JP4997479B2 - 電気式動力舵取装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータのアシスト力により操舵を補助する電気式動力舵取装置に関するものである。

従来より、モータのアシスト力により操舵を補助する電気式動力舵取装置として、例えば、下記特許文献１（第５実施形態）に示す、電動パワーステアリング装置が知られている。この電動パワーステアリング装置は、操舵輪を介して入力される逆入力を抑制するために、操舵トルクの変化速度（操舵トルクの単位時間当たりの変化量）に応じて補正基準電流を演算する。この補正基準電流に応じてモータの出力を補正することで、操舵輪を介して入力される逆入力を抑制している。

また、下記特許文献１には直接記載されていないが、上述のように操舵トルクの単位時間当たりの変化量であるトルク変化量を考慮してモータの出力を補正することでモータのトルクリップルが抑制されるという別の効果も達成され得る。
特開２００６−１３１１９１号公報

ところで、上述のようにトルク変化量に応じて補正基準電流を演算する際、当該トルク変化量が十分小さい場合に補正基準電流を０にするような不感帯を設けることにより、ノイズの影響を低減している。

しかしながら、このような不感帯を設けると、例えば、操舵トルクが高く一定であることからトルク変化量が小さくなる場合には、モータのトルクリップルを適切に抑制することができないという問題が生じる。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ノイズの影響を低減するとともにトルクリップルを抑制するようにモータを制御し得る電気式動力舵取装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の電気式動力舵取装置では、車両のステアリングホイール（２１）による操舵を補助可能なアシスト力を出力するモータ（４０）と、前記ステアリングホイールによる操舵トルク（Ｔ）を検出するトルクセンサ（２４）と、前記操舵トルクの単位時間当たりの変化量（ｄＴ／ｄｔ）が前記モータを制御するための所定の制御量（ｉ_１）における第１の値（ｉa）に変換される第１のマップ手段であって前記変化量が増加するほど前記第１の値を増加させ前記変化量が十分小さい場合には前記第１の値を０にする第１のマップ手段と、前記変化量が前記モータを制御するための前記制御量における第２の値（ｉb）に変換される第２のマップ手段であって前記変化量が増加するほど前記第２の値を増加させ前記変化量が０に向けて減少するほど前記第２の値を０に近づけるように減少させる第２のマップ手段と、前記第１の値と前記第２の値とに基づいて前記モータを制御する制御手段（３０）と、を備えることを技術的特徴とする。

請求項１の発明では、操舵トルクの単位時間当たりの変化量であるトルク変化量が増加するほど所定の制御量における第１の値を増加させ、ノイズの影響を低減するための不感帯を有するように、トルク変化量が十分小さい場合には第１の値を０にする第１のマップ手段と、トルク変化量が増加するほど所定の制御量における第２の値を増加させ、トルク変化量が十分小さい場合であってもトルクリップルを抑制するように、トルク変化量が０に向けて減少するほど第２の値を０に近づけるように減少させる第２のマップ手段とを備え、制御手段は、第１の値と第２の値とに基づいてモータを制御する。ここで、上記所定の制御量は、例えば、基本アシスト電流値を補正するための補正電流値である。

これにより、ノイズの影響の低減よりもトルクリップルを優先的に抑制すべき操舵状態、例えば、操舵トルクが高く一定であることからトルク変化量が小さくなる操舵状態では、第２の値を第１の値よりも反映させるようにモータを制御することで、トルクリップルを効果的に抑制することができる。

また、トルクリップルの抑制よりもノイズの影響を優先的に低減すべき操舵状態、例えば、操舵トルクが低く一定であることからトルク変化量が小さくなる操舵状態では、第１の値を第２の値よりも反映させるようにモータを制御することで、ノイズの影響を効果的に低減することができる。
したがって、ノイズの影響を低減するとともにトルクリップルの発生を抑制するようにモータを制御することができる。

請求項２の発明では、制御手段は、操舵トルクに対する基本アシストトルクの変化率であるアシスト勾配の増加に伴い第２の値を第１の値よりも大きく反映させるようにモータを制御する。ここで、基本アシストトルクとは、操舵トルクに対応して基本的に設定されるモータに発生させるべきアシストトルクである。

これにより、アシスト勾配が大きくなるような操舵状態、即ち、操舵トルクの増加分に比べて基本アシストトルクの増加分が大きくなる操舵状態では、第２の値を第１の値よりも反映させるようにモータを制御することで、トルクリップルを効果的に抑制することができる。また、アシスト勾配が小さくなるような操舵状態、即ち、操舵トルクの増加分に比べて基本アシストトルクの増加分が小さくなる操舵状態では、第１の値を第２の値よりも反映させるようにモータを制御することで、ノイズの影響を効果的に低減することができる。

したがって、アシスト勾配に応じてノイズの影響を低減するとともにトルクリップルの発生を抑制するようにモータを制御することができる。
また、請求項３に記載の発明のように、アシスト勾配がモータに起因するノイズの発生による影響をうけない程度に大きい場合には第１の値を考慮することなく第２の値に基づいてモータを制御してもよい。

請求項４の発明では、制御手段は、操舵トルクを、例えば安定性を向上するようにフィルタ処理したトルクであるフィルタ後トルクの増加に伴い、第２の値を第１の値よりも大きく反映させるようにモータを制御する。

これにより、フィルタ後トルクが大きくなるような操舵状態では、第２の値を第１の値よりも反映させるようにモータを制御することで、トルクリップルを効果的に抑制することができる。また、フィルタ後トルクが小さくなるような操舵状態では、第１の値を第２の値よりも反映させるようにモータを制御することで、ノイズの影響を効果的に低減することができる。

したがって、フィルタ後トルクに応じてノイズの影響を低減するとともにトルクリップルの発生を抑制するようにモータを制御することができる。
また、請求項５に記載の発明のように、フィルタ後トルクがモータに起因するノイズの発生による影響をうけない程度に大きい場合には第１の値を考慮することなく第２の値に基づいてモータを制御してもよい。

請求項６の発明では、制御手段は、操舵トルクの増加に伴い、第２の値を第１の値よりも大きく反映させるようにモータを制御する。

これにより、操舵トルクが大きくなるような操舵状態では、第２の値を第１の値よりも反映させるようにモータを制御することで、トルクリップルを効果的に抑制することができる。また、操舵トルクが小さくなるような操舵状態では、第１の値を第２の値よりも反映させるようにモータを制御することで、ノイズの影響を効果的に低減することができる。

したがって、操舵トルクに応じてノイズの影響を低減するとともにトルクリップルの発生を抑制するようにモータを制御することができる。
また、請求項７に記載の発明のように、操舵トルクがモータに起因するノイズの発生による影響をうけない程度に大きい場合には第１の値を考慮することなく第２の値に基づいてモータを制御してもよい。

請求項８の発明では、上記所定の制御量は、モータを制御するための電流値であって、例えば、基本アシスト電流値を補正するための補正電流値である。これにより、ノイズの影響の低減よりもトルクリップルを優先的に抑制すべき操舵状態においてはトルクリップルを効果的に抑制するように、または、トルクリップルの抑制よりもノイズの影響を優先的に低減すべき操舵状態においてはノイズの影響を効果的に低減するように、操舵状態に応じて適切に電流値を調整してモータを制御することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。まず、本第１実施形態に係る電気式動力舵取装置の構成を図１(A)(B)に基づいて説明する。
図１(A)は、本発明の第１実施形態に係る電気式動力舵取装置２０の全体構成例を示す構成図である。電気式動力舵取装置２０は、主に、ステアリングホイール２１、ステアリング軸２２、ピニオン入力軸２３、トルクセンサ２４、減速機２７、ラックアンドピニオン２８、ロッド２９、ＥＣＵ３０、モータ４０等から構成されている。

図１(A)に示すように、ステアリングホイール２１には、ステアリング軸２２の一端側が接続されており、このステアリング軸２２の他端側にはトルクセンサ２４の入力側が接続されている。またこのトルクセンサ２４の出力側には、ラックアンドピニオン２８のピニオン入力軸２３の一端側が接続されている。トルクセンサ２４は、図略のトーションバーとこのトーションバーを挟むようにトーションバーの両端に取り付けられた２つのレゾルバとからなり、トーションバーの一端側を入力、他端側を出力とする入出力間で生じるトーションバーの捻れ量等を当該２つのレゾルバにより検出することで、ステアリングホイール２１による操舵トルクＴを検出し得るように構成されている。

トルクセンサ２４の出力側に接続されるピニオン入力軸２３の途中には、減速機２７が連結されており、モータ４０から出力されるアシスト力をこの減速機２７を介してピニオン入力軸２３に伝達し得るように構成されている。

即ち、図面には示されていないが、動力伝達機構としての減速機２７は、モータ４０の出力軸に取り付けられたモータギヤと減速機２７の減速ギヤとが互いに噛合可能に構成されており、モータ４０の出力軸が回転すると所定の減速比で減速機２７の減速ギヤが回転することで、モータ４０による駆動力（アシスト力）をピニオン入力軸２３に伝達可能にしている。

一方、このピニオン入力軸２３の他端側には、ラックアンドピニオン２８を構成する図略のラック軸のラック溝に噛合可能なピニオンギヤが形成されている。
このラックアンドピニオン２８では、ピニオン入力軸２３の回転運動をラック軸の直線運動に変換可能にしており、またこのラック軸の両端にはロッド２９が連結され、さらにこのロッド２９の端部には図略のナックル等を介して操舵輪ＦＲ、ＦＬが連結されている。これにより、ピニオン入力軸２３が回転すると、ラックアンドピニオン２８、ロッド２９等を介して操舵輪ＦＲ、ＦＬの実舵角を変化させることができるので、ピニオン入力軸２３の回転量および回転方向に従った操舵輪ＦＲ、ＦＬの操舵を可能にしている。

図１(B)は、ＥＣＵ３０等の構成例を示す回路ブロック図である。ＥＣＵ３０は、主に、Ａ／Ｄ変換器等の周辺ＬＳＩやメモリ等を備えたＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）３１、トルクセンサ２４等による各種センサ情報等を入出力可能な入出力インタフェイスＩ／Ｆ３２、およびＭＰＵ３１から出力されるモータ電流指令値に基づいてＰＷＭ制御によるモータ電流をモータ４０に供給可能なモータ駆動回路３５から構成されている。なお、図１(B)に示す符号３７は、モータ４０に実際に流れるモータ電流値ｉqを検出し得る電流センサ３７であり、この電流センサ３７により検出されたモータ電流値ｉqに関するセンサ情報は、モータ電流信号として入出力インタフェイスＩ／Ｆ３２を介してＭＰＵ３１に入力され得るように構成されている。

また、図１(A)に示すように、ＥＣＵ３０には、車速センサ５０が電気的に接続されている。この車速センサ５０は、車両の走行速度（車速Ｖ）を検出し、その車速Ｖに対応した検出信号をＥＣＵ３０へ出力する。

このように構成することにより、電気式動力舵取装置２０では、ステアリングホイール２１による操舵トルクＴをトルクセンサ２４により検出し、その操舵トルクＴに対応するアシスト力を発生するようにモータ４０をＥＣＵ３０によって制御する。その際、後述するように、そのアシスト力を車速Ｖに応じて変化させ、ステアリングホイール２１の操舵トルクＴの単位時間当たりの変化量（トルク変化量ｄＴ／ｄｔ）に応じてモータ４０の出力を補正する。

次に、ＥＣＵ３０におけるモータ駆動制御の処理を図２に基づいて説明する。図２は、本第１実施形態に係る電気式動力舵取装置２０のＥＣＵ３０によるモータ４０の制御ブロック線図である。

図２に示すように、トルクセンサ２４により検出された操舵トルクＴは、安定性を高めるためにローパスフィルタ３１ａによりフィルタ処理が行われた後、フィルタ後トルクＴ_１として演算部３１ｂに入力される。

演算部３１ｂにおいては操舵トルクＴ（フィルタ後トルクＴ_１）および車速Ｖと基本アシスト電流値ｉ_ｏとの対応関係が例えばマップや演算式としてＭＰＵ３１のメモリ等に記憶されており、フィルタ後トルクＴ_１および車速Ｖに対応する基本アシスト電流値ｉ_ｏが演算される。ここで、フィルタ後トルクＴ_１と基本アシスト電流値ｉ_ｏとの対応関係は、例えば演算部３１ｂに示すように、フィルタ後トルクＴ_１が大きくなる程に基本アシスト電流値ｉ_ｏが大きくなるように設定されている（図２参照）。フィルタ後トルクＴ_１と基本アシスト電流値ｉ_ｏの正負の符号は、右操舵時と左操舵時とで逆とされる。また、車速Ｖが大きくなる程に基本アシスト電流値ｉ_ｏが小さくなるように設定されている（図２参照）。

図３は、第１実施形態に係る電気式動力舵取装置の操舵トルクＴ（フィルタ後トルクＴ_１）と基本アシストトルクＴ_０と車速Ｖとの間の関係を示す説明図である。
また、演算部３１ｂにおいては、フィルタ後トルクＴ_１に対する基本アシストトルクＴ_０の変化率であるアシスト勾配Ｒ（＝ｄＴ_０／ｄＴ）が、図３に示す操舵トルクＴ（フィルタ後トルクＴ_１）と基本アシストトルクＴ_０との対応関係により演算される。

図３に示すように、車速Ｖが一定であれば、操舵トルクＴ（フィルタ後トルクＴ_１）の大きさが大きくなる程に、基本アシストトルクＴ_０の大きさが設定上限値まで大きくなり、且つ、アシスト勾配Ｒが設定上限値Ｒｏまで大きくなるものとされている。また、基本アシストトルクＴ_０は車速Ｖに応じて変化し、操舵トルクＴ（フィルタ後トルクＴ_１）が一定であれば車速Ｖが減少する程に基本アシストトルクＴ_０が大きくなり、アシスト勾配Ｒが大きくなるものとされている。即ち、アシスト勾配Ｒが操舵トルクＴ（フィルタ後トルクＴ_１）の変化に応じて変化し、そのアシスト勾配Ｒに上限値Ｒｏが設定され、このアシスト勾配Ｒの設定上限値が車速Ｖの変化に応じて変化するように、操舵トルクＴ（フィルタ後トルクＴ_１）と基本アシストトルクＴ_０との対応関係が設定され、その設定された対応関係がＭＰＵ３１のメモリ等に記憶されている。

また、トルクセンサ２４にて検出された操舵トルクＴは、微分器３１ｃにより微分され、操舵トルクＴの単位時間当たりの変化量であるトルク変化量ｄＴ／ｄｔとして演算部３１ｄに入力される。

演算部３１ｄにおいては、トルク変化量ｄＴ／ｄｔおよび演算部３１ｂにて演算されるアシスト勾配Ｒに応じて、基本アシスト電流値ｉ_ｏを補正するための制御量である補正電流値ｉ_１が演算される。この補正電流値ｉ_１の演算については、後述する図４および図５のフローチャートにて詳細に説明する。

加算器３１ｅにおいて、演算部３１ｂにて演算された基本アシスト電流値ｉ_ｏに、演算部３１ｄにて演算された補正電流値ｉ_１が加算されることで、モータ４０の目標駆動電流値ｉq^＊が求められる。この目標駆動電流値ｉq^＊と電流センサ３７にて検出されたモータ電流値ｉqとの偏差を低減するように設定されるモータ電流指令値に基づいてモータ駆動回路３５によりモータ４０を駆動制御する。

ところで、演算部３１ｄにて補正電流値ｉ_１を演算する際、上述したようにノイズの影響を低減するために、トルク変化量ｄＴ／ｄｔが十分小さい場合に補正電流値ｉ_１を０にするような不感帯を設けると、操舵トルクＴが高く一定であることからトルク変化量ｄＴ／ｄｔが小さくなる場合には、モータ４０のトルクリップルを適切に抑制することができないという問題が生じる。

そこで、本第１実施形態においては、後述するように、操舵トルクＴに対する基本アシストトルクＴ_０の変化率であるアシスト勾配Ｒに応じて上記不感帯の範囲を変更するように補正電流値ｉ_１を演算することで、ノイズの影響を低減するとともにトルクリップルを抑制するようにモータ４０を制御する。

以下、本第１実施形態に係る電気式動力舵取装置２０のＥＣＵ３０によるモータ４０の出力を補正する処理について、図４および図５を用いて説明する。図４は、本第１実施形態に係る電気式動力舵取装置２０のＥＣＵ３０によるモータ駆動制御の流れを示すフローチャートであり、図５は、図４中の補正電流値演算処理のサブルーチンを示すフローチャートである。

まず、図４のステップＳ１０１において、各センサにより検出される操舵トルクＴ、車速Ｖおよびモータ電流値ｉq等の各検出値が読み込まれる。次に、ステップＳ１０３において、ローパスフィルタ３１ａによりフィルタ処理が行われたフィルタ後トルクＴ_１に基づいて演算部３１ｂで基本アシスト電流値ｉ_ｏが演算される。そして、ステップＳ１０５において、演算部３１ｂによりアシスト勾配Ｒが図３に示す操舵トルクＴ（フィルタ後トルクＴ_１）と基本アシストトルクＴ_０との対応関係により演算される。

次に、図５の補正電流値演算処理ルーチンＳ２００における処理がなされる。まず、ステップＳ２０１にて、微分器３１ｃにより操舵トルクＴを微分して操舵トルクＴの単位時間当たりの変化量であるトルク変化量ｄＴ／ｄｔが演算される。

以下、ステップＳ２０３〜ステップＳ２０９における処理は演算部３１ｄにおける処理である。
ステップＳ２０３において、第１補正電流値決定処理がなされる。この処理では、図６に示すトルク変化量−第１補正電流値マップを参照することにより、第１補正電流値ｉaが、不感帯を考慮した基本アシスト電流値ｉ_ｏを補正するための制御量として、トルク変化量ｄＴ／ｄｔに対応するように決定される。なお、トルク変化量−第１補正電流値マップは、特許請求の範囲に記載の「第１のマップ」に相当する。

このマップは、図６に示すように、右方向操舵を補助する方向を＋方向、左方向操舵を補助する方向を−方向にとると、トルク変化量ｄＴ／ｄｔがα_１未満では第１補正電流値ｉa＝０に設定され、トルク変化量ｄＴ／ｄｔがα_１以上であってα_２未満ではトルク変化量ｄＴ／ｄｔの増加に伴い第１補正電流値ｉaが０からβ_１まで直線的に増加するように設定され、トルク変化量ｄＴ／ｄｔがα_２以上であってα_３未満ではトルク変化量ｄＴ／ｄｔの増加に伴い第１補正電流値ｉaがβ_１からβ_２まで直線的に増加するように設定され、トルク変化量ｄＴ／ｄｔがα_３以上では第１補正電流値ｉa＝β_２に設定されている。なお、トルク変化量ｄＴ／ｄｔがα_１以上α_２未満における第１補正電流値ｉaの増加量は、α_２以上α_３未満における第１補正電流値ｉaの増加量よりも大きくなるように設定されている。

ここで、α_１およびα_２は、例えば、それぞれ９Ｎｍ／ｓおよび１８Ｎｍ／ｓに設定されている。なお、このトルク変化量−第１補正電流値、後述するトルク変化量−第２補正電流値（図７）およびアシスト勾配−補間比マップ（図８）は、予め、ＭＰＵ３１のメモリ等に格納されている。

次に、ステップＳ２０５において、第２補正電流値決定処理がなされる。この処理では、図７に示すトルク変化量−第２補正電流値マップを参照することにより、第２補正電流値ｉbが、不感帯を考慮しない基本アシスト電流値ｉ_ｏを補正するための制御量として、トルク変化量ｄＴ／ｄｔに対応するように決定される。なお、トルク変化量−第２補正電流値マップは、特許請求の範囲に記載の「第２のマップ」に相当する。

このマップは、図７に示すように、右方向操舵を補助する方向を＋方向、左方向操舵を補助する方向を−方向にとると、トルク変化量ｄＴ／ｄｔが０以上であってα_３未満ではトルク変化量ｄＴ／ｄｔの増加に伴い第２補正電流値ｉbが０からβ_２まで直線的に増加するように設定され、トルク変化量ｄＴ／ｄｔがα_３以上では第２補正電流値ｉb＝β_２に設定されている。なお、トルク変化量ｄＴ／ｄｔがα_２以上α_３未満における第２補正電流値ｉbの増加量は、α_２以上α_３未満における第１補正電流値ｉaの増加量に等しくなるように設定されている。

次に、ステップＳ２０７において、補間比設定処理がなされる。この処理では、図８に示すアシスト勾配−補間比マップを参照することにより、補間比ｒがアシスト勾配Ｒに対応するように決定される。

このマップは、図８に示すように、アシスト勾配Ｒが０以上であってＲ_ａ未満ではアシスト勾配Ｒの増加に伴い補間比ｒが０から１まで直線的に増加するように設定され、アシスト勾配ＲがＲ_ａ以上では補間比ｒ＝１に設定されている。ここで、Ｒ_ａは、モータに起因するノイズの発生による影響をうけない程度にアシスト勾配Ｒが大きい場合の値である。

次に、ステップＳ２０９において、補正電流値演算処理がなされる。この処理では、下記式（１）により補正電流値ｉ_１が演算される。
ｉ_１＝ｉa＋（ｉb−ｉa）×ｒ ・・・（１）

この式（１）から判るように、補間比ｒ（０≦ｒ≦１）が増加するほど、即ち、アシスト勾配Ｒが増加するほど、第２補正電流値ｉbを第１補正電流値ｉaよりも反映させるように補正電流値ｉ_１が演算される。

上述のように補正電流値演算処理ルーチンＳ２００にて補正電流値ｉ_１が演算されると、図４のステップＳ３０１において、加算器３１ｅにより基本アシスト電流値ｉ_ｏに補正電流値ｉ_１を加算して目標駆動電流値ｉq^＊が演算される。

次に、ステップＳ３０３において、目標駆動電流値ｉq^＊と電流センサ３７にて検出されたモータ電流値ｉqとの偏差を低減するように設定されるモータ電流指令値に基づいてモータ駆動回路３５によりモータ４０が駆動制御される。

しかる後に制御を終了するか否かを、例えば図略のイグニッションスイッチがオンかオフかにより判断し（ステップＳ３０５）、制御を終了しない場合は上記ステップＳ１０１からの処理を繰り返す。

以上説明したように、本第１実施形態に係る電気式動力舵取装置２０では、ＥＣＵ３０は、操舵トルクＴの単位時間当たりの変化量であるトルク変化量ｄＴ／ｄｔが増加するほど第１補正電流値ｉaを増加させ、ノイズの影響を低減するための不感帯を有するように、トルク変化量ｄＴ／ｄｔが十分小さい場合には第１補正電流値ｉaを０にするトルク変化量−第１補正電流値マップと、トルク変化量ｄＴ／ｄｔが増加するほど第２補正電流値ｉbを増加させ、トルク変化量ｄＴ／ｄｔが十分小さい場合であってもトルクリップルを抑制するように、トルク変化量ｄＴ／ｄｔが０に向けて減少するほど第２補正電流値ｉbを０に近づけるように減少させるトルク変化量−第２補正電流値マップとを備え、アシスト勾配Ｒに応じて第１補正電流値ｉaと第２補正電流値ｉbとに基づいてモータ４０を制御する。

これにより、ノイズの影響の低減よりもトルクリップルを優先的に抑制すべき操舵状態、例えば、アシスト勾配Ｒが大きくなるような操舵状態である場合には、第２補正電流値ｉbを第１補正電流値ｉaよりも反映させるようにモータ４０を制御することで、トルクリップルを効果的に抑制することができる。

また、トルクリップルの抑制よりもノイズの影響を優先的に低減すべき操舵状態、例えば、アシスト勾配Ｒが小さくなるような操舵状態である場合には、第１補正電流値ｉaを第２補正電流値ｉbよりも反映させるようにモータ４０を制御することで、ノイズの影響を効果的に低減することができる。
したがって、アシスト勾配Ｒに応じてノイズの影響を低減するとともにトルクリップルの発生を抑制するようにモータ４０を制御することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る電気式動力舵取装置について図９〜図１１を参照して説明する。図９は、第２実施形態に係る電気式動力舵取装置２０のＥＣＵ３０によるモータ４０の制御ブロック線図である。図１０は、本第２実施形態に係る電気式動力舵取装置２０のＥＣＵ３０によるモータ駆動制御の流れを示すフローチャートである。図１１は、補間比設定処理に用いられるフィルタ後トルク−補間比マップの一例を示す説明図である。

本第２実施形態に係る電気式動力舵取装置２０では、補正電流値ｉ_１が、図９に示すように、上記第１実施形態におけるアシスト勾配Ｒに代えてローパスフィルタ３１ａによりフィルタ処理が行われたフィルタ後トルクＴ_１とトルク変化量ｄＴ／ｄｔとに応じて演算部３１ｄで演算される点、および、モータ駆動制御処理が、図４に示すフローチャートに代えて図１０に示すフローチャートに基づいて処理される点が、上記第１実施形態に係る電気式動力舵取装置と異なる。

以下、本第２実施形態に係る電気式動力舵取装置２０のＥＣＵ３０によるモータ４０の出力を補正する処理について、図１０および図５を用いて説明する。
まず、図１０のステップＳ１０１にて各検出値が読み込まれると、ステップＳ１０３にて基本アシスト電流値ｉ_ｏが演算される。

次に、図５の補正電流値演算処理ルーチンＳ２００のステップＳ２０１にて、トルク変化量ｄＴ／ｄｔが演算されると、演算部３１ｄで第１補正電流値ｉa（Ｓ２０３）および第２補正電流値ｉb（Ｓ２０５）が、上記第１実施形態と同様に、トルク変化量ｄＴ／ｄｔに対応するように決定される。

次に、ステップＳ２０７において、補間比設定処理がなされる。この処理では、図１１に示すフィルタ後トルク−補間比マップを参照することにより、補間比ｒがフィルタ後トルクＴ_１に対応するように決定される。

このマップは、図１１に示すように、フィルタ後トルクＴ_１が０以上であってＴ_１ａ未満ではフィルタ後トルクＴ_１の増加に伴い補間比ｒが０から１まで直線的に増加するように設定され、フィルタ後トルクＴ_１がＴ_１ａ以上では補間比ｒ＝１に設定されている。ここで、Ｔ_１ａは、モータに起因するノイズの発生による影響をうけない程度にフィルタ後トルクＴ_１が大きい場合の値である。

次に、ステップＳ２０９にて上述した式（１）により補正電流値ｉ_１が演算された後、上記第１実施形態と同様に、目標駆動電流値ｉq^＊が演算されると（Ｓ３０１）、この目標駆動電流値ｉq^＊とモータ電流値ｉqとの偏差を低減するように設定されるモータ電流指令値に基づいてモータ駆動回路３５によりモータ４０が駆動制御される（Ｓ３０３）。

以上説明したように、本第２実施形態に係る電気式動力舵取装置２０では、ＥＣＵ３０は、操舵トルクＴを、安定性を向上するためにフィルタ処理したトルクであるフィルタ後トルクＴ_１の増加に伴い、第２補正電流値ｉbを第１補正電流値ｉaよりも大きく反映させるようにモータ４０を制御する。

これにより、フィルタ後トルクＴ_１が大きくなるような操舵状態では、第２補正電流値ｉbを第１補正電流値ｉaよりも反映させるようにモータ４０を制御することで、トルクリップルを効果的に抑制することができる。また、フィルタ後トルクＴ_１が小さくなるような操舵状態では、第１補正電流値ｉaを第２補正電流値ｉbよりも反映させるようにモータ４０を制御することで、ノイズの影響を効果的に低減することができる。
したがって、フィルタ後トルクに応じてノイズの影響を低減するとともにトルクリップルの発生を抑制するようにモータを制御することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る電気式動力舵取装置について図１２および図１３を参照して説明する。図１２は、第３実施形態に係る電気式動力舵取装置２０のＥＣＵ３０によるモータ４０の制御ブロック線図である。図１３は、補間比設定処理に用いられる操舵トルク−補間比マップの一例を示す説明図である。

本第３実施形態に係る電気式動力舵取装置２０では、補正電流値ｉ_１が、図１２に示すように、上記第２実施形態におけるフィルタ後トルクＴ_１に代えてトルクセンサ２４により検出された操舵トルクＴとトルク変化量ｄＴ／ｄｔとに応じて演算部３１ｄで演算される点、および、図５のステップＳ２０７における補間比設定処理に用いられるマップが、図１１に示すフィルタ後トルク−補間比マップに代えて図１３に示す操舵トルク−補間比マップに基づいて処理される点が、上記第２実施形態に係る電気式動力舵取装置と異なる。

以下、本第３実施形態に係る電気式動力舵取装置２０のＥＣＵ３０によるモータ４０の出力を補正する処理について、図１０および図５を用いて説明する。
まず、図１０のステップＳ１０１にて各検出値が読み込まれると、ステップＳ１０３にて基本アシスト電流値ｉ_ｏが演算される。

次に、図５の補正電流値演算処理ルーチンＳ２００のステップＳ２０１にて、トルク変化量ｄＴ／ｄｔが演算されると、演算部３１ｄで第１補正電流値ｉa（Ｓ２０３）および第２補正電流値ｉb（Ｓ２０５）が、上記第２実施形態と同様に、トルク変化量ｄＴ／ｄｔに対応するように決定される。

次に、ステップＳ２０７において、補間比設定処理がなされる。この処理では、図１３に示す操舵トルク−補間比マップを参照することにより、補間比ｒが操舵トルクＴに対応するように決定される。

このマップは、図１３に示すように、操舵トルクＴが０以上であってＴ_ａ未満では操舵トルクＴの増加に伴い補間比ｒが０から１まで直線的に増加するように設定され、操舵トルクＴがＴ_ａ以上では補間比ｒ＝１に設定されている。ここで、Ｔ_ａは、モータに起因するノイズの発生による影響をうけない程度に操舵トルクＴが大きい場合の値である。

次に、ステップＳ２０９にて上述した式（１）により補正電流値ｉ_１が演算された後、上記第２実施形態と同様に、目標駆動電流値ｉq^＊が演算されると（Ｓ３０１）、この目標駆動電流値ｉq^＊とモータ電流値ｉqとの偏差を低減するように設定されるモータ電流指令値に基づいてモータ駆動回路３５によりモータ４０が駆動制御される（Ｓ３０３）。

以上説明したように、本第３実施形態に係る電気式動力舵取装置２０では、ＥＣＵ３０は、操舵トルクＴの増加に伴い、第２補正電流値ｉbを第１補正電流値ｉaよりも大きく反映させるようにモータ４０を制御する。

これにより、操舵トルクＴが大きくなるような操舵状態では、第２補正電流値ｉbを第１補正電流値ｉaよりも反映させるようにモータ４０を制御することで、トルクリップルを効果的に抑制することができる。また、操舵トルクＴが小さくなるような操舵状態では、第１補正電流値ｉaを第２補正電流値ｉbよりも反映させるようにモータ４０を制御することで、ノイズの影響を効果的に低減することができる。
したがって、操舵トルクＴに応じてノイズの影響を低減するとともにトルクリップルの発生を抑制するようにモータを制御することができる。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記各実施形態と同等の作用・効果が得られる。
（１）演算部３１ｄにおいて、トルク変化量ｄＴ／ｄｔに応じて第１補正電流値ｉaおよび第２補正電流値ｉbを決定し、上記式（１）に基づいて補正電流値ｉ_１を演算することに限らず、トルク変化量ｄＴ／ｄｔに応じて例えば電圧等の所定の制御量における第１および第２の値を決定し、両値および上記式（１）に基づいて補正電流値ｉ_１を演算してもよい。このとき、上記第１の値はノイズの影響を低減するための不感帯を考慮して決定され、上記第２の値はトルク変化量ｄＴ／ｄｔが十分小さい場合であってもトルクリップルを抑制するように決定される。

（２）上記各実施形態では、図１に示すように、モータ４０から出力されるアシスト力を減速機２７を介してピニオン入力軸２３に伝達し得る、いわゆるコラム式の電気式動力舵取装置２０を例示して説明したが、本発明はこれに限られることはなく、例えば、ラックアンドピニオン２８にモータおよび減速機を内蔵し、このモータから出力されるアシスト力を減速機を介してラック機構に伝達し得る、いわゆるラック式の電気式動力舵取装置に適用してもよい。
また、ラック軸とモータとを平行に配置したいわゆるラックパラレル式の電気式動力舵取装置、ピニオン入力軸２３を有するピニオン部にモータを配置したいわゆるピニオン式の電気式動力舵取装置、または、いわゆるデュアルピニオン式の電気式動力舵取装置等に適用してもよい。

図１(A)は、本発明の第１実施形態に係る電気式動力舵取装置の全体構成例を示す構成図で、図１(B)は、ＥＣＵ等の構成例を示す回路ブロック図である。 本第１実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵによるモータの制御ブロック線図である。 本第１実施形態に係る電気式動力舵取装置の操舵トルク（フィルタ後トルク）と基本アシストトルクと車速との間の関係を示す説明図である。 本第１実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵによるモータ駆動制御の流れを示すフローチャートである。 図４中の補正電流値演算処理のサブルーチンを示すフローチャートである。 第１補正電流値決定処理に用いられるトルク変化量−第１補正電流値マップの一例を示す説明図である。 第２補正電流値決定処理に用いられるトルク変化量−第２補正電流値マップの一例を示す説明図である。 補間比設定処理に用いられるアシスト勾配−補間比マップの一例を示す説明図である。 本第２実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵによるモータの制御ブロック線図である。 本第２実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵによるモータ駆動制御の流れを示すフローチャートである。 補間比設定処理に用いられるフィルタ後トルク−補間比マップの一例を示す説明図である。 本第３実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵによるモータの制御ブロック線図である。 補間比設定処理に用いられる操舵トルク−補間比マップの一例を示す説明図である。

符号の説明

２０…電気式動力舵取装置
２１…ステアリングホイール
２４…トルクセンサ
３０…ＥＣＵ（制御手段）
４０…モータ
ｄＴ／ｄｔ…トルク変化量（操舵トルクの単位時間当たりの変化量）
ｉa…第１補正電流値（所定の制御量における第１の値）
ｉb…第２補正電流値（所定の制御量における第２の値）
ｉq^＊…目標駆動電流値
ｉ_１…補正電流値
Ｒ…アシスト勾配
ｒ…補間比
Ｔ…操舵トルク
Ｔ_０…基本アシストトルク
Ｔ_１…フィルタ後トルク

Claims (8)

1. 車両のステアリングホイールによる操舵を補助可能なアシスト力を出力するモータと、
   前記ステアリングホイールによる操舵トルクを検出するトルクセンサと、
   前記操舵トルクの単位時間当たりの変化量が前記モータを制御するための所定の制御量における第１の値に変換される第１のマップ手段であって前記変化量が増加するほど前記第１の値を増加させ前記変化量が十分小さい場合には前記第１の値を０にする第１のマップ手段と、
   前記変化量が前記モータを制御するための前記制御量における第２の値に変換される第２のマップ手段であって前記変化量が増加するほど前記第２の値を増加させ前記変化量が０に向けて減少するほど前記第２の値を０に近づけるように減少させる第２のマップ手段と、
   前記第１の値と前記第２の値とに基づいて前記モータを制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする電気式動力舵取装置。
2. 前記制御手段は、前記操舵トルクに対する基本アシストトルクの変化率であるアシスト勾配の増加に伴い前記第２の値を前記第１の値よりも大きく反映させるように前記モータを制御することを特徴とする請求項１記載の電気式動力舵取装置。
3. 前記制御手段は、前記操舵トルクに対する基本アシストトルクの変化率であるアシスト勾配が前記モータに起因するノイズの発生による影響をうけない程度に大きい場合には前記第１の値を考慮することなく前記第２の値に基づいて前記モータを制御することを特徴とする請求項１または２記載の電気式動力舵取装置。
4. 前記制御手段は、前記操舵トルクをフィルタ処理したトルクであるフィルタ後トルクの増加に伴い前記第２の値を前記第１の値よりも大きく反映させるように前記モータを制御することを特徴とする請求項１記載の電気式動力舵取装置。
5. 前記制御手段は、前記操舵トルクをフィルタ処理したトルクであるフィルタ後トルクが前記モータに起因するノイズの発生による影響をうけない程度に大きい場合には前記第１の値を考慮することなく前記第２の値に基づいて前記モータを制御することを特徴とする請求項１または４記載の電気式動力舵取装置。
6. 前記制御手段は、前記操舵トルクの増加に伴い前記第２の値を前記第１の値よりも大きく反映させるように前記モータを制御することを特徴とする請求項１記載の電気式動力舵取装置。
7. 前記制御手段は、前記操舵トルクが前記モータに起因するノイズの発生による影響をうけない程度に大きい場合には前記第１の値を考慮することなく前記第２の値に基づいて前記モータを制御することを特徴とする請求項１または６記載の電気式動力舵取装置。
8. 前記所定の制御量は、前記モータを制御するための電流値であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の電気式動力舵取装置。

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