JP4470684B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動モータによって車両のステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置に関し、更に詳しくは、操舵操作において操舵角が最大舵角に達したときに生じる衝撃すなわち端当て時の衝撃を緩和するための技術に関する。

従来から、運転者がハンドル（ステアリングホイール）に加える操舵トルクに応じて電動モータを駆動することによりステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置が用いられている。

一般にステアリング装置では、ハンドルを中立位置から左または右のいずれかの操舵方向に操作を続けると、ハンドルの操作量がその最大値に相当する最大舵角に達し、機構上、その最大舵角以上にはハンドルを操作できないようになっている（以下、このように最大舵角に達して操作が強制的に停止させられるまでハンドルを操作することを「端当て」と呼ぶ）。そして、ハンドルが素早く操作される場合すなわち操舵速度が大きい場合には、この端当ての際に生じる衝撃が大きなものとなり、その結果、ステアリング機構の耐久性が低下したり、端当て時に音が発生したり、操舵操作において運転者が不快感を覚えたりすることがある。

これに対し、このような端当て時の衝撃を緩和するように構成された電動パワーステアリング装置が従来より提案されている。例えば特許文献１には、ステアリング系の操舵トルクに対応して補助トルクを発生する電動機を有する電動式パワーステアリング装置において、前記ステアリング系の操舵角が最大舵角より所定値手前になったことを判定する操舵角判定手段と、操舵角が最大舵角よりも所定値手前になったときに前記電動機へ供給する電力を減少させて前記補助トルクを減少させる補正手段とを備えたことを特徴とする電動式パワーステアリング装置が開示されている。また、端当て時の衝撃緩和のための操舵補助力（転舵方向へのパワアシスト）の低減を操舵速度（例えば大転舵領域への突入時の操舵速度）を考慮して行うように構成された電動パワーステアリング装置も提案されている（例えば特許文献２）。
特公平６−４４１７号公報 特許第２７７５２６７号公報

しかし、ハンドル操作（操舵操作）における端当て時の衝撃の程度は最大舵角の近傍位置における操舵状態に依存し、操舵速度を考慮しただけでは、必ずしも端当て時の衝撃を十分に緩和できないことがある。例えば、操舵速度が大きい場合には、モータの慣性によっては十分に衝撃を緩和できないことがある。

そこで本発明は、操舵操作における端当て時の衝撃を確実かつ十分に緩和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の発明は、車両操舵のための操作手段による操作に応じて電動モータを駆動することにより当該車両のステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置であって、
前記操作手段による操作の量を示す操舵角度を検出する操舵角度検出手段と、
前記操作手段による操作の最大量である最大舵角の近傍に設定された所定舵角を前記操舵角度が超えているときに、時間の経過に従って前記最大舵角に近づくように予め定められた時間の関数としての舵角目標値に前記操舵角度が追従するように前記操舵補助力を変更する操舵補助力変更手段とを備えることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、
前記操舵補助力変更手段は、
前記操舵角度が前記所定舵角を超えているときに、前記操舵角度が前記最大舵角に近づくに従って前記操舵補助力が小さくなるように前記操舵補助力を低減させる低減手段と、
前記操舵角度が前記所定舵角を超えているときに、前記操舵角度が前記舵角目標値に追従するように前記低減手段による前記操舵補助力の低減量を増減させる増減手段とを含むことを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明において、
前記操作手段による前記操作量の変化速度を示す操舵速度を検出する操舵速度検出手段を更に備え、
前記操舵補助力変更手段は、
前記操舵角度が前記所定舵角を超えているときに、前記操舵角度が前記最大舵角に近づくに従って前記操舵補助力が小さくなるように前記操舵補助力を低減させる低減手段と、
前記操舵角度が前記所定舵角を超え、かつ前記操舵速度が前記所定値以上となったときには、前記操舵角度が前記舵角目標値に追従するように前記低減手段による前記操舵補助力の低減量を増減させ、前記操舵速度が所定値未満であってかつ前記操舵角度が前記舵角目標値以下となったときには、前記低減手段による前記操舵補助力の低減量を増減させない増減手段と
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。

第４の発明は、第２または第３の発明において、
前記車両の走行速度である車速を検出する車速検出手段を更に備え、
前記操舵補助力変更手段は、前記低減手段による前記操舵補助力の低減量を前記車速に応じて修正する修正手段を更に含むことを特徴とする。

上記第１の発明によれば、操舵角度が最大舵角近傍の所定舵角を超えているときには、時間の経過に従って最大舵角に近づくように予め定められた時間の関数としての舵角目標値に操舵角度が追従するように操舵補助力が変更される。したがって、その舵角目標値の適切な設定により、上記所定舵角近傍での操舵状態に拘わらず端当て直前（最大舵角に達する直前）の操舵速度を十分に低下させ、端当て時の衝撃を確実かつ十分に緩和することができる。

上記第２の発明によれば、操舵角度が所定舵角を超えているときに、操舵角度が最大舵角に近づくに従って操舵補助力が小さくなり、かつ、操舵角度が時間の関数としての舵角目標値に追従するように操舵補助力の低減量が増減する。したがって、その舵角目標値の適切な設定により操舵補助力の低減量を操舵状態に応じて増減させることで、上記所定舵角近傍での操舵状態に拘わらず端当て直前（最大舵角に達する直前）の操舵速度を十分に低下させ、端当て時の衝撃を確実かつ十分に緩和することができる。

上記第３の発明によれば、操舵角度が所定舵角を超えているときに、操舵角度が最大舵角に近づくに従って操舵補助力が小さくなり、また、操舵角度が所定舵角を超え、かつ操舵速度が所定値以上であるときに操舵角度が時間の関数としての舵角目標値に追従するように操舵補助力の低減量が増減する。したがって、その舵角目標値の適切な設定により操舵補助力の低減量を操舵状態に応じて増減させるとともに、操舵速度が所定値未満であるときには操舵補助力の低減量を増減させないで、端当て直前（最大舵角に達する直前）の操舵速度を十分に低下させ、端当て時の衝撃を確実かつ十分に緩和することができる。

上記第４の発明によれば、操舵角度が所定舵角を超え、かつ操舵速度が所定の値以上であるときに、端当て時の衝撃緩和のための操舵補助力の低減量を車速に応じて修正することで、端当ての可能性の高い車速領域では操舵補助力を十分に低減して端当て時の衝撃を確実に緩和し、一方、端当ての可能性の低い車速領域では操舵補助力の不必要な低減を抑えて最大舵角近傍での操舵フィーリングの劣化を回避することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の第１および第２の実施形態について説明する。
＜１． 第１の実施形態＞
＜１．１ 全体構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を、それに関連する車両構成と共に示す概略図である。この電動パワーステアリング装置は、操舵のための操作手段としてのハンドル（ステアリングホイール）１００に一端が固着されるステアリングシャフト１０２と、そのステアリングシャフト１０２の他端に連結されたラックピニオン機構１０４と、ハンドル１００の回転位置を示す舵角を検出する舵角センサ２と、ハンドル１００の操作によってステアリングシャフト１０２に加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサ３と、ハンドル操作（操舵操作）における運転者の負荷を軽減するための操舵補助力を発生させる電動モータ６と、その操舵補助力をステアリングシャフト１０２に伝達する減速ギヤ７と、車載バッテリ８からイグニションスイッチ９を介して電源の供給を受け、舵角センサ２や、トルクセンサ３、車速センサ４からのセンサ信号に基づきモータ６の駆動を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）５とを備えている。なお以下では、電動パワーステアリング装置の駆動源であるモータ６としてブラシ付きモータが使用されるものとして説明する。

このような電動パワーステアリング装置を搭載した車両において運転者がハンドル１００を操作すると、その操作による操舵トルクがトルクセンサ３によって検出されると共に舵角が舵角センサ２によって検出され、検出された操舵トルクおよび舵角と車速センサ４によって検出された車速とに基づいてＥＣＵ５によりモータ６が駆動される。これによりモータ６は操舵補助力を発生し、この操舵補助力が減速ギヤ７を介してステアリングシャフト１０２に加えられることにより、操舵操作における運転者の負荷が軽減される。すなわち、ハンドル操作によって加えられる操舵トルクとモータ６の発生する操舵補助力によるトルクとの和が、出力トルクとして、ステアリングシャフト１０２を介してラックピニオン機構１０４に与えられる。これによりピニオン軸が回転すると、その回転がラックピニオン機構１０４によってラック軸の往復運動に変換される。ラック軸の両端はタイロッドおよびナックルアームから成る連結部材１０６を介して車輪１０８に連結されており、ラック軸の往復運動に応じて車輪１０８の向きが変わる。

＜１．２ 制御装置の構成＞
図２は、上記電動パワーステアリング装置における制御装置であるＥＣＵ５の機能的構成を示すブロック図である。このＥＣＵ５は、モータ制御部として機能するマイクロコンピュータ（以下「マイコン」と略記する）１０と、そのマイコン１０から出力される指令値Ｄに応じたデューティ比のパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を生成するＰＷＭ信号生成回路１８と、そのＰＷＭ信号のデューティ比に応じた電圧をモータ６に印加するモータ駆動回路２０と、モータ６に流れる電流を検出する電流検出器１９とから構成される。なお、マイコン１０は、プログラム格納用および作業用のメモリの他、時間計測手段としてのタイマーを内蔵している。

マイコン１０は、その内部のメモリに格納された所定のプログラムを実行することにより、目標電流設定部１２と減算器１４とフィードバック制御演算部（以下「ＦＢ制御演算部」と略記する）１６とからなるモータ制御部として機能する。このモータ制御部において、目標電流設定部１２は、トルクセンサ３から出力される操舵トルクの検出値（以下「操舵トルク検出値」という）Ｔ、舵角センサ２から出力される舵角の検出値（以下「舵角検出値」という）θ、および車速センサ４から出力される車速の検出値（以下「車速検出値」という）Ｖに基づき、モータ６に流すべき電流の目標値Ｉｔを決定する。減算器１４は、この電流目標値Ｉｔと電流検出器１９から出力されるモータ電流の検出値Ｉｓとの偏差（Ｉｔ−Ｉｓ）を算出する。ＦＢ制御演算部１６は、この偏差（Ｉｔ−Ｉｓ）に基づく比例積分制御演算によって、ＰＷＭ信号生成回路１８に与えるべきフィードバック制御のための上記指令値Ｄを生成する。

ＰＷＭ信号生成回路１８は、この指令値Ｄに応じたデューティ比のパルス信号、すなわち指令値Ｄに応じてパルス幅の変化するＰＷＭ信号を生成する。モータ駆動回路２０は、スイッチング素子としての複数のパワートランジスタを用いて構成されており、それらのパワートランジスタをＰＷＭ信号によってオン／オフさせることにより、そのＰＷＭ信号のパルス幅（デューティ比）に応じた電圧をモータ６に印加する。モータ６は、その電圧印加によって流れる電流に応じた大きさおよび方向のトルクを発生する。

＜１．３ 目標電流設定部の構成＞
図３は、本実施形態における目標電流設定部１２の構成を示すブロック図である。この目標電流設定部１２は、マイコン１０が上記所定のプログラムを実行することによりソフトウェア的に実現され、アシスト電流演算部１２１と、角度ゲイン目標値演算部１２３と、角度ゲイン演算部１２５と、位置制御演算部１２７と、加算器１２９と、乗算器１３０とを備えている。アシスト電流演算部１２１には操舵トルク検出値Ｔおよび車速検出値Ｖが入力され、角度ゲイン目標値演算部１２３には車速検出値Ｖが入力され、角度ゲイン演算部１２５および位置制御演算部１２７には舵角検出値θが入力される。

このような目標電流設定部１２において、アシスト電流演算部１２１は、操舵トルク検出値Ｔおよび車速検出値Ｖに基づき、上記電流目標値Ｉｔを決定するための基礎となるべきアシスト電流値Ｉａ、すなわちハンドル操作を容易にする操舵補助力を発生させるためにモータ６に流すべき電流の値を生成する。具体的には、適切な操舵補助力を発生させるためにモータ６に供給すべきアシスト電流の値と操舵トルクの値との関係を車速に応じて示すマップ（「アシストマップ」と呼ばれる）がアシスト電流演算部１２１内に予め保持されており、アシスト電流演算部１２１は、このアシストマップを参照して、上記操舵トルク検出値Ｔおよび車速検出値Ｖに対応するアシスト電流の値を求め、これをアシスト電流値Ｉａとして出力する。このアシストマップは、車速が小さいほど、また操舵トルクが大きいほどアシスト電流値Ｉａを大きくするように設定されている。これにより、ハンドル１００が重いときほど操舵補助力が大きくなり、ハンドル操作が容易になる。

乗算器１３０は、ハンドル操作における端当て時の衝撃を緩和すべく最大舵角近傍において操舵補助力を低減するために、アシスト電流値Ｉａに後述のアシストゲインＧを乗算することにより電流目標値Ｉｔ＝Ｇ×Ｉａを算出する（ここで０＜Ｇ≦１）。このアシストゲインＧは、角度ゲイン演算部１２５によって決定される角度ゲインＧ１に基づき算出される（ここで０＜Ｇ１≦１）。

角度ゲイン演算部１２５は、角度ゲインＧ１と舵角検出値θとの関係を示すマップとして図５に示すような角度ゲインマップを保持しており、この角度ゲインマップを参照して、舵角センサ２からの舵角検出値θに対応する角度ゲインＧ１を決定し出力する。この角度ゲインマップは、ハンドル１００が最大舵角近傍以外の回転位置にあるときには角度ゲインＧ１は“１”であるが、ハンドル１００が中立位置（θ＝０の位置）から最大舵角θmax（ここでは６２７度）に向かう方向に操作されて、最大舵角近傍において予め定められた低減開始舵角θ１（ここでは５７７度）を超えると、角度ゲインＧ１が“１”から舵角検出値θに応じて低下するように設定されている。そして、ハンドル１００が最大舵角θmaxの位置にあるときの角度ゲインＧ１（以下、このときの角度ゲインを「角度ゲイン目標値」といい、記号“Ｇｖ”で示すものとする）は、角度ゲイン目標値演算部１２３によって決定される。なお、図５は、右方向操舵の場合における角度ゲインＧ１と舵角検出値θとの関係を示しているが、左方向操舵の場合もθの正負の相違を除けば実質的に同様であるのでその説明を省略する（この点は、以下で言及する図面についても同様である）。

角度ゲイン目標値演算部１２３は、上記角度ゲイン目標値Ｇｖと車速検出値Ｖとの関係を示すマップとして図６に示すような角度ゲイン目標値マップを保持しており、この角度ゲイン目標値マップを参照して、車速センサ４からの車速検出値Ｖに対応する角度ゲイン目標値Ｇｖを決定し出力する。この角度ゲイン目標値マップは、ハンドル操作における端当て時の衝撃を緩和する必要のある１〜１０［ｋｍ／ｈ］の車速範囲で角度ゲイン目標値Ｇｖが小さくなり、その車速範囲を越える中高速の範囲では角度ゲイン目標値Ｇｖが車速に応じて大きくなるように設定されている。

位置制御演算部１２７は、舵角検出値θが上記低減開始舵角θ１を超えた時点からの経過時間ｔの関数として予め定められた舵角目標値θｔを保持しており（この舵角目標値θｔが時間の関数であることを明示する場合には「舵角目標値関数」と呼び、記号“θｔ(ｔ)”で表すものとする）、舵角検出値θが上記低減開始舵角θ１を超えているときに舵角検出値θが舵角目標値θｔに追従するように上記アシストゲインＧを修正するための位置制御ゲインＧ２を決定し出力する。図７は、上記経過時間ｔの関数としての舵角目標値関数θｔ(ｔ)の一例を示している。この例では、舵角目標値関数θｔ(ｔ)は、舵角検出値θが低減開始舵角θ１＝５７７度を超えると、時間ｔの経過に従って最大舵角θmax＝６２７度に次第に近づく時間の関数として設定されており、舵角検出値θが低減開始舵角θ１を超えてから０．２秒経過すると最大舵角θmaxに達するように設定されている。なお本明細書では、「舵角目標値θｔ」は所定の時点での舵角目標値関数θｔ(ｔ)の値（関数値）をも示すものとする。

図４は、上記位置制御演算部１２７をソフトウェア的に実現するためにマイコン１０が実行する位置制御処理の手順を示すフローチャートである。イグニションスイッチ９がオンされると、マイコン１０は、この手順に従って以下のように動作する。

まず、位置制御ゲインＧ２を“０”に初期化し（ステップＳ１０）、舵角検出値θが低減開始舵角θ１を超えた時点からの経過時間ｔを計測するためのフラグｆｌｇを“０”にリセットする（ステップＳ１１）。次に、舵角センサ２から舵角検出値θを取得し（ステップＳ１２）、操舵操作の操作量すなわち舵角検出値の絶対値｜θ｜（以下、この絶対値｜θ｜を「操舵角度」という）が低減開始舵角θ１よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１４）。この低減開始舵角θ１は、ハンドル操作における端当て時の衝撃を緩和すべく最大舵角近傍に設定される正の舵角値であって、ハンドル１００が中立位置から最大舵角位置に向かって操作されているときに操舵補助力低減のための処理が開始される舵角である。既述のように本実施形態では、低減開始舵角θ１を５７７度としているが（図５および図７参照）、この値に限定されるものではなく、最大舵角θmaxが与えられたときに、その最大舵角θmaxの近傍での操舵補助力の低減によって端当て時の衝撃を十分に緩和できるように低減開始舵角θ１を決めればよい。

ステップＳ１４での判定の結果、操舵角度｜θ｜が低減開始舵角θ１以下である場合には（ステップＳ１４：Ｎｏ）、ステップＳ１０へ戻り、以降、操舵角度｜θ｜が低減開始舵角θ１を超えるまで、ステップＳ１０〜Ｓ１４を繰り返し実行する。この間に、操舵角度｜θ｜が低減開始舵角θ１を超えると（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、ステップＳ１６へ進む。

ステップＳ１６では、フラグｆｌｇがリセットされているか否か、すなわちｆｌｇ＝０か否かを判定する。その結果、フラグｆｌｇがリセットされていれば（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、マイコン１０に内蔵されたタイマーをスタートさせ（ステップＳ１８）、当該フラグｆｌｇを“１”にセットし（ステップＳ２０）、その後、ステップＳ２２へ進む。これにより、操舵角度｜θ｜が低減開始舵角θ１を超えた時点からの経過時間ｔがタイマーから取得できるようになる。一方、ステップＳ１６での判定の結果、フラグｆｌｇがリセットされていない場合には（ステップＳ１６：Ｎｏ）、タイマーを操作することなく、そのままステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２２では、タイマーから経過時間ｔを取得し、その経過時間ｔにおける舵角目標値関数θｔ（ｔ）の値を舵角目標値θｔとして算出する。図７に示す例では、タイマーから取得される経過時間ｔがｔｐであるとき、θｐ＝θｔ(ｔｐ)が舵角目標値θｔとして算出される。

次に、このようにして得られた舵角目標値θｔに基づき、次式により、位置制御ゲインＧ２を算出する（ステップＳ２４）。
Ｇ２＝（θｔ−｜θ｜）×ａ …（１）
ここで、ａは、ハンドル操作における端当て時の衝撃が十分に緩和されるように、位置制御ゲインＧ２と舵角目標値関数θｔ(ｔ)との関係を適切に設定すべく、実験やシミュレーション等に基づき決定される定数である。

上記のようにして位置制御ゲインＧ２が算出されると、ステップＳ１２へ戻り、以降、操舵角度｜θ｜が低減開始舵角θ１を超えている間、すなわち、操舵角度｜θ｜がθ１＜｜θ｜≦θmaxの範囲（以下「最大舵角近傍領域」という）にある間は、ステップＳ１２〜Ｓ２４を繰り返し実行する。この間において、フラグｆｌｇは“１”であってステップＳ１８およびＳ２０は実行されないので、操舵角度｜θ｜が低減開始舵角θ１を超えた時点からの経過時間ｔに対応する舵角目標値θｔに基づき、上記式（１）により位置制御ゲインＧ２が順次算出されていく。なお、操舵角度｜θ｜が低減開始舵角θ１を超えて最大舵角近傍領域に入った後、ハンドル１００が中立位置の方向に操作されて操舵角度｜θ｜が最大舵角近傍領域から外れた場合には、位置制御ゲインＧ２が“０”に初期化されると共にフラグｆｌｇがリセットされる（ステップＳ１０、Ｓ１１）。したがって、その後、再び操舵角度｜θ｜が最大舵角近傍領域に入った場合には、ステップＳ１８およびＳ２０が実行されるので、操舵角度｜θ｜が低減開始舵角θ１を再び超えた時点からの経過時間ｔがタイマーによって計測され、その経過時間ｔに対応する舵角目標値θｔに基づき位置制御ゲインＧ２が算出される。

上記のような位置制御処理におけるステップＳ１０およびＳ２４で算出される位置制御ゲインＧ２は、図３に示すように、位置制御演算部１２７から出力されて加算器１２９に入力される。また、角度ゲイン演算部１２５から出力される角度ゲインＧ１も加算器１２９に入力される。そして加算器１２９は、角度ゲインＧ１に位置制御ゲインＧ２を加算し、その加算結果Ｇ１＋Ｇ２をアシストゲインＧとして出力する。既述のように、このアシストゲインＧは乗算器１３０に入力され、乗算器１３０は、これをアシスト電流値Ｉａに乗算し、その乗算結果Ｇ×Ｉａを電流目標値Ｉｔとして出力する。

このようにして得られた電流目標値Ｉｔは目標電流設定部１２から出力され、既述のように、この電流目標値Ｉｔの電流がモータ６に流れるようにフィードバック制御が行われる（図２参照）。

＜１．４ 操舵補助力低減のための動作＞
アシスト電流演算部１２１から出力されるアシスト電流値Ｉａは、ハンドル操作を容易にするための操舵補助力としてモータ６が発生すべきアシストトルクに対応する電流値であり、モータ６に流すべき電流の値としての電流目標値Ｉｔは、図３に示すようにアシスト電流値ＩａにアシストゲインＧを乗算することにより得られる。操舵角度｜θ｜が最大舵角近傍領域から外れているとき（｜θ｜≦θ１のとき）には、図５に示すように角度ゲインＧ１は“１”であり、図４のステップＳ１０〜Ｓ１４より位置制御ゲインＧ２は“０”であるので、このアシストゲインＧ＝Ｇ１＋Ｇ２は“１”となり、ハンドル操作を容易にするための操舵補助力に対応するアシスト電流値Ｉａがそのまま電流目標値Ｉｔとなる。これに対し、ハンドル１００が最大舵角位置に向かう方向に操作されて操舵角度｜θ｜が最大舵角近傍領域（｜θ｜＞θ１の領域）に入ると、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置は、端当て時の衝撃を緩和すべく、操舵補助力を低減するための動作を開始する。以下、このときの動作について説明する。

操舵角度｜θ｜が低減開始舵角θ１を超えて最大舵角近傍領域に入り、更にハンドル１００が最大舵角位置の方向に操作されると、図５に示すように、角度ゲインＧ１は、操舵角度｜θ｜に応じて低下し、操舵角度｜θ｜が最大舵角θmaxに達すると角度ゲイン目標値Ｇｖとなる。この角度ゲイン目標値Ｇｖは、図６に示すように車速検出値Ｖに依存し、端当ての生じる可能性の高い車速領域（１〜１０［ｋｍ／ｈ］）では、操舵補助力の低減量を大きくすべく、角度ゲイン目標値Ｇｖは小さな値となり、端当ての生じる可能性の低い車速領域である中高速領域では、操舵補助力の低減量を小さくすべく、角度ゲイン目標値Ｇｖは大きな値となる。

また、操舵角度｜θ｜が最大舵角近傍領域にあるとき（｜θ｜＞θ１のとき）、図７に示す舵角目標値θｔに基づき、上記式（１）すなわちＧ２＝（θｔ−｜θ｜）×ａより位置制御ゲインＧ２が算出される。そして、アシスト電流値Ｉａに乗じるべきアシストゲインＧは、図３に示すように、この位置制御ゲインＧ２を上記角度ゲインＧ１に加算することにより算出される。したがって、図７と上記式（１）からわかるように、ハンドル１００による操舵速度が高いために或る時点ｔ＝ｔｐにおいて操舵角度｜θ｜が舵角目標値θｔ＝θｐよりも大きい場合には（以下、このときの操舵角速度ω＝ｄθ／ｄｔをωｈとする）、位置制御ゲインＧ２は、負値となって、アシストゲインＧによるアシスト電流値Ｉａの低減量（操舵補助力の低減量）を大きくする方向に作用する。一方、ハンドル１００による操舵速度が低いために或る時点ｔ＝ｔｐにおいて操舵角度｜θ｜が舵角目標値θｔ＝θｐよりも小さい場合には（以下、このときの操舵角速度ω＝ｄθ／ｄｔをωｌとする）、位置制御ゲインＧ２は、正値となって、アシストゲインＧによるアシスト電流値Ｉａの低減量（操舵補助力の低減量）を小さくする方向に作用する（図７参照）。そして、いずれの場合も、位置制御ゲインＧ２は、舵角目標値と操舵角度との差θｔ−｜θ｜＝Δθ１またはΔθ２に比例する。

このようにして位置制御ゲインＧ２により、操舵角度｜θ｜が舵角目標値θｔに追従するようにアシストゲインＧが調整される。その結果、最大舵角近傍領域（θ１＜｜θ｜≦θmaxの領域）において、アシストゲインＧは、図８に示すように、操舵角度｜θ｜が最大舵角θmax＝６２７［deg］に近づくに従って低下するが、その低下の仕方は操舵速度によって異なる。すなわち、ハンドル１００が素早く操作されて操舵角速度ω＝ｄθ／ｄｔが上記ωｈとなる場合には、図８に示す下に凸の曲線Ｃｈに従ってアシストゲインＧが低下し、ハンドル１００がゆっくりと操作されて操舵角速度ω＝ｄθ／ｄｔが上記ωｌとなる場合には、図８に示す上に凸の曲線Ｃｌに従ってアシストゲインＧが低下し、時間の関数として予め定められた舵角目標値θｔに操舵角度｜θ｜が一致するようにハンドル１００が操作される場合には、図８に示す直線Ｃｍに従ってアシストゲインＧが低下する。

なお、以上の説明からわかるように本実施形態では、図３に示す目標電流設定部１２において、角度ゲイン目標値演算部１２３と角度ゲイン演算部１２５と位置制御演算部１２７と加算器１２９と乗算器１３０とにより、最大舵角近傍領域において操舵補助力を変更するための操舵補助力変更手段が実現されている。そして、この操舵補助力変更手段の構成要素のうち、角度ゲイン目標値演算部１２３と角度ゲイン演算部１２５とにより、最大舵角近傍領域において操舵補助力を低減する低減手段が実現され、位置制御演算部１２７により、最大舵角近傍領域において操舵角度｜θ｜が舵角目標値θｔに追従するように当該低減手段による操舵補助力の低減量を増減させる増減手段が実現されている。また、角度ゲイン目標値演算部１２３により、角度ゲイン目標値Ｇｖを車速検出値Ｖに応じて変更することで低減手段による操舵補助力の低減量を車速に応じて修正する修正手段が実現されている。

＜１．５ 効果＞
上記実施形態によれば、ハンドル１００が中立位置から最大舵角位置に向かって操作されて最大舵角近傍領域（｜θ｜＞θ１の領域）に入ると、操舵角度｜θ｜に応じて角度ゲインＧ１が図５に示すように低下することにより操舵補助力が低減される。そして、この操舵補助力の低減動作において、図７に示すように最大舵角近傍領域に入った時点からの経過時間に応じて値の決まる舵角目標値θｔに基づき図４のステップＳ２４で算出される位置制御ゲインＧ２により、操舵角度｜θ｜が舵角目標値θｔに追従するようにアシストゲインＧが調整され、それに応じて操舵補助力の低減量も増減される（図３参照）。これにより、ハンドル操作における端当て時の衝撃が十分に緩和されるように端当て直前の操舵速度を低下させることができると共に、時間の関数としての舵角目標値θｔを適切に設定することにより、低減開始舵角θ１近傍での操舵状態に拘わらず確実に端当て時の衝撃を緩和することができる。

例えば、操舵角度｜θ｜が低減開始舵角θ１を超える時点の操舵速度が大きく、その時点以降もしばらくは大きな操舵速度でハンドル１００が操作された場合（ω＝ωｈで｜θ｜＞θｔの場合）には、舵角目標値と操舵角度との差θｔ−｜θ｜に応じて位置制御ゲインＧ２が小さくなることにより（負値で絶対値が大きくなることにより）、位置制御ゲインＧ２に基づく操舵補助力の低減量が時間の経過に従って大きくなる（図７参照）。したがって、この場合においても、端当て直前の操舵速度が十分に小さくなるので、端当て時の衝撃を十分に緩和することができる。なお、操舵角度｜θ｜が低減開始舵角θ１を超える時点の操舵速度が小さく、その時点以降もしばらくは小さな操舵速度でハンドル１００が操作された場合（ω＝ωｌで｜θ｜＜θｔの場合）には、舵角目標値と操舵角度との差θｔ−｜θ｜に応じて位置制御ゲインＧ２が増大することにより、操舵補助力の低減が抑制される（図７参照）。これにより、端当てが生じても衝撃が十分に小さい操舵状態の場合には、操舵補助力の不必要な低減を抑えることができる。

また、上記実施形態によれば、操舵角度｜θ｜が低減開始舵角θ１を超えて最大舵角θmaxに向かう場合には、図８に示すようにアシストゲインＧは角度ゲイン目標値Ｇｖに向かって低下するが、この角度ゲイン目標値Ｇｖは、図６に示すように車速検出値Ｖに依存し、端当ての生じる可能性の高い車速領域では、角度ゲイン目標値Ｇｖは小さな値となり、端当ての生じる可能性の低い車速領域では、角度ゲイン目標値Ｇｖは大きな値となる。これにより、端当ての可能性の高い車速領域では操舵補助力を十分に低減して端当て時の衝撃を確実に緩和すると共に、端当ての可能性の低い車速領域では操舵補助力の不必要な低減を抑えて最大舵角近傍領域での操舵フィーリングの劣化を回避することができる。

＜１．６ 変形例＞
上記実施形態では、最大舵角近傍領域（｜θ｜＞θ１の領域）において角度ゲインＧ１を操舵角度｜θ｜に応じて低下させることで（図５）操舵補助力が低減され、操舵角度｜θ｜が舵角目標値θｔに追従するように舵角目標値θｔと操舵角度｜θ｜との差に応じて位置制御ゲインＧ２が算出されることで（図４のステップＳ２４、図７）操舵補助力の低減量が調整される。しかし、最大舵角近傍領域において操舵角度｜θ｜が舵角目標値θｔに追従するような構成であれば他の構成であっても、舵角目標値θｔを適切に設定することにより、操舵補助力の低減によって端当て時の衝撃を確実かつ十分に緩和することができる。なお、時間の関数としての舵角目標値θｔすなわち舵角目標値関数θｔ(ｔ)は、図７に示した関数に限定されず、端当て時の衝撃を確実かつ十分に緩和できるように端当て直前の操舵速度を小さくするような関数であればよい。

また、上記実施形態では、電動パワーステアリング装置の駆動源であるモータ６としてブラシ付きモータが使用されているが、これに限定されるものではなく、ブラシレスモータが駆動源として使用されている場合にも本発明の適用が可能である。

なお、上記実施形態では、図６に示すように角度ゲイン目標値Ｇｖを車速に応じて変更しているが、角度ゲイン目標値Ｇｖを一定値としても、端当て時の衝撃の確実かつ十分な緩和という点については上記実施形態と同様の効果が得られる。

＜２． 第２の実施形態＞
＜２．１ 全体構成等＞
本発明の第２の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の全体構成は、図１に示す第１の実施形態とほぼ同様であるので詳しい説明は省略するが、第２の実施形態では新たに操舵角速度センサ（不図示）が設けられる点が異なる。この操舵角速度センサは、運転者によるハンドル１００の回転角速度を示す操舵角速度を検出する。なお、この操舵角速度センサに代えて、舵角センサ２により検出される舵角を時間微分する微分器が設けられ、舵角を時間微分することにより得られる操舵角速度が使用される構成であってもよい。また、第２の実施形態に示す制御装置であるＥＣＵ５の構成も、目標電流設定部の構成を除き、図２に示す第１の実施形態における制御装置の構成と同様であるため、説明を省略する。このように第２の実施形態に係る電動パワーステアリング装置は、目標電流設定部の構成が第１の実施形態とは異なる。以下、この目標電流設定部の構成および動作につき詳しく説明する。

＜２．２ 目標電流設定部の構成＞
図９は、本実施形態における目標電流設定部２２の構成を示すブロック図である。この目標電流設定部２２は、第１の実施形態における目標電流設定部１２と同様に、マイコン１０が上記所定のプログラムを実行することによりソフトウェア的に実現され、アシスト電流演算部１２１と、角度ゲイン目標値演算部１２３と、角度ゲイン演算部１２５と、加算器１２９と、乗算器１３０とを備えている。これらの構成要素は、第１の実施形態における目標電流設定部１２と同様の動作を行うので説明は省略する。さらに目標電流設定部２２は、第１の実施形態における位置制御演算部１２７に代えて、これと異なる動作を行う位置制御演算部２２７を備え、また新たに車速ゲイン演算部２２８を備える。

角度ゲイン演算部１２５は、角度ゲインＧ１と舵角検出値θとの関係を示すマップとして図５に示すような角度ゲインマップを保持しているが、この第２の実施形態では第１の実施形態とは異なる数値を使用しており、具体的には最大舵角θmaxは６３０度であり、低減開始舵角θ１は５８０度であるものとする。

角度ゲイン目標値演算部１２３は、上記角度ゲイン目標値Ｇｖと車速検出値Ｖとの関係を示すマップとして図６に示すような角度ゲイン目標値マップを保持しているが、この第２の実施形態では第１の実施形態とは異なる値を使用しており、具体的には０〜１［ｋｍ／ｈ］の車速範囲で角度ゲイン目標値Ｇｖが０．４５から０．２５へ小さくなり、１〜２０［ｋｍ／ｈ］の車速範囲で角度ゲイン目標値Ｇｖが０．２５であり、その車速範囲を越える２０〜４０［ｋｍ／ｈ］の車速の範囲では角度ゲイン目標値Ｇｖが車速に応じて０．２５から１．０へ大きくなるように設定されている。

車速ゲイン演算部２２８は、車速ゲインＧｓと車速検出値Ｖとの関係を示すマップとして図１０に示すような車速ゲインマップを保持しており、この車速ゲインマップを参照して、車速センサ４からの車速検出値Ｖに対応する車速ゲインＧｓを決定し出力する。この車速ゲインマップは、０〜２０［ｋｍ／ｈ］の車速範囲で車速ゲインが１．０であり、その車速範囲を越える２０〜４０［ｋｍ／ｈ］の車速の範囲では車速ゲインＧｓが車速に応じて１．０から０へ小さくなるように設定されている。なお、この車速ゲイン演算部２２８は、第１の実施形態において同様に備えられていてもよい。

位置制御演算部２２７は、舵角検出値θが上記低減開始舵角θ１を超えかつ操舵角速度センサから出力される操舵角速度の検出値（以下「操舵角速度検出値」という）ωが所定の閾値、ここでは端当て時の衝撃を十分に緩和できる操舵角速度である２００［deg/sec］以上となる時点からの経過時間ｔの関数として予め定められた舵角目標値θｔを保持している。ここで、この関数はθｔ＝２００ｔ＋αである。このαは経過時間ｔが０となる時点毎、すなわち舵角検出値θが上記低減開始舵角θ１を超えかつ操舵角速度検出値ωが２００［deg/sec］以上となる時点毎に設定される値であって、当該時点（ｔ＝０）における舵角検出値θに相当する値が設定される。位置制御演算部２２７は、操舵角速度検出値ωが２００［deg/sec］以上であって、かつ舵角検出値θが上記低減開始舵角θ１を超えるときには、舵角検出値θが舵角目標値θｔに追従するように上記アシストゲインＧを修正するための位置制御ゲインＧ２を決定し出力することを開始する。なお、この位置制御ゲインＧ２には車速ゲイン演算部２２８から出力される車速ゲインＧｓが乗算されている。また、一旦舵角検出値θが上記低減開始舵角θ１を超えかつ操舵角速度検出値ωが２００［deg/sec］以上となった後に舵角検出値θが舵角目標値θｔ以下となった場合、または未だ舵角検出値θが上記低減開始舵角θ１以下であるか、または操舵角速度検出値ωが２００［deg/sec］未満であるときには、舵角目標値θｔを舵角検出値θとし（θｔ＝θ）上記アシストゲインＧを修正しない位置制御ゲインＧ２（＝０）を出力する。なお、これらの詳しい処理内容については後述する。

例えば、図７を参照しつつ図中の各数値を変更し、θｔ＝２００ｔ＋５８０である舵角目標値関数θｔ(ｔ)について説明すると、この舵角目標値関数θｔ(ｔ)は、舵角検出値θが低減開始舵角θ１＝５８０度以上となると、時間ｔの経過に従って最大舵角θmax＝６３０度に次第に近づく時間の関数として設定されており、舵角検出値θが低減開始舵角θ１以上となってから０．２５秒経過すると最大舵角θmaxに達するように設定される。

ここで説明の便宜上、本実施形態において上記舵角検出値θは正の値であるものとし、舵角検出値θは操舵角速度検出値ωが正の値であるときに最大舵角θmaxに近づくものとする。なお、上記舵角検出値θが負の値であるとき操舵角速度検出値ωが負の値であれば上記舵角検出値θは最大舵角θmax（＝−６３０）に近づくので、舵角目標値θｔを示す関数はθｔ＝−２００ｔ−αであり、位置制御演算部２２７は、操舵角速度検出値ωが−２００［deg/sec］以下であって、かつ舵角検出値θが上記低減開始舵角θ１（＝−５８０）を下回るときには、舵角検出値θが舵角目標値θｔに追従するように上記アシストゲインＧを修正するための位置制御ゲインＧ２を決定し出力する。

次に、本実施形態における位置制御演算部２２７の処理手順について説明する。図１１は、この位置制御演算部１２７をソフトウェア的に実現するためにマイコン１０が実行する位置制御処理の手順を示すフローチャートである。イグニションスイッチ９がオンされると、マイコン１０は、この手順に従って以下のように動作する。

まず、舵角センサ２から舵角検出値θを取得し、また操舵角速度センサから操舵角速度検出値ωを取得する（ステップＳ５０）。次に、ステップＳ５０において取得された舵角検出値θを舵角目標値θｔに代入する（ステップＳ５２）。

続いて、操舵角度θ（前述のように本実施形態ではθ＞０）が低減開始舵角θ１よりも大きく、かつ操舵角速度検出値ωが２００［deg/sec］以上である、という条件を満たすか否かを判定する。すなわち、ここではθ＞θ１およびω≧２００の２つの条件式を同時に満たすか否かを判定する（ステップＳ５４）。

なお、既述のように本実施形態では、低減開始舵角θ１を５８０度としているが、この値に限定されるものではないことは第１の実施形態における説明と同様である。また、操舵角速度ωと比較される値は２００［deg/sec］としているが、端当て時の衝撃を十分に緩和できる操舵角速度に相当する値であれば、この値も同様に限定されるものではない。

ステップＳ５４での判定の結果、操舵角度θが低減開始舵角θ１以下であるか、または操舵角速度ωが２００［deg/sec］未満である場合（ステップＳ５４：Ｎｏ）には、ステップＳ５６〜Ｓ６２の処理を省略してステップＳ６４へ進む。また、上記判定の結果、操舵角度θが低減開始舵角θ１を超えかつ操舵角速度ωが２００［deg/sec］以上である場合（ステップＳ５４：Ｙｅｓ）には、続くステップＳ５６へ進む。

ステップＳ５６では、マイコン１０に内蔵されたタイマーをスタートさせる。次に、αに舵角検出値θを代入し（ステップＳ５８）、続くステップＳ６０へ進む。これにより、操舵角度θが低減開始舵角θ１を超えかつ操舵角速度ωが２００［deg/sec］以上となった時点からの経過時間ｔがタイマーから取得できるようになる。

ステップＳ６０では、タイマーから経過時間ｔを取得し、その経過時間ｔにおける舵角目標値関数θｔ（ｔ）＝２００ｔ＋αの値を舵角目標値θｔとして算出する。次に、舵角センサ２から最新の舵角検出値θを取得する（ステップＳ６２）。なお、操舵角速度ωが大きい（２００［deg/sec］以上である）ことから、このステップＳ６２において取得される最新の舵角検出値θは、実際にはステップＳ５０において取得される少し前の舵角検出値θよりも若干大きな値となる。

続いて、このようにして得られた舵角目標値θｔに基づき次式（２）により得られる位置制御ゲインＧ２を算出する（ステップＳ６４）。
Ｇ２＝（θｔ−θ）×ａ×Ｇｓ …（２）

続いて、操舵角度θが舵角目標値θｔよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６６）。この判定の結果、操舵角度θが舵角目標値θｔよりも大きい場合（ステップＳ６６：Ｙｅｓ）には、ステップＳ６０へ戻り、操舵角度θが舵角目標値θｔ以下になるまでステップＳ６０〜Ｓ６６の処理を繰り返す（Ｓ６６→Ｓ６０→Ｓ６２→Ｓ６４→Ｓ６６）。また、判定の結果、操舵角度θが舵角目標値θｔ以下である場合（ステップＳ６６：Ｎｏ）には、最初のステップＳ５０へ戻り、上記処理が繰り返される（Ｓ６６→Ｓ５０→Ｓ５２→…→Ｓ６４→Ｓ６６）。

上記のように、操舵角度θが低減開始舵角θ１以下であるか、または操舵角速度ωが２００［deg/sec］未満である間は、ステップＳ６４において位置制御ゲインＧ２には０が代入され（θｔ−θ＝０）、操舵角度θが低減開始舵角θ１を超えかつ操舵角速度ωが２００［deg/sec］以上になると、ステップＳ６０〜Ｓ６６が繰り返し実行される。この間において、操舵角度θが低減開始舵角θ１を超えかつ操舵角速度ωが２００[deg/sec]以上となった時点からの経過時間ｔに対応する舵角目標値θｔに基づき、上記式（２）により位置制御ゲインＧ２が順次算出されていく。その後、操舵角速度ωが２００[deg/sec]より減少して操舵角度θの変化量が小さくなると、或る時点で操舵角度θが舵角目標値θｔ以下となる。その場合には、舵角目標値θｔに現在の舵角検出値θが代入されるため（ステップＳ５２）、ステップＳ６４において再び位置制御ゲインＧ２は０となる。

上記のような位置制御処理におけるステップＳ６４で算出される位置制御ゲインＧ２は、図９に示すように、位置制御演算部２２７から出力されて加算器１２９に入力される。また、角度ゲイン演算部１２５から出力される角度ゲインＧ１も加算器１２９に入力される。そして加算器１２９は、角度ゲインＧ１に位置制御ゲインＧ２を加算し、その加算結果Ｇ１＋Ｇ２をアシストゲインＧとして出力する。既述のように、このアシストゲインＧは乗算器１３０に入力され、乗算器１３０は、これをアシスト電流値Ｉａに乗算し、その乗算結果Ｇ×Ｉａを電流目標値Ｉｔとして出力する。

このようにして得られた電流目標値Ｉｔは目標電流設定部２２から出力され、既述のように、この電流目標値Ｉｔの電流がモータ６に流れるようにフィードバック制御が行われる（図２参照）。

＜２．３ 操舵補助力低減のための動作＞
アシスト電流演算部１２１から出力されるアシスト電流値Ｉａはアシストトルクに対応する電流値であり、電流目標値Ｉｔは、図９に示すようにアシスト電流値ＩａにアシストゲインＧを乗算することにより得られる。ここで、第１の実施形態の場合と同様、操舵角度θが最大舵角近傍領域から外れているとき（θ≦θ１のとき）には、図５に示すように角度ゲインＧ１は“１”であり、図４のステップＳ１０〜Ｓ１４より位置制御ゲインＧ２は“０”であるので、このアシストゲインＧ＝Ｇ１＋Ｇ２は“１”となり、ハンドル操作を容易にするための操舵補助力に対応するアシスト電流値Ｉａがそのまま電流目標値Ｉｔとなる。

また、本実施形態では第１の実施形態の場合とは異なり、操舵角度θが最大舵角近傍領域（θ＞θ１の領域）に入っていても、操舵角速度ωが２００［deg/sec］未満である間は、ステップＳ５０、Ｓ５２、Ｓ６４より位置制御ゲインＧ２は“０”である。したがって、操舵角度θが最大舵角近傍領域に入っている状態で、運転者がハンドル１００の最大舵角位置に向かう方向への急激な操作を停止しまたは緩慢な操作に変更し、もしくは最大舵角位置に向かう方向とは逆の方向への操作を行ったとき、すなわち操舵角速度ωが２００［deg/sec］未満となったときには、端当て時の衝撃を緩和する必要性が小さくなるので、舵角検出値θが舵角目標値θｔ以下となった場合に位置制御処理による操舵補助力の低減動作を停止する。なお、角度ゲイン目標値演算部１２３および角度ゲイン演算部１２５の動作は第１の実施形態と同様であり、角度ゲインＧ１に基づく操舵補助力の低減動作については前述したとおりである。

これに対し、操舵角度θが最大舵角近傍領域（θ＞θ１の領域）に入っておりかつ操舵角速度ωが２００［deg/sec］以上であるとき、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置は、端当て時の衝撃を緩和すべく、位置制御処理に基づく操舵補助力を低減するための動作を開始する。以下、このような動作の開始および停止について図１２を参照して説明する。

図１２は、運転者がハンドル１００を様々に操作したときの舵角目標値θｔの時間的変化を例示する図である。なお、図中の経過時間ｔｅは、最初に舵角検出値θが低減開始舵角θ１（＝５８０）を超えた時点（以下「最初の時点」という）からの経過時間を示すものとし、図４に示す経過時間ｔとは異なるものとする。

図１２に示される最初の時点からｔ１（＝０．１２５）秒が経過するまで、運転者は操舵角速度検出値ωが２００［deg/sec］以上となる角速度でハンドル１００を急激に操作している。この期間では、舵角目標値θｔが同一時刻における操舵角度θよりも小さく設定されるため、位置制御処理に基づき操舵補助力が低減される。その後、経過時間がｔ１秒から０．２５秒まで、運転者は操舵角度θを一定に保つ操作、すなわちハンドル１００の操舵操作を停止しているが、最初の時点からｔ２（＝０．１７５）秒後に、操舵角度θが舵角目標値θｔに一致しているので、この時点以降では位置制御ゲインＧ２は“０”となり、位置制御処理により操舵補助力が低減されることはない。さらにその後、経過時間が０．２５秒からｔ３（＝０．３０）秒まで、再び運転者は操舵角速度検出値ωが２００［deg/sec］以上となる角速度でハンドル１００を急激に操作している。この期間では、最初の時点からｔ１秒が経過するまでの期間と同様、位置制御処理に基づき操舵補助力が低減される。このように運転者がハンドル１００を急激に操作した後、いったん操作を停止し、さらに急激に操作した場合、本実施形態によれば操舵角度θが最大舵角近傍領域（θ＞θ１の領域）に入っている途中でも必要に応じて位置制御処理に基づき操舵補助力が低減されることのない期間を含むことができ、また確実に端当て時の衝撃を緩和することができる。

また最初の時点からｔ４（＝０．３７５）秒が経過した時点で、運転者は最大舵角位置に向かう方向とは逆の方向へハンドル１００を操作し始め、経過時間がｔ５（＝０．４５）秒から０．５０秒までの期間ではハンドル１００の操舵操作を停止している。その後、経過時間が０．５０秒からｔ６（＝０．５７５）秒までの期間では運転者は操舵角速度検出値ωが２００［deg/sec］以上となる角速度でハンドル１００を急激に操作しており、この期間では、上述のように位置制御処理に基づき操舵補助力が低減される。このように操舵角度θが最大舵角近傍領域（θ＞θ１の領域）に入っているときに運転者がハンドル１００を最大舵角位置に向かう方向とは逆の方向へ操作した後、いったん操作を停止し、さらに最大舵角位置に向かう方向へ急激に操作した場合にも、本実施形態によれば必要に応じて位置制御処理により操舵補助力が低減されることのない期間を含むことができ、また確実に端当て時の衝撃を緩和することができる。

また経過時間が０．７５秒から１．００秒までの期間では、運転者は操舵角速度検出値ωが２００［deg/sec］未満となる角速度でハンドル１００を緩慢に操作しており、この期間では位置制御ゲインＧ２は“０”となり、位置制御処理により操舵補助力が低減されることはない。その後、経過時間が１．００秒の時点から、運転者は操舵角速度検出値ωが２００［deg/sec］以上となる角速度でハンドル１００を急激に操作しており、この期間では、上述のように位置制御処理に基づき操舵補助力が低減される。このように操舵角度θが最大舵角近傍領域（θ＞θ１の領域）に入っているときに運転者がハンドル１００を緩慢に操作した後、急激に操作した場合にも、本実施形態によれば必要に応じて位置制御処理により操舵補助力が低減されることのない期間を含むことができ、また確実に端当て時の衝撃を緩和することができる。

なお、本実施形態では第１の実施形態と同様、図９に示す目標電流設定部２２において、角度ゲイン目標値演算部１２３と角度ゲイン演算部１２５と位置制御演算部２２７と車速ゲイン演算部２２８と加算器１２９と乗算器１３０とにより、最大舵角近傍領域において操舵補助力を変更するための操舵補助力変更手段が実現されている。そして、この操舵補助力変更手段の構成要素のうち、角度ゲイン目標値演算部１２３と角度ゲイン演算部１２５とにより、最大舵角近傍領域において操舵補助力を低減する低減手段が実現され、車速ゲイン演算部２２８と位置制御演算部２２７とにより、最大舵角近傍領域において操舵角速度ωが２００［deg/sec］以上であるとき、操舵角度θが舵角目標値θｔに追従するように当該低減手段による操舵補助力の低減量を増減させる増減手段が実現されている。また、角度ゲイン目標値演算部１２３により、角度ゲイン目標値Ｇｖを車速検出値Ｖに応じて変更することで低減手段による操舵補助力の低減量を車速に応じて修正する修正手段が実現されている。

＜２．４ 効果＞
上記実施形態によれば、ハンドル１００が中立位置から最大舵角位置に向かって操作されて最大舵角近傍領域（θ＞θ１の領域）に入ると、第１の実施形態と同様に操舵角度θに応じて角度ゲインＧ１が図５に示すように低下する。そして、最大舵角近傍領域に入りかつ操舵角速度ωが２００［deg/sec］以上となった時点からの経過時間に応じて値の決まる舵角目標値θｔに基づき図１１のステップＳ６４で算出される位置制御ゲインＧ２により、操舵角度θが舵角目標値θｔに追従するようにアシストゲインＧが調整され、それに応じて操舵補助力の低減量も増減される（図９参照）。これにより、ハンドル操作における端当て時の衝撃が十分に緩和されるように端当て直前の操舵速度を低下させることができると共に、最大舵角近傍領域において操舵角速度ωが２００［deg/sec］未満であって操舵角度θが舵角目標値θｔよりも大きいときには位置制御処理に基づき操舵補助力が低減されることはないので、必要に応じて位置制御処理により操舵補助力が低減されることのない期間を含みつつ、確実に端当て時の衝撃を緩和することができる。

また、上記実施形態によれば、第１の実施形態と同様、角度ゲイン目標値Ｇｖは、図６に示すように車速検出値Ｖに依存するので、端当ての可能性の高い車速領域では操舵補助力を十分に低減して端当て時の衝撃を確実に緩和すると共に、端当ての可能性の低い車速領域では操舵補助力の不必要な低減を抑えて最大舵角近傍領域での操舵フィーリングの劣化を回避することができる。

＜２．５ 変形例＞
上記実施形態では、第１の実施形態と同様、最大舵角近傍領域において操舵角速度ωが端当て時の衝撃を十分に緩和できる操舵角速度（ここでは２００［deg/sec］）以上であるときに操舵角度θが舵角目標値θｔに追従するような構成であれば他の構成であっても、舵角目標値θｔを適切に設定することにより、操舵補助力の低減によって端当て時の衝撃を確実かつ十分に緩和することができる。なお、時間の関数としての舵角目標値θｔすなわち舵角目標値関数θｔ(ｔ)は、端当て時の衝撃を確実かつ十分に緩和できるように端当て直前の操舵速度を小さくするような関数であればよい。

なお、上記実施形態では、第１の実施形態と同様、図６に示すように角度ゲイン目標値Ｇｖを車速に応じて変更しているが、角度ゲイン目標値Ｇｖを一定値としても、端当て時の衝撃の確実かつ十分な緩和という点については上記実施形態と同様の効果が得られる。

本発明の第１の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成をそれに関連する車両構成と共に示す概略図である。 上記実施形態に係る電動パワーステアリング装置における制御装置であるＥＣＵの機能的構成を示すブロック図である。 上記実施形態における目標電流設定部の構成を示すブロック図である。 上記実施形態における位置制御演算部を実現するためにマイコンによって実行される処理の手順を示すフローチャートである。 上記実施形態における角度ゲインマップ（角度ゲインと舵角検出値との関係）を示す特性図である。 上記実施形態における角度ゲイン目標値マップ（角度ゲイン目標値と車速検出値との関係）を示す特性図である。 上記実施形態において操舵角度が最大舵角近傍領域にある場合の時間の関数としての舵角目標値を示す図である。 上記実施形態におけるアシストゲインと舵角検出値との関係を示す特性図である。 本発明の第２の実施形態における目標電流設定部の構成を示すブロック図である。 上記実施形態における車速ゲインマップ（車速ゲインと車速検出値との関係）を示す特性図である。 上記実施形態における位置制御演算部を実現するためにマイコンによって実行される処理の手順を示すフローチャートである。 上記実施形態において運転者がハンドルを様々に操作したときの舵角目標値の時間的変化を例示する図である。

符号の説明

２ …舵角センサ（操舵角度検出手段）
３ …トルクセンサ
４ …車速センサ（車速検出手段）
５ …電子制御ユニット（ＥＣＵ）
６ …モータ
１０ …マイクロコンピュータ（モータ制御部）
１２ …目標電流設定部
１４ …減算器
１６ …フィードバック制御演算部（ＦＢ制御演算部）
１８ …ＰＷＭ信号生成回路
１９ …電流検出器
２０ …モータ駆動回路
１２１ …アシスト電流演算部
１２３ …角度ゲイン目標値演算部
１２５ …角度ゲイン演算部
１２７ …位置制御演算部
１２９ …加算器
１３０ …乗算器
２２７ …位置制御演算部
２２８ …車速ゲイン演算部
Ｉｔ …電流目標値
Ｉｓ …電流検出値
Ｉａ …アシスト電流値
Ｇｖ …角度ゲイン目標値
Ｇ１ …角度ゲイン
Ｇ２ …位置制御ゲイン
Ｇ …アシストゲイン
Ｔ …操舵トルク検出値
Ｖ …車速検出値
θ …舵角検出値
θ１ …低減開始舵角（所定舵角）
θｔ …舵角目標値

Claims (4)

1. 車両操舵のための操作手段による操作に応じて電動モータを駆動することにより当該車両のステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置であって、
   前記操作手段による操作の量を示す操舵角度を検出する操舵角度検出手段と、
   前記操作手段による操作の最大量である最大舵角の近傍に設定された所定舵角を前記操舵角度が超えているときに、時間の経過に従って前記最大舵角に近づくように予め定められた時間の関数としての舵角目標値に前記操舵角度が追従するように前記操舵補助力を変更する操舵補助力変更手段と
   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. 前記操舵補助力変更手段は、
   前記操舵角度が前記所定舵角を超えているときに、前記操舵角度が前記最大舵角に近づくに従って前記操舵補助力が小さくなるように前記操舵補助力を低減させる低減手段と、
   前記操舵角度が前記所定舵角を超えているときに、前記操舵角度が前記舵角目標値に追従するように前記低減手段による前記操舵補助力の低減量を増減させる増減手段と
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記操作手段による前記操作量の変化速度を示す操舵速度を検出する操舵速度検出手段を更に備え、
   前記操舵補助力変更手段は、
   前記操舵角度が前記所定舵角を超えているときに、前記操舵角度が前記最大舵角に近づくに従って前記操舵補助力が小さくなるように前記操舵補助力を低減させる低減手段と、
   前記操舵角度が前記所定舵角を超え、かつ前記操舵速度が前記所定値以上となったときには、前記操舵角度が前記舵角目標値に追従するように前記低減手段による前記操舵補助力の低減量を増減させ、前記操舵速度が所定値未満であってかつ前記操舵角度が前記舵角目標値以下となったときには、前記低減手段による前記操舵補助力の低減量を増減させない増減手段と
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記車両の走行速度である車速を検出する車速検出手段を更に備え、
   前記操舵補助力変更手段は、前記低減手段による前記操舵補助力の低減量を前記車速に応じて修正する修正手段を更に含むことを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。

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