ハンドル１１を上端に固定する操舵軸１２ａ（以下、入力操舵軸１２ａと呼ぶ）と、ピニオンギヤ１３を下端に固定する操舵軸１２ｂ（以下、出力操舵軸１２ｂと呼ぶ）とに、上下に２分割されている。ピニオンギヤ１３は、ラックバー１４のラック歯が噛み合っている。ラックバー１４は、左右方向（車幅方向）に延設され、その両端が、図示しないタイロッドを介して操舵輪としての左右前輪１５ａ，１５ｂのナックルと操舵可能に連結されている。従って、操舵ハンドル１１の回動は、操舵軸１２およびピニオンギヤ１３を介してラックバー１４に伝達されて、ラックバー１４を軸線方向に変位させて、左右前輪１５ａ，１５ｂを転舵する。

２分割された操舵軸１２の入力操舵軸１２ａと出力操舵軸１２ｂとの間には、操舵ハンドル１１の操舵角に対する前輪（操舵輪）１５ａ，１５ｂの転舵角の比である舵角比を変更する舵角比可変機構２０が介装されている。舵角比可変機構２０は、入力操舵軸１２ａの下端部に一体回転するように接続された円筒状のケーシング２１を備えている。このケーシング２１内には、電動モータ２２が固定されている。電動モータ２２の出力軸２２ａは、ケーシング２１に回転可能に支持されていて、下端にて出力操舵軸１２ｂに一体回転可能に接続されている。電動モータ２２は、減速機構を内蔵していて、電動モータ２２の回転は減速されて出力軸２２ａに出力される。以下、電動モータ２２を舵角比調整モータ２２と呼ぶ。

ラックバー１４には、操舵アシストトルクを出力して運転者の操舵ハンドルの回動操作を補助するパワーアシスト機構３０が設けられている。パワーアシスト機構３０は、電動モータ３１とボールねじ機構３２とを備えている。電動モータ３１の回転は、ボールねじ機構３２によってラックバー１４の軸線方向の運動に変換されてラックバー１４に伝達され、左右前輪１５ａ，１５ｂに転舵力を付与して運転者の操舵操作をアシストする。以下、電動モータ３１をアシストモータ３１と呼ぶ。

また、操舵機構内には、操舵角センサ４１と操舵トルクセンサ４２とが設けられている。操舵角センサ４１は、入力操舵軸１２ａに組み付けられていて、操舵ハンドル１１の中立位置からの回転角、すなわち、操舵角θinを検出する。操舵トルクセンサ４２は、出力操舵軸１２ｂに組み付けられており、出力操舵軸１２ｂに作用するトルク、すなわち、左右前輪１５ａ，１５ｂの操舵に伴う操舵トルクＴｒを検出する。

舵角比可変機構２０内には、相対角センサ４３が設けられている。相対角センサ４３は、舵角比調整モータ２２の出力軸２２ａに組み付けられていて、出力操舵軸１２ｂのケーシング２１に対する回転角Δθｖを検出する。尚、ラックバー１４に噛み合うピニオンギヤ１３の回転角（すなわち出力操舵軸１２ｂの回転角）は、操舵角θinと出力操舵軸１２ｂのケーシング２１に対する回転角Δθｖとの和に等しい。この回転角Δθｖは、入力操舵軸１２ａに対する出力操舵軸１２ｂの相対的な回転角を意味するため、以下、相対角Δθｖと呼ぶ。操舵角θin、操舵トルクＴｒおよび相対角Δθｖは、正の値により左方向の角度およびトルクを表し、負の値により右方向の角度およびトルクを表すものとする。

舵角比可変機構２０の舵角比調整モータ２２は、舵角比電子制御ユニット５０（以下、舵角比ＥＣＵ５０と呼ぶ）によって駆動制御される。舵角比ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要部として備えたマイコン部５１と、モータ駆動回路５２とから構成される。モータ駆動回路５２には、舵角比調整モータ２２に流れる電流Ｉvg（以下、モータ電流Ｉvgと呼ぶ）を検出する電流センサ５３が設けられている。マイコン部５１は、図示しない入力インタフェースを介して操舵角センサ４１、相対角センサ４３、車速を検出する車速センサ４４、電流センサ５３を接続し、操舵角θinを表す信号、相対角Δθｖを表す信号、車速ｖを表す信号、モータ電流Ｉvgを表す信号を入力する。また、モータ駆動回路５２は、Ｈブリッジ回路やインバータ回路であって、マイコン部５１から出力されるＰＷＭ制御信号により内部のスイッチング素子のデューティ比が制御されて、舵角比調整モータ２２の通電量および回転方向を調整する。

舵角比可変装置１００は、舵角比可変機構２０と舵角比ＥＣＵ５０と上述のセンサ類（操舵角センサ４１、相対角センサ４３、車速センサ４４、電流センサ５３）とにより構成される。舵角比可変装置１００により調整される舵角比は、入力操舵軸１２ａの回転した角度αに対する前輪１５ａ，１５ｂの転舵した角度βの比（β／α）を意味し、舵角比が大きいほど少ないハンドル操作で大きく前輪１５ａ，１５ｂを転舵でき、舵角比が小さいほど前輪１５ａ，１５ｂを転舵するのに大きなハンドル操作を必要とする。前輪１５ａ，１５ｂの転舵角δは、出力操舵軸１２ｂの回転角度θoutから一義的に決まるため、入力操舵軸１２ａの回転角度θinに対する出力操舵軸１２ｂの回転角度θoutの比（θout／θin）を制御することにより舵角比を制御することができる。また、出力操舵軸１２ｂの回転角度θoutは、操舵角θinと相対角Δθｖとの和に等しい。従って、舵角比ＥＣＵ５０による舵角比調整モータ２２の回転角制御により舵角比を目標値に制御することができる。

次に、パワーアシスト機構３０のアシストモータ３１を制御する構成について説明する。パワーアシスト機構３０のアシストモータ３１は、操舵アシスト電子制御ユニット６０（以下、操舵アシストＥＣＵ６０と呼ぶ）によって駆動制御される。操舵アシストＥＣＵ６０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要部として備えたマイコン部６１と、モータ駆動回路６２とから構成される。モータ駆動回路６２には、アシストモータ３１に流れる電流Ｉas（以下、モータ電流Ｉasと呼ぶ）を検出する電流センサ６３が設けられている。マイコン部６１は、図示しない入力インタフェースを介して操舵角センサ４１、操舵トルクセンサ４２、車速センサ４４、電流センサ６３を接続し、操舵角θinを表す信号、操舵トルクＴｒを表す信号、車速ｖを表す信号、モータ電流Ｉasを表す信号を入力する。モータ駆動回路６２は、Ｈブリッジ回路やインバータ回路であって、マイコン部６１から出力されるＰＷＭ制御信号により内部のスイッチング素子のデューティ比が制御されて、アシストモータ３１の通電量および回転方向を調整する。

電動パワーステアリング装置２００は、パワーアシスト機構３０と操舵アシストＥＣＵ６０と上述のセンサ類（操舵角センサ４１、操舵トルクセンサ４２、車速センサ４４、電流センサ６３）とにより構成される。電動パワーステアリング装置２００と舵角比可変装置１００とは、マイコン部５１，６１間において図示しない通信インタフェースを介して通信可能に接続される。

電動パワーステアリング装置２００においては、後述するように操舵トルクセンサ４２により検出される操舵トルクＴｒと車速センサ４４により検出される車速ｖに基づいて、目標アシストトルクを設定するが、操舵トルクセンサ４２の異常時においては操舵トルクＴｒを検出することができない。一方、舵角比可変装置１００においては、舵角比制御を行うにあたって操舵トルクを検出する必要はないが、舵角比調整モータ２２に流れる電流値から操舵トルクを推定することができる。そこで、本実施形態においては、舵角比可変装置１００にて操舵トルクを推定により算出し、操舵トルクセンサ４２の異常（以下、トルクセンサフェールと呼ぶ）が発生したときに電動パワーステアリング装置２００に操舵トルクの推定値（推定操舵トルクと呼ぶ）の情報を供給できるように構成されている。

次に、舵角比可変装置１００で行われる舵角比制御処理について説明する。図２は、マイコン部５１により行われる舵角比制御ルーチンを表す。この舵角比制御ルーチンは、マイコン部５１のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶され、図示しないイグニッションスイッチがオンされて所定の初期診断が完了すると起動し、短い周期で繰り返し実行される。

舵角比制御ルーチンが起動すると、マイコン部５１は、ステップＳ１１において、車速センサ４４によって検出された車速ｖと、操舵角センサ４１により検出された操舵角θinと、相対角センサ４３により検出された相対角Δθｖを読み込む。続いて、マイコン部５１は、ステップＳ１２において、下記式の演算の実行により目標相対角Δθｖ＊を計算する。なお、下記式中の係数Ｋｃは予め決められた定数である。係数Ｋvは、マイコン部５１のＲＯＭ内に設けられた車速−係数マップ（図３参照）を参照することにより、車速ｖが増加するにしたがって「１．０」より大きな所定値から「１．０」に徐々に減少する値に決定される。
Δθｖ＊＝Ｋｃ・(Ｋv−１)・θin

続いて、マイコン部５１は、ステップＳ１３において、算出した目標相対角Δθｖ＊と、相対角センサ４３から入力した実際の相対角Δθｖとの偏差（Δθｖ＊−Δθｖ）を演算し、偏差（Δθｖ＊−Δθｖ）に応じた基本目標電圧Ｖ０＊を計算する。続いて、ステップＳ１４において、基本目標電圧Ｖ０＊に振動用付加電圧Ｖvibを加算した値を目標指令電圧Ｖ＊（＝Ｖ０＊＋Ｖvib）として算出する。

この振動用付加電圧Ｖvibは、舵角比調整モータ２２の出力軸２２ａを正逆回転方向に微小振動させる（正転方向と逆転方向とに交互に微小回転させる）ための振動トルク成分を与える電圧である。従って、振動用付加電圧Ｖvibは、図４に示すように、所定の速い周期で正の値と負の値とに交互に切り替えられる。従って、基本目標電圧Ｖ０＊に振動用付加電圧Ｖvibを加算した目標指令電圧Ｖ＊は、図５に示すように振動的に変化する。尚、振動用付加電圧Ｖvibは、正の値とゼロとに交互に切り替える構成や、負の値とゼロとに交互に切り替える構成など、振動トルク成分を与えられる信号であれば任意の構成を採用することができる。

続いて、マイコン部５１は、ステップＳ１５において、目標指令電圧Ｖ＊に応じたＰＷＭ制御信号をモータ駆動回路５２に出力する。この場合、目標指令電圧Ｖ＊に応じたデューティ比のパルス列信号がＰＷＭ制御信号として出力される。この結果、舵角比調整モータ２２は、出力操舵軸１２ｂが入力操舵軸１２ａに対して目標相対角Δθｖ＊だけ回転した回転位置となるようにフィードバック制御される。こうして、前輪１５ａ，１５ｂの転舵角δは、舵角比特性に設定された角度と等しくなるように制御される。

続いて、マイコン部５１は、ステップＳ１６において、電流センサ５３により検出されるモータ電流Ｉvgを読み込み、続くステップＳ１７において、モータ電流Ｉvgから出力操舵軸１２ｂに働く操舵トルクを推定する。以下、この推定された操舵トルクを推定トルクＴｒｓと呼ぶ。操舵トルクと舵角比調整モータ２２に流れるモータ電流とは、図６に示すように、比例関係であるとみなすことができる。従って、推定トルクＴｒｓは、電流センサ５３により検出したモータ電流Ｉvgにトルク定数を乗じて算出することができる。尚、舵角比調整モータ２２は、基本目標電圧Ｖ０＊に振動用付加電圧Ｖvibを加算した目標指令電圧Ｖ＊により駆動されるため、モータ電流Ｉvgには振動成分が含まれるが、電流センサ５３の検出値をローパスフィルタ処理により振動成分を除去した後に推定トルクＴｒｓを算出するようにするとよい。

続いて、マイコン部５１は、ステップＳ１８において、推定トルクＴｒｓを表す情報を電動パワーステアリング装置２００のマイコン部６１に出力する。ステップＳ１８の処理が行われると、舵角比制御ルーチンは一旦終了する。舵角比制御ルーチンは、図示しないイグニッションスイッチがオフするまでのあいだ短い周期で繰り返される。

この舵角比制御ルーチンによれば、車速−係数マップにしたがって車速ｖに対応した目標相対角Δθｖ＊が繰り返し計算され、実際の相対角Δθｖが目標相対角Δθｖ＊と等しくなるように舵角比調整モータ２２が駆動制御される。従って、車速ｖが小さいほど操舵ハンドル１１の回転に対して左右前輪１５ａ，１５ｂは大きく操舵される。つまり、車速ｖが小さくなるにしたがって舵角比が大きくなり、低速走行時における車両の小回り性能が良好になる。また、高速走行時における車両の走行安定性が良好になる。

また、舵角比制御により舵角比調整モータ２２を駆動制御しているときに、舵角比調整モータ２２に流れるモータ電流（電流値）Ｉvgを検出し、この検出したモータ電流Ｉvgから操舵トルクを推定する。そして、推定した推定トルクＴｒｓを電動パワーステアリング装置２００のマイコン部６１に出力する。従って、電動パワーステアリング装置２００は、トルクセンサフェールが発生した場合であっても、推定トルクＴｒｓを使って適切に操舵アシスト制御を行うことが可能となる。

しかも、操舵トルクを推定するにあたり、舵角比調整モータ２２の出力軸２２ａを常に正逆回転方向に微小振動させているため、出力軸２２ａが停止している状態が無く、舵角比調整モータ２２の摩擦状態が動摩擦となる。このため、図７に示すように、モータ電流の立ち上がり波形が線形になる。この結果、モータ電流Ｉvgから推定される推定トルクＴｒｓを精度良く算出することができる。

尚、推定トルクＴｒｓを算出するにあたって、トルクの方向は、操舵角センサ４１により検出される操舵角θinの変化量(微分値）である操舵角速度の符号（正、負）に基づいて簡単に判別することができる。また、舵角比調整モータ２２の回転角の変化量（微分値）である回転角速度の符号（正、負）を用いてトルクの方向を判別するようにしてもよい。

次に、電動パワーステアリング装置２００で行われる操舵アシスト制御処理について説明する。図８は、マイコン部６１により行われる操舵アシスト制御ルーチンを表す。このアシスト制御ルーチンは、マイコン部６１のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶され、図示しないイグニッションスイッチがオンされて所定の初期診断が完了すると起動し、短い周期で繰り返し実行される。

操舵アシスト制御ルーチンが起動すると、マイコン部６１は、まず、ステップＳ２１において、トルクセンサフェールが発生しているか否かを判定する。トルクセンサフェールは、操舵トルクセンサ４２自身の異常だけでなく、センサ信号の伝達経路の異常など、操舵トルクを正常に検出できない異常状態をいう。トルクセンサフェールの発生は、例えば、操舵トルクセンサ４２の検出値が正常範囲から外れている状態、操舵角θinの変化に対して操舵トルクセンサ４２の出力信号が変化しない状態などを検出することにより判定することができる。マイコン部６１は、図示しないセンサフェール監視ルーチンを実行することによりトルクセンサフェールを検出し、ステップＳ２１においては、センサフェール監視ルーチンでの判定結果を読み込むようにする。

マイコン部６１は、トルクセンサフェールが発生していない場合（Ｓ２１：Ｎｏ）には、ステップＳ２２において、操舵トルクセンサ４２により検出される操舵トルクＴｒを読み込む。一方、トルクセンサフェールが発生している場合（Ｓ２１：Ｙｅｓ）には、ステップＳ２３において、舵角比可変装置１００のマイコン部５１が出力する推定トルクＴｒｓを読み込み、続くステップＳ２４において、推定トルクＴｒｓを操舵トルクＴｒに置き換える（Ｔｒ←Ｔｒｓ）。つまり、推定トルクＴｒｓを操舵トルクＴｒとみなす。

続いて、マイコン部６１は、ステップＳ２５において、車速センサ４４によって検出された車速ｖと、電流センサ６３によって検出されたアシスト電流Ｉasを読み込む。

続いて、ステップＳ２６において、図９に示すアシストトルクマップを参照して、入力した車速ｖおよび操舵トルクＴｒに応じて設定される目標アシストトルクＴｒ＊を計算する。アシストトルクマップは、マイコン部６１のＲＯＭに記憶されるもので、操舵トルクＴｒの増加にしたがって増加する目標アシストトルクＴｒ＊を設定する。この場合、目標アシストトルクＴｒ＊は、車速ｖが低くなるほど大きな値となるように設定される。尚、目標アシストトルクＴｒ＊の算出に関しては、例えば、操舵角センサ４１から操舵角θinを読み込み、操舵角θinに比例して大きくなる操舵軸１２の中立位置への復帰力や、操舵ハンドル１１の操舵角速度に比例して大きくなる操舵軸１２の回転に対向する抵抗力に対応した戻しトルクを計算し、これらを補償トルクとして目標アシストトルクＴｒ＊に加算するようにしてもよい。

続いて、マイコン部６１は、ステップＳ２７において、目標アシストトルクＴｒ＊を発生させるために必要な目標電流Ｉas＊を計算する。目標電流Ｉas＊は、目標アシストトルクＴｒ＊をトルク定数で除算することにより求められる。

次に、マイコン部６１は、ステップＳ２８において、目標電流Ｉas＊と実電流Ｉasとの偏差ΔＩasを算出し、この偏差ΔＩasに基づいて目標指令電圧Ｖas＊を計算する。このステップＳ２８の演算に用いられる実電流Ｉasは、電流センサ６３により検出したアシスト電流Ｉasである。
目標指令電圧Ｖas＊は、例えば、下記のＰＩ制御（比例積分制御）式により計算する。
Ｖas＊＝Ｋｐ・ΔＩas＋Ｋｉ・∫ΔＩas ｄｔ
ここでＫｐは、ＰＩ制御における比例項の制御ゲイン、Ｋｉは、ＰＩ制御における積分項の制御ゲインである。

次に、マイコン部６１は、ステップＳ２９において、目標指令電圧Ｖas＊に応じたＰＷＭ制御信号をモータ駆動回路６２に出力する。この場合、目標指令電圧Ｖas＊に応じたデューティ比のパルス列信号がＰＷＭ制御信号として出力される。こうして、アシストモータ３１には、電流フィードバック制御により運転者の操舵方向と同じ方向に回転する向きの目標電流Ｉas＊が流れる。この結果、アシストモータ３１は、目標アシストトルクＴｒ＊に等しいトルクを出力し、運転者の操舵操作をアシストする。

ステップＳ２９の処理が行われると、操舵アシスト制御ルーチンは一旦終了する。操舵アシスト制御ルーチンは、図示しないイグニッションスイッチがオフするまでのあいだ短い周期で繰り返される。

このアシスト制御ルーチンによれば、トルクセンサフェールが発生した場合であっても、舵角比可変装置１００にて情報提供される推定トルクＴｒｓを用いて目標アシストトルクＴｒ＊を設定するため、適正な操舵アシストを行うことができる。

以上、本発明の実施形態としての車両のステアリング装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態においては、舵角比可変装置１００にて推定した推定トルクＴｒｓを表す情報を電動パワーステアリング装置２００に供給するようにしているが、他の車両制御システムに供給するようにしてもよい。また、図２に示す舵角比制御ルーチンは、トルクセンサフェールの発生が検出されているときにのみ実行するようにして、トルクセンサフェールの発生が検出されていないときには、通常の舵角比制御を実行するようにするとよい。例えば、舵角比可変装置１００側に電動パワーステアリング装置２００からトルクセンサフェール信号を受信する受信部を設け、この受信部にトルクセンサフェール信号が入力されているときにのみ、上述した図２の舵角比制御ルーチンを実行する。一方、トルクセンサフェール信号が入力されていないときには、操舵トルクを推定するための処理（Ｓ１４，Ｓ１６〜Ｓ１７）を除いた処理を実行するとよい。また、操舵機構に操舵トルクセンサ４２を設けない構成であってもよく、この場合には、舵角比可変装置１００から電動パワーステアリング装置２００に推定トルクＴｒｓを常時供給するようにする。

１１…操舵ハンドル、１２…操舵軸、１２ａ…入力操舵軸、１２ｂ…出力操舵軸、１３…ピニオンギヤ、１４…ラックバー、１５ａ，１５ｂ…前輪（操舵輪）、２０…舵角比可変機構、２１…ケーシング、２２…舵角比調整モータ、２２ａ…出力軸、３０…パワーアシスト機構、３１…アシストモータ、４１…操舵角センサ、４２…操舵トルクセンサ、４３…相対角センサ、４４…車速センサ、５０…舵角比電子制御ユニット、５１…マイコン部、５２…モータ駆動回路、５３…電流センサ、６０…操舵アシスト電子制御ユニット、６１…マイコン部、６２…モータ駆動回路、６３…電流センサ、１００…舵角比可変装置、２００…電動パワーステアリング装置。

Claims (1)

1. 操舵ハンドルの操舵角に対する操舵輪の転舵角の比である舵角比を変更するための電動モータと、
   目標舵角比が得られるように前記電動モータを駆動制御するモータ制御手段と、
   前記電動モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
   前記電動モータに流れる電流に基づいて操舵トルクを推定する操舵トルク推定手段と
   を備えた車両の舵角比可変装置において、
   前記モータ制御手段は、前記操舵トルク推定手段が操舵トルクを推定する場合に、常に前記電動モータの回転軸を正逆回転方向に微小振動させる振動付加手段を備えたことを特徴とする車両の舵角比可変装置。

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