JP6637539B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

この発明は、手動によるステアリング（操舵用操作子）の操作に、モータによるアシストトルクを付与して前記ステアリング操作での操作トルク（操舵トルク、ステアリングトルク、又はハンドルトルクという。）を軽減する電動パワーステアリング装置に関する。

例えば、特許文献１には、ステアリング操作の微操作時に引っ掛かり感が発生し、これが、ステアリング系の摩擦トルクの影響による場合があると記載されている（特許文献１の［０００３］）。

これを軽減するために、特許文献１の電動パワーステアリング装置では、まず、ステアリング操作による操舵トルクが発生したときに、モータの回転の有無を検出し、回転開始前と判別したときには、静止摩擦トルクが発生すると推定する（特許文献１の［０００９］）。

静止摩擦トルクが発生すると推定したときには、次に、前記操舵トルクの微分値に所定係数を乗算した電流値を静止摩擦トルクの補償電流としてモータに入力し、これにより、静止摩擦トルクの影響を従来よりも軽減でき、高操舵フィーリングを実現することができると記載されている（特許文献１の［００１０］）。

特開２００５−１７０２５７号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された電動パワーステアリング装置では、ステアリングの操舵切り返し時に引っ掛かり感が残ることが判明し、結果として、ステアリングの操舵に対する操舵力の安定性に欠けることが分かった。

この発明は、このような課題を考慮してなされたものであって、ステアリングの引っ掛かり感を抑制して、操舵力の安定性を改善することを可能とす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。

この発明に係る電動パワーステアリング装置は、
ステアリングの操舵に応じた操舵補助力をアシストモータによりステアリング機構に付加する電動パワーステアリング装置であって、
前記ステアリングの操舵による操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記アシストモータに流れるモータ電流を検出する電流センサと、
前記操舵トルクと前記モータ電流とに応じてラック軸力を推定し、推定したラック軸力に基づき前記ステアリングの規範操舵力を算出し、前記ステアリングの操舵トルクが、前記規範操舵力となるように、前記モータ電流をフィードバック制御する制御器と、
を備える。

この発明によれば、ステアリングの操舵トルクが規範操舵力となるように制御しているので、ステアリングの操舵に対する操舵力の安定性が改善され、結果として、ステアリングの切り返し時における引っ掛かり感を抑制することができる。

この場合、
前記アシストモータの回転角を検出する回転角センサをさらに備え、
前記制御器は、
前記規範操舵力を算出する際、前記推定したラック軸力に加えて、前記回転角から算出した舵角及び舵角速に基づき算出することが好ましい。

このようにすれば、規範操舵力の算出精度を高くすることができ、ステアリングの操舵に対する操舵力の安定性がより改善される。

なお、前記制御器は、
前記推定したラック軸力を、粘性補償電流に基づく粘性補償軸力を除去したラック軸力とするようにしてもよい。

これにより規範操舵力の算出精度をさらに高くすることができ、ステアリングの操舵に対する操舵力の安定性をより一層改善することができる。

この発明によれば、ステアリングの操舵トルクが規範操舵力となるように制御しているので、ステアリングの操舵に対する操舵力の安定性が改善され、結果として、ステアリングの切り返し時における引っ掛かり感を抑制することができる。

実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成図である。 図１中、モータ制御装置の詳細な構成を含む電動パワーステアリング装置の概略回路ブロック図である。 ベースアシストマップの説明図である。 規範操舵力決定部の詳細構成とその入出力構成要素を示すブロック図である。 図５Ａは、実施形態に係る改善後の角力特性を示す特性図、図５Ｂは、比較例に係る改善前の角力特性を示す特性図である。

［構成］
図１は、この実施形態に係る電動パワーステアリング装置１０の概略構成図である。

なお、図１において、右上に矢印を付けた「上下」は、車両上下方向（鉛直上下方向）、矢印を付けた「左右」は、車両車幅方向（左右方向）を示している。

電動パワーステアリング装置１０は、いわゆるデュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置であって、基本的には、左右方向に延びるラック軸１２を有するステアリング機構１４と、ラック軸１２の一端側に配置されるトルクアシスト機構１６と、左右の前輪である転舵輪１８と、モータ制御装置（制御装置）２０と、該モータ制御装置２０により駆動制御されるアシスト用のモータ（アシストモータ）４４とを備える。

モータ制御装置２０は、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）として構成される。ＥＣＵは、マイクロコンピュータを含む計算機であり、ＣＰＵ、メモリ、その他、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力装置、計時部としてのタイマ等を有しており、ＣＰＵがメモリに記録されているプログラムを読み出し実行することで、後に詳細に説明する各種機能実現部として機能する。

なお、この発明に係る電動パワーステアリング装置の実施形態は、図１に示すようなデュアルピニオン式に限らず、コラムアシスト式、ベルトドライブ式等、適宜の方式に適用することができる。

ステアリング機構１４は、上記ラック軸１２の他、ドライバ（運転者）が操作（操舵）する操舵用操作子としてのステアリングホイール２２と、ステアリングホイール２２の操作により左右方向に回転するステアリング軸２４と、一対の自在継手２６、及び中間軸２８（ステアリング軸の一部とみなす。）を介してステアリング軸２４の下方に設けられ、ステアリングホイール２２からの操舵力が伝達されるピニオン軸３０と、を含む。

ステアリング機構１４は、さらに、ピニオン軸３０のピニオン３２に噛合するラック１２ａが形成された前記ラック軸１２と、ドライバ操舵力によりステアリング軸２４に付与されたトルク、すなわち操舵トルク（操作トルク）Ｔｓを検出するトルクセンサ３８とを備えている。

転舵輪１８は、ラック軸１２の軸方向に沿った両端に自在継手３４及びタイロッド３６を介してそれぞれ連結されている。

ドライバが、ステアリングホイール２２を操作すると、その操舵力がピニオン３２を通じてラック軸１２に伝達され、ラック軸１２が車幅方向に沿った左方又は右方に変位して転舵輪１８が転舵される。すなわち、ステアリング機構１４は、該ステアリング機構１４を構成するステアリングホイール２２と転舵輪１８とを機械的に連結している。

一方、トルクアシスト機構１６は、ラック軸１２と、アシストモータ４４と、ウォームギヤ機構（減速機構）４６と、ラック軸１２のラック１２ｂに噛合するピニオン４８が形成されたピニオン軸５０とを備えている。

ウォームギヤ機構４６は、図１では一体的に描いているが、アシストモータ４４の主軸５３に連結されたウォーム５４と、このウォーム５４に互いに噛合するウォームホイール５６とを備える。

ウォームホイール５６は、ピニオン軸５０に軸着されている。このウォームギヤ機構４６は、減速機構として機能するものであり、アシストモータ４４から伝達された回転運動が減速され、減速されて増力されたピニオン軸５０の回転運動が、ラック軸１２を通じて転舵輪１８に伝達されるとともに、ラック軸１２、ピニオン３２及びピニオン軸３０を介してステアリング軸２４に伝達される。

トルクアシスト機構１６では、トルクセンサ３８で検出された操舵トルクＴｓに応じてモータ制御装置２０の目標電流設定部２１｛（フィードフォワード制御部（ＦＦ制御部）７１とフィードバック制御部（ＦＢ制御部）７２とを含む。）｝によって目標電流Ｉｔａｒが設定され、この目標電流Ｉｔａｒに一致するように電流フィードバック部（電流ＦＢ部）８０でフィードバック制御されるモータ実電流Ｉａｃｔによりアシストモータ４４が駆動制御される。

モータ実電流Ｉａｃｔに基づきアシストモータ４４で生成されたアシストトルクＴａｓは、ウォームギヤ機構４６及びピニオン軸５０を介し、ラック軸１２に対して、ステアリングホイール２２に付与されたドライバの操舵力（操舵トルクＴｓから換算できる値）に対するアシストトルクＴａ（アシスト力）として伝達される。

このアシスト力（アシストトルクＴａ）とドライバによるステアリングホイール２２の操舵力（操舵トルクＴｓ）とが合成されてラック軸１２を変位させるラック軸力Ｆｒとされ、該ラック軸力Ｆｒが、転舵輪１８を転舵させる。

なお、ステアリング機構１４のピニオン軸３０に設けられるトルクセンサ３８として、この実施形態では、トーションバー式のトルクセンサを使用しているが、磁歪式等、適宜のトルクセンサを使用することができる。

アシストモータ４４には、該アシストモータ４４の主軸５３の回転位置としてのモータ回転角θｍを検出するレゾルバ（回転センサ）６０が設けられている。アシストモータ４４に取り付け可能な回転センサとしては、レゾルバ６０の他、ロータリーエンコーダ等を使用することができる。

車速センサ６３で検出される車速Ｖｖがモータ制御装置２０で取得され、アシストトルクＴａ等を生成する際に利用に供される。

［目標電流設定部２１の構成］
図２は、この発明の要部に係る目標電流設定部２１の詳細な構成を含む電動パワーステアリング装置１０の概略回路ブロック図である。

以下、図２も参照してモータ制御装置２０及び目標電流設定部２１の構成を詳細に説明する。

モータ制御装置２０は、目標電流設定部２１と電流ＦＢ部８０とから構成される。

目標電流設定部２１は、通常の（コンベンショナルな）目標電流であるフィードフォワード目標電流（ＦＦ目標電流）Ｉｆｆｔａｒを生成するＦＦ制御部（フィードフォワード制御部、通常制御部、コンベンショナル制御部）７１と、この実施形態の要部に係るフィードバック目標電流（ＦＢ目標電流）Ｉｆｂｔａｒを生成するＦＢ制御部７２とから構成される。

ＦＦ目標電流ＩｆｆｔａｒとＦＢ目標電流Ｉｆｂｔａｒは、加算器（合成器）７５で加算（合成）されて目標電流Ｉｔａｒとされ、電流ＦＢ部８０に入力される。電流ＦＢ部８０は、アシストモータ４４に入力されるとともに、電流センサ６１で検出されたモータ実電流Ｉａｃｔが目標電流ＩｔａｒになるようにＰＩＤ（比例・積分・微分）フィードバック制御する。

ＦＦ制御部７１は、位相補償部６２、システムヒステリシス可変部（システムヒス可変部）６４、ベース制御部６６、舵角換算部７６、舵角速演算部７８、粘性補償部６８、モータ速演算部７７、フリクション補償部７０、慣性補償部７９、及び加算器７３〜７５を備える。

ＦＢ制御部７２は、電流・軸力変換部８１、減算器８２、８３、軸力推定部８４、減算器８６、規範操舵力決定部１００、減算器９０、９２、及び比例・積分・微分制御部（ＰＩＤ制御部）９４を備える。

規範操舵力決定部１００は、基準特性部１１０、舵角要素部１１２、舵角速要素部１１４、及び加算器１１６を備える。

上記のように構成される、モータ制御装置２０の目標電流設定部２１に対して、それぞれがセンサであるレゾルバ６０からモータ回転角θｍが入力され、トルクセンサ３８から操舵トルクＴｓが入力され、さらに、電流ＦＢ部８０とアシストモータ４４の入力端子間に挿入された電流センサ６１からモータ実電流Ｉａｃｔが入力される。なお、電流センサ６１は、モータ制御装置２０のうち、電流ＦＢ部８０内に組み込まれている。

さらに、車速センサ６３（図１参照）により検出された車速Ｖｖは、モータ制御装置２０により取得され、繁雑となるので図示はしないが、目標電流設定部２１を構成するＦＦ制御部７１及びＦＢ制御部７２の内、必要とされる構成要素に入力され利用に供される。

レゾルバ６０により検出されたアシストモータ４４の主軸５３のモータ回転角θｍは、舵角換算部７６及びモータ速演算部７７に入力される。

舵角換算部７６は、モータ回転角θｍをウォームギヤ機構４６の減速比を考慮して、ステアリングホイール２２の操舵角θｓに換算し、舵角速演算部７８及び規範操舵力決定部１００中の舵角要素部１１２に入力する。

なお、部品コスト・取付コストは増加するが、操舵角θｓは、ステアリング軸２４に専用の角度センサを取着して検出するようにしてもよい。

舵角速演算部７８は、微分器により構成され、操舵角θｓを時間微分し、舵角速θｓ´として、粘性補償部６８に入力するとともに、規範操舵力決定部１００中の舵角速要素部１１４に入力する。

モータ速演算部７７は、微分器により構成され、モータ回転角θｍを時間微分し、モータ速Ｖｍとして慣性補償部７９に入力する。

トルクセンサ３８により検出された操舵トルクＴｓは、位相補償部６２、フリクション補償部７０、軸力推定部８４、減算器８３の被減数端子、及び減算器９２の減数端子に入力される。

［目標電流設定部２１中、ＦＦ制御部７１の動作］
位相補償部６２は、ステアリング機構１４の応答遅れ分を補償するために、ドライバのステアリングホイール２２の操作に基づきトルクセンサ３８で発生した操舵トルクＴｓの位相を進ませた位相補償後の操舵トルクＴｓをシステムヒステリシス可変部６４に入力する。

システムヒステリシス可変部６４は、位相補償後の操舵トルクＴｓに対し、操舵状態（切り込み、切り返し、切り戻し）に応じて、切り込み時にはトルクを加算し、切り戻し時にはトルクを減算するヒステリシストルクΔＴｓｈ付与後の操舵トルクＴｓｈをベース制御部６６に入力するとともに、ヒステリシストルクΔＴｓｈを、ＦＢ制御部７２の減算器９０の減数端子に入力する。

ベース制御部６６は、図３に示すベースアシストマップ（ベースアシスト特性）２０２を参照し、操舵トルクＴｓｈに応じたベース電流Ｉｂａｓｅを生成する。具体的には、操舵トルクＴｓｈが大きくなるほど電流値が大きくなり、且つ勾配が大きくなるベース電流Ｉｂａｓｅを生成する。この場合、ベース電流Ｉｂａｓｅは、車速Ｖｖが高速になるほどベース電流Ｉｂａｓｅが小さくなるように生成される。

つまり、ベース制御部６６は、操舵トルクＴｓｈに対してベース電流Ｉｂａｓｅが２次関数的に増加するベースアシストマップ２０２を参照してベース電流Ｉｂａｓｅを生成する。

ベース制御部６６により生成されたベース電流Ｉｂａｓｅは、加算器７３に入力される。

粘性補償部６８は、走行時の車両挙動の収斂性を確保するため、換言すれば、走行時のステアリングの収束を良くするため、舵角速θｓ´と車速Ｖｖとに基づき、粘性補償マップ（粘性補償特性）を参照して、粘性補償電流Ｉｖｃを算出し、加算器７３及び電流・軸力変換部８１に入力する。

なお、粘性補償マップは、例えば、舵角速θｓ´が大きくなるほど平方根（ＳＱＲＴ）関数的に増加し、且つ車速Ｖｖが大きくなるほど比例的に増加する特性を有する。

フリクション補償部７０は、アシストモータ４４に生じるアシスト遅れを抑制するために、操舵トルクＴｓに基づき、操舵トルクＴｓの時間微分値が正値のときに正の所定値を採り時間微分値が負値のときに負の所定値を採るフリクション補償トルクＴｆｒを生成してＦＢ制御部７２の減算器８３の減数端子に入力するとともに、該フリクション補償トルクＴｆｒを単位変換（［Ｎｍ］→［Ａ］）したフリクション補償電流Ｉｆｒを生成し、加算器７４に入力する。すなわち、フリクション補償部７０は、操舵トルクＴｓからフリクション発生過程（要素）を抽出して補償信号を生成している。

慣性補償部７９は、アシストモータ４４及びトルクアシスト機構１６の慣性のアシストトルク（操舵補助力）への影響を除去するために、モータ速Ｖｍを時間微分し単位変換した、前記モータ速Ｖｍに応じた慣性補償電流Ｉｉｎを生成し、加算器７４に入力する。

加算器７４は、フリクション補償電流Ｉｆｒと慣性補償電流Ｉｉｎの加算値（Ｉｆｒ＋Ｉｉｎ）を加算器７３とＦＢ制御部７２の減算器８２の減数端子に入力する。

加算器７３は、ベース電流Ｉｂａｓｅ、粘性補償電流Ｉｖｃ、フリクション補償電流Ｉｆｒ、及び慣性補償電流Ｉｉｎの加算値をフィードフォワード目標電流（ＦＦ目標電流）Ｉｆｆｔａｒとして加算器７５に入力する。

［目標電流設定部２１中、ＦＢ制御部７２の動作］
軸力推定部８４に、アシストモータ４４によるモータ軸力Ｆｒｍに比例したモータ軸力電流を入力するための減算器８２は、モータ実電流Ｉａｃｔからフリクション補償電流Ｉｆｒと慣性補償電流Ｉｉｎの加算値（Ｉｆｒ＋Ｉｉｎ）を減算し、差｛Ｉａｃｔ−（Ｉｆｒ＋Ｉｉｎ）｝を得る。

これにより、アシストモータ４４の慣性分の補償電流である慣性補償電流Ｉｉｎと、ウォームギヤ機構４６等のフリクション分の補償電流であるフリクション補償電流Ｉｆｒとが、モータ実電流Ｉａｃｔから除去できるので、ラック軸力Ｆｒ中のアシストモータ４４によるモータ軸力Ｆｒｍ［∝｛Ｉａｃｔ−（Ｉｆｒ＋Ｉｉｎ）｝］（∝は比例記号）を推定することができる。

つまり、減算器８２は、実質的にアシストモータ４４によるモータ軸力（ラック軸力）Ｆｒｍ（図１参照、トルクアシスト機構１６による軸力）の推定部として機能する。

一方、軸力推定部８４に、ドライバのステアリングホイール２２の操作により発生するピニオン軸３０のトルク（ラック軸力Ｆｒｓ：図１参照）を入力するための減算器８３は、操舵トルクＴｓからフリクション補償トルクＴｆｒを減算して差（Ｔｓ−Ｔｆｒ）を得る。

このようにして、ラック軸力Ｆｒｓ中のフリクション補償トルクＴｆｒを除去できるので、ラック軸力Ｆｒ中の操作入力（いわゆる手入力）によるラック軸力Ｆｒｓ（∝（Ｔｓ−Ｔｆｒ））を推定することができる。

ラック軸力Ｆｒを推定する軸力推定部８４は、操舵トルクＴｓから推定されるラック軸力（ステアリング機構１４による軸力）Ｆｒｓ（図１参照）に対し、モータ軸力Ｆｒｍを加算することで、ラック軸力Ｆｒ（Ｆｒ＝Ｆｒｓ＋Ｆｒｍ）を推定し、推定したラック軸力（推定ラック軸力）Ｆｅｒを減算器８６の被減数端子に入力する。

減算器８６は、推定ラック軸力Ｆｅｒから、電流・軸力変換部８１で生成された、粘性補償電流Ｉｖｃに応じた粘性補償軸力Ｆｖｃを減算して除去することで、ベース制御部６６で分担する推定ラック軸力Ｆｅｒｅ（Ｆｅｒｅ＝Ｆｅｒ−Ｆｖｃ）を基準特性部１１０に入力する。

図４は、規範操舵力決定部１００の詳細構成とその入出力構成要素を示すブロック図である。なお、規範操舵力決定部１００は、ハンドル操作の手応えを最適化して操舵快適性と操縦性を向上させるために設けられている。

基準特性部１１０は、図３に示したベースアシストマップ（ベースアシスト特性）２０２の逆特性を有する逆ベースアシストマップ（逆ベースアシスト特性）２０４を有し、該逆ベースアシストマップ２０４を参照して、推定ラック軸力Ｆｅｒｅに対応する推定操舵トルクＴｓｅを生成し、加算器１１６に出力する。

なお、逆ベースアシストマップ２０４は、概ねベースアシストマップ２０２（図３参照）の逆関数、すなわち、べき関数的な形状になっている。実際上、逆ベースアシストマップ２０４は、車速Ｖｖをパラメータとして、車速Ｖｖが高くなる程、推定操舵トルクＴｓｅが大きな値を採るように形成されている。

ここで、舵角要素部１１２と舵角速要素部１１４は、角力成形要素として機能する。

舵角要素部１１２は、角力成形要素マップ２０６を有し、操舵角θｓに応じて舵角トルクＴｓｓに変換し、加算器１１６に出力する。

舵角速要素部１１４は、ヒステリシス成形要素マップ２０８を有し、舵角速θｓ´をヒステリシスのある舵角速トルクＴｓｓ´に変換し、加算器１１６に出力する。

加算器１１６による加算結果（Ｔｓｅ＋Ｔｓｓ＋Ｔｓｓ´）が、図４に示すように、ステアリングホイール２２のドライバによる操作の重さの基本となる逆ベースアシストマップ（逆ベースアシスト特性）２０４をトルク方向に角力成形（ヒステリシス成形）した規範操舵力特性（目標操舵力特性）２１０になる。

このようにして、規範操舵力決定部１００により規範操舵力（目標操舵力）Ｆｓｔａｒ［Ｎ］及び対応する規範操舵トルク（目標操舵トルク）Ｔｓｔａｒ［Ｎｍ］が決定される。

図４に示す規範操舵力特性２１０の横軸は操舵角θｓ［ｄｅｇ］であり、縦軸は規範操舵力に対応する目標操舵トルク（規範操舵トルク）Ｔｓｔａｒ［Ｎｍ］としている。

すなわち、規範操舵力決定部１００は、推定ラック軸力Ｆｅｒｅ、操舵角θｓ、及び舵角速θｓ´を入力して、まず、基準特性部１１０、舵角要素部１１２、及び舵角速要素部１１４にて、それぞれ、推定操舵トルクＴｓｅ、舵角トルクＴｓｓ、及び舵角速トルクＴｓｓ´を生成する。

そして、生成した推定操舵トルクＴｓｅ、舵角トルクＴｓｓ、及び舵角速トルクＴｓｓ´を加算器（合成器）１１６で加算（合成）して、操舵角θｓに応じた規範操舵力に対応する規範操舵トルク（目標操舵トルク）Ｔｓｔａｒを生成（決定）する。

規範操舵力決定部１００で生成された目標操舵トルクＴｓｔａｒは、減算器９０の被減数端子に入力される。

次いで、減算器９０により目標操舵トルクＴｓｔａｒからヒステリシストルクΔＴｓｈが減算され、さらにその減算結果から減算器９２により操舵トルクＴｓが減算され、減算結果として、フィードバック目標操舵トルク（ＦＢ目標操舵トルク）Ｔｆｂｔａｒが生成され、ＰＩＤ制御部９４に入力される。

ＰＩＤ制御部９４は、ＦＢ目標操舵トルクＴｆｂｔａｒをＰＩＤ（比例・積分・微分）制御し、ＦＢ目標電流Ｉｆｂｔａｒを生成して加算器７５に出力する。

この場合、ＦＦ制御部７１中の加算器７５によりＦＦ目標電流ＩｆｆｔａｒとＦＢ目標電流Ｉｆｂｔａｒとが加算されて目標電流Ｉｔａｒが生成される。

次いで、電流ＦＢ部８０によりアシストモータ４４に入力されるモータ実電流Ｉａｃｔが、目標電流ＩｔａｒになるようにＰＩＤ（比例・積分・微分）フィードバック制御される。

電流ＦＢ部８０から出力される、目標電流Ｉｔａｒに一致したモータ実電流Ｉａｃｔによりアシストモータ４４が駆動される。

このようにアシストモータ４４を駆動制御することにより、電動パワーステアリング装置１０では、切り返し時の引っ掛かり感が顕著に軽減される。

図５Ａは、実施形態に係る改善後の角力特性２１２を示し、図５Ｂは、比較例に係る改善前の角力特性２２０を示している。

角力特性２１２、２２０は、車速Ｖｖ＝６０［ｋｍ／ｈ］、操舵角θｓ≒±１０［ｄｅｇ］、操舵繰り返し周期１［Ｈｚ］で切り込み、切り返し、及び切り戻し操作を行った場合の一点鎖線で示す規範操舵力（目標操舵トルク）Ｔｓｔａｒと実線で示す実操舵力Ｔｓｈの特性を示している。

比較例に係る角力特性２２０では、切り返し時に、引っ掛かりが感じられるが、実施形態に係る角力特性２１２では、切り返し時の引っ掛かりが改善されている。

［まとめ］
以上説明したように、上述した実施形態に係る電動パワーステアリング装置１０は、ステアリングホイール（ステアリング）２２の操舵に応じた操舵補助力をアシストモータ４４によりステアリング機構１４に付加するものであって、ステアリングホイール２２の操舵による操舵トルクＴｓを検出するトルクセンサ３８と、アシストモータ４４に流れるモータ実電流Ｉａｃｔを検出する電流センサ６１と、操舵トルクＴｓとモータ実電流Ｉａｃｔとに応じて軸力推定部８４によりラック軸力Ｆｅｒ（図２中、軸力推定部８４の出力）を推定し、推定したラック軸力Ｆｅｒに基づき規範操舵力決定部（規範操舵トルク決定部）１００によりステアリングホイール２２の規範操舵力に対応する規範操舵トルクＴｓｔａｒを算出し、ステアリングホイール２２の操舵トルクＴｓが、規範操舵トルクＴｓｔａｒ（規範操舵力）となるように、モータ実電流Ｉａｃｔをフィードバック制御するＦＢ制御部（制御器）７２と、を備える。

この実施形態によれば、ステアリングホイール２２の操舵トルクＴｓが規範操舵トルクＴｓｔａｒ（規範操舵力）となるように制御しているので、ステアリングホイール２２の操舵に対する操舵力の安定性が改善され、結果として、図５Ａに示したように、ステアリングホイール２２の切り返し時における引っ掛かり感を抑制することができる。

この場合、アシストモータ４４のモータ回転角θｍを検出する回転角センサとしてのレゾルバ６０をさらに備えているので、ＦＢ制御部７２は、規範操舵トルクＴｓｔａｒ（規範操舵力）を算出する際、前記推定したラック軸力Ｆｅｒに加えて、モータ回転角θｍから算出した操舵角θｓ及び舵角速θｓ´に基づき算出するようにしているので、規範操舵トルクＴｓｔａｒ（規範操舵力）の算出精度を高くすることができ、ステアリングホイール２２の操舵に対する操舵力の安定性がより改善される。

この場合において、ＦＢ制御部７２は、前記推定したラック軸力Ｆｅｒを、粘性補償電流Ｉｖｃに基づく粘性補償軸力Ｆｖｃを除去したラック軸力Ｆｅｒｅとしているので、規範操舵トルクＴｓｔａｒ（規範操舵力）の算出精度をさらに高くすることができ、ステアリングホイール２２の操舵に対する操舵力の安定性をより一層改善することができる。

なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…電動パワーステアリング装置 １２…ラック軸
１４…ステアリング機構 １６…トルクアシスト機構
１８…転舵輪 ２０…モータ制御装置
２１…目標電流設定部 ２２…ステアリングホイール
２４…ステアリング軸 ３０、５０…ピニオン軸
３２、４８…ピニオン ３８…トルクセンサ
４４…アシストモータ ４６…ウォームギヤ機構
６０…レゾルバ ７１…ＦＦ制御部
７２…ＦＢ制御部 ８４…軸力推定部
１００…規範操舵力決定部 １１０…基準特性部
１１２…舵角要素部 １１４…舵角速要素部

Claims (3)

1. ステアリングの操舵に応じた操舵補助力をアシストモータによりステアリング機構に付加する電動パワーステアリング装置であって、
   前記ステアリングの操舵による操舵トルクを検出するトルクセンサと、
   前記アシストモータに流れるモータ電流を検出する電流センサと、
   前記操舵トルクと前記モータ電流とに応じてラック軸力を推定し、推定したラック軸力に基づき前記ステアリングの規範操舵力を算出し、前記ステアリングの操舵トルクが、前記規範操舵力となるように、前記モータ電流をフィードバック制御する制御器と、を備え、
   前記規範操舵力は、
   前記操舵トルクに応じて操舵力を補助するラック軸力を生成するために前記アシストモータに供給される前記モータ電流の特性であるベースアシスト特性の逆特性を有する逆ベースアシスト特性を、トルク方向に角力成形した、操舵角に応じた目標操舵トルクとされている
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記アシストモータの回転角を検出する回転角センサをさらに備え、
   前記制御器は、
   前記トルク方向への角力成形は、前記逆ベースアシスト特性に、前記操舵角に対する推定操舵トルクの特性及び舵角速に対する舵角速トルクの特性を加算して行う
   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又は２に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御器は、
   前記推定したラック軸力を、粘性補償電流に基づく粘性補償軸力を除去したラック軸力とする
   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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