JP4582376B2 - 電動パワーステアリング制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータが発生する駆動力を用いて操舵補助する電動パワーステアリング装置のための制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステアリング機構に与えるべき操舵補助力の発生源として電動モータを採用した電動パワーステアリング装置では、電動パワーステアリング装置用のコントローラが、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクおよび車速に基づいて電動モータを制御するようにしている。具体的には、操舵トルクを検出するトルクセンサおよび車速を検出する車速センサからの検出信号がコントローラに入力されるようになっていて、コントローラは、トルクセンサおよび車速センサから入力される検出信号に応じた目標電流値を定め、この目標電流値に基づいて電動モータをフィードバック制御する。
【０００３】
この種の電動パワーステアリング装置では、たとえば、小さなカーブが連続するスラローム路を走行している時などに、電動モータなどの慣性による応答遅れ（操舵トルクの変化に対する操舵補助力の立ち上がりの遅れ）を生じるという問題があった。応答遅れが生じると、ステアリングホイールが重たく、ステアリングホイールの操舵にひっかかりがあると運転者に感じさせる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明の目的は、走行状況に拘わらず良好な操舵フィーリングを達成できる電動パワーステアリング制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、操作部材（１）に加えられた操舵トルク（Ｔ）に基づいて駆動される電動モータ（４）によって操舵補助力を発生させる電動パワーステアリング装置のための制御装置（１０）であって、操舵トルクに応じた基本アシスト電流値（Ｉ）を生成する基本アシスト電流生成手段（１２）と、車両の走行状況に応じた慣性補償制御伝達関数（Ｇ（ｓ））を設定する伝達関数設定手段（１３４，１３５）と、この伝達関数設定手段が設定する慣性補償制御伝達関数に操舵トルクを通すことによって操舵トルク微分相当値（δＴ'）を生成する操舵トルク微分相当値生成手段（１３１）と、この操舵トルク微分相当値生成手段が生成する操舵トルク微分相当値に基づいて慣性補償値（ΔＩ１）を生成する慣性補償電流生成手段（１３２，１３３）と、上記基本アシスト電流生成手段が生成する基本アシスト電流値と、上記慣性補償電流生成手段が生成する慣性補償値とを加算してアシスト目標電流値を生成する目標電流値生成手段（１６ａ）と、この目標電流値生成手段が生成するアシスト目標電流値に基づいて電動モータを駆動するモータ駆動手段（１８）とを含み、
上記慣性補償制御伝達関数は、
【０００６】
【数３】
【０００７】
で定義されるローパスフィルタ特性を有する関数であり、上記伝達関数設定手段は、上記関数補償制御伝達関数中の時定数Ａ２を操舵トルクの時間微分値に応じて変更する時定数変更手段（１３５）を含むものであることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置である。
【０００８】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この発明によれば、操舵トルクを慣性補償制御伝達関数に通すことにより操舵トルク微分相当値が生成され、この操舵トルク微分相当値に基づいて慣性補償値が設定される。これにより、電動モータの経時変化や車両のタイヤ空気圧の変化などが原因で操作部材の剛性感が変化し、そのために操作部材に加えられる操舵トルクの大きさが変化しても、この変化を慣性補償値で補償することができる。ゆえに、経時変化による操舵フィーリングの悪化を生じるおそれがない。
【０００９】
また、慣性補償制御伝達関数は、車両の走行状況に基づいて設定されるから、この慣性補償制御伝達関数に操舵トルクを通して生成された操舵トルク微分相当値に基づいて設定される慣性補償値は、車両の走行状況に拘わらず、電動モータなどの慣性による応答遅れを良好に補償することできる。よって、慣性補償値を含むアシスト目標電流値に基づいて電動モータを制御することにより、電動モータなどの慣性による応答遅れが良好に補償され、大きなカーブを走行している状況下であっても、小さなカーブが連続するスラローム路を走行している状況下であっても、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
【００１０】
また、操舵トルクの時間微分値に応じて時定数Ａ２を変更することにより、慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)が設定される。
【００１１】
上記時定数変更手段は、操舵トルクの時間微分値が大きいほど、時定数Ａ２を小さな値に変更し、操舵トルクの時間微分値が小さいほど、時定数Ａ２を大きな値に変更するものであることが好ましい。この場合、時定数Ａ２が小さいほど、慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)のローパスフィルタ特性によって操舵トルクから除去される高周波成分量が少なくなり、時定数Ａ２が大きいほど、慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に含まれるローパスフィルタ特性によって操舵トルクから除去される高周波成分量が多くなる。
【００１２】
ゆえに、操舵トルクの時間微分値が小さい時には、操舵トルクの生成の際に操舵トルクから除去される高周波成分量が多くなるから、操舵トルクの緩やかな変化を捉えた操舵トルク微分相当値を得ることができ、この操舵トルク微分相当値に基づいて、操舵トルクが緩やかに変化した場合における慣性による応答遅れを良好に補償する慣性補償値を得ることができる。一方、操舵トルクの時間微分値が大きい時には、操舵トルクの生成の際に操舵トルクから除去される高周波成分量が少なくなるから、操舵トルクの急激な変化を捉えた操舵トルク微分相当値を得ることができ、この操舵トルク微分相当値に基づいて、操舵トルクが急激に変化した場合における慣性による応答遅れを良好に補償する慣性補償値を得ることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、操作部材（１）に加えられた操舵トルク（Ｔ）に基づいて駆動される電動モータ（４）によって操舵補助力を発生させる電動パワーステアリング装置のための制御装置（１０）であって、操舵トルクに応じた基本アシスト電流値（Ｉ）を生成する基本アシスト電流生成手段（１２）と、車両の走行状況に応じた慣性補償制御伝達関数（Ｇ１（ｓ），Ｇ２（ｓ））を設定する伝達関数設定手段（１１１）と、この伝達関数設定手段が設定する慣性補償制御伝達関数を操舵トルクに乗じることによって操舵トルク微分相当値（δＴ'）を生成する操舵トルク微分相当値生成手段（１１２）と、この操舵トルク微分相当値生成手段が生成する操舵トルク微分相当値に基づいて慣性補償値（ΔＩ１）を生成する慣性補償電流生成手段（１３２，１３３）と、上記基本アシスト電流生成手段が生成する基本アシスト電流値と、上記慣性補償電流生成手段が生成する慣性補償値とを加算してアシスト目標電流値を生成する目標電流値生成手段（１６ａ）と、この目標電流値生成手段が生成するアシスト目標電流値に基づいて電動モータを駆動するモータ駆動手段（１８）とを含み、上記伝達関数設定手段は、操舵トルクの時間微分値と予め定める基準値とを比較して大小を判断する比較判断手段（１１１）を含み、この比較判断手段によって操舵トルクの時間微分値が上記基準値よりも大きいと判断された場合には、上記慣性補償制御伝達関数を予め定めるスラローム走行用伝達関数（Ｇ２（ｓ））に設定し、上記比較判断手段によって操舵トルクの時間微分値が上記基準値以下であると判断された場合には、上記慣性補償制御伝達関数を予め定める一般走行用伝達関数（Ｇ１（ｓ））に設定するものであることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置である。
【００１８】
この発明によれば、操舵トルクの時間微分値が基準値よりも大きい場合には、慣性補償制御伝達関数が予め定めるスラローム走行用伝達関数に設定され、操舵トルクの時間微分値が基準値以下である場合には、慣性補償制御伝達関数が予め定める一般走行用伝達関数に設定される。すなわち、走行状況に応じた慣性補償制御伝達関数が設定されるから、走行状況に拘わらず、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
【００１９】
なお、上記慣性補償制御伝達関数がローパスフィルタ特性を有する場合（たとえば、請求項３に記載の形式のもの）、上記スラローム走行用伝達関数に含まれるローパスフィルタ時定数（Ａ２）は、一般走行用伝達関数に含まれるローパスフィルタ時定数（Ａ２）よりも大きいことが好ましい。こうすることにより、たとえば、車両が大きなカーブを走行している状況の時には、一般走行用伝達関数のローパスフィルタ特性によって操舵トルクから除去される高周波成分量が多くなるから、操舵トルクの緩やかな変化を捉えた操舵トルク微分相当値を得ることができ、この操舵トルク微分相当値に基づいて、操舵トルクが緩やかに変化した場合における慣性による応答遅れを良好に補償する慣性補償値を得ることができる。一方、たとえば、車両がスラローム路を走行している状況の時には、スラローム走行用伝達関数のローパスフィルタ特性によって操舵トルクから除去される高周波成分量が少なくなるから、操舵トルクの急激な変化を捉えた操舵トルク微分相当値を得ることができ、この操舵トルク微分相当値に基づいて、操舵トルクが急激に変化した場合における慣性による応答遅れを良好に補償する慣性補償値を得ることができる。
【００２０】
したがって、走行状況に拘わらず、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。ステアリングホイール１に加えられた操舵トルクは、ステアリングシャフト２を介して、ステアリング機構３に機械的に伝達される。ステアリング機構３には、電動モータ４から発生する駆動力が、ギア機構やボールねじ機構などの駆動力伝達機構を介して、操舵補助力として伝達されるようになっている。
【００２２】
ステアリングシャフト２は、ステアリングホイール１側に結合された入力軸２Ａと、ステアリング機構３側に結合された出力軸２Ｂとに分割されていて、これらの入力軸２Ａおよび出力軸２Ｂは、トーションバー５によって互いに連結されている。トーションバー５は、ステアリングホイール１に加えられた操舵トルクに応じてねじれを生じるものであり、このねじれの方向および量は、トルクセンサ６よって検出されるようになっている。トルクセンサ６の検出信号は、マイクロコンピュータを含むコントローラ１０に入力されている。
【００２３】
コントローラ１０には、トルクセンサ６の検出信号の他に、車両の走行速度（車速）Ｖを検出する車速センサ７、および電動モータ４に流れるモータ電流値を検出するモータ電流検出回路８の検出信号が入力されている。また、電動モータ４に関連して、電動モータ４の回転角を検出する回転角センサ９が設けられており、この回転角センサ９によって検出されるモータ回転角θを微分器９１で時間微分して得られるモータ回転角速度δθがコントローラ１０に入力されている。コントローラ１０は、トルクセンサ６からの入力信号、車速センサ７によって検出される車速Ｖ、モータ電流検出回路８によって検出されるモータ電流値、および微分器９１によって生成されるモータ回転角速度δθに基づいて、ステアリングホイール１の操作に応じた操舵補助力がステアリング機構３に与えられるように電動モータ４を駆動制御する。
【００２４】
コントローラ１０は、たとえば、図示しない記憶媒体（ＲＯＭなど）に格納された動作プログラムを実行することによって実現される複数の機能処理部を有している。これらの機能処理部には、トルクセンサ６の検出信号の位相を進めて、系を安定化させるための位相補償部１１、位相補償部１１によって位相が進められた操舵トルクＴおよび車速センサ７が検出する車速Ｖに応じた基本アシスト電流値Ｉを生成する基本アシスト制御部１２、電動モータ４などの慣性による応答遅れを補償するための慣性補償値ΔＩ１をそれぞれ生成する慣性補償制御部１３、車速Ｖおよびモータ回転角速度δθに基づいて、ステアリングホイール１の収斂性を向上させるための収斂性補正値ΔＩ２を生成する収斂制御部１４、ならびに車速Ｖおよびモータ回転角速度δθに基づいて、ステアリングホイール１の戻り時の操舵性を向上させるための戻し補正値ΔＩ３を生成する戻し制御部１５が含まれている。
【００２５】
慣性補償制御部１３が生成する慣性補償値ΔＩ１は、加算部１６ａにおいて、基本アシスト制御部１２が生成する基本アシスト電流値Ｉに加算される。また、収斂制御部１４が生成する収斂性補正値ΔＩ２は、加算部１６ｂにおいて、
加算部１６ａが出力する加算値に加算される。さらに、加算部１６ｃにおいて、加算部１６ｂが出力する加算値と戻し制御部１５が生成する戻し補正値ΔＩ３とが加算され、これにより、電動モータ４に供給すべきアシスト目標電流値Ｉ＋ΔＩ１＋ΔＩ２＋ΔＩ３が得られる。
【００２６】
アシスト目標電流値Ｉ＋ΔＩ１＋ΔＩ２＋ΔＩ３は、減算部１７に与えられるようになっている。減算部１７では、モータ電流検出回路８によって検出されるモータ電流値とアシスト目標電流値Ｉ＋ΔＩ１＋ΔＩ２＋ΔＩ３との偏差が求められる。そして、その求められた偏差に基づいて、電動モータ４を駆動するモータドライバ１８の制御が行われる。これにより、電動モータ４にアシスト目標電流値Ｉ＋ΔＩ１＋ΔＩ２＋ΔＩ３に相当する電流が流れ、電動モータ４からステアリングホイール１の操作に応じた適切な操舵補助力が発生される。
【００２７】
図２は、慣性補償制御部１３の電気的構成を示すブロック図である。慣性補償制御部１３は、操舵トルクＴの時間微分値に相当する操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する操舵トルク微分相当値生成部１３１と、この操舵トルク微分相当値生成部１３１が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'に応じた制御電流値Δｉを決定する制御電流値決定部１３２と、制御電流値Δｉに車速Ｖに応じた車速ゲインを乗じることによって慣性補償値ΔＩ１を生成する車速ゲイン乗算部１３３とを有している。
【００２８】
操舵トルク微分相当値生成部１３１は、位相補償部１１から与えられる操舵トルクＴを、ローパスフィルタ特性を有する慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に通すことにより、操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する。ローパスフィルタ特性を有する慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)は、たとえば、下記式(1)で定義することができる。
【００２９】
【数５】
【００３０】
制御電流値決定部１３２は、図３に示す操舵トルク微分相当値−制御電流値特性線に従って制御電流値Δｉを設定する。すなわち、制御電流値決定部１３２は、操舵トルク微分相当値生成部１３１が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'が０〜５０Nm/sの範囲では、操舵トルク微分相当値δＴ'に比例して０から１Ａ（アンペア）まで増加するように制御電流値Δｉを設定し、操舵トルク微分相当値δＴ'が５０〜１００Nm/sの範囲では、操舵トルク微分相当値δＴ'に拘わらず、制御電流値Δｉを１Ａに設定する。
【００３１】
車速ゲイン乗算部１３３は、図４に示す車速−車速ゲイン特性線に従って車速ゲインを設定する。すなわち、車速ゲイン乗算部１３３は、車速Ｖが０〜５km/hの範囲では、車速Ｖに比例して０から１まで増加するように車速ゲインを設定し、車速Ｖが４０〜１００km/hの範囲では、車速Ｖに比例して１から０．４まで減少するように車速ゲインを設定する。また、車速Ｖが５〜４０km/hの範囲では、車速Ｖに拘わらず、車速ゲインを１に設定する。そして、車速Ｖに応じて設定した車速ゲインを制御電流値決定部１３２で決定された制御電流値Δｉに乗じ、その乗算結果を慣性補償値ΔＩ１として出力する。
【００３２】
この実施形態では、上記式(1)中の時定数Ａ２が、車両の操舵状況に応じて自動的に変更されるようになっている。この機能を達成するため、慣性補償制御部１３はさらに、操舵トルクＴの時間微分値である操舵トルク微分値δＴを生成するための微分器１３４と、この微分器１３４が生成する操舵トルク微分値δＴに基づいて時定数Ａ２を設定する時定数設定部１３５とを有している。なお、上記式(1)中のゲインＡ１は、電動パワーステアリング装置が搭載される車両の特性などに基づいて設定された固定値である。
【００３３】
時定数設定部１３５は、たとえば、図５に一例として示す操舵トルク微分値−時定数特性線に従って時定数Ａ２を設定する。すなわち、時定数設定部１３５は、操舵トルク微分値δＴが０〜４０Nm/sの範囲では、操舵トルク微分値δＴに比例して２００から１００まで減少するように時定数Ａ２を設定し、操舵トルク微分値δＴが４０Nm/s以上であれば、操舵トルク微分値δＴに拘わらず、時定数Ａ２を１００に設定する。
【００３４】
これにより、操舵トルク微分値δＴが小さい時、たとえば、ステアリングホイール１がゆっくりと操舵されている状況（たとえば、大きなカーブを走行している状況）の時には、時定数Ａ２が大きな値に設定される。時定数Ａ２が大きいと、操舵トルクＴを慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に通すことにより操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する際に、操舵トルクＴから除去される高周波成分量が多くなる。ゆえに、操舵トルク微分相当値生成部１３１が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'は操舵トルクＴの緩やかな変化を捉えた値となり、その結果、この慣性補償制御部１３では、操舵トルクＴが緩やかに変化した場合における慣性による応答遅れを補償可能な慣性補償値ΔＩ１が生成される。
【００３５】
一方、操舵トルク微分値δＴが大きい時、つまり、ステアリングホイール１が素早く操舵されている状況（たとえば、小さなカーブが連続するスラローム路を走行している状況）の時には、時定数Ａ２が小さな値に設定される。時定数Ａ２が小さいと、操舵トルクＴを慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に通すことにより操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する際に、操舵トルクＴから除去される高周波成分量が少なくなる。ゆえに、操舵トルク微分相当値生成部１３１が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'は操舵トルクＴの急激な変化を捉えた値となり、その結果、この慣性補償制御部１３では、操舵トルクＴが急激に変化した場合における慣性による応答遅れを補償可能な慣性補償値ΔＩ１が生成される。
【００３６】
ゆえに、慣性補償値ΔＩ１を含むアシスト目標電流値Ｉ＋ΔＩ１＋ΔＩ２＋ΔＩ３に基づいて電動モータ４を制御することにより、電動モータ４などの慣性による応答遅れが良好に補償され、大きなカーブを走行している状況下であっても、小さなカーブが連続するスラローム路を走行している状況下であっても、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
また、この実施形態の構成によれば、操舵トルクＴを慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に通すことにより操舵トルク微分相当値δＴ'が生成され、この操舵トルク微分相当値δＴ'に基づいて慣性補償値ΔＩ１が設定されるから、電動モータ４の経時変化や車両のタイヤ空気圧の変化などが原因でステアリングホイール１の剛性感が変化し、そのためにステアリングホイール１に加えられる操舵トルクＴの大きさが変化しても、この変化を慣性補償値ΔＩ１で補償することができる。ゆえに、経時変化による操舵フィーリングの悪化を生じるおそれがない。
【００３７】
図６は、この発明の第２の実施形態に係る慣性補償制御部の電気的構成を示すブロック図である。この第２の実施形態に係る慣性補償制御部１００は、上述の第１の実施形態に係る慣性補償制御部１３（図２参照）に代えて用いることができるものである。なお、以下では、慣性補償制御部１３との相違点を中心に説明し、また、図６では、図２に示す各部と同等の部分については同一の参照符号を付している。
【００３８】
第１の実施形態に係る慣性補償制御部１３は、操舵トルク微分値δＴに基づいて上記式(1)中の時定数Ａ２を設定する時定数設定部１３５を有しているのに対し、この第２の実施形態に係る慣性補償制御部１００は、操舵トルク微分値δＴに基づいて上記式(1)中のゲインＡ１を設定するゲイン設定部１０１を有している。なお、第２の実施形態において、時定数Ａ２は、電動パワーステアリング装置が搭載される車両の特性などに基づいて設定された固定値である。
【００３９】
ゲイン設定部１０１は、たとえば、図７に一例として示す操舵トルク微分値−ゲイン特性線に従ってゲインＡ１を設定する。すなわち、ゲイン設定部１０１は、操舵トルク微分値δＴが０〜４０Nm/sの範囲では、操舵トルク微分値δＴに比例して２０００から４０００まで増加するようにゲインＡ１を設定し、操舵トルク微分値δＴが４０Nm/s以上であれば、操舵トルク微分値δＴに拘わらず、ゲインＡ１を４０００に設定する。
【００４０】
これにより、操舵トルク微分値δＴが小さい時には、ゲインＡ１が小さな値に設定され、その結果、操舵トルク微分相当値生成部１３１において操舵トルクＴを慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に通すことによって生成される操舵トルク微分相当値δＴ'が小さな値となる。したがって、この操舵トルク微分相当値δＴ'に基づいて設定される慣性補償値ΔＩ１は小さな値となるから、操舵トルクＴが緩やかに変化した場合に過剰な操舵補助が行われるおそれがない。
【００４１】
一方、操舵トルク微分値δＴが大きい時には、ゲインＡ１が大きな値に設定され、その結果、操舵トルク微分相当値生成部１３１において操舵トルクＴを慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に通すことによって生成される操舵トルク微分相当値δＴ'が大きな値となり、これに伴って、操舵トルク微分相当値δＴ'に基づいて設定される慣性補償値ΔＩ１は大きな値となる。ゆえに、操舵トルクＴが急激に変化した場合に、操舵補助力の不足や操舵の応答遅れを生じるおそれはない。
【００４２】
よって、この第２の実施形態の構成によっても、走行状況に拘わらず、良好な操舵フィーリングを得ることができるという効果を達成することができる。
図８は、この発明の第３の実施形態に係る慣性補償制御部の電気的構成を示すブロック図である。この第３の実施形態に係る慣性補償制御部１１０は、上述の第１の実施形態に係る慣性補償制御部１３（図２参照）に代えて用いることができるものである。なお、図８では、図２に示す各部と同等の部分については同一の参照符号を付している。
【００４３】
慣性補償制御部１１０は、車両の走行状況を判定する走行状況判定部１１１と、この走行状況判定部１１１の判定結果に応じた操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する操舵トルク微分相当値生成部１１２と、この操舵トルク微分相当値生成部１１２が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'に応じた制御電流値Δｉを決定する制御電流値決定部１３２と、制御電流値Δｉに車速Ｖに応じた車速ゲインを乗じることによって慣性補償値ΔＩ１を生成する車速ゲイン乗算部１３３とを有している。
【００４４】
走行状況判定部１１１は、たとえば、操舵トルクＴの時間微分値を算出し、その算出した時間微分値が予め定める基準値（たとえば、２０Nm/s）以下であれば、車両が大きなカーブを走行中であると判断する。一方、操舵トルクＴの時間微分値が上記基準値よりも大きければ、小さなカーブが連続するスラローム路を車両が走行中であると判断する。そして、この判断結果を操舵トルク微分相当値生成部１１２に与える。
【００４５】
操舵トルク微分相当値生成部１１２は、車両が大きなカーブを走行中であると判断された場合には、操舵トルクＴに下記式(2)の一般走行用伝達関数Ｇ１(s)を乗じることにより操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する。一方、車両がスラローム路を走行中であると判断された場合には、操舵トルクＴに下記式(3)のスラローム走行用伝達関数Ｇ２(s)を乗じることにより操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する。
【００４６】
【数６】
【００４７】
これにより、車両が大きなカーブを走行している状況の時には、一般走行用伝達関数Ｇ１(s)のローパスフィルタ特性によって操舵トルクＴから除去される高周波成分量が多くなる。ゆえに、操舵トルク微分相当値生成部１１２が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'は操舵トルクＴの緩やかな変化を捉えた値となり、その結果、この慣性補償制御部１１０では、操舵トルクＴが緩やかに変化した場合における慣性による応答遅れを補償可能な慣性補償値ΔＩ１が生成される。一方、車両がスラローム路を走行している状況の時には、スラローム走行用伝達関数Ｇ２(s)のローパスフィルタ特性によって操舵トルクＴから除去される高周波成分量が少なくなる。ゆえに、操舵トルク微分相当値生成部１１２が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'は操舵トルクＴの急激な変化を捉えた値となり、その結果、この慣性補償制御部１１０では、操舵トルクＴが急激に変化した場合における慣性による応答遅れを補償可能な慣性補償値ΔＩ１が生成される。
【００４８】
ゆえに、上述の第１の実施形態や第２の実施形態の場合と同様に、走行状況に拘わらず、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
以上、この発明の３つの実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することも可能である。たとえば、上述の第３の実施形態では、操舵トルクＴの時間微分値に基づいて、車両が大きなカーブを走行している状況であるか、スラローム路を走行している状況であるかを判定するとしたが、操舵トルクＴに基づいて、ステアリングホイール１の操舵方向が切り替わる頻度を検出し、この頻度が予め定める値以下であれば、車両が大きなカーブを走行している状況であると判定し、上記予め定める値よりも大きければ、車両がスラローム路を走行している状況であると判定するようにしてもよい。
【００４９】
また、図３の操舵トルク微分相当値−制御電流値特性線および図４の車速−車速ゲイン特性線は、どちらも一例であり、車両の特性などに応じて適当に変更されてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を示すブロック図である。
【図２】慣性補償制御部の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】操舵トルク微分相当値−制御電流値特性線の一例を示す図である。
【図４】車速−車速ゲイン特性線の一例を示す図である。
【図５】操舵トルク微分値−時定数特性線の一例を示す図である。
【図６】この発明の第２の実施形態に係る慣性補償制御部の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】操舵トルク微分値−ゲイン特性線の一例を示す図である。
【図８】この発明の第３の実施形態に係る慣性補償制御部の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール
４ 電動モータ
１０ コントローラ
１２ 基本アシスト制御部
１３ 慣性補償制御部
１３１ 操舵トルク微分相当値生成部
１３２ 制御電流値決定部
１３３ 車速ゲイン乗算部
１３４ 微分器
１３５ 時定数設定部
１６ａ 加算部
１６ｂ 加算部
１６ｃ 加算部
１７ 減算部
１８ モータドライバ
１００ 慣性補償制御部
１０１ ゲイン設定部
１１０ 慣性補償制御部
１１１ 走行状況判定部
１１２ 操舵トルク微分相当値生成部
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータが発生する駆動力を用いて操舵補助する電動パワーステアリング装置のための制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステアリング機構に与えるべき操舵補助力の発生源として電動モータを採用した電動パワーステアリング装置では、電動パワーステアリング装置用のコントローラが、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクおよび車速に基づいて電動モータを制御するようにしている。具体的には、操舵トルクを検出するトルクセンサおよび車速を検出する車速センサからの検出信号がコントローラに入力されるようになっていて、コントローラは、トルクセンサおよび車速センサから入力される検出信号に応じた目標電流値を定め、この目標電流値に基づいて電動モータをフィードバック制御する。
【０００３】
この種の電動パワーステアリング装置では、たとえば、小さなカーブが連続するスラローム路を走行している時などに、電動モータなどの慣性による応答遅れ（操舵トルクの変化に対する操舵補助力の立ち上がりの遅れ）を生じるという問題があった。応答遅れが生じると、ステアリングホイールが重たく、ステアリングホイールの操舵にひっかかりがあると運転者に感じさせる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明の目的は、走行状況に拘わらず良好な操舵フィーリングを達成できる電動パワーステアリング制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、操作部材（１）に加えられた操舵トルク（Ｔ）に基づいて駆動される電動モータ（４）によって操舵補助力を発生させる電動パワーステアリング装置のための制御装置（１０）であって、操舵トルクに応じた基本アシスト電流値（Ｉ）を生成する基本アシスト電流生成手段（１２）と、車両の走行状況に応じた慣性補償制御伝達関数（Ｇ（ｓ））を設定する伝達関数設定手段（１３４，１３５）と、この伝達関数設定手段が設定する慣性補償制御伝達関数に操舵トルクを通すことによって操舵トルク微分相当値（δＴ'）を生成する操舵トルク微分相当値生成手段（１３１）と、この操舵トルク微分相当値生成手段が生成する操舵トルク微分相当値に基づいて慣性補償値（ΔＩ１）を生成する慣性補償電流生成手段（１３２，１３３）と、上記基本アシスト電流生成手段が生成する基本アシスト電流値と、上記慣性補償電流生成手段が生成する慣性補償値とを加算してアシスト目標電流値を生成する目標電流値生成手段（１６ａ）と、この目標電流値生成手段が生成するアシスト目標電流値に基づいて電動モータを駆動するモータ駆動手段（１８）とを含み、
上記慣性補償制御伝達関数は、
【０００６】
【数３】
で定義されるローパスフィルタ特性を有する関数であり、上記伝達関数設定手段は、上記関数補償制御伝達関数中の時定数Ａ２を操舵トルクの時間微分値に応じて変更する時定数変更手段（１３５）を含むものであることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置である。
【０００８】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この発明によれば、操舵トルクを慣性補償制御伝達関数に通すことにより操舵トルク微分相当値が生成され、この操舵トルク微分相当値に基づいて慣性補償値が設定される。これにより、電動モータの経時変化や車両のタイヤ空気圧の変化などが原因で操作部材の剛性感が変化し、そのために操作部材に加えられる操舵トルクの大きさが変化しても、この変化を慣性補償値で補償することができる。ゆえに、経時変化による操舵フィーリングの悪化を生じるおそれがない。
【０００９】
また、慣性補償制御伝達関数は、車両の走行状況に基づいて設定されるから、この慣性補償制御伝達関数に操舵トルクを通して生成された操舵トルク微分相当値に基づいて設定される慣性補償値は、車両の走行状況に拘わらず、電動モータなどの慣性による応答遅れを良好に補償することできる。よって、慣性補償値を含むアシスト目標電流値に基づいて電動モータを制御することにより、電動モータなどの慣性による応答遅れが良好に補償され、大きなカーブを走行している状況下であっても、小さなカーブが連続するスラローム路を走行している状況下であっても、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
【００１０】
また、操舵トルクの時間微分値に応じて時定数Ａ２を変更することにより、慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)が設定される。
【００１１】
上記時定数変更手段は、操舵トルクの時間微分値が大きいほど、時定数Ａ２を小さな値に変更し、操舵トルクの時間微分値が小さいほど、時定数Ａ２を大きな値に変更するものであることが好ましい。この場合、時定数Ａ２が小さいほど、慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)のローパスフィルタ特性によって操舵トルクから除去される高周波成分量が少なくなり、時定数Ａ２が大きいほど、慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に含まれるローパスフィルタ特性によって操舵トルクから除去される高周波成分量が多くなる。
【００１２】
ゆえに、操舵トルクの時間微分値が小さい時には、操舵トルクの生成の際に操舵トルクから除去される高周波成分量が多くなるから、操舵トルクの緩やかな変化を捉えた操舵トルク微分相当値を得ることができ、この操舵トルク微分相当値に基づいて、操舵トルクが緩やかに変化した場合における慣性による応答遅れを良好に補償する慣性補償値を得ることができる。一方、操舵トルクの時間微分値が大きい時には、操舵トルクの生成の際に操舵トルクから除去される高周波成分量が少なくなるから、操舵トルクの急激な変化を捉えた操舵トルク微分相当値を得ることができ、この操舵トルク微分相当値に基づいて、操舵トルクが急激に変化した場合における慣性による応答遅れを良好に補償する慣性補償値を得ることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、操作部材（１）に加えられた操舵トルク（Ｔ）に基づいて駆動される電動モータ（４）によって操舵補助力を発生させる電動パワーステアリング装置のための制御装置（１０）であって、操舵トルクに応じた基本アシスト電流値（Ｉ）を生成する基本アシスト電流生成手段（１２）と、車両の走行状況に応じた慣性補償制御伝達関数（Ｇ１（ｓ），Ｇ２（ｓ））を設定する伝達関数設定手段（１１１）と、この伝達関数設定手段が設定する慣性補償制御伝達関数を操舵トルクに乗じることによって操舵トルク微分相当値（δＴ'）を生成する操舵トルク微分相当値生成手段（１１２）と、この操舵トルク微分相当値生成手段が生成する操舵トルク微分相当値に基づいて慣性補償値（ΔＩ１）を生成する慣性補償電流生成手段（１３２，１３３）と、上記基本アシスト電流生成手段が生成する基本アシスト電流値と、上記慣性補償電流生成手段が生成する慣性補償値とを加算してアシスト目標電流値を生成する目標電流値生成手段（１６ａ）と、この目標電流値生成手段が生成するアシスト目標電流値に基づいて電動モータを駆動するモータ駆動手段（１８）とを含み、上記伝達関数設定手段は、操舵トルクの時間微分値と予め定める基準値とを比較して大小を判断する比較判断手段（１１１）を含み、この比較判断手段によって操舵トルクの時間微分値が上記基準値よりも大きいと判断された場合には、上記慣性補償制御伝達関数を予め定めるスラローム走行用伝達関数（Ｇ２（ｓ））に設定し、上記比較判断手段によって操舵トルクの時間微分値が上記基準値以下であると判断された場合には、上記慣性補償制御伝達関数を予め定める一般走行用伝達関数（Ｇ１（ｓ））に設定するものであることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置である。
【００１８】
この発明によれば、操舵トルクの時間微分値が基準値よりも大きい場合には、慣性補償制御伝達関数が予め定めるスラローム走行用伝達関数に設定され、操舵トルクの時間微分値が基準値以下である場合には、慣性補償制御伝達関数が予め定める一般走行用伝達関数に設定される。すなわち、走行状況に応じた慣性補償制御伝達関数が設定されるから、走行状況に拘わらず、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
【００１９】
なお、上記慣性補償制御伝達関数がローパスフィルタ特性を有する場合（たとえば、請求項３に記載の形式のもの）、上記スラローム走行用伝達関数に含まれるローパスフィルタ時定数（Ａ２）は、一般走行用伝達関数に含まれるローパスフィルタ時定数（Ａ２）よりも大きいことが好ましい。こうすることにより、たとえば、車両が大きなカーブを走行している状況の時には、一般走行用伝達関数のローパスフィルタ特性によって操舵トルクから除去される高周波成分量が多くなるから、操舵トルクの緩やかな変化を捉えた操舵トルク微分相当値を得ることができ、この操舵トルク微分相当値に基づいて、操舵トルクが緩やかに変化した場合における慣性による応答遅れを良好に補償する慣性補償値を得ることができる。一方、たとえば、車両がスラローム路を走行している状況の時には、スラローム走行用伝達関数のローパスフィルタ特性によって操舵トルクから除去される高周波成分量が少なくなるから、操舵トルクの急激な変化を捉えた操舵トルク微分相当値を得ることができ、この操舵トルク微分相当値に基づいて、操舵トルクが急激に変化した場合における慣性による応答遅れを良好に補償する慣性補償値を得ることができる。
【００２０】
したがって、走行状況に拘わらず、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。ステアリングホイール１に加えられた操舵トルクは、ステアリングシャフト２を介して、ステアリング機構３に機械的に伝達される。ステアリング機構３には、電動モータ４から発生する駆動力が、ギア機構やボールねじ機構などの駆動力伝達機構を介して、操舵補助力として伝達されるようになっている。
【００２２】
ステアリングシャフト２は、ステアリングホイール１側に結合された入力軸２Ａと、ステアリング機構３側に結合された出力軸２Ｂとに分割されていて、これらの入力軸２Ａおよび出力軸２Ｂは、トーションバー５によって互いに連結されている。トーションバー５は、ステアリングホイール１に加えられた操舵トルクに応じてねじれを生じるものであり、このねじれの方向および量は、トルクセンサ６よって検出されるようになっている。トルクセンサ６の検出信号は、マイクロコンピュータを含むコントローラ１０に入力されている。
【００２３】
コントローラ１０には、トルクセンサ６の検出信号の他に、車両の走行速度（車速）Ｖを検出する車速センサ７、および電動モータ４に流れるモータ電流値を検出するモータ電流検出回路８の検出信号が入力されている。また、電動モータ４に関連して、電動モータ４の回転角を検出する回転角センサ９が設けられており、この回転角センサ９によって検出されるモータ回転角θを微分器９１で時間微分して得られるモータ回転角速度δθがコントローラ１０に入力されている。コントローラ１０は、トルクセンサ６からの入力信号、車速センサ７によって検出される車速Ｖ、モータ電流検出回路８によって検出されるモータ電流値、および微分器９１によって生成されるモータ回転角速度δθに基づいて、ステアリングホイール１の操作に応じた操舵補助力がステアリング機構３に与えられるように電動モータ４を駆動制御する。
【００２４】
コントローラ１０は、たとえば、図示しない記憶媒体（ＲＯＭなど）に格納された動作プログラムを実行することによって実現される複数の機能処理部を有している。これらの機能処理部には、トルクセンサ６の検出信号の位相を進めて、系を安定化させるための位相補償部１１、位相補償部１１によって位相が進められた操舵トルクＴおよび車速センサ７が検出する車速Ｖに応じた基本アシスト電流値Ｉを生成する基本アシスト制御部１２、電動モータ４などの慣性による応答遅れを補償するための慣性補償値ΔＩ１をそれぞれ生成する慣性補償制御部１３、車速Ｖおよびモータ回転角速度δθに基づいて、ステアリングホイール１の収斂性を向上させるための収斂性補正値ΔＩ２を生成する収斂制御部１４、ならびに車速Ｖおよびモータ回転角速度δθに基づいて、ステアリングホイール１の戻り時の操舵性を向上させるための戻し補正値ΔＩ３を生成する戻し制御部１５が含まれている。
【００２５】
慣性補償制御部１３が生成する慣性補償値ΔＩ１は、加算部１６ａにおいて、基本アシスト制御部１２が生成する基本アシスト電流値Ｉに加算される。また、収斂制御部１４が生成する収斂性補正値ΔＩ２は、加算部１６ｂにおいて、
加算部１６ａが出力する加算値に加算される。さらに、加算部１６ｃにおいて、加算部１６ｂが出力する加算値と戻し制御部１５が生成する戻し補正値ΔＩ３とが加算され、これにより、電動モータ４に供給すべきアシスト目標電流値Ｉ＋ΔＩ１＋ΔＩ２＋ΔＩ３が得られる。
【００２６】
アシスト目標電流値Ｉ＋ΔＩ１＋ΔＩ２＋ΔＩ３は、減算部１７に与えられるようになっている。減算部１７では、モータ電流検出回路８によって検出されるモータ電流値とアシスト目標電流値Ｉ＋ΔＩ１＋ΔＩ２＋ΔＩ３との偏差が求められる。そして、その求められた偏差に基づいて、電動モータ４を駆動するモータドライバ１８の制御が行われる。これにより、電動モータ４にアシスト目標電流値Ｉ＋ΔＩ１＋ΔＩ２＋ΔＩ３に相当する電流が流れ、電動モータ４からステアリングホイール１の操作に応じた適切な操舵補助力が発生される。
【００２７】
図２は、慣性補償制御部１３の電気的構成を示すブロック図である。慣性補償制御部１３は、操舵トルクＴの時間微分値に相当する操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する操舵トルク微分相当値生成部１３１と、この操舵トルク微分相当値生成部１３１が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'に応じた制御電流値Δｉを決定する制御電流値決定部１３２と、制御電流値Δｉに車速Ｖに応じた車速ゲインを乗じることによって慣性補償値ΔＩ１を生成する車速ゲイン乗算部１３３とを有している。
【００２８】
操舵トルク微分相当値生成部１３１は、位相補償部１１から与えられる操舵トルクＴを、ローパスフィルタ特性を有する慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に通すことにより、操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する。ローパスフィルタ特性を有する慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)は、たとえば、下記式(1)で定義することができる。
【００２９】
【数５】
制御電流値決定部１３２は、図３に示す操舵トルク微分相当値−制御電流値特性線に従って制御電流値Δｉを設定する。すなわち、制御電流値決定部１３２は、操舵トルク微分相当値生成部１３１が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'が０〜５０Nm/sの範囲では、操舵トルク微分相当値δＴ'に比例して０から１Ａ（アンペア）まで増加するように制御電流値Δｉを設定し、操舵トルク微分相当値δＴ'が５０〜１００Nm/sの範囲では、操舵トルク微分相当値δＴ'に拘わらず、制御電流値Δｉを１Ａに設定する。
【００３１】
車速ゲイン乗算部１３３は、図４に示す車速−車速ゲイン特性線に従って車速ゲインを設定する。すなわち、車速ゲイン乗算部１３３は、車速Ｖが０〜５km/hの範囲では、車速Ｖに比例して０から１まで増加するように車速ゲインを設定し、車速Ｖが４０〜１００km/hの範囲では、車速Ｖに比例して１から０．４まで減少するように車速ゲインを設定する。また、車速Ｖが５〜４０km/hの範囲では、車速Ｖに拘わらず、車速ゲインを１に設定する。そして、車速Ｖに応じて設定した車速ゲインを制御電流値決定部１３２で決定された制御電流値Δｉに乗じ、その乗算結果を慣性補償値ΔＩ１として出力する。
【００３２】
この実施形態では、上記式(1)中の時定数Ａ２が、車両の操舵状況に応じて自動的に変更されるようになっている。この機能を達成するため、慣性補償制御部１３はさらに、操舵トルクＴの時間微分値である操舵トルク微分値δＴを生成するための微分器１３４と、この微分器１３４が生成する操舵トルク微分値δＴに基づいて時定数Ａ２を設定する時定数設定部１３５とを有している。なお、上記式(1)中のゲインＡ１は、電動パワーステアリング装置が搭載される車両の特性などに基づいて設定された固定値である。
【００３３】
時定数設定部１３５は、たとえば、図５に一例として示す操舵トルク微分値−時定数特性線に従って時定数Ａ２を設定する。すなわち、時定数設定部１３５は、操舵トルク微分値δＴが０〜４０Nm/sの範囲では、操舵トルク微分値δＴに比例して２００から１００まで減少するように時定数Ａ２を設定し、操舵トルク微分値δＴが４０Nm/s以上であれば、操舵トルク微分値δＴに拘わらず、時定数Ａ２を１００に設定する。
【００３４】
これにより、操舵トルク微分値δＴが小さい時、たとえば、ステアリングホイール１がゆっくりと操舵されている状況（たとえば、大きなカーブを走行している状況）の時には、時定数Ａ２が大きな値に設定される。時定数Ａ２が大きいと、操舵トルクＴを慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に通すことにより操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する際に、操舵トルクＴから除去される高周波成分量が多くなる。ゆえに、操舵トルク微分相当値生成部１３１が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'は操舵トルクＴの緩やかな変化を捉えた値となり、その結果、この慣性補償制御部１３では、操舵トルクＴが緩やかに変化した場合における慣性による応答遅れを補償可能な慣性補償値ΔＩ１が生成される。
【００３５】
一方、操舵トルク微分値δＴが大きい時、つまり、ステアリングホイール１が素早く操舵されている状況（たとえば、小さなカーブが連続するスラローム路を走行している状況）の時には、時定数Ａ２が小さな値に設定される。時定数Ａ２が小さいと、操舵トルクＴを慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に通すことにより操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する際に、操舵トルクＴから除去される高周波成分量が少なくなる。ゆえに、操舵トルク微分相当値生成部１３１が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'は操舵トルクＴの急激な変化を捉えた値となり、その結果、この慣性補償制御部１３では、操舵トルクＴが急激に変化した場合における慣性による応答遅れを補償可能な慣性補償値ΔＩ１が生成される。
【００３６】
ゆえに、慣性補償値ΔＩ１を含むアシスト目標電流値Ｉ＋ΔＩ１＋ΔＩ２＋ΔＩ３に基づいて電動モータ４を制御することにより、電動モータ４などの慣性による応答遅れが良好に補償され、大きなカーブを走行している状況下であっても、小さなカーブが連続するスラローム路を走行している状況下であっても、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
また、この実施形態の構成によれば、操舵トルクＴを慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に通すことにより操舵トルク微分相当値δＴ'が生成され、この操舵トルク微分相当値δＴ'に基づいて慣性補償値ΔＩ１が設定されるから、電動モータ４の経時変化や車両のタイヤ空気圧の変化などが原因でステアリングホイール１の剛性感が変化し、そのためにステアリングホイール１に加えられる操舵トルクＴの大きさが変化しても、この変化を慣性補償値ΔＩ１で補償することができる。ゆえに、経時変化による操舵フィーリングの悪化を生じるおそれがない。
【００３７】
図６は、この発明の第２の実施形態に係る慣性補償制御部の電気的構成を示すブロック図である。この第２の実施形態に係る慣性補償制御部１００は、上述の第１の実施形態に係る慣性補償制御部１３（図２参照）に代えて用いることができるものである。なお、以下では、慣性補償制御部１３との相違点を中心に説明し、また、図６では、図２に示す各部と同等の部分については同一の参照符号を付している。
【００３８】
第１の実施形態に係る慣性補償制御部１３は、操舵トルク微分値δＴに基づいて上記式(1)中の時定数Ａ２を設定する時定数設定部１３５を有しているのに対し、この第２の実施形態に係る慣性補償制御部１００は、操舵トルク微分値δＴに基づいて上記式(1)中のゲインＡ１を設定するゲイン設定部１０１を有している。なお、第２の実施形態において、時定数Ａ２は、電動パワーステアリング装置が搭載される車両の特性などに基づいて設定された固定値である。
【００３９】
ゲイン設定部１０１は、たとえば、図７に一例として示す操舵トルク微分値−ゲイン特性線に従ってゲインＡ１を設定する。すなわち、ゲイン設定部１０１は、操舵トルク微分値δＴが０〜４０Nm/sの範囲では、操舵トルク微分値δＴに比例して２０００から４０００まで増加するようにゲインＡ１を設定し、操舵トルク微分値δＴが４０Nm/s以上であれば、操舵トルク微分値δＴに拘わらず、ゲインＡ１を４０００に設定する。
【００４０】
これにより、操舵トルク微分値δＴが小さい時には、ゲインＡ１が小さな値に設定され、その結果、操舵トルク微分相当値生成部１３１において操舵トルクＴを慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に通すことによって生成される操舵トルク微分相当値δＴ'が小さな値となる。したがって、この操舵トルク微分相当値δＴ'に基づいて設定される慣性補償値ΔＩ１は小さな値となるから、操舵トルクＴが緩やかに変化した場合に過剰な操舵補助が行われるおそれがない。
【００４１】
一方、操舵トルク微分値δＴが大きい時には、ゲインＡ１が大きな値に設定され、その結果、操舵トルク微分相当値生成部１３１において操舵トルクＴを慣性補償制御伝達関数Ｇ(s)に通すことによって生成される操舵トルク微分相当値δＴ'が大きな値となり、これに伴って、操舵トルク微分相当値δＴ'に基づいて設定される慣性補償値ΔＩ１は大きな値となる。ゆえに、操舵トルクＴが急激に変化した場合に、操舵補助力の不足や操舵の応答遅れを生じるおそれはない。
【００４２】
よって、この第２の実施形態の構成によっても、走行状況に拘わらず、良好な操舵フィーリングを得ることができるという効果を達成することができる。
図８は、この発明の第３の実施形態に係る慣性補償制御部の電気的構成を示すブロック図である。この第３の実施形態に係る慣性補償制御部１１０は、上述の第１の実施形態に係る慣性補償制御部１３（図２参照）に代えて用いることができるものである。なお、図８では、図２に示す各部と同等の部分については同一の参照符号を付している。
【００４３】
慣性補償制御部１１０は、車両の走行状況を判定する走行状況判定部１１１と、この走行状況判定部１１１の判定結果に応じた操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する操舵トルク微分相当値生成部１１２と、この操舵トルク微分相当値生成部１１２が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'に応じた制御電流値Δｉを決定する制御電流値決定部１３２と、制御電流値Δｉに車速Ｖに応じた車速ゲインを乗じることによって慣性補償値ΔＩ１を生成する車速ゲイン乗算部１３３とを有している。
【００４４】
走行状況判定部１１１は、たとえば、操舵トルクＴの時間微分値を算出し、その算出した時間微分値が予め定める基準値（たとえば、２０Nm/s）以下であれば、車両が大きなカーブを走行中であると判断する。一方、操舵トルクＴの時間微分値が上記基準値よりも大きければ、小さなカーブが連続するスラローム路を車両が走行中であると判断する。そして、この判断結果を操舵トルク微分相当値生成部１１２に与える。
【００４５】
操舵トルク微分相当値生成部１１２は、車両が大きなカーブを走行中であると判断された場合には、操舵トルクＴに下記式(2)の一般走行用伝達関数Ｇ１(s)を乗じることにより操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する。一方、車両がスラローム路を走行中であると判断された場合には、操舵トルクＴに下記式(3)のスラローム走行用伝達関数Ｇ２(s)を乗じることにより操舵トルク微分相当値δＴ'を生成する。
【００４６】
【数６】
これにより、車両が大きなカーブを走行している状況の時には、一般走行用伝達関数Ｇ１(s)のローパスフィルタ特性によって操舵トルクＴから除去される高周波成分量が多くなる。ゆえに、操舵トルク微分相当値生成部１１２が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'は操舵トルクＴの緩やかな変化を捉えた値となり、その結果、この慣性補償制御部１１０では、操舵トルクＴが緩やかに変化した場合における慣性による応答遅れを補償可能な慣性補償値ΔＩ１が生成される。一方、車両がスラローム路を走行している状況の時には、スラローム走行用伝達関数Ｇ２(s)のローパスフィルタ特性によって操舵トルクＴから除去される高周波成分量が少なくなる。ゆえに、操舵トルク微分相当値生成部１１２が生成する操舵トルク微分相当値δＴ'は操舵トルクＴの急激な変化を捉えた値となり、その結果、この慣性補償制御部１１０では、操舵トルクＴが急激に変化した場合における慣性による応答遅れを補償可能な慣性補償値ΔＩ１が生成される。
【００４８】
ゆえに、上述の第１の実施形態や第２の実施形態の場合と同様に、走行状況に拘わらず、良好な操舵フィーリングを達成することができる。
以上、この発明の３つの実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することも可能である。たとえば、上述の第３の実施形態では、操舵トルクＴの時間微分値に基づいて、車両が大きなカーブを走行している状況であるか、スラローム路を走行している状況であるかを判定するとしたが、操舵トルクＴに基づいて、ステアリングホイール１の操舵方向が切り替わる頻度を検出し、この頻度が予め定める値以下であれば、車両が大きなカーブを走行している状況であると判定し、上記予め定める値よりも大きければ、車両がスラローム路を走行している状況であると判定するようにしてもよい。
【００４９】
また、図３の操舵トルク微分相当値−制御電流値特性線および図４の車速−車速ゲイン特性線は、どちらも一例であり、車両の特性などに応じて適当に変更されてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を示すブロック図である。
【図２】慣性補償制御部の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】操舵トルク微分相当値−制御電流値特性線の一例を示す図である。
【図４】車速−車速ゲイン特性線の一例を示す図である。
【図５】操舵トルク微分値−時定数特性線の一例を示す図である。
【図６】この発明の第２の実施形態に係る慣性補償制御部の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】操舵トルク微分値−ゲイン特性線の一例を示す図である。
【図８】この発明の第３の実施形態に係る慣性補償制御部の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール
４ 電動モータ
１０ コントローラ
１２ 基本アシスト制御部
１３ 慣性補償制御部
１３１ 操舵トルク微分相当値生成部
１３２ 制御電流値決定部
１３３ 車速ゲイン乗算部
１３４ 微分器
１３５ 時定数設定部
１６ａ 加算部
１６ｂ 加算部
１６ｃ 加算部
１７ 減算部
１８ モータドライバ
１００ 慣性補償制御部
１０１ ゲイン設定部
１１０ 慣性補償制御部
１１１ 走行状況判定部
１１２ 操舵トルク微分相当値生成部
Claims (2)
- 操作部材に加えられた操舵トルクに基づいて駆動される電動モータによって操舵補助力を発生させる電動パワーステアリング装置のための制御装置であって、
操舵トルクに応じた基本アシスト電流値を生成する基本アシスト電流生成手段と、
車両の走行状況に応じた慣性補償制御伝達関数を設定する伝達関数設定手段と、
この伝達関数設定手段が設定する慣性補償制御伝達関数に操舵トルクを通すことによって操舵トルク微分相当値を生成する操舵トルク微分相当値生成手段と、
この操舵トルク微分相当値生成手段が生成する操舵トルク微分相当値に基づいて慣性補償値を生成する慣性補償電流生成手段と、
上記基本アシスト電流生成手段が生成する基本アシスト電流値と、上記慣性補償電流生成手段が生成する慣性補償値とを加算してアシスト目標電流値を生成する目標電流値生成手段と、
この目標電流値生成手段が生成するアシスト目標電流値に基づいて電動モータを駆動するモータ駆動手段とを含み、
上記慣性補償制御伝達関数は、
上記伝達関数設定手段は、上記関数補償制御伝達関数中の時定数Ａ２を操舵トルクの時間微分値に応じて変更する時定数変更手段を含むものであることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。 - 操作部材に加えられた操舵トルクに基づいて駆動される電動モータによって操舵補助力を発生させる電動パワーステアリング装置のための制御装置であって、
操舵トルクに応じた基本アシスト電流値を生成する基本アシスト電流生成手段と、
車両の走行状況に応じた慣性補償制御伝達関数を設定する伝達関数設定手段と、
この伝達関数設定手段が設定する慣性補償制御伝達関数を操舵トルクに乗じることによって操舵トルク微分相当値を生成する操舵トルク微分相当値生成手段と、
この操舵トルク微分相当値生成手段が生成する操舵トルク微分相当値に基づいて慣性補償値を生成する慣性補償電流生成手段と、
上記基本アシスト電流生成手段が生成する基本アシスト電流値と、上記慣性補償電流生成手段が生成する慣性補償値とを加算してアシスト目標電流値を生成する目標電流値生成手段と、
この目標電流値生成手段が生成するアシスト目標電流値に基づいて電動モータを駆動するモータ駆動手段とを含み、
上記伝達関数設定手段は、
操舵トルクの時間微分値と予め定める基準値とを比較して大小を判断する比較判断手段を含み、
この比較判断手段によって操舵トルクの時間微分値が上記基準値よりも大きいと判断された場合には、上記慣性補償制御伝達関数を予め定めるスラローム走行用伝達関数に設定し、上記比較判断手段によって操舵トルクの時間微分値が上記基準値以下であると判断された場合には、上記慣性補償制御伝達関数を予め定める一般走行用伝達関数に設定するものであることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。
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