JP3666793B2

JP3666793B2 - 電動パワーステアリング装置

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Publication number: JP3666793B2
Application number: JP2000032965A
Authority: JP
Inventors: 栄樹野呂; 良信向
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2020-02-10
Also published as: JP2001219865A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機パワーをステアリング系に直接作用させてドライバの操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置は、電動機の駆動力を直接利用してドライバの操舵力をアシストする。電動パワーステアリング装置を搭載した車両は広く一般に普及しており、この電動パワーステアリング装置により、ステアリングホイールの動きが軽快になり、ドライバは強い力でステアリング操作を行う必要がなくなる。
【０００３】
ところで、高速道路などでは、オートクルーズ装置によるクルーズコントロール（cruise control）の下、車両を走行させることがある。オートクルーズ装置は定速走行装置であり、ドライバが希望する速度に車速をセットすると車速制御がなされ、ドライバがアクセル操作をしなくてもその速度を維持して車両を走行させることができる。なお、オートクルーズ装置には、車速制御に加えて車間距離を制御するものもある。いずれにしても、このオートクルーズ装置により、ドライバはアクセルペダルから足をはずすことができるので、長距離走行時における足の疲れが大幅に低減される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電動パワーステアリング装置及びオートクルーズ装置は、ドライバに代わってステアリング操作をするものではないため、ドライバはステアリングホイール（いわゆるハンドル）から手を放すことができない。一方、高速道路などでは、路面からの振動がステアリング系を通してドライバの腕に伝わる。また、横風を受けた場合には、ステアリングホイールが意図しないで動いてしまうことがあるので、この動きを抑えてステアリングホイールを一定の位置に保つ必要がある。このため、ドライバは腕に疲労を生じやすく、長距離の快適な走行が困難になる。
【０００５】
そこで、本発明は、ドライバの疲れ、殊に腕の疲労からくる疲れを大幅に軽減して快適な長距離走行を行う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を主たる課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明者らは鋭意研究を行い、高速走行時などにおけるステアリング系を通しての振動の防止には、操舵回転速度検出手段からの信号に対応する値（いわゆるダンピング補正量）を増加することが効果的であることを見い出し、本発明を完成するに至ったものである。
即ち、上記課題を解決した本発明の電動パワーステアリング装置は、車両のステアリング系に補助操舵トルクを付加する電動機と、前記ステアリング系の手動操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、前記ステアリング系の操舵回転速度を検出する操舵回転速度検出手段と、前記操舵トルクセンサからの信号に対応する値から操舵回転速度検出手段からの信号に対応する値を減衰補正した値に基づいて電動機を制御する制御手段と、を含んでなる。そして、この電動パワーステアリング装置は、前記車両のオートクルーズ状態を検出する検出手段を設け、この制御手段はオートクルーズ状態が検出されたときには、前記操舵回転速度検出手段からの信号に対応する値を増加させることを特徴とする電動パワーステアリング装置とした。
【０００７】
つまり、ステアリングホイール（ステアリング系）が回転する際には、その回転速度が速いほど補助操舵トルクを減衰してアシスト量を減らすように減衰補正する制御がなされるが、オートクルーズ状態では、さらに積極的に減衰補正を行い、補助操舵トルクを大きく減衰する。この場合において、前者の操舵トルクセンサからの信号に対応する値よりも、後者の操舵回転検出手段からの信号に対応する値の方が、絶対値として大きくなることも許容する。即ち、減衰補正した後の値がゼロ以下となることも許容する。このようにすることで、ドライバの自発的な意思ではなく、路面からの振動などによりステアリングホイールが回転などする際には、回転速度に応じてその動きに対するアシスト量を一層減らす方向に、さらには、積極的にその動きを抑制しようとする方向に、電動機による補助操舵トルクが作用する。これにより、路面からの振動などでステアリングホイールが回転・振動しようとする際に、回転力・振動力が減衰される。
なお、本発明の電動パワーステアリング装置は、オートクルーズ装置との協調制御を行うという、従来にない構成を有するものであり、オートクルーズ状態での安定した走行時において必要となる外乱タフネスの向上、例えば路面からの振動の入力の大幅な軽減や横風に対する安定を実現し、もって快適な長距離走行を可能とするものである。
【０００８】
ちなみに、ここでいう減衰補正とは、電動機の回転方向と逆方向へ補正することを意味する。したがって、通常操舵時のように手動操舵トルクの方向と電動機の回転方向が同じ場合には減算補正であるが、ステアリングホイールが車輪によって中立位置に戻されるような手動操舵トルクの方向と電動機の回転方向が逆方向の場合（横風の場合も）には加算補正になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の電動パワーステアリング装置を、図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態において、「オートクルーズ」は「ＡＣ」と省略して記載する。
【００１０】
本実施の形態の電動パワーステアリング装置は、ドライバの手動操舵トルクをアシストするために、電動機の駆動力で補助操舵トルク（補助操舵力）を発生させる。そのために、電動パワーステアリング装置は、ドライバの手動操舵トルク（操舵力）を検出する操舵トルクセンサ、及びこの操舵トルクセンサからの信号に対応するトルク制御量により電動機を制御する制御手段を備える。また、本実施の形態の電動パワーステアリング装置は、操舵回転速度を検出する操舵回転速度センサを備え、制御手段は、操舵回転速度センサからの信号に対応する回転速度制御量をトルク制御量から減衰補正して電動機を制御する。加えて、本実施形態の電動パワーステアリング装置は、走行モードとして、通常制御を行う「通常モード」のほか、ＡＣ状態における外乱タフネスさを向上するための「ＡＣモード」を備える。そのために、ＡＣ状態を検出する検出手段を備える。そして、制御手段は、ＡＣ状態が検出されたときには、減衰補正を増加する。
なお、本実施の形態の電動パワーステアリング装置が適用される車両は、ＡＣ装置を搭載する。そして、このＡＣ装置（車両）における走行状態（ＡＣ状態及び非ＡＣ状態）は、ＡＣ＿ＥＣＵの制御下、ドライバの意思に基づいてＡＣスイッチにより切り換えられる。
ここで、「ＡＣモード」及び「通常モード」は電動パワーステアリング装置の走行モードに対して使用し、「ＡＣ状態」及び「非ＡＣ状態」はＡＣ装置又は車両の走行状態に対して使用する。
【００１１】
〔全体構成〕
まず、図１〜図４を参照して、電動パワーステアリング装置１の全体構成について説明する。
ここで、図１は電動パワーステアリング装置の全体構成図、図２は電動パワーステアリング装置の電気系統におけるブロック構成図、図３は電動機駆動手段の回路図である。図４は、制御手段が備えるマップ類を示すグラフである。
【００１２】
図１に示すように、電動パワーステアリング装置１は、ドライバによるステアリングホイール３の操舵時に、手動操舵力発生手段（ステアリング系）２によってマニュアルステアリングで前輪Ｗ，Ｗを転動させて車両の向きを変える。さらに、電動パワーステアリング装置１は、制御手段１２からの電動機制御信号Ｖ_Oに基づいて電動機駆動手段１３で電動機電圧Ｖ_Mを発生し、この電動機電圧Ｖ_Mで電動機８を駆動して補助操舵トルク（補助操舵力）を発生させ、手動操舵力発生手段２による手動操舵力を軽減する。
【００１３】
手動操舵力発生手段２は、ステアリングホイール３に一体に設けられたステアリング軸４に連結軸５を介してステアリング・ギアボックス６内に設けたラック＆ピニオン機構７のピニオン７ａが連結される。なお、連結軸５は、その両端に自在継手５ａ，５ｂを備える。ラック＆ピニオン機構７は、ピニオン７ａに噛み合うラック歯７ｂがラック軸９に形成され、ピニオン７ａとラック歯７ｂの噛み合いにより、ピニオン７ａの回転をラック軸９の横方向の往復運動とする。さらに、ラック軸９には、その両端にタイロッド１０，１０を介して、転動輪としての左右の前輪Ｗ，Ｗが連結される。
【００１４】
電動パワーステアリング装置１は、補助操舵トルクを発生させるために、電動機８が、ラック軸９と同軸上に配設される。そして、電動機８の回転がラック軸９と同軸に設けられたボールねじ機構１１を介して推力に変換され、この推力をラック軸９（ボールねじ軸１１ａ）に作用させる。
【００１５】
制御手段１２は、操舵トルクセンサＴＳ、操舵回転速度センサＮＳ、及び電動機電流検出手段１４の検出信号Ｔ，Ｎ，Ｉ_MO、並びに車両の走行状態（ＡＣ状態・非ＡＣ状態）を示すＡＣ信号Ｓ（Ｈレベル信号・Ｌレベル信号）が入力される。そして、制御手段１２は、検出信号Ｔ，Ｎ，Ｉ_MOに基づいて電動機８に流す電動機電流Ｉ_Mの大きさと方向を決定し、電動機駆動手段１３に電動機制御信号Ｖ_Oを出力する。また、ＡＣ信号Ｓに応じて、電動パワーステアリング装置１の走行モードを「ＡＣモード」及び「通常モード」に設定する。なお、制御手段１２は、各種演算や処理などを行う演算手段、入力信号変換手段、信号発生手段、記憶手段などで構成される。これらの点の詳細については後述する。
【００１６】
操舵トルクセンサＴＳは、ステアリング・ギアボックス６内に配設され、ドライバによる手動操舵トルク（操舵力）の大きさと方向を検出する。そして、操舵トルクセンサＴＳは、検出した手動操舵トルクに対応した手動操舵トルク信号Ｔを制御手段１２に送信する。
【００１７】
操舵回転速度センサＮＳは、ステアリング軸４に設けられ、当該ステアリング軸４の回転速度の大きさと方向に対応した操舵回転速度を検出する。そして、操舵回転速度センサＮＳは、検出した操舵回転速度に対応した操舵回転速度信号Ｎを制御手段１２に送信する。なお、操舵回転速度は、電動機８の電圧を検出する電動機電圧検出手段を設ければ、この電動機電圧検出手段と後述の電動機電流検出手段１４からの信号に基づいて演算により求めることもできる。
【００１８】
電動機駆動手段１３は、制御手段１２が出力した電動機制御信号Ｖ_Oに基づいた電動機電圧Ｖ_Mを電動機８に供給し、電動機８を駆動する。電動機駆動手段１３は、例えば、図３に示すような４個の電界効果トランジスタ（以下「パワーＦＥＴ」という）１３ａ₁，１３ａ₂，１３ａ₃，１３ａ₄のスイッチング素子からなるブリッジ回路１３ａ及びゲート駆動回路１３ｂで構成される。パワーＦＥＴ１３ａ₁，１３ａ₂，１３ａ₃，１３ａ₄の各ゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に電動機制御信号Ｖ_Oが入力されると、電動機制御信号Ｖ_Oに基づいて電動機８に電動機電圧Ｖ_Mが供給される。すると、電動機８には電動機電流Ｉ_Mが流れ、電動機８は電動機電流Ｉ_Mに比例した補助操舵トルクを発生し、ドライバのステアリング操作をアシストする。
【００１９】
電動機電流検出手段１４は、電動機８に対して直列に接続された抵抗又はホール素子などを備え、電動機８に実際に流れる電動機電流Ｉ_Mの大きさと方向を検出する。そして、電動機電流検出手段１４は、電動機電流Ｉ_Mに対応した電動機電流信号Ｉ_MOを制御手段１２にフィードバック（負帰還）する。
【００２０】
車両の走行状態をＡＣ状態にするＡＣスイッチＳＷは、ステアリングホイール３の近辺に設けられドライバの意思により操作される。ＡＣスイッチＳＷは、例えばトグルスイッチ（toggle switch）で構成され、ＯＮ状態とＯＦＦ状態に切り換わる。
【００２１】
ＡＣ装置のＡＣ＿ＥＣＵ３０は、ＡＣスイッチＳＷがＯＮ状態であること、ブレーキペダルが踏み込まれていないことなどを条件に車両の走行状態をＡＣ状態に設定して、ドライバがセットした希望車速になるように車速制御を行う。このＡＣ＿ＥＣＵ３０は、ＡＣ状態ではＨレベルのＡＣ信号ＳをＡＣモード設定手段２１に送信し、非ＡＣ状態ではＬレベルのＡＣ信号ＳをＡＣモード設定手段２１に送信する。
【００２２】
次に、図２を参照して制御手段１２の構成について、さらに説明する。
制御手段１２は、ＡＣモード設定手段２１、トルク制御量変換手段２２、回転速度制御量変換手段２３、トルク減衰係数変換手段２４、係数設定手段２５、乗算手段２６、目標電流信号設定手段２７、偏差演算手段２８、及び駆動制御手段２９を含んで構成される。
【００２３】
このうち、回転速度制御量変換手段２３、トルク減衰係数変換手段２４、係数設定手段２５及び乗算手段２６により減衰補正を行うが、減衰補正の値は、係数設定手段２５が出力する係数Ｋの値により変化する。
【００２４】
ＡＣモード設定手段２１は、図示しない操舵回転速度比較手段、及び論理信号生成手段を含んで構成される。操舵回転速度比較手段は、コンパレータなどの比較器又はソフト制御の比較機能を備え、操舵回転速度センサＮＳが出力する操舵回転速度信号Ｎの値と、予め設定してある基準操舵回転速度とを比較する。そして、論理信号生成手段は、操舵回転速度比較手段の比較結果、及びＡＣ＿ＥＣＵ３０からのＡＣ信号Ｓに基づいて、ＡＣモードを設定する場合はＨレベルの論理信号Ｈ_Oを、通常モードを設定する場合（ＡＣモードを解除する場合）はＬレベルの論理信号Ｈ_Oを生成する。生成した論理信号Ｈ_Oは、係数設定手段２５に出力する。なお、制御手段１２は、手動操舵トルク信号Ｔ、及び操舵回転速度信号Ｎをデジタル変換する図示しないＡＤ変換手段を備え、ＡＣモード設定手段２１などの当該信号を必要とする各手段には、ＡＤ変換された操舵回転速度信号Ｎなどが入力される。
【００２５】
このＡＣモード設定手段２１が特許請求の範囲の検出手段を兼ねるが、ＡＣモード設定手段２１が、ＡＣモードを設定する場合、及びＡＣモードを解除する場合については、後述する。
【００２６】
ちなみに、操舵回転速度比較手段における基準操舵回転速度は、路面からの振動などを軽減するという点からは大きな値が好ましいが、あまり大きな値に設定するとドライバの意図したステアリング操作、殊に、操舵回転速度が速いステアリング操作に支障が生じる。したがって、緊急回避行動などを考慮して、ドライバのステアリング操作に支障がない程度の大きさに設定される。
【００２７】
トルク制御量変換手段２２は、図示しないＲＯＭなどのメモリを備え、実験結果又は論理演算などに基づいて設定した、例えば図４（ａ）のマップ１に示すような、手動操舵トルク信号Ｔとトルク制御量Ｄ_Tの対応するデータを記憶している。そして、手動操舵トルク信号Ｔが入力されると、これをアドレスとして直ちに対応するトルク制御量Ｄ_Tを読み出し、目標電流信号設定手段２７に出力するようになっている。なお、トルク制御量変換手段２２は、図示しない車速センサからの車速信号を読み込み、手動操舵トルクＴが同一でも車速が早くなるほどトルク制御量Ｄ_Tが小さくなるようなマップを用い、トルク制御量Ｄ_Tを読み出して出力するようにしてもよい。
【００２８】
回転速度制御量変換手段２３も、図示しないＲＯＭなどのメモリを備え、実験結果又は論理演算などに基づいて設定した、例えば図４（ｂ）のマップ２に示すような、操舵回転速度信号Ｎとトルク制御量Ｄ_Nの対応するデータを記憶している。そして、操舵回転速度信号Ｎが入力されると、これをアドレスとして直ちに対応する回転速度制御量Ｄ_Nを読み出し、乗算手段２６に出力するようになっている。
【００２９】
この回転速度制御量変換手段２３と、以下に説明するトルク減衰係数変換手段２４、及び乗算手段２６は、いわゆるダンピング補正を行うものであり、ドライバによるステアリング操作の速度が早くなると（操舵回転速度信号Ｎが大きくなると）、補助操舵トルクによるアシスト量を減らすように作用する。但し、マップ２に示すように、操舵回転速度信号Ｎが所定の値以上になると回転速度制御量Ｄ_Nが小さくするようにして、緊急回避時におけるステアリング操作を軽快なものにしている。
なお、図示しない車速センサからの車速信号に応じてダンピング補正量を変化させてもよい。この場合、車速が早くなるほどダンピング補正量を大きくして、補助操舵トルクによるアシスト量を減らすようにする。
【００３０】
トルク減衰係数変換手段２４は、図示しないＲＯＭなどのメモリを備え、実験結果又は論理演算などに基づいて設定した、例えば図４（ｃ）のマップ３に示すような、手動操舵トルク信号Ｔとトルク減衰係数Ｒ_Tの対応するデータを記憶している。そして、手動操舵トルク信号Ｔが入力されると、これをアドレスとして直ちに対応するトルク減衰係数Ｒ_Tを読み出し、乗算手段２６に出力するようになっている。このトルク減衰係数変換手段２４は、手動操舵トルクＴが大きくなるとダンピング補正量を小さくして、補助操舵トルクによるアシスト量が減らないようにする。
【００３１】
係数設定手段２５は、図示しない論理回路などを備える。そして、ＡＣモード設定手段２１からの論理信号Ｈ_Oを入力して、論理信号Ｈ_OがＬレベルの通常モードの場合は係数Ｋ＝１を、論理信号Ｈ_OがＨレベルのＡＣモードの場合は係数Ｋ＝１．５を、乗算手段２６に出力する。即ち、ＡＣモードの場合には、係数Ｋの値を増すことでダンピング補正量を通常モードの場合よりも大きくして、補助操舵トルクによるアシスト量を減らしたり、あるいは補助操舵トルクを逆の方向に作用させる。ここで、ＡＣモードにおける係数Ｋは、１よりも大きい値であればよい。ちなみに、この係数Ｋの値を１に近く設定すると（例えば係数Ｋ＜１．２）、ＡＣモード時の路面からの振動などを充分減衰することができない。一方、Ｋの値を大きく設定すると（例えば係数Ｋ＞２．０）、逆方向の補助操舵トルクが大きく作用しすぎて好ましくない。なお、係数Ｋは、図４に示すマップの設定の仕方によっても変化する。このため、係数Ｋは、マップなどに応じて適宜設定される。
【００３２】
乗算手段２６は、図示しない乗算器又はソフト制御の乗算機能を備える。そして、回転速度制御量変換手段２３が出力する回転速度制御量Ｄ_N、トルク減衰係数変換手段２４が出力するトルク減衰係数Ｒ_T、及び係数設定手段２５が出力する係数Ｋを入力して乗算し、補正値（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ）を目標電流信号設定手段２７に出力する。
【００３３】
目標電流信号設定手段２７は、図示しない加減算手段及び電流信号設定手段を備える。加減算手段は、図示しない加減算器又はソフト制御の加減算機能を備え、トルク制御量Ｄ_Tから補正値（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ）を減衰して減衰値を求める。即ち、手動操舵トルクの方向と電動機８の回転方向が同じ場合は、トルク制御量Ｄ_Tから補正値（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ）を減算｛Ｄ_T−（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ）｝し、異なる場合はトルク制御量Ｄ_Tに補正値（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ）を加算｛Ｄ_T＋（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ）｝し、それぞれ減衰値を求める。なお、減衰値は、通常モードの場合はＤ_T±（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ〔１〕）になり、ＡＣモードの場合はＤ_T±（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ〔１．５〕）になる。したがって、ＡＣモードの場合の方が、電動機８の回転方向への補助操舵トルクは小さくなる。つまり、ＡＣモードの場合の方が、電動機８が回転しづらくなる（補助操舵トルクが逆の方向に作用することもある）。
【００３４】
目標電流信号設定手段２７が備える電流信号設定手段は、図示しないＲＯＭなどの記憶手段を備え、実験結果又は論理演算などに基づいて設定した前記減算値と目標電流信号Ｉ_MSの対応するデータを記憶している。そして、電流信号設定手段は、減算値をアドレスとして対応する目標電流信号Ｉ_MSを読み出し、偏差演算手段２８に出力する。ちなみに、目標電流信号Ｉ_MSは、電動機８に流すことができる最大電流が規定されているので、最大目標電流以下に設定される。
なお、絶対値ベースで、トルク制御量Ｄ_Tの値よりも補正値（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ）の値の方が大きくなって、逆の極性の目標電流信号Ｉ_MSが出力されることも許容する。この場合、現実に電動機８が実際に逆回転するか否かは別として、ステアリングホイール３（ステアリング軸４）の回転方向とは逆方向に電動機８を回転させようとする電動機電圧Ｖ_Mが供給される。
【００３５】
偏差演算手段２８は、減算器又はソフト制御の減算機能を備え、目標電流信号設定手段２７からの目標電流信号Ｉ_MSと電動機電流検出手段１４からの電動機電流信号Ｉ_MOが入力され、偏差信号ΔＩ_M（＝Ｉ_MS−Ｉ_MO）を駆動制御手段２９に出力する。
【００３６】
駆動制御手段２９は、ＰＩＤコントローラ、ＰＷＭ信号発生手段及び論理回路などを備え、偏差演算手段２８からの偏差信号ΔＩ_Mが入力され、電動機制御信号Ｖ_Oを電動機駆動手段１３に出力する。駆動制御手段２９は、まず偏差信号ΔＩ_MにＰ（比例）、Ｉ（積分）及びＤ（微分）制御を行い、さらに偏差信号ΔＩ_Mの大きさ及び極性に対応した図３に示すＰＷＭ信号Ｖ_PWM、オン信号Ｖ_ON、オフ信号Ｖ_OFFを生成し、電動機制御信号Ｖ_Oとして電動機駆動手段１３に出力する。そして、電動機駆動手段１３が出力する電動機電圧Ｖ_Mが電動機８に供給され、電動機８が駆動する。
【００３７】
ちなみに、電動機制御手段１３において、ＰＷＭ信号Ｖ_PWMは、ブリッジ回路１３ａを構成するパワーＦＥＴ１３ａ₁のゲートＧ１又はパワーＦＥＴ１３ａ₂のゲートＧ２に入力され（図３参照）、偏差信号ΔＩ_Mの大きさに応じてパワーＦＥＴ１３ａ₁又はパワーＦＥＴ１３ａ₂をＰＷＭ駆動する信号として作用する。なお、ＰＷＭ信号Ｖ_PWMがゲートＧ１かゲートＧ２のどちらのゲートに入力されるかは、偏差信号ΔＩ_Mの極性によって決まる。また、ゲートＧ１又はゲートＧ２のうちＰＷＭ信号Ｖ_PWMが入力されないゲートにはオフ信号Ｖ_OFFが入力され、パワーＦＥＴ１３ａ₁又はパワーＦＥＴ１３ａ₂はＯＦＦされる。そして、ゲートＧ１にＰＷＭ信号Ｖ_PWMが入力される場合には、パワーＦＥＴ１３ａ₄のゲートＧ４にオン信号Ｖ_ONが入力され、パワーＦＥＴ１３ａ₄がＯＮ駆動される。他方、ゲートＧ２にＰＷＭ信号Ｖ_PWMが入力される場合には、パワーＦＥＴ１３ａ₃のゲートＧ３にオン信号Ｖ_ONが入力され、パワーＦＥＴ１３ａ₃がＯＮ駆動される。
【００３８】
〔制御ロジック〕
次に、ＡＣモード設定手段における制御ロジックを、図５を参照して説明する。図５は、ＡＣモード設定手段の制御ロジックの一例を示す図である。なお、この説明において、図１などを適宜参照する。
【００３９】
（ＡＣモード設定ロジック）図５（ａ）に示すように、ＡＣモード設定手段２１は、「ＡＣ状態」、「操舵回転速度所定値未満」、という２つの条件が満たされた場合に、ＡＣモードを設定する（Ｈレベルの論理信号Ｈ_Oを出力；係数Ｋ＝１．５）。
【００４０】
ここで、(1)「ＡＣ状態」という条件は、車両の「ＡＣ状態」における減衰補正（ダンピング補正量）を大きくして、ドライバの疲れを軽減するためという理由により定められる。なお、「ＡＣ状態」の設定は、ドライバによるＡＣスイッチＳＷのＯＮ操作を前提として、ＡＣ＿ＥＣＵ３０が諸条件を加味して行う。ちなみに、「ＡＣ状態」の場合は、ＡＣモード設定手段２１には、ＨレベルのＡＣ信号Ｓが入力されている。
【００４１】
(2)「操舵回転速度所定値未満」という条件は、路面からの振動や横風によるステアリングホイール３の動き（回転）は、操舵回転速度がさほど大きくなることがないからという理由により定められる。また、操舵回転速度が大きい場合は、ドライバに操舵意思があるものとして、補助操舵トルクを作用してアシストするのが便宜であるという理由にもよる。ここでの所定値は、ＡＣモード設定手段２１が備える操舵回転速度比較手段における基準操舵回転速度に対応するものである。
なお、「操舵回転速度所定値未満」という条件を、「手動操舵トルク所定値未満」という条件に置き換えてもよい。また、「手動操舵トルク所定値未満」という条件を、ＡＣモード設定ロジックに加えてもよい（図５(ａ)破線部参照）。ドライバの意図しないステアリングホイール３の動きは、手動操舵トルクが小さいからである。この場合は、ＡＣモード設定手段２１に、操舵回転速度比較手段に類する手動操舵トルク比較手段を設け、「手動操舵トルク所定値未満」という条件を判断するのが好ましい。
【００４２】
（ＡＣモード解除ロジック）次に、図５（ｂ）に示すように、ＡＣモード設定手段２１は、「非ＡＣ状態」、「操舵回転速度定値以上」、という条件のうちいずれか１つの条件が満たされた場合に、ＡＣモードを解除して通常モードにする（Ｌレベルの論理信号Ｈ_Oを出力；係数Ｋ＝１）。
【００４３】
ここで、(1)「非ＡＣ状態」という条件は、ＡＣモードは、「ＡＣ状態」における疲労を軽減することを目的として設定されるものであり、また、「非ＡＣ状態」では、様々な操作がなされるので、電動パワーステアリング装置１におけるＡＣモードを解除するのが便宜であるという理由により定められる。
なお、車両の走行状態が「ＡＣ状態」から「非ＡＣ状態」に切り換わるのは、ドライバにより、ＡＣスイッチＳＷがＯＦＦ状態にされた場合や、ブレーキペダルが踏み込まれた場合、アクセルペダルが踏み込まれた場合などである。
【００４４】
(2)「操舵回転速度所定値以上」という条件は、所定値以上の操舵回転速度の場合は、ドライバに操舵意思があるものとして、補助操舵トルクを作用してアシストするのが便宜であるという理由により定められる。これにより、例えば緊急回避を容易に行なうことができるようになる。ここでの所定値は、前記した基準操舵回転速度に対応するものである。
なお、ＡＣモード設定ロジックに準じて、「手動操舵トルク所定値以上」という条件を、ＡＣモード解除ロジックに加えてもよい（図５(b)破線部参照）。この場合も、ＡＣモード設定手段２１に、操舵回転速度比較手段に類する手動操舵トルク比較手段を設け、「手動操舵トルク所定値以上」という条件を判断するのが好ましい。
【００４５】
ちなみに、電動パワーステアリング装置１（ＡＣモード設定手段２１）が独自に判断して、ブレーキペダルが踏み込まれた場合に、ＡＣモードの解除を独自に行う構成としてもよい。ステアリング操作が行われる前にブレーキペダルが踏み込まれることが多いからである。また、アクセルペダルの踏み込みに基づいて、ＡＣモードの解除を独自に行う構成としてもよい。
【００４６】
〔動作・作用〕
次に、本実施形態の電動パワーステアリング装置の動作・作用について、図１〜図５及び図６を参照して説明する。図６は、制御の一例を示すフローチャートである。
【００４７】
（走行モードの設定）制御手段１２は、ＡＣ信号Ｓ、手動操舵トルク信号Ｔ、操舵回転速度信号Ｎなどを読み込む（Ｓ１）。ＡＣモード設定手段２１は、ＡＣ信号Ｓ、手動操舵トルク信号Ｔなどに基づいて電動パワーステアリング装置１における走行モード（ＡＣモード・通常モード）を設定する（Ｓ２）。また、トルク制御量変換手段２２は、読み込んだ手動操舵トルク信号Ｔに基づいて、トルク制御量Ｄ_Tを決定して出力する（Ｓ３）。
【００４８】
（通常モード）ステップＳ４において、通常モードと判断された場合、つまりステップ３でＡＣモード設定手段２１によりＡＣモードが設定されなかった場合は、係数設定手段２５にＬレベルの論理信号Ｈ_Oが入力されるので、係数設定手段２５は係数Ｋ＝１を設定する（Ｓ５）。
【００４９】
後段の乗算手段２６には、回転速度制御量変換手段２３からの回転速度制御量Ｄ_N、トルク減衰係数変換手段２４からのトルク減衰係数信号Ｒ_T、及び係数設定手段２５からの係数Ｋ＝１が入力される。そして、乗算手段２６は、補正値（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ〔＝１〕）を乗算して算出し（Ｓ７）、目標電流信号設定手段２７に供給する。
【００５０】
次に、目標電流信号設定手段２７は、先ず、トルク制御量Ｄ_Tから補正値（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ〔＝１〕）を減衰して減衰値を求め（Ｓ８）、この減衰値に基づいて目標電流信号Ｉ_MSを設定し（Ｓ９）、偏差演算手段２８に出力する。
【００５１】
続いて、偏差演算手段２８は、目標電流信号Ｉ_MS及び電動機電流検出手段１４からの電動機電流信号Ｉ_MOが入力され、偏差信号ΔＩ_M（＝Ｉ_MS−Ｉ_MO）を駆動制御手段２９に出力する（Ｓ１０）。駆動制御手段２９は、偏差信号ΔＩ_Mに基づいて、電動機制御信号Ｖ_Oを電動機駆動手段１３に出力する（Ｓ１１）。
【００５２】
そして、電動機駆動手段１３は、電動機電圧Ｖ_Mを電動機８に出力する（Ｓ１２）。これにより、電動機８は、通常どおりに補助操舵トルクを発生して、ドライバのステアリング操作をアシストする（Ｓ１３）。なお、フローチャートにおけるステップＳ１４は、ドライバがイグニッションスイッチを切った場合などである。
【００５３】
（ＡＣモード）一方、ステップＳ４において、ＡＣモードと判断された場合、つまりステップ２でＡＣモード設定手段２１によりＡＣモードが設定された場合は、係数設定手段２５は通常モードよりも５０％大きな係数Ｋ＝１．５を設定する（Ｓ６）。
【００５４】
後段の乗算手段２６は、通常モードと同様にして補正値を乗算により算出し（Ｓ７）、目標電流信号設定手段２７に出力する。なお、ＡＣモードでの補正値は（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ〔＝１．５〕）であり、通常モードの５０％増しの値になる。
【００５５】
次に、目標電流信号設定手段２７では、通常モードと同様にしてトルク制御量から補正値を減衰して減衰値を求める（Ｓ８）。ここで補正値は、通常モード時の補正値よりも大きなＤ_N×Ｒ_T×Ｋ〔＝１．５〕である。したがって、減衰値は、通常モードよりも絶対値として小さくなる。このため、ＡＣモード時の目標電流信号Ｉ_MSは、通常モード時の目標電流信号Ｉ_MSよりも絶対値として小さくなる（Ｓ９）。よって、アシストされる場合でも、通常モードよりも補助操舵トルクによるアシスト量が小さくなる（正確にいうと、電動機８の回転方向への補助操舵トルクが小さくなる）。あるいは、トルク制御量Ｄ_Tの値に対して、補正値（Ｄ_N×Ｒ_T×Ｋ〔＝１．５〕）の方が大きくなる場合は、ステップＳ９において、目標電流信号Ｉ_MSが負の値（極性が逆）になる。このような場合は、実際に電動機８が逆回転するか否かは別として、ステアリングホイール３の動きを抑制するような補助操舵トルクが、ステアリング系２に入力される。
【００５６】
以下、通常モードと同様にして各ステップ（Ｓ１１からＳ１３）の処理がなされるが、ＡＣモードにおいては、電動機８が作動して補助操舵トルクを発生しても、アシスト量が通常モード時よりも大幅に小さくなる。あるいは、電動機８がステアリングホイール３の動きを抑制しようとする方向に補助トルクを発生する。よって、路面からの振動が減衰されドライバの腕に伝わりづらくなる。あるいは、トンネルの出口などで横風を受けても、急にハンドルが動いてしまうということが生じづらくなる。
【００５７】
なお、ＡＣモードは、前記の通り、ドライバがＡＣスイッチＳＷをＯＦＦ状態にした場合やドライバが早い操舵回転速度によりステアリング操作をした場合などに解除され、通常モードに移行する（図５(b)参照）。これにより、円滑な走行を行なうことができる。
しかも、ＡＣモードが維持された状態であっても、ドライバがステアリング操作をゆっくり行った場合は、操舵回転速度が小さいため（つまり乗算手段２６で求められる補正値が小さくなるため）、通常モード時と変わりないような補助操舵トルクにより、ドライバの手動操舵力がアシストされる。よって、ドライバは、ＡＣモード下でも、支障なくステアリング操作を行なうことができる。ちなみに、操舵回転速度が小さい状態でのステアリング操作は、手動操舵トルクの大小を問わず、また、高速走行時・通常走行時を問わず、ドライバの意思に基づくステアリング操作時によく見られるものである。
【００５８】
以上説明した本発明は、上記実施の形態に限定されることなく広く変形実施することができる。
例えば、ＡＣモードの設定及び解除は、手動操舵トルクセンサの検出値に基づいて行ってもよい。また、速度センサを設けて、車速に応じていわゆるダンピング補正量を変化させてもよい。また、本発明の電動パワーステアリング装置は、ピニオンアシスト方式やラックアシスト方式などの方式を問わず適用することができる。
また例えば、ドライバのステアリング操作によりＡＣモードが解除されて通常モードに切り換わる場合には、係数Ｋの値をＡＣモード時の大きな値から通常モード時の小さな値へと、徐々に減らして行く構成としてもよい。このようにすることで、ＡＣモードから通常モードへの移行を滑らかにし、ドライバが受ける違和感を小さくすることができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、オートクルーズ状態では、操舵回転速度検出手段からの信号に対応する値を増加させる。このため、ドライバの自発的な意思ではなく、路面からの振動などによりステアリングホイールが回転などする際には、回転速度に応じてその動きに対するアシスト量を一層減らす方向に、さらには、積極的にその動きを抑制しようとする方向に、電動機による補助操舵トルクが作用する。これにより、路面からの振動などでステアリングホイールが回転・振動しようとする際に、回転力・振動力が減衰される。よって、ドライバは、不快な振動から逃れることができたり、ステアリングハンドルを強く握り締めたりすることが不要となる。したがって、本発明の電動パワーステアリング装置によれば、ドライバの腕の疲労からくる疲れを大幅に軽減して快適な長距離走行を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
【図２】図１の電動パワーステアリング装置の電気系統におけるブロック構成図である。
【図３】図２の電動機駆動手段の回路図である。
【図４】図２の制御手段が備えるマップ類の一例であり、（ａ）は手動操舵トルク信号−トルク制御量のマップ１、（ｂ）は操舵回転速度信号−回転速度制御量のマップ２、（ｃ）は手動操舵トルク信号−トルク減衰係数のマップ３である。
【図５】図２の制御手段におけるＡＣモード設定手段の制御ロジックの一例であり、（ａ）はＡＣモード設定ロジック、（ｂ）はＡＣモード解除ロジックである。
【図６】本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の制御フローチャートの一例である。
【符号の説明】
１電動パワーステアリング装置
２ステアリング系（手動操舵力発生手段）
８電動機
１２制御手段
２１ＡＣモード設定手段（検出手段）
ＴＳ操舵トルクセンサ
Ｔ手動操舵トルク信号（手動操舵トルク）
ＮＳ操舵回転速度センサ（操舵回転速度検出手段）
Ｎ操舵回転速度信号（操舵回転速度）

Claims

車両のステアリング系に補助操舵トルクを付加する電動機と、前記ステアリング系の手動操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、前記ステアリング系の操舵回転速度を検出する操舵回転速度検出手段と、前記操舵トルクセンサからの信号に対応する値から操舵回転速度検出手段からの信号に対応する値を減衰補正した値に基づいて電動機を制御する制御手段と、を含んでなる電動パワーステアリング装置であって、
前記車両のオートクルーズ状態を検出する検出手段を設け、前記制御手段はオートクルーズ状態が検出されたときには、前記操舵回転速度検出手段からの信号に対応する値を増加させることを特徴とする電動パワーステアリング装置。