JP5430673B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

この発明は、操向ハンドル（ステアリングホイール）による車両の操舵時に、モータ（電動モータ）等のアクチュエータの動力を操舵系に操舵アシスト力（操舵補助力）として伝え、運転者による操向ハンドルの操作負担を軽減する電動パワーステアリング装置に関する。

車両を操向ハンドルの軽い操作力で旋回できるように、操舵アシスト力を発生させるパワーステアリング装置が公知である。

特開昭５４−１１０５２７号公報に係る油圧式パワーステアリング装置は、操向ハンドルの操舵回転時（転舵時）にステアリングシャフトに作用する回転抵抗力が、操向ハンドルの静止時にステアリングシャフトに作用する回転抵抗力より小さくなるよう、ラックガイドを常時押圧しているバネ力に抗うように油圧を発生させ、転舵時に前記油圧が低下するようにしてピニオン（ステアリングシャフト）への押圧力を低下させる予圧装置を備えている。

特開昭６０−１７４３６４号公報に係る油圧式パワーステアリング装置は、操向ハンドルのニュートラル領域においてのみ車速に応じた油圧がラックガイド部に付与されるようにして、高速走行時における操向ハンドルのふらつきを防止するとともに、ラック軸に車速に応じた摩擦抵抗力（フリクション）を作用させて、車輪側から操向ハンドルに伝えられる振動を抑制し、その一方、操向ハンドルがニュートラル領域を越えて操作された場合には、前記ラックガイド部への油圧の付与を停止して、軽い操舵が行えるようにした油圧押圧機構を備えている。

特開２０００−３１３３４８号公報に係る油圧式パワーステアリング装置は、ラックをピニオンヘ向けて押圧するラックガイドと、該ラックガイドに一定の押圧力を常時作用させるバネと、油圧上昇に応じて前記ラックガイドによる押圧力を増大する予圧装置を有し、ステアリングの操作時には前記油圧を低下させることで前記ラックガイドによる押圧力を低下させて軽快な操舵が行えるようにし、操舵中立時には前記油圧を上昇させることで前記ラックガイドによる押圧力を高く保持し操舵安定性を高めるようにしている。

一般に、操向ハンドルを含むステアリング系に作用する摩擦抵抗力（以下、フリクションという。）が大きければ、路面からの外乱が抑制され、繰舵が安定し操舵がし易くなる。

このため、車両の運転時において、操舵の安定性及び操舵の快適性の観点からは、回転半径が一定のカーブの旋回走行時（旋回保舵時という。）又は直進走行時のように、操向ハンドルが静止状態にあるときには操向ハンドルに付与されるフリクションが比較的に大きいことが好ましい。

しかしながらパワーステアリングの操舵アシスト力のゲイン（アシストゲインという。）をＧＡと表した場合、旋回保舵時のように操舵アシスト力が作用している場合、フリクションによる舵の安定効果が操舵アシスト力により相殺されて１／（１＋ＧＡ）に低下する。

このため、パワーステアリングにおいて、舵の安定効果を得るためには、より大きなフリクションを付与する必要がある。

その一方、操向ハンドルが回転操作される操舵時（切り込み時、往き時）には、フリクション損失（摩擦損失）の低減が図られることが好ましく、操向ハンドルの戻しの観点からは、操向ハンドルに作用するフリクションが比較的に小さいことが好ましい。

上述した特開昭５４−１１０５２７号公報、特開昭６０−１７４３６４号公報、及び特開２０００−３１３３４８号に係る技術では、操向ハンドルに作用するフリクションの大小を、ラックガイドによる押圧力を可変させることで調整することができるように構成されている。

しかしながら、特開昭５４−１１０５２７号公報及び特開昭６０−１７４３６４号公報に係る技術では、旋回保舵時にはフリクションを増大させることができないため、旋回保舵時の安定性が得られないという課題がある。

また、特開昭５４−１１０５２７号公報、特開昭６０−１７４３６４号公報、及び特開２０００−３１３３４８号に係る技術では、フリクションを機械的に増大させているために、操舵アシスト機構は、フリクションを機械的に増大させる分、大きな仕事量を発生しなければならないので、摩擦損失が増大するという課題を解決することができない。

そこで、フリクションを機械的に付与するのではなく、フリクションを電気的に付与することが考えられる。

特許第３８４０３１０号公報には、モータ回転方向に抗う方向に作用するフリクションを打ち消すためには、モータ回転方向と同方向にモータ出力を発生させればよいとの考察の基に、モータ角速度センサによりモータ回転方向を検出し、それと同方向にモータ出力を発生させるよう、フリクション補償値の極性を選択するように構成した電動パワーステアリング装置が開示されている。

しかしながら、特許第３８４０３１０号公報に係る電動パワーステアリング装置は、フリクションを電気的に付与する技術ではなく、フリクションを電気的に打ち消す（相殺する）技術である。

すなわち、特許第３８４０３１０号公報で提案されている技術は、フリクションは、操向ハンドルの切り込み時には運転者が抵抗として感じるという課題と、操向ハンドルの戻し時にはセルフアライニングトルク（ＳＡＴ）がフリクションによって打ち消されるので操向ハンドルの戻り性が悪化するという課題を挙げ、これら両課題を解決するために、フリクションを打ち消すためのフリクション電流値によりモータを駆動制御する技術である。

この発明は、上述した背景技術及び課題を考慮してなされたものであり、車両の運転時において、操向ハンドルの操作に対し適切な機械的フリクションを電気的に発生させ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。

また、この発明は、回転半径が一定のカーブの旋回走行時（旋回保舵時という。）又は直進走行時のように、操向ハンドルが少なくとも静止状態又は静止状態とみなせる状態にあるときに操向ハンドルの操作に対し適切なフリクションを電気的に発生させて付与し、操舵の安定性を向上させた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。

この発明に係る電動パワーステアリング装置は、操向ハンドルの操作に応じて操舵トルクセンサにより検出される操舵トルク値に基づいてアシスト制御部により目標電流値を決定し、前記目標電流値に基づいてモータを駆動制御する電動パワーステアリング装置において、前記操向ハンドルの操作に対しフリクションを付与するため、前記操舵トルク値に基づいてフリクショントルク値を決定するフリクション制御部と、前記操舵トルク値を前記フリクショントルク値で補正した補正操舵トルク値を生成する第１フリクション生成部と、を備え、前記アシスト制御部は、前記補正操舵トルク値に基づいて前記目標電流値に換わる第１補正目標電流値を決定することを特徴とする（例えば、図４Ｂ、図５参照）。

この発明によれば、操舵トルク値に基づいてモータの目標電流値を決定するアシスト制御部が、前記操舵トルク値をフリクショントルク値で補正した補正操舵トルク値に基づいて第１目標電流値を決定するようにしているので、操向ハンドルの操作に対し機械的フリクションを電気的に発生して付与することができる。

この場合、さらに、前記フリクショントルク値をフリクション電流値に変換するフリクショントルク・電流変換部と、前記第１補正目標電流値を前記フリクション電流値で補正した第２補正目標電流値を発生する目標電流補正部と、を備えることで（図２、図４Ｄ参照）、回転半径が一定のカーブの旋回走行時（旋回保舵時という。）又は直進走行時のように、操向ハンドルが少なくとも静止状態又は静止状態とみなせる状態にあるときに操向ハンドルの操作に対しフリクションを電気的に発生させて付与し、操舵の安定性を向上させることができる。

この発明に係る電動パワーステアリング装置は、操向ハンドルの操作に応じて操舵トルクセンサにより検出される操舵トルク値に基づいてアシスト制御部により目標電流値を決定し、前記目標電流値に基づいてモータを駆動制御する電動パワーステアリング装置において、前記操向ハンドルの操作に対しフリクションを付与するため、前記操舵トルク値に基づいてフリクショントルク値を決定するフリクション制御部と、前記フリクショントルク値をフリクション電流値に変換するフリクショントルク・電流変換部と、前記目標電流値を前記フリクション電流値で補正した補正目標電流値を発生する目標電流補正部と、を有することを特徴とする（例えば、図４Ｃ、図６参照）。

この発明によれば、操舵トルク値に基づいてモータの目標電流値を決定するアシスト制御部が、前記目標電流値をフリクション電流値（前記操舵トルク値に基づいて決定されたフリクショントルク値を変換したフリクション電流値）で補正した補正目標電流値に基づいてモータを駆動制御するようにしたので、操向ハンドルの操作に対し機械的フリクションを電気的に発生して付与することができる。結果として、直進走行時に操向ハンドルの操作に対し機械的フリクションを電気的に発生させて付与することができるので、操舵の安定性を向上させることができる。

上記の各発明において、前記フリクション制御部は、前記フリクショントルク値を決定する際、前記モータの回転速度がゼロ値となる値を前記フリクショントルク値に決定することで、電気的に簡易にフリクショントルク値を決定することができる。

この発明によれば、車両の運転時において、操向ハンドルの操作に対し機械的フリクションを電気的に発生させて付与することができる。

従来、機械的に付与していたフリクションを電気的に付与することができるので、従来のようにラックガイドによる押圧力を可変にする機構が不要となり、電動パワーステアリング装置における操舵機構の構成の簡略化・低重量化・低コスト化を達成することができる。

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図である。 電動パワーステアリング装置中、目標電流算出部の機能ブロック図である。 目標電流算出部中、フリクション制御部の機能ブロック図である。 図４Ａは、フリクショントルク値・電流値を作用させたときのベストモードに係る操舵角操舵力特性図、図４Ｂはフリクショントルク値を作用させたときの操舵角操舵力特性図、図４Ｃはフリクション電流値を作用させたときの操舵角操舵力特性図、図４Ｄは比較例の操舵角操舵力特性図である。 電動パワーステアリング装置中、目標電流算出部の他の例の機能ブロック図である。 電動パワーステアリング装置中、目標電流算出部のさらに他の例の機能ブロック図である。

以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。

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１００の構成図である。

図１に示すように、電動パワーステアリング装置１００は、操向ハンドル２に連結されたステアリングシャフト１を備えている。ステアリングシャフト１は、操向ハンドル２に一体結合されたメインステアリングシャフト３と、ラック＆ピニオン機構のピニオン７が設けられたピニオン軸５とが、ユニバーサルジョイント４によって連結されて構成されている。

ピニオン軸５はその下部、中間部、上部を軸受６ａ、６ｂ、６ｃによって支持されており、ピニオン７はピニオン軸５の下端部に設けられている。ピニオン７は、車幅方向に往復動し得るラック軸８のラック歯８ａに噛合し、ラック軸８の両端には、タイロッド９を介して転舵輪としての左右の前輪１０が連結されている。

この構成により、操向ハンドル２の操舵時に通常のラック＆ピニオン式の転舵操作が可能であり、前輪１０を転舵させて車両の向きを変えることができる。ここで、ラック軸８、ラック歯８ａ、タイロッド９は転舵機構を構成する。

また、電動パワーステアリング装置１００は、操向ハンドル２による操舵力を軽減するための操舵アシスト力をピニオン軸５に供給するモータ１１を備えており、このモータ１１の出力軸に設けられたウォームギヤ１２が、ピニオン軸５の中間部の軸受６ｂの下側に設けられたウォームホイールギヤ１３に噛合している。

また、ピニオン軸５の中間部の軸受６ｂと上部の軸受６ｃとの間には、磁歪に起因する磁気特性の変化に基づいてトルクを検出する磁歪式の公知の操舵トルクセンサ３０が配置されている。

磁歪式の操舵トルクセンサ３０は、ピニオン軸５の外周面に周方向全周に亘って環状に設けられた第１磁歪膜３１及び第２磁歪膜３２と、第１磁歪膜３１に対向配置された第１検出コイル３３ａと第２検出コイル３３ｂ、及び第２磁歪膜３２に対向配置された第３検出コイル３４ａと第４検出コイル３４ｂ、第１〜第４検出コイル３３ａ〜３４ｂに接続された検出回路３５を主要構成としている。

第１、第２磁歪膜３１、３２は、歪みに対して透磁率の変化が大きい素材からなる金属膜であり、例えば、ピニオン軸５の外周にメッキ法で形成したＮｉ−Ｆｅ系の合金膜からなる。

第１磁歪膜３１は、ピニオン軸５の軸線に対して約４５度傾斜した方向に磁気異方性を備えるように構成されており、第２磁歪膜３２は、第１磁歪膜３１の磁気異方性の方向に対して約９０度傾斜した方向に磁気異方性を備えるように構成されている。すなわち、２つの磁歪膜３１、３２の磁気異方性は互いに約９０度位相を異にしている。

第１検出コイル３３ａ及び第２検出コイル３３ｂは、第１磁歪膜３１の周囲にこれと所定の隙間を有した状態で同軸状に配置されている。一方、第３検出コイル３４ａ及び第４検出コイル３４ｂは、第２磁歪膜３２の周囲にこれと所定の隙間を有した状態で同軸状に配置されている。

第１、第２磁歪膜３１、３２の磁気異方性を前述のように設定したことにより、ピニオン軸５にトルク（操舵トルク）が作用した状態では、磁歪膜３１、３２の一方に圧縮力が作用し、他方に引っ張り力が作用するようになり、その結果、一方の磁歪膜の透磁率が増加し、他方の磁歪膜の透磁率が減少する。そして、これに応じて一方の磁歪膜の周囲に配置された検出コイルのインダクタンスが増加し、他方の磁歪膜の周囲に配置された検出コイルのインダクタンスが減少する。

検出回路３５は、前記検出コイルのインダクタンス変化を、故障検出信号ＶＴ１、ＶＴ２及びトルク信号（以下、操舵トルク値という。）ＶＴ３に変換してＥＣＵ（電子制御ユニット）５０に出力する。

ＥＣＵ５０の一部の機能として構成される目標電流算出部５０Ａは、操舵トルク値ＶＴ３を出力する検出回路３５、モータ１１の回転速度Ｎｍを検出する回転速度センサ１４、車両の走行速度（車速）Ｖｓを検出する車速センサ１６、及び操向ハンドル２の操舵角度θｓを検出する舵角センサ１７の各出力に基づいて目標電流値Ｉｔａｒを算出し、算出した目標電流値Ｉｔａｒがモータ１１に流れる電流Ｉｍに一致するようにモータ１１を駆動制御することで操舵アシスト力を発生し、操向ハンドル２による操舵力を軽減する機能を有する。

なお、ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、並びにＡ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力インタフェース、タイマ等を備えるマイクロコンピュータを含み、該マイクロコンピュータのＣＰＵが各種入力に基づきＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することで各種機能部として動作し、モータ１１等を駆動制御する。

次に、ＥＣＵ５０の目標電流算出部５０Ａにて行われるモータ１１の駆動制御における、目標電流値Ｉｔａｒの算出処理について図２及び図３を参照して説明する。

図２は、操舵アシスト力を発生するためにモータ１１に供給される目標電流値Ｉｔａｒを算出するためのＥＣＵ５０の目標電流算出部５０Ａの機能ブロック図（目標電流算出ブロック図）であり、図３は、図２の目標電流算出ブロックのうち、フリクション制御部５４の詳細な構成を示すブロック図である。

図２に示すように、目標電流算出部５０Ａは、操向ハンドル２の運転者による操舵力Ｆｓの軽減を図るために、操舵トルク値ＶＴ３と車速Ｖｓに基づいてアシスト電流値Ｉａ（基本アシスト電流値）を算出するアシスト制御部５１と、モータ１１の慣性を補償するために、操舵トルク値ＶＴ３に対して微分等を行ったトルク微分値と車速Ｖｓ及び操舵トルク値ＶＴ３に基づいてイナーシャ電流値Ｉｉを算出するイナーシャ制御部５２と、車両の収斂性を向上させるために、モータ１１の回転速度Ｎｍ、操舵トルク値ＶＴ３及び車速Ｖｓに基づいてダンパ電流値Ｉｄを算出するダンパ制御部５３を基本的な制御部として有する。

アシスト制御部５１は、概ね、車速Ｖｓが早くなるほどゲインを低くし、操舵トルク値ＶＴ３が大きくなるに従いゲインを高くする特性を備える。結果、アシスト電流値Ｉａは、概ね、操舵トルク値ＶＴ３の増加に応じて増加し、車速Ｖｓが早くなるほど減少する。

イナーシャ制御部５２は、モータ１１の回転子の慣性による応答性の低下を補償する特性等を備え、主に、操舵トルク値ＶＴ３のトルク微分値等に応じたイナーシャ電流値Ｉｉを算出する。イナーシャ電流値Ｉｉは、電流値演算器５８（電流値加減算器、電流値加減算部）によりアシスト電流値Ｉａに加算される。

ダンパ制御部５３は、モータ１１の回転速度を抑制するテーブルを備え、主に、モータ回転速度Ｎｍが高いほど大きくなるダンパ電流値Ｉｄを算出する。ダンパ電流値Ｉｄは、電流値演算器５８によりアシスト電流値Ｉａから減算される。このステアリングダンパ効果により、操向ハンドル２の収斂性が向上する。

さらに、目標電流算出部５０Ａは、ハンドル戻りを向上させるために、操舵角θｓ、操舵トルク値ＶＴ３及び車速Ｖｓに基づいてハンドル戻し電流値Ｉｂを算出するハンドル戻し制御部５６を有する。

ハンドル戻し制御部５６は、操向ハンドル２の戻し時にＳＡＴにより操向ハンドル２を素直に戻させるための特性を有し、ハンドル戻し電流値Ｉｂを算出する。ハンドル戻し電流値Ｉｂは、電流値減算器６０（電流値減算部）によりアシスト電流値Ｉａ２から減算される。

図３に示すように、フリクション制御部５４は、モータ回転速度Ｎｍが目標値“０”に一致するように制御する（ＰＩＤ制御）ことで擬似的に（電気的に）フリクショントルク値ＶＴｆｒｉｎを算出するコントローラ５４１（擬似的フリクショントルク値算出部）と、モータ回転速度Ｎｍに基づいて付与フリクションを決定する特性１０２（可変することは可能であるが、ここでは、モータ回転数Ｎｍによらない一定値の付与フリクションを算出する特性）を備えるフリクション決定部５４２と、操舵トルク値ＶＴ３に応じて特性１０３によるレシオ出力（値０〜１：操舵トルクＶＴ３が大きくなるとレシオ値が値１に近づく特性）により前記付与フリクションを乗算器７０を介して変化させるトルクレシオ部５４３と、車速Ｖｓに応じて特性１０４によるレシオ出力（値０〜１：車速Ｖｓが高くなるとレシオ値が値１に近づく特性）により前記付与フリクション値を乗算器７２を介して変化させる車速レシオ部５４４と、さらにフリクション決定部５４２、トルクレシオ部５４３及び車速レシオ部５４４によって決定された付与フリクション制御値に基づく特性１１０によりフリクショントルク値ＶＴｆｒｉｎを補正してフリクショントルク値ＶＴｆｒを算出するフリクショントルク値可変部（フリクショントルク値調整部）５４５と、を備える。

フリクショントルク値可変部５４５は、入力ポート７４に供給されたフリクショントルク値ＶＴｆｒｉｎを、その値が小さい場合には特性１１０の傾斜に応じて比例的に出力し、値が大きい場合には、所定値に制限して出力する。例えば、車速Ｖｓが高いときには、特性１１０ｍａｘに制限し、車速Ｖｓが低いときには、特性１１０ｍｉｎに制限する。また、特性１１０の傾斜部を利用して比例的に出力する際、車速Ｖｓ、操舵トルクＶＴ３、及びモータ回転速度Ｎｍに応じて、特性１１０の傾斜の傾きを変えること、あるいは傾斜を直線ではなく曲線にすることもできる。

フリクション制御部５４で算出されフリクショントルク値可変部５４５を介して出力されたフリクショントルク値ＶＴｆｒは、トルク値減算器５７（トルク値減算部）の減数ポートに供給されるとともに、フリクショントルク値・電流値変換部５５を介してフリクション電流値Ｉｆｒに変換され、電流値減算器５９（電流値減算部）の減数ポートに供給される。

フリクショントルク値・電流値変換部５５により算出されたフリクション電流値Ｉｆｒが、電流値演算器５８によって、アシスト電流値Ｉａ、イナーシャ電流値Ｉｉ及びダンパ電流値Ｉｄから求められたアシスト電流値Ｉａ１から減算されることで、運転者の操向ハンドル２の操舵に抗うトルクを重畳して発生するアシスト電流値Ｉａ２が算出される。アシスト電流値Ｉａ２からハンドル戻し電流値Ｉｂを電流値減算器６０により減算した電流が目標電流値Ｉｔａｒとしてモータ１１に供給される。これにより、操向ハンドル２の切り込み時に機械的フリクションを電気的に付与することができる。

ところで、フリクション電流値Ｉｆｒによって操向ハンドル２を含むステアリング系に付与されるフリクションは、直進走行時等の操舵アシスト力が発生していない場合には、有効に付与されるが、旋回保舵時のように操舵アシスト力が発生しているときには、アシスト制御部５１のアシストゲインＧＡによって１／（１＋ＧＡ）に減少してしまう。

そこで、この減少分を補うために、フリクション制御部５４において算出されたフリクショントルク値ＶＴｆｒは、トルク値減算器５７によって、操舵トルクＶＴ３から減算するようにする。この結果、アシスト制御部５１において算出されるアシスト電流値Ｉａがフリクショントルク値ＶＴｆｒにアシストゲインＧＡを乗じた分だけ必ず変化し、フリクション電流値Ｉｆｒと合わせるとアシスト制御部５１のゲインＧＡによらず一様の機械的フリクションを電気的に付与することができる。

このようにして、操舵全域にわたりフリクションが付与され良好な操舵感を得ることができる。

図４Ｄは、比較例としての操舵角操舵力特性１２８を示している。図４Ａは、上記した図２例の最善の態様（ベストモード）の目標電流算出部５０Ａを採用した実施例の操舵角操舵力特性１２２を示している。ベストモードの操舵角操舵力特性１２２では、切り込み時には操舵角θｓに比例して大きくなる操舵力Ｆｓ（運転者の操舵力）が必要とされる直線性のよい操舵力Ｆｓとされ、戻し時直後には、操舵アシスト力がフリクショントルク値ＶＴｆｒにより低減されているのでしっかりとしたヒステリシスが付与され、さらに戻し時には操舵角θｓに比例して小さくなる直線性のよい操舵力Ｆｓとされる。全操舵角θｓの範囲で適切なフリクション（操舵角操舵力特性が一次関数的に線形の特性になるフリクション）を付与することができる。

この図２例の目標電流算出部５０Ａを採用した電動パワーステアリング装置１００によれば、フリクション電流値Ｉｆｒによって付与されたフリクションが旋回保舵時等にアシスト制御部５１によるアシストＧＡによって減少することを補償するために、操舵トルク値ＶＴ３からフリクショントルク値ＶＴｆｒを減算するように構成しているので、フリクションの減少を防止することができる。

なお、図４Ｂの操舵角操舵力特性１２４は、図５に示す他の実施形態に係る目標電流算出部５０Ｂを有する電動パワーステアリング装置の特性を示している。この目標電流算出部５０Ｂでは、フリクショントルク値・電流値変換部５５を省略しフリクション電流値Ｉｆｒをゼロ値としているので、操舵角θｓの中立位置近傍では適切なフリクションを付与することはできないが、フリクショントルク値ＶＴｆｒにより旋回保舵時等には適切なフリクションを付与することができるので、比較例の図４Ｄの特性１２８に比較して一定の効果を奏する。なお、電流値減算器５９を省略することができる（Ｉａ２＝Ｉａ１）。

また、図４Ｃの操舵角操舵力特性１２６は、図６に示すさらに他の実施形態に係る目標電流算出部５０Ｃを有する電動パワーステアリング装置の特性を示している。この目標電流算出部５０Ｃでは、フリクショントルク値ＶＴｆｒを操舵トルク値ＶＴ３から減算しない構成としているので（トルク値減算器５７は省略可能である。）、旋回保舵時等には適切なフリクションを付与することができないが、フリクション電流値Ｉｆｒにより操舵角θｓの中立位置近傍では適切なフリクションを付与することができるので、比較例の図４Ｄに比較して一定の効果を奏する。なお、トルク値減算器５７を省略することができる。

上述した図４Ａ〜図４Ｄの操舵角操舵力特性１２２、１２４、１２６、１２８において、操舵力Ｆｒの所定範囲１２０は、操舵角θｓに対して操舵力Ｆｒが直線的に変化している範囲であるので、操舵角θｓに応じて操舵アシスト力が比例的に付与されている範囲である。

以上説明したように上述した図５例の目標電流算出部５０Ｂを有する実施形態（図５、図４Ｂ）によれば、操向ハンドル２の操作に応じて操舵トルクセンサ３０により検出される操舵トルク値ＶＴ３に基づいて基本的にはアシスト制御部５１により算出される操舵アシスト電流値Ｉａに基づく目標電流値Ｉｔａｒを決定し、目標電流値Ｉｔａｒに基づいてモータ１１を駆動制御する電動パワーステアリング装置１００において、操向ハンドル２の操作に対しフリクションを付与するため、操舵トルク値ＶＴ３に基づいてフリクショントルク値ＶＴｆｒを決定するフリクション制御部５４と、操舵トルク値ＶＴ３をフリクショントルク値ＶＴｆｒで補正した補正操舵トルク値（ＶＴ３−ＶＴｆｒ）を生成するトルク値減算器５７（第１フリクション生成部）と、を備え、アシスト制御部５１は、操舵トルク値ＶＴ３をフリクショントルク値ＶＴｆｒで補正した前記補正操舵トルク値（ＶＴ３−ＶＴｆｒ）に基づいて第１補正目標電流値Ｉａ１を決定しているので、操向ハンドル２の操作に対し機械的フリクションを電気的に発生して付与することができる。

この場合、さらに、図２例の目標電流算出部５０Ａを有する実施形態（図２、図４Ａ）によれば、フリクショントルク値ＶＴｆｒをフリクション電流値Ｉｆｒに変換するフリクショントルク値・電流値変換部５５と、第１補正目標電流値Ｉａ１をフリクション電流値Ｉｆｒで補正した第２補正目標電流値Ｉａ２を発生する目標電流補正部としての電流値減算器５９と、を備えることで、回転半径が一定のカーブの旋回走行時（旋回保舵時という。）又は直進走行時のように、操向ハンドル２が少なくとも静止状態又は静止状態とみなせる状態にあるときに操向ハンドル２の操作に対し適切にフリクションを電気的に発生させて付与し、操舵の安定性を向上させることができる。

なお、図６例の目標電流算出部５０Ｃを有する実施形態（図６、図４Ｃ）によれば、操舵トルク値ＶＴに基づいてモータ１１の目標電流値Ｉｔａｒを決定するアシスト制御部５１が、目標電流値Ｉｔａをフリクション電流値（前記操舵トルク値ＶＴ３に基づいて決定されたフリクショントルク値ＶＴｆｒを変換したフリクション電流値Ｉｆｒ）で補正した補正目標電流値Ｉａ２に基づいてモータ１１を駆動制御するようにしたので、操向ハンドル２の操作に対しフリクションを電気的に発生して付与することができる。結果として、直進走行時に操向ハンドル２の操作に対しフリクションを電気的に発生させて付与することができるので、操舵の安定性を向上させることができる。

上記の各実施形態において、フリクション制御部５４は、フリクショントルク値ＶＴｆｒを決定する際、モータ１１の回転速度Ｎｍがゼロ値となる値をフリクショントルク値ＶＴｆｒに決定するようにしているので、電気的に簡易にフリクショントルク値ＶＴｆｒを決定することができる。

なお、この発明は、上述の実施形態及び作用効果に限らず、この明細書の記載内容に基づき、例えば、以下に列挙するように、種々の構成を採り得ること並びに作用効果を奏することはもちろんである。

第１に、少なくとも操舵トルクセンサ３０によって検出された操舵トルク値ＶＴ３に基づいてモータ１１を駆動制御することにより、操舵力の軽減を図る際に、機械的フリクションを電気的に付与する構成としたので、操舵が切り込み（行き）状態の場合はその分モータ１１の仕事量が低減し、戻り状態の場合はモータ１１の仕事量が増加する。結果として、往き戻り全体で見ると、エネルギー損失の増大を招くことなく、直進時や旋回保舵時の安定性及び快適性を向上することができる。

第２に、電気的に付与するフリクションを、車速Ｖｓによって可変とすることで、高速走行時の安定性向上と、低速走行時のハンドル戻りの軽快性を両立することができる。

第３に、電気的に付与するフリクションを、操舵トルク値ＶＴ３に応じて変更することで、操舵トルク値ＶＴ３に応じて、運転者の感じ取るフリクション感を任意に設定することができる。

第４に、電気的に付与するフリクションを、往き・戻りの状態によって可変とすることで、往きでの手ごたえと、戻りでの軽快さを両立することができる。

第５に、前記第２〜第４の構成の中から２つまたは全てを組み合わせた構成とすることもできる。第２〜第４の構成を組み合わせることで、操舵状態，走行状態に拘わらず操舵フィリングを良好に保つことができる。

第６に、ラック移動速度またはモータ回転速度Ｎｍから操向ハンドル２の操舵速度を検出し、モータ駆動信号（目標電流）となるフリクション電流値Ｉｆｒを制御出力として、前記操舵速度がゼロ値となるように制御しているのでで、機械的フリクションを増大させたことと同様のフリクションを付与することができる。

第７に、フリクショントルク値ＶＴｆｒを制御出力として、操向ハンドル２の操舵速度がゼロ値となるように制御することで、操舵アシスト時においても良好なフリクション感を得ることができる。

前記第６及び第７の構成を組み合わせることで、アシストゲインＧＡによって運転者が感じるフリクションの感じが変化しない良好な操舵感を得ることができる。

第８に、前記操舵速度制御手段としてのコントローラ５４１の制御出力にリミッタを設けたことで、電気的に付与するフリクションを任意に設定することができる。

第９に、前記リミッタによる制限値を車速Ｖｓ、操舵トルク値ＶＴ３、操舵速度、往き戻り状態のいずれかまたは組み合わせによって可変にすることで、車両の走行状態及び操舵状態に応じて適切なフリクションを付与することができる。

第１０に、操舵角θｓ、ヨーレート、横Ｇ、ＳＡＴの何れかまたはそれらの組み合わせによって操向ハンドル２の戻りを向上させるハンドル戻し制御部５６を持つことで、操向ハンドル２のハンドル戻りを悪化させることなく、フリクションを付与することができる。

Claims (3)

1. 操向ハンドル（２）の操作に応じて操舵トルクセンサ（３０）により検出される操舵トルク値（ＶＴ３）に基づいてアシスト制御部（５１）により目標電流値（Ｉａ）を決定し、前記目標電流値（Ｉａ）に基づいてモータ（１１）を駆動制御する電動パワーステアリング装置（１００）において、
   前記操向ハンドル（２）の操作に対しフリクションを付与するため、前記操舵トルク値（ＶＴ３）に基づいてフリクショントルク値（ＶＴｆｒ）を決定するフリクション制御部（５４）と、
   前記操舵トルク値（ＶＴ３）を前記フリクショントルク値（ＶＴｆｒ）で補正した補正操舵トルク値（ＶＴ３−ＶＴｆｒ）を生成する第１フリクション生成部（５７）と、を備え、
   前記アシスト制御部（５１）は、前記補正操舵トルク値（ＶＴ３−ＶＴｆｒ）に基づいて前記目標電流値（Ｉａ）に換わる第１補正目標電流値（Ｉａ１）を決定し、
   さらに、
   前記フリクショントルク値（ＶＴｆｒ）をフリクション電流値（Ｉｆｒ）に変換するフリクショントルク・電流変換部（５５）と、
   前記第１補正目標電流値（Ｉａ１）を前記フリクション電流値（Ｉｆｒ）で補正した第２補正目標電流値（Ｉａ２）を発生する目標電流補正部（５９）と、
   を有することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 操向ハンドル（２）の操作に応じて操舵トルクセンサ（３０）により検出される操舵トルク値（ＶＴ３）に基づいてアシスト制御部（５１）により基本アシスト電流値（Ｉａ）を決定し、
   前記操舵トルク値（ＶＴ３）の微分値に基づいてイナーシャ制御部（５２）にてイナーシャ電流値（Ｉｉ）を決定し、
   モータ（１１）の回転速度（Ｎｍ）に基づいてダンパ制御部（５３）にてダンパ電流値（Ｉｄ）を決定し、
   前記基本アシスト電流値（Ｉａ）、前記イナーシャ電流値（Ｉｉ）、及び前記ダンパ電流値（Ｉｄ）によって求められるアシスト電流値（Ｉａ１）に基づいて前記モータ（１１）を駆動制御する電動パワーステアリング装置（１００）において、
   フリクショントルク値（ＶＴｆｒ）を決定するフリクション制御部（５４）と、
   前記操舵トルク値（ＶＴ３）を前記フリクショントルク値（ＶＴｆｒ）で補正した補正操舵トルク値（ＶＴ３−ＶＴｆｒ）を生成する第１フリクション生成部（５７）と、を備え、
   前記アシスト制御部（５１）、前記イナーシャ制御部（５２）、及び前記ダンパ制御部（５３）のうち、前記アシスト制御部（５１）のみが、前記補正操舵トルク値（ＶＴ３−ＶＴｆｒ）に基づいて前記基本アシスト電流値（Ｉａ）を決定する
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
3. 請求項１記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記フリクション制御部（５４）は、前記フリクショントルク値（ＶＴｆｒ）を決定する際、前記モータ（１１）の回転速度（Ｎｍ）がゼロ値となる値を前記フリクショントルク値（ＶＴｆｒ）に決定する
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。

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