JP6059051B2 - 電動パワーステアリング装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置、プログラムに関する。

近年、車両のステアリング系に電動モータを備え、電動モータの動力にてドライバの操舵力をアシストして車輪を転舵させる電動パワーステアリング装置が提案されている。
この電動パワーステアリング装置の電動モータの駆動は、制御装置にて制御される。制御装置は、電動モータの駆動を制御するために、まず、操舵トルクや車速などに応じて電動モータに供給する目標電流を設定する。

例えば、特許文献１には、ステアリングホイールに連結される第１の回転軸と、転舵輪を転舵させるラック軸と、ラック軸を直線移動させる第２の回転軸と、トーションバーと、ステアリングホイールの操作に対するアシスト力を付与する電動モータと、ステアリングホイールの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵トルク検出手段が検出した操舵トルクに基づいて電動モータに供給する目標電流を設定する目標電流算出部とを備え、目標電流算出部は、トーションバーをバネ要素として、電動モータ、第２の回転軸およびラック軸を慣性要素として含む制御系の共振周波数成分を抑制する共振補償部を操舵トルク検出手段の出力側に有し、共振補償部にて共振周波数成分が抑制された操舵トルクに応じて目標電流を設定する電動パワーステアリング装置が開示されている。
また特許文献２には、ハンドルに加えたトルクに応じてモータで操舵力をアシストする全電気式パワーステアリング装置において、トルクセンサ系のバネ要素とハンドル慣性とにより生じる共振の周波数を有する信号を除去する帯域除去フィルタをモータ駆動制御系に備えたものが開示されている。

特開２０１０−２３４９７７号公報 特開平２−１６４６６５号公報

ここで電動パワーステアリング装置内部の回転機構部等に起因して、検出された操舵トルクにトルク変動が生じることがある。このトルク変動は、運転者のステアリングホイールの操作に対応して周波数が時間的に変化する特性を有する。そしてこのトルク変動が生じた場合、目標電流がその変動を助長し、その結果、アシストトルクのトルク変動はさらに大きなものとなる。この場合、装置の作動音および装置に生ずる振動が大きくなりやすくなる。
本発明は、電動パワーステアリング装置内部の回転機構部等に起因して生ずるトルク変動を抑制することで、装置の作動音および装置に生ずる振動を低減することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明は、ステアリングホイールの操作に対し車輪を転舵させるアシスト力を付与する電動モータと、ステアリングホイールの操舵トルクを検出しトルク信号を生成するトルク検出手段と、トルク検出手段により生成されたトルク信号から、ステアリングホイールの操作に応じて発生し周波数が時間的に変化するトルク変動を除去する除去手段と、除去手段によりトルク変動が除去された後のトルク信号に基づいて設定された電流を供給することにより電動モータの駆動を制御するモータ制御手段と、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である。

ここで、トルク変動の周波数を算出する算出手段をさらに備え、除去手段は、算出手段により算出された周波数のトルク変動を除去することが好ましい。
また算出手段は、ステアリングホイールの転舵速度および電動モータの回転速度の少なくとも一方を基にトルク変動の周波数を算出することが好ましく、算出手段は、予め定められた基本周波数に対し、ステアリングホイールの転舵速度および電動モータの回転速度の少なくとも一方に対して定まる係数を乗算することでトルク変動の周波数を算出することがさらに好ましい。
さらにトルク変動は、装置内部の回転機構部に起因して生ずるものであると把握することができる。

また本発明は、コンピュータに、ステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルク検出手段からトルク信号を取得する機能と、ステアリングホイールの操作に応じて発生し周波数が時間的に変化するトルク変動の周波数を算出する機能と、取得されたトルク信号から、算出された周波数のトルク変動を除去する機能と、トルク変動が除去された後のトルク信号に基づいて、ステアリングホイールの操作に対し車輪を転舵させるアシスト力を付与する電動モータに供給する電流を設定する機能と、を実現させるプログラムである。

本発明は、電動パワーステアリング装置内部の回転機構部等に起因して生ずるトルク変動を抑制することで、装置の作動音および装置に生ずる振動を低減することができる。

第１の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。 第１の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置の概略構成図である。 トルクセンサにより検出される操舵トルク、目標電流、および電動モータによるアシストトルクについて説明した図である。 第１の実施の形態に係る目標電流算出部の概略構成図である。 第１の実施の形態に係る制御部の概略構成図である。 第１の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の動作について説明したフローチャートである。 第２の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。 第２の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置の概略構成図である。 第２の実施の形態に係る目標電流算出部の概略構成図である。 第２の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の動作について説明したフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

[第１の実施の形態]
まず第１の実施の形態について説明を行う。
＜電動パワーステアリング装置全体の説明＞
図１は、第１の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００の概略構成を示す図である。
電動パワーステアリング装置１００（以下、単に「ステアリング装置１００」と称する場合もある。）は、乗り物の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、本実施の形態においては車両に適用した構成を例示している。

ステアリング装置１００は、ドライバが操作する車輪（ホイール）状のステアリングホイール（ハンドル）１０１と、ステアリングホイール１０１に一体的に設けられたステアリングシャフト１０２とを備えている。ステアリングシャフト１０２と上部連結シャフト１０３とが自在継手１０３ａを介して連結されており、上部連結シャフト１０３と下部連結シャフト１０８とが自在継手１０３ｂを介して連結されている。

また、ステアリング装置１００は、転動輪としての左右の車輪１５０のそれぞれに連結されたタイロッド１０４と、タイロッド１０４に連結されたラック軸１０５とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ラック軸１０５に形成されたラック歯１０５ａとともにラック・ピニオン機構を構成するピニオン１０６ａを備えている。ピニオン１０６ａは、ピニオンシャフト１０６の下端部に形成されている。

また、ステアリング装置１００は、ピニオンシャフト１０６を収納するステアリングギアボックス１０７を有している。ピニオンシャフト１０６は、ステアリングギアボックス１０７にてトーションバーを介して下部連結シャフト１０８と連結されている。ステアリングギアボックス１０７の内部には、下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６との相対角度に基づいてステアリングホイール１０１の操舵トルクを検出しトルク信号を生成するトルク検出手段の一例としてのトルクセンサ１０９が設けられている。さらにステアリング装置１００には、ステアリングホイール１０１の操舵角を検出し、転舵速度信号を生成する転舵角センサ１６０が設けられている。

また、ステアリング装置１００は、ステアリングギアボックス１０７に支持された電動モータ１１０と、電動モータ１１０の駆動力を減速してピニオンシャフト１０６に伝達する減速機構１１１とを有している。本実施の形態に係る電動モータ１１０は、３相ブラシレスモータである。電動モータ１１０に実際に流れる実電流の大きさおよび方向は、モータ電流検出部３３（図５参照）にて検出される。
そして、ステアリング装置１００は、電動モータ１１０の作動を制御する制御装置１０を備えている。制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９の出力値であるトルク信号Ｔｄ、転舵角センサ１６０の出力値である転舵速度信号Ｒ、車両の移動速度である車速Ｖｃを検出する車速センサ１７０の出力値である車速信号ｖが入力される。

以上のように構成されたステアリング装置１００は、ステアリングホイール１０１に加えられた操舵トルクＴをトルクセンサ１０９にて検出し、その検出トルクに応じて電動モータ１１０を駆動し、電動モータ１１０の発生トルクをピニオンシャフト１０６に伝達する。これにより、電動モータ１１０の発生トルクが、ステアリングホイール１０１に加える運転者の操舵力をアシストする。言い換えると電動モータ１１０は、ステアリングホイール１０１の操作に対し車輪１５０を転舵させるアシスト力を付与する。

＜制御装置１０の説明＞
次に、制御装置１０について説明する。
図２は、第１の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００の制御装置１０の概略構成図である。
制御装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等からなる算術論理演算回路である。実際には、制御装置１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等により実現される。
制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴが出力信号に変換されたトルク信号Ｔｄと、転舵角センサ１６０にて検出された転舵速度信号Ｒと、車速センサ１７０にて検出された車速Ｖｃが出力信号に変換された車速信号ｖが入力される。
そして、制御装置１０は、トルク信号Ｔｄに基づいて目標トルクを算出し、この目標トルクを電動モータ１１０が供給するのに必要となる目標電流を算出する目標電流算出部２０と、目標電流算出部２０が算出した目標電流に基づいてフィードバック制御などを行う制御部３０とを有している。

ここでトルク信号Ｔｄに、ステアリングホイール１０１の操作に応じて発生し周波数が変化するトルク変動が生じることがある。これは、例えば、ステアリング装置１００内部の回転機構部に起因して生ずる。より具体的には、ステアリング装置１００で使用されているギアの噛み合いや電動モータ１１０の駆動等に起因して発生する。例えば、ギアが回転する場合は、ギア同士の噛み合いが生じる時と噛み合いが抜ける時とで、ギア同士に生じているトルクが変動する。そしてこれが原因となり、操舵トルクＴにトルク変動が生じ、その結果、トルク信号Ｔｄにもトルク変動が生じる。このトルク変動は、ステアリングホイール１０１の転舵速度に応じて周波数が時間的に変化する。即ち、ステアリングホイール１０１の操作が遅い場合（ステアリングホイール１０１の転舵速度が小さい場合）は、上記回転機構部は、ステアリングホイール１０１の操作に従い遅く回転するため、トルク変動の周波数は、小さくなる。一方、ステアリングホイール１０１の操作が速くなるに従い（ステアリングホイール１０１の転舵速度が大きくなるに従い）、上記回転機構部は、ステアリングホイール１０１の操作に従いより速く回転するようになり、トルク変動の周波数は大きくなる特徴を有する。

図３は、トルクセンサ１０９により検出される操舵トルクＴ、目標電流、および電動モータ１１０によるアシストトルクについて説明した図である。
ここで横軸は、時間を表わす。また縦軸は、操舵トルクＴ、アシストトルクおよび目標電流を表わし、その量は、操舵トルクＴおよびアシストトルクの場合は、左側の縦軸で表わされるとともに、目標電流の場合は、右側の縦軸で表わされる。
図３において、一点鎖線で示した操舵トルクＴは、周期が約０．０５（ｓ）（約２０Ｈｚ）で、振幅が、約０．５（Ｎ・ｍ）のトルク変動が生じている。この操舵トルクＴから算出された目標電流は、点線で示したものとなる。そして目標電流により生じるアシストトルクは、実線で示したものとなる。目標電流およびアシストトルクは、操舵トルクＴと同様に２０Ｈｚの変動が生じており、アシストトルクについては、振幅が、約１．０（Ｎ・ｍ）でトルク変動が生じている。
このように操舵トルクＴにトルク変動が生じると、目標電流がその変動を助長し、その結果、アシストトルクのトルク変動はさらに大きなものとなる。

なお図３の例では、操舵トルクＴ、目標電流、およびアシストトルクの変動周波数は、どの時間帯でも約２０Ｈｚであるが、これはサンプリングを行った時間が短時間であるためである。実際には、運転者がステアリングホイール１０１を操作する速さは、時間により変動するため、この変動周波数も時間により逐次変化する。

そして電動モータ１１０によるアシストトルクのトルク変動が大きい場合、ステアリング装置１００の作動音が大きくなるとともに、振動が大きくなりトルクリプルが悪化する。このようなステアリング装置１００の構造上生じるトルク変動は、機械的な改良では、対策が困難である。

そこで本実施の形態では、目標電流算出部２０を以下に示す構成とし、この問題の抑制を図っている。

＜目標電流算出部２０の説明＞
図４は、第１の実施の形態に係る目標電流算出部２０の概略構成図である。
目標電流算出部２０は、目標電流を設定する上で基準となるベース電流を算出するベース電流算出部２１と、電動モータ１１０の慣性モーメントを打ち消すための電流を算出するイナーシャ補償電流算出部２２と、モータの回転を制限する電流を算出するダンパー補償電流算出部２３とを備えている。また、目標電流算出部２０は、ベース電流算出部２１、イナーシャ補償電流算出部２２、ダンパー補償電流算出部２３にて算出された値に基づいて目標電流を決定する目標電流決定部２５と、トルク変動の周波数を算出するトルク変動周波数算出部２６と、操舵トルクＴから所定の周波数のトルク変動を除去するトルク変動除去部２７と、トルク信号の位相補償を行う位相補償部２８とを備えている。

なお、目標電流算出部２０には、トルク信号Ｔｄ、転舵速度信号Ｒ、車速信号ｖ、電動モータ１１０の回転速度Ｎｍが出力信号に変換された回転速度信号Ｎｍｓなどが入力される。回転速度信号Ｎｍｓは、例えば３相ブラシレスモータである電動モータ１１０の回転子（ロータ）の回転位置を検出するセンサ（例えば、回転子の回転位置を検出するレゾルバ、ロータリエンコーダ等で構成されるロータ位置検出回路）にて検出された電動モータ１１０の回転角度が微分されることにより得られた値が出力信号に変換されたものであることを例示することができる。

ベース電流算出部２１は、トルク信号Ｔｄから後述するトルク変動除去部２７によりトルク変動が除去されたトルク信号Ｔｐに対し、さらに位相補償部２８にて位相補償されたトルク信号Ｔｓと、車速センサ１７０からの車速信号ｖとに基づいてベース電流Ｉｂを算出し、このベース電流Ｉｂの情報を含むベース電流信号Ｉｍｂを出力する。なお、ベース電流算出部２１は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、トルク信号Ｔｓおよび車速信号ｖとベース電流Ｉｂとの対応を示すマップに、トルク信号Ｔｓおよび車速信号ｖを代入することによりベース電流Ｉｂを算出する。

イナーシャ補償電流算出部２２は、トルク信号Ｔｐと車速信号ｖとに基づいて電動モータ１１０およびシステムの慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流を算出し、この電流の情報を含むイナーシャ補償電流信号Ｉｓを出力する。なお、イナーシャ補償電流算出部２２は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、トルク信号Ｔｐおよび車速信号ｖとイナーシャ補償電流との対応を示すマップに、トルク信号Ｔｐおよび車速信号ｖを代入することによりイナーシャ補償電流を算出する。

ダンパー補償電流算出部２３は、トルク信号Ｔｐと、車速信号ｖと、電動モータ１１０の回転速度信号Ｎｍｓとに基づいて、電動モータ１１０の回転を制限するダンパー補償電流を算出し、この電流の情報を含むダンパー補償電流信号Ｉｄを出力する。なお、ダンパー補償電流算出部２３は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、トルク信号Ｔｐ、車速信号ｖおよび回転速度信号Ｎｍｓと、ダンパー補償電流との対応を示すマップに、トルク信号Ｔｐと車速信号ｖと回転速度信号Ｎｍｓとを代入することによりダンパー補償電流を算出する。

目標電流決定部２５は、ベース電流算出部２１にて算出されたベース電流信号Ｉｍｂ、イナーシャ補償電流算出部２２にて算出されたイナーシャ補償電流信号Ｉｓおよびダンパー補償電流算出部２３にて算出されたダンパー補償電流信号Ｉｄに基づいて目標電流を決定し、この電流の情報を含む目標電流信号ＩＴＦを出力する。目標電流決定部２５は、例えば、ベース電流Ｉｂに、イナーシャ補償電流を加算するとともにダンパー補償電流を減算して得た補償電流を、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、補償電流と目標電流との対応を示すマップに代入することにより目標電流を算出する。

トルク変動周波数算出部２６は、トルク変動の周波数を算出する算出手段の一例である。本実施の形態では、トルク変動周波数算出部２６は、転舵速度信号Ｒを取得する。そして転舵速度信号Ｒが表わすステアリングホイール１０１の転舵速度を基に、このトルク変動の周波数を算出する。
具体的には、予め定められた基本周波数に対し、ステアリングホイール１０１の転舵速度に対して定まる係数を乗算することでトルク変動の周波数を算出する。つまり例えば、ステアリングホイール１０１の転舵速度としてステアリングホイール１０１を１回転／ｓの速度で回転させたときに生じるトルク変動が２０Ｈｚであった場合、この２０Ｈｚを例えば、基本周波数として設定する。そしてステアリングホイール１０１の回転速度を係数として、２０Ｈｚにこの係数を乗算することでトルク変動の周波数を算出する。例えば、ステアリングホイール１０１を２回転／ｓの速度で回転させたときの係数は、２となり、トルク変動の周波数は、２０Ｈｚ×２＝４０Ｈｚとなる。

トルク変動除去部２７は、トルクセンサ１０９により生成されたトルク信号Ｔｄから、ステアリングホイール１０１の操作に応じて発生し周波数が時間的に変化するトルク変動を除去する除去手段の一例である。
トルク変動除去部２７は、トルク変動周波数算出部２６により算出された周波数のトルク変動を除去する。具体的には、トルク変動除去部２７は、算出された周波数を含む周波数を除去する帯域除去フィルタであり、トルク変動周波数算出部２６により算出された周波数に合わせて、除去する周波数帯域を変化させる。そしてトルク信号Ｔｄに対し、この帯域除去フィルタによるフィルタ処理を行うことで、トルク変動を除去することができる。
なおトルク変動除去部２７が除去できる周波数の範囲としては、０Ｈｚを超える領域から、人の可聴域の上限である２０ｋＨｚ程度までの領域についてカバーできることが好ましい。

＜制御部３０の説明＞
次に、制御部３０について詳述する。
図５は、第１の実施の形態に係る制御部３０の概略構成図である。
本実施の形態の制御部３０は、トルク変動が除去された後のトルク信号に基づいて設定された電流を供給することにより電動モータ１１０の駆動を制御するモータ制御手段の一例である。制御部３０は、電動モータ１１０の作動を制御するモータ駆動制御部３１と、電動モータ１１０を駆動させるモータ駆動部３２と、電動モータ１１０に実際に流れる実電流を検出し、実電流検出信号Ｉｍをモータ駆動制御部３１に出力するモータ電流検出部３３とを有している。
モータ駆動制御部３１は、目標電流算出部２０にて最終的に決定された目標電流（目標電流信号ＩＴＦが示す値）と、モータ電流検出部３３にて検出された電動モータ１１０へ供給される実電流（実電流検出信号Ｉｍが示す値）との偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部４０と、電動モータ１１０をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成するＰＷＭ信号生成部６０とを有している。

フィードバック制御部４０は、目標電流算出部２０にて最終的に決定された目標電流とモータ電流検出部３３にて検出された実電流との偏差を求める偏差演算部４１と、その偏差がゼロとなるようにフィードバック処理を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部４２とを有している。

フィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部４２は、目標電流と実電流とが一致するようにフィードバック制御を行うものであり、例えば、偏差演算部４１にて算出された偏差に対して、比例要素で比例処理し、積分要素で積分処理し、加算演算部でこれらの値を加算する。
ＰＷＭ信号生成部６０は、フィードバック制御部４０からの出力値に基づいて電動モータ１１０をＰＷＭ（パルス幅変調）駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号６０ａを出力する。

モータ駆動部３２は、所謂インバータであり、例えば、スイッチング素子として６個の独立したトランジスタ（ＦＥＴ）を備え、６個の内の３個のトランジスタは電源の正極側ラインと各相の電気コイルとの間に接続され、他の３個のトランジスタは各相の電気コイルと電源の負極側（アース）ラインと接続されている。そして、６個の中から選択した２個のトランジスタのゲートを駆動してこれらのトランジスタをスイッチング動作させることにより、電動モータ１１０の駆動を制御する。
モータ電流検出部３３は、モータ駆動部３２に接続されたシャント抵抗の両端に生じる電圧から電動モータ１１０に流れる実電流の値を検出する。

＜電動パワーステアリング装置１００の動作の説明＞
次に、電動パワーステアリング装置１００の動作について説明する。
図６は、第１の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００の動作について説明したフローチャートである。
まず運転者がステアリングホイール１０１を操作すると、転舵角センサ１６０がステアリングホイール１０１の転舵速度を検出し、転舵速度信号Ｒを出力する（ステップ１０１）。
またトルクセンサ１０９がステアリングホイール１０１の操舵トルクＴを検出し、トルク信号Ｔｄを出力する（ステップ１０２）。

転舵速度信号Ｒは、目標電流算出部２０のトルク変動周波数算出部２６により取得される（ステップ１０３）。
そしてトルク変動周波数算出部２６は、転舵速度信号Ｒを基に操舵トルクＴに生ずるトルク変動の周波数を算出する（ステップ１０４）。これは、上述したように例えば、予め定められた基本周波数に対し、ステアリングホイール１０１の転舵速度に対して定まる係数を乗算することで算出できる。

一方、トルク信号Ｔｄは、目標電流算出部２０のトルク変動除去部２７により取得される（ステップ１０５）。
そしてトルク変動除去部２７は、トルク信号Ｔｄから、トルク変動周波数算出部２６により算出された周波数のトルク変動を除去し、トルク信号Ｔｐを出力する（ステップ１０６）。

トルク変動除去部２７から出力されたトルク信号Ｔｐは、位相補償部２８にて位相補償されトルク信号Ｔｓとなる（ステップ１０７）。
次にトルク信号Ｔｐやトルク信号Ｔｓは、ベース電流算出部２１、イナーシャ補償電流算出部２２、ダンパー補償電流算出部２３に送られ、それぞれベース電流、イナーシャ補償電流、ダンパー補償電流が算出された後、ベース電流信号Ｉｍｂ、イナーシャ補償電流信号Ｉｓ、ダンパー補償電流信号Ｉｄの各電流信号が出力される（ステップ１０８）。
そして目標電流決定部２５では、ベース電流信号Ｉｍｂ、イナーシャ補償電流信号Ｉｓ、ダンパー補償電流信号Ｉｄに基づいて目標電流を決定し、目標電流信号ＩＴＦを出力する（ステップ１０９）。

さらに制御部３０は、図５で説明したように、目標電流信号ＩＴＦを基に電動モータ１１０の作動を制御する（ステップ１１０）。
これにより電動モータ１１０によって、ステアリングホイール１０１の操作に対し車輪１５０を転舵させるアシスト力が付与される。

なお上述した第１の実施の形態では、転舵角センサ１６０を備え、トルク変動周波数算出部２６は、転舵速度信号Ｒを基に操舵トルクＴに生ずるトルク変動の周波数を算出していたが、かかる態様に限定されない。トルク変動周波数算出部２６は、電動モータ１１０の回転速度Ｎｍに基づいて転舵速度を算出し、算出した転舵速度に基づいて操舵トルクＴに生ずるトルク変動の周波数を算出してもよい。

[第２の実施の形態]
次に第２の実施の形態について説明を行う。
第１の実施の形態では、ステアリングホイール１０１の転舵速度に基づき、トルク変動の周波数を算出したが、第２の実施の形態では、電動モータ１１０の回転速度に基づき、トルク変動の周波数を算出する。つまりステアリングホイール１０１の転舵速度と電動モータ１１０の回転速度とは、比例関係にあるため、ステアリングホイール１０１の転舵速度の替わりに電動モータ１１０の回転速度を使用することができる。
以下、第２の実施の形態について説明を行う。

図７は、第２の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００の概略構成を示す図である。
図７に示した電動パワーステアリング装置１００は、図１に示した電動パワーステアリング装置１００に対し、転舵角センサ１６０が設けられていないことを除き同様の構成を有する。
よって制御装置１０には、トルクセンサ１０９の出力値であるトルク信号Ｔｄ、車両の移動速度である車速Ｖｃを検出する車速センサ１７０の出力値が入力されるが、転舵速度信号Ｒは入力されない。

また図８は、第２の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００の制御装置１０の概略構成図である。
図８の制御装置１０と図２の制御装置１０とを比較すると、目標電流を算出する目標電流算出部２０と、目標電流算出部２０が算出した目標電流に基づいてフィードバック制御などを行う制御部３０とを備える点では同様である。
ただし図７で説明したように、転舵速度信号Ｒは入力されないため、転舵速度信号Ｒを除くトルク信号Ｔｄと、車速信号ｖの２つが目標電流算出部２０に入力する点で異なる。

さらに図９は、第２の実施の形態に係る目標電流算出部２０の概略構成図である。
図９の目標電流算出部２０は、図４の目標電流算出部２０と比較したときに、ほぼ同様の機能構成を有する。即ち、図９の目標電流算出部２０は、図４の目標電流算出部２０と同様に、ベース電流算出部２１と、イナーシャ補償電流算出部２２と、ダンパー補償電流算出部２３と、目標電流決定部２５と、トルク変動周波数算出部２６と、トルク変動除去部２７と、位相補償部２８とを備えている。
ただし図９の目標電流算出部２０は、トルク変動周波数算出部２６に、転舵速度信号Ｒは入力されず、回転速度信号Ｎｍｓが入力される点で異なる。即ち、トルク変動周波数算出部２６は、電動モータ１１０の回転速度を表わす回転速度信号Ｎｍｓを取得する。そして電動モータ１１０の回転速度を基に、トルク変動の周波数を算出する。なお他の機能構成部の動作については図４の場合と同様である。

なお制御部３０については、第２の実施の形態の電動パワーステアリング装置１００は、図５で説明した第１の実施の形態の場合と同様である。

そして図１０は、第２の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００の動作について説明したフローチャートである。
ここでは、まず電動モータ１１０の回転子の回転位置を検出するセンサが、電動モータ１１０の回転速度を検出し、回転速度信号Ｎｍｓを出力する（ステップ２０１）。
またトルクセンサ１０９がステアリングホイール１０１の操舵トルクＴを検出し、トルク信号Ｔｄを出力する（ステップ２０２）。

回転速度信号Ｎｍｓは、目標電流算出部２０のトルク変動周波数算出部２６により取得される（ステップ２０３）。
そしてトルク変動周波数算出部２６は、回転速度信号Ｎｍｓを基に操舵トルクＴに生ずるトルク変動の周波数を算出する（ステップ２０４）。
なお以下のステップ２０５〜ステップ２１０は、図６のステップ１０５〜ステップ１１０とそれぞれ同様であるので、説明を省略する。

以上詳述したステアリング装置１００では、トルク信号Ｔｄから、ステアリングホイール１０１の操作に応じて発生し周波数が時間的に変化するトルク変動を除去することができる。そのためステアリング装置１００の作動音が低減できるとともに、振動についても低減することが可能である。

なお上述した例では、ステアリングホイール１０１の転舵速度および電動モータ１１０の回転速度の一方のみを使用していたが、これに限られるものではなく、双方を併用してもよい。
また上述した例では、トルク変動は、１種類のみ生じている場合について説明したが、これに限られるものではない。トルク変動の原因となる回転機構部は、ステアリング装置１００内部に複数あるのが通常であるため、そのそれぞれについてトルク変動の周波数を算出し、トルク変動を除去する処理を行ってもよい。
また、上述した例では、ピニオン型の電動パワーステアリング装置に適用した構成ついて説明したが、特に限定されない。ラックアシスト型など他の形式の電動パワーステアリング装置に適用してもよい。そしてラックアシスト型の電動パワーステアリング装置に適用した場合には、ボールスクリューの駆動によるトルク変動についても考慮することが好ましい。

＜プログラムの説明＞
なお本実施の形態における制御装置１０が行なう処理は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することにより実現することができる。この場合、制御装置１０に設けられた制御用コンピュータ内部の図示しないＣＰＵが、制御装置１０の各機能を実現するプログラムを実行し、これらの各機能を実現させる。

よって制御装置１０が行なう処理は、コンピュータに、ステアリングホイール１０１の操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１０９からトルク信号Ｔｄを取得する機能と、ステアリングホイール１０１の操作に応じて発生し周波数が時間的に変化するトルク変動の周波数を算出する機能と、取得されたトルク信号Ｔｄから、算出された周波数のトルク変動を除去する機能と、トルク変動が除去された後のトルク信号に基づいて、ステアリングホイール１０１の操作に対し車輪１５０を転舵させるアシスト力を付与する電動モータ１１０に供給する電流を設定する機能と、を実現させるプログラムとして捉えることもできる。

なお、本実施の形態を実現するプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納して提供することも可能である。

１０…制御装置、２０…目標電流算出部、２５…目標電流決定部、２６…トルク変動周波数算出部、２７…トルク変動除去部、３０…制御部、１００…電動パワーステアリング装置、１０１…ステアリングホイール（ハンドル）、１０９…トルクセンサ、１１０…電動モータ、１５０…車輪、１６０…転舵角センサ

Claims (4)

1. ステアリングホイールの操作に対し車輪を転舵させるアシスト力を付与する電動モータと、
   前記ステアリングホイールの操舵トルクを検出しトルク信号を生成するトルク検出手段と、
   前記トルク検出手段により生成されたトルク信号から、前記ステアリングホイールの操作に応じて発生し周波数が時間的に変化するトルク変動を除去する除去手段と、
   前記除去手段によりトルク変動が除去された後のトルク信号に基づいて設定された電流を供給することにより前記電動モータの駆動を制御するモータ制御手段と、
   前記ステアリングホイールの転舵速度を基にトルク変動の周波数を算出する算出手段と、
   を備え、
   前記除去手段は、前記算出手段により算出された周波数のトルク変動を除去することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記算出手段は、予め定められた基本周波数に対し、前記ステアリングホイールの転舵速度に対して定まる係数を乗算することでトルク変動の周波数を算出する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. トルク変動は、装置内部の回転機構部に起因して生ずるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. コンピュータに、
   ステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルク検出手段からトルク信号を取得する機能と、
   前記ステアリングホイールの操作に応じて発生し周波数が時間的に変化するトルク変動の周波数を前記ステアリングホイールの転舵速度を基に算出する機能と、
   取得されたトルク信号から、算出された周波数のトルク変動を除去する機能と、
   トルク変動が除去された後のトルク信号に基づいて、前記ステアリングホイールの操作に対し車輪を転舵させるアシスト力を付与する電動モータに供給する電流を設定する機能と、
   を実現させるプログラム。

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