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JP3481468B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

電動パワーステアリング装置

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Publication number
JP3481468B2
JP3481468B2 JP27818198A JP27818198A JP3481468B2 JP 3481468 B2 JP3481468 B2 JP 3481468B2 JP 27818198 A JP27818198 A JP 27818198A JP 27818198 A JP27818198 A JP 27818198A JP 3481468 B2 JP3481468 B2 JP 3481468B2
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JP
Japan
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motor
static friction
steering
electric power
value
Prior art date
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JP27818198A
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English (en)
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JP2000103349A (ja
Inventor
隆之 喜福
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Priority to US09/286,418 priority patent/US6876910B2/en
Priority to DE19920975A priority patent/DE19920975B4/de
Publication of JP2000103349A publication Critical patent/JP2000103349A/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0466—Controlling the motor for returning the steering wheel to neutral position

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、モータにより操
舵力を補助する電動パワーステアリング装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来の電動パワーステアリング装置は、
ステアリングホイールに取付けられたステアリングシャ
フトに加えられた操舵トルクと車速とに基づいて、操舵
補助力を決定し、この操舵補助力に応じてステアリング
系に接続されたモータの出力トルクを制御してステアリ
ング系の操舵力を補助するもので、操舵フィーリングを
改善するため、モータの角速度や角加速度、あるいは操
舵トルクの時間微分値等に基づいて上記モータ出力トル
クを補正していた。
【０００３】図１３は、例えば特開平８−１７５４０４
号公報に示された従来の電動パワーステアリング装置の
ステアリング制御に用いられるソフトウエアの構成を示
す図である。同図において、１は減速器を介してステア
リング系に接続され操舵補助力を発生するモータ、２は
モータ検出電流Ｉmとモータ印加電圧Ｖmとからモータ１
の逆起電力を演算してモータ１の回転角速度（以下、モ
ータ角速度という）ωmの推定値を求め、その値をモー
タ角速度推定値ωとして出力するモータ角速度演算手
段、３は上記モータ角速度推定値ωを微分してモータ角
加速度を求め、その値をモータ角加速度推定値（ｄω／
ｄｔ）として出力するモータ角加速度演算手段である。
４は上記モータ角速度推定値ωに基づいてステアリング
系のクーロン摩擦を補償するクーロン摩擦補償電流Ｉc
を演算するクーロン摩擦補償電流演算手段、５は上記モ
ータ角速度推定値ωに基づいてステアリング系の粘性摩
擦を補償する粘性摩擦補償電流Ｉdを演算する粘性摩擦
補償電流演算手段、６は上記モータ角加速度推定値（ｄ
ω／ｄｔ）に基づいてステアリング系の慣性モーメント
を補償する慣性補償電流Ｉjを演算する慣性補償電流演
算手段、７は運転者の操舵トルクＶtに基づいて運転者
の操舵力を補助する操舵力補助電流Ｉsを演算する操舵
力補助電流演算手段で、８は上記クーロン摩擦補償電流
Ｉc，粘性摩擦補償電流Ｉd，慣性補償電流Ｉj，操舵力
補助電流Ｉsの各電流を加算して求められるモータ目標
電流Ｉsumと、上記モータ検出電流Ｉmとが一致するよう
にモータ１の駆動電流をフイードバック制御する電流制
御手段である。
【０００４】次に動作について説明する。まず、モータ
角速度演算手段２により、モータ検出電流Ｉmとモータ
印加電圧Ｖmとからモータ角速度ωmの推定値であるモー
タ角速度推定値ωを演算する。モータ１は他励直流機で
あり、運転者の操舵に応じて運転者の操舵力を補助すべ
く上記モータ１が回転すると、上記モータ１にはモータ
角速度ωmに比例した逆起電力Ｖeが発生する。上記モー
タ角速度ωmと上記モータ逆起電力Ｖeとの関係は、以下
の式（１）で表すことができる。 Ｖe＝Ｋe・ωm ‥‥（１） Ｖe：モータ逆起電力（Ｖ） Ｋe：モータ逆起電力定数（Ｖ・ｓ／ｒａｄ） ωm：モータ角速度（ｒａｄ／ｓ） モータ角速度演算手段２は、検出値であるモータ検出電
流Ｉmとモータ印加電圧Ｖmとから、以下の式（２）に基
づいてモータ逆起電力Ｖeを演算する。 Ｖe＝Ｖm−Ｉm・Ｒa ‥‥（２） Ｒa：モータ電機子抵抗 そして、上記式（２）により求められたモータ逆起電力
Ｖeの値と上記式（１）を用いて、ω＝（Ｖm−Ｉm・
Ｒa）／Ｋeにより、モータ角速度ωmの推定値であるモ
ータ角速度推定値ωを演算する。このモータ角速度推定
値ωは、モータ角速度演算手段３とクーロン摩擦補償電
流演算手段４と粘性摩擦補償電流演算手段とに出力され
る。モータ角加速度演算手段３は、モータ角速度演算手
段２から入力された上記モータ角速度推定値ωに対して
微分演算を施してモータ角加速度推定値（ｄω／ｄｔ）
を求め、慣性補償電流演算手段６に出力する。
【０００５】電動パワーステアリング装置（以下、電動
パワステと略す）においては、モータ１の摩擦がステア
リング系に伝達されるためステアリング系の摩擦の増加
し、このため、低速でのハンドル戻りが悪化する場合が
ある。クーロン摩擦補償電流演算手段４は、上記ステア
リング系の摩擦の増加を補償するためのクーロン摩擦補
償電流Ｉcを演算するもので、このクーロン摩擦補償電
流Ｉcは、図１４に示すように、モータ角速度推定値ω
が所定の値ω0以上になった場合に与える一定の値の電
流で、モータ１の回転方向と同一方向に操舵補助力が作
用するように与えられる。
【０００６】また、電動パワステではモータ１が接続さ
れているため、ステアリング系の慣性モーメントが増加
する。これは、例えば、ステアリングを速く切り返した
ときの操舵力の増加や、高速でレーンチェンジした場合
等のステアリングの収まりの悪さにつながる。慣性補償
電流演算手段６は、図１５に示すように、モータ角加速
度推定値（ｄω／ｄｔ）に比例した慣性補償電流Ｉjを
与えるもので、これにより、電動パワステの速応性を向
上させる。また、粘性摩擦補償電流演算手段５は、図１
６に示すように、モータ角速度推定値ωに比例し、かつ
極性が逆である粘性摩擦補償電流Ｉdを与えるもので、
これにより、電動パワステの減衰性を向上させる。操舵
力補助電流演算手段７は、運転者が操舵し、操舵トルク
Ｖtが上昇すると、例えば、図１７に示すように、車速
Ｖsと操舵トルクＶtとに応じて、操舵力を補助する操舵
力補助電流Ｉsを与えるもので、これにより、運転者の
操舵力を軽減する。なお、上記操舵力補助電流Ｉsの値
は、車速Ｖsが小さいほど大きくなるように設定され
る。以上のように求められた各電流（Ｉc，Ｉd，Ｉj，
Ｉs）を加算し、モータ１の目標電流Ｉsumとする。電流
制御手段８は、上記モータ目標電流Ｉsumとモータ検出
電流Ｉmとが一致するように、モータ１の駆動電流をフ
イードバック制御し、モータ１を駆動する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】摩擦は、例えば、伊藤
正美著“大学講義自動制御”によると、図１８のように
モデル化することができる。すなわち、物体が静止して
いる場合には、上記物体の垂直抗力に比例する静止摩擦
が働き、物体が速度を持っている場合には、クーロン摩
擦と呼ばれる動摩擦力をベースとして、物体の速度に比
例した粘性摩擦が働く。これに対して、従来の電動パワ
ーステアリング装置では、ステアリング系のクーロン摩
擦と粘性摩擦に対しては補償されているものの、静止摩
擦が考慮されていないため、この静止摩擦の影響で、例
えば操舵し始めるときに引っかかりを感じる等、ステア
リング中立付近での操舵フィーリング（以下、オンセン
ター感という）が悪いという問題点があった。
【０００８】電動パワステでは、上述のようにオンセン
ター感が重く感じられる場合には、一般に、トルクの微
分値に比例した電流をモータ電流に重畳するという方法
が用いられていた。しかし、上記トルクの微分値に比例
した電流による補償は、例えば特公平３−４２２３５号
公報にも記載されている通り、モータ１の慣性力の影響
の吸収を主たる目的としており、ステアリング系の静止
摩擦を補償するものではないので、上記従来例のモータ
の慣性を補償する慣性補償電流Ｉjに上記トルクの微分
値に比例した電流を重畳すると、モータの慣性を過度に
補償することになり、ふらつくような操舵フイーリング
になったり、モータ電流が発振するといった問題点があ
った。
【０００９】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、ステアリング系の静止摩擦を
推定し、これを補償することにより、操舵フィーリング
を改善することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の電動パワーステアリング装置は、ステアリング系の静
止摩擦を推定した静止摩擦推定値を所定周期毎に求める
手段と、この静止摩擦推定値に基づいてステアリング系
の静止摩擦を補償する手段とを備えたものである。
【００１１】 請求項２に記載の電動パワーステアリン
グ装置は、操舵力検出値の急峻な変化を抽出することに
よって、運転者が操舵し始めるときの静止摩擦による操
舵トルクの増加を検出し、ステアリング系の静止摩擦を
推定するようにしたものである。
【００１２】 請求項３に記載の電動パワーステアリン
グ装置は、モータ角速度またはモータ逆起電力または操
舵角速度の急峻な変化を抽出することによって、ステア
リング系の角速度の急峻な変化を抽出し、ステアリング
系の静止摩擦を推定するようにしたものである。
【００１３】 請求項４に記載の電動パワーステアリン
グ装置は、モータ電流の急峻な変化を抽出することによ
って、運転者が操舵し始めるときの静止摩擦による操舵
補助力の増加を検出し、ステアリング系の静止摩擦を推
定するようにしたものである。
【００１４】 請求項５に記載の電動パワーステアリン
グ装置は、高域通過形フィルタによって、操舵力検出値
等の上記急峻な変化を抽出するようにしたものである。
【００１５】請求項６に記載の電動パワーステアリング
装置は、上記高域通過形フィルタの時定数を、モータの
機械的時定数ないし加速定数とほぼ同一の値としたもの
である。
【００１６】 請求項７に記載の電動パワーステアリン
グ装置は、上記操舵力、モータ角速度またはモータ逆起
電力または操舵角速度、あるいは、モータ電流が急峻な
変化を示した部分の検出値を抽出した急峻部抽出値に、
モータ角速度、ないしはモータ逆起電力、ないしは操舵
角速度の所定の関数を作用させることによって、運転者
が操舵し始めてからモータが回り始めるまでの上記急峻
な変化を抽出し、ステアリング系の静止摩擦を推定する
ようにしたものである。
【００１７】請求項８に記載の電動パワーステアリング
装置は、静止摩擦推定値に上限値を設け、静止摩擦推定
値が上記上限値以上の場合には、上記上限値を保持する
ようにしたものである。
【００１８】請求項９に記載の電動パワーステアリング
装置は、上記静止摩擦推定値を正帰還することによっ
て、ステアリング系の静止摩擦を補償するようにしたも
のである。
【００１９】請求項１０に記載の電動パワーステアリン
グ装置は、上記静止摩擦推定値と、モータ出力トルクと
がほぼ同一の値となるように、上記正帰還のゲインを定
めるようにしたものである。
【００２０】請求項１１に記載の電動パワーステアリン
グ装置は、上記静止摩擦補償を、少なくとも、静止摩擦
推定値に比例する項と、モータないしモータ減速器の非
線形性を補償する項から構成し、モータないしモータ減
速器の非線形性にかかわらず、ステアリング系の静止摩
擦を打ち消すようにしたものである。
【００２１】請求項１２に記載の電動パワーステアリン
グ装置は、上記モータないしモータ減速器の非線形性を
補償する項が、上記静止摩擦推定値が所定値以上の場合
に作用するようにしたものである。
【００２２】請求項１３に記載の電動パワーステアリン
グ装置は、上記静止摩擦推定値に比例する項に、モータ
ないしモータ減速器の非線形性を補償する所定の関数を
作用させ、モータないしモータ減速器の非線形性にかか
わらず、ステアリング系の静止摩擦を打ち消すようにし
たものである。
【００２３】請求項１４に記載の電動パワーステアリン
グ装置は、上記静止摩擦補償と、上記静止摩擦推定値に
比例する項と、上記モータないしモータ減速器の非線形
性を補償する項の、少なくともいずれか１つまたは全部
に上限値を設けるようにしたものである。
【００２４】請求項１５に記載の電動パワーステアリン
グ装置は、上記静止摩擦補償と、上記静止摩擦推定値に
比例する項と、上記モータないしモータ減速器の非線形
性を補償する項の、少なくともいずれか１つに、モータ
角速度、ないしモータ逆起電力、ないし操舵角速度の所
定の関数を作用させて、静止摩擦を補償するようにした
ものである。
【００２５】請求項１６に記載の電動パワーステアリン
グ装置は、上記静止摩擦補償と、上記静止摩擦推定値に
比例する項と、上記モータないしモータ減速器の非線形
性を補償する項の、少なくともいずれか１つまたは全部
を、車連ないしエンジン回転数に基づいて変化させ、車
速ないしエンジン回転数に応じた静止摩擦補償を行うよ
うにしたものである。
【００２６】請求項１７に記載の電動パワーステアリン
グ装置は、上記モータ角速度、ないしモータ逆起電力、
ないし操舵角速度の関数と、上記正帰還ゲインと、上記
モータないしモータ減速器の非線形性を補償する項と、
上記モータないしモータ減速器の非線形性を補償する所
定の関数と、上記上限値の、少なくともいずれか１つま
たは全部を、車速ないしエンジン回転数に基づいて変化
させ、車速ないしエンジン回転数に応じた静止摩擦補償
を行うようにしたものである。
【００２７】請求項１８に記載の電動パワーステアリン
グ装置は、モータの角速度，角加速度または操舵の角速
度、角加速度に基づき、ステアリング系の動摩擦ないし
慣性を補償するとともに、ステアリング系の静止摩擦推
定値に基づき、ステアリング系の静止摩擦を補償するよ
うにしたものである。
【００２８】請求項１９に記載の電動パワーステアリン
グ装置は、動摩擦の補償項と静止摩擦の補償項とに対し
て、この２つの補償項のいずれかをを選択的に作用させ
るための重み付けをしたものである。
【００２９】請求項２０に記載の電動パワーステアリン
グ装置は、動摩擦の補償項と静止摩擦推定値に比例する
項とモータないしモータ減速器の非線形性を補償する項
とに対して、上記項の少なくとも１つを選択的に作用さ
せるための重み付けをしたものである。
【００３０】請求項２１に記載の電動パワーステアリン
グ装置は、動摩擦の補償量の大きさに応じて静止摩擦の
補償を行うようにしたものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき説明する。なお、以下の説明中、従来
例と共通する部分については同一符号を付し、その説明
を省略する。
【００３２】実施の形態１．図１は、本発明の実施の形
態に係わる電動パワーステアリング装置の全体構成図
で、同図において、１はステアリング系に接続されたモ
ータ、１１はステアリングホイール、１２は上記ステア
リングホイール１１に取付けられたステアリングシャフ
ト、１３は図外のトランスミッションの回転を検知して
自動車の車速を検出する車速センサ、１４は上記ステア
リングシャフトに取付けられ、運転者の操舵トルクを検
出するトルクセンサ、１５はモータ１の出力トルクを上
記ステアリングシャフト１２に伝達するモータ減速器
（以下、減速器という）、１６は車速センサ１３やトル
クセンサ１４等の信号に基づいてモータ１を駆動・制御
するコントローラ、１７はコントローラ１６の電源であ
るバッテリである。
【００３３】図２は上記コントローラ１６のハードウエ
アの構成を示す図で、同図において、２１はブリッジ接
続されたパワーＭＯＳＦＥＴで構成され、モータ１に駆
動電流を供給するモータ駆動回路、２２は上記パワーＭ
ＯＳＦＥＴを駆動するためのＦＥＴドライバ、２３はモ
ータ１に流れる電流を所定の電圧に変換しモータ検出電
流Ｉmとして出力するモータ電流検出回路、２４はモー
タ１の正，負の端子電圧（モータ端子電圧）Ｖm1，Ｖm2
を検出し出力するモータ端子電圧検出回路、２５はバッ
テリ１７の電圧を平滑してモータ駆動回路２１に直流電
圧を与えるコンデンサである。２６は上記モータ検出電
流Ｉmと上記モータ端子電圧Ｖm1，Ｖm2及びトルクセン
サ入力回路２７を介して入力されるトルクセンサ１４の
出力と、車速センサ入力回路２８を介して入力される車
速センサ１３の出力とに基づいてＦＥＴドライバ２２を
制御し、上記モータ１を駆動・制御するマイクロコンピ
ュータ（以下、マイコンという）である。
【００３４】マイコン２６は、制御プログラム等が格納
されるＲＯＭ３１と、モータ検出電流Ｉmやモータ端子
電圧Ｖm1，Ｖm2等のデータなどを一時的に保持するＲＡ
Ｍ３２と、ＦＥＴドライバ２２に接続され、モータ１を
ＰＷＭ制御するためのパルスを生成するＰＷＭ変調器３
３と、車速センサ入力回路２８を介して車速センサ１３
が接続される入出力ポート３４と、モータ電流検出回路
２３とモータ端子電圧検出回路２４とに接続されるとと
もに、トルクセンサ入力回路２７を介してトルクセンサ
１４に接続されるＡ／Ｄ変換器３５と、制御周期の管理
等に使用されるタイマ３６と、これらを制御するＣＰＵ
３７とを備えている。
【００３５】図３は、上記ＲＯＭ３１に実装されたステ
アリング制御に用いられるソフトウエアの構成を示す図
で、図４は上記ソフトウェアの動作を説明するためのフ
ローチャートである。図３において、１はモータ、２は
モータ角速度演算手段、３はモータ角加速度演算手段、
４はクーロン摩擦補償電流演算手段、５は粘性摩擦補償
電流演算手段、６は慣性補償電流演算手段、７は操舵力
補助電流演算手段、８は電流制御手段である。また、９
はトルクセンサ１４からの操舵トルクＶtからステアリ
ング系の静止摩擦の推定値である静止摩擦推定値Ｔfを
演算する静止摩擦演算手段、１０は上記静止摩擦演算手
段９からの静止摩擦推定値Ｔfと車速センサ１３の出力
から求められる車速Ｖsとに基づいてステアリング系の
静止摩擦を補償するための静止摩擦補償電流Ｉfを演算
する静止摩擦補償電流演算手段である。
【００３６】次に、図４のフローチャートに従い、上記
図１〜図３を参照しながら、本実施の形態１の電動パワ
ーステアリング装置の動作を説明する。なお、図４のプ
ログラムは、タイマ３６を用いて実行周期を管理する上
位のプログラムから、一定周期毎に呼び出されるものと
する。まず、ステップＳ１において、マイコン２６に入
力されたモータ電流検出回路２３からのモータ検出電流
Ｉmと、モータ端子電圧検出回路２４からのモータ端子
電圧Ｖm1，Ｖm2と、トルクセンサ１４からの操舵トルク
ＶtとをＡ／Ｄ変換器３５でＡ／Ｄ変換してＲＡＭ３２
に読み込み、次に、ステップＳ２において、入出力ポー
ト３４を介して入力された車速センサ１３の出力パルス
の周期を計測して車速Ｖsを演算し、その結果をＲＡＭ
３２に保持する。データ読み込みの完了後は、ステップ
Ｓ３において、図３のモータ角速度演算手段２により、
モータ端子電圧Ｖm1，Ｖm2とモータ検出電流Ｉmとを用
いてモータ１の逆起電力Ｖeを演算し、モータ角速度ω
を得る。なお、角速度ωの演算方法は、上記従来例と同
様であり、下記の式（３）に基づく。 ω＝ ｛（Ｖm1−Ｖm2）−Ｉm・Ｒa｝／Ｋe ‥‥（３） ここで、 ω ：モータ角速度（ｒａｄ／ｓ） Ｖm1：モータ（＋）端子電圧（Ｖ） Ｖm2：モータ（−）端子電圧（Ｖ） Ｉm ：モータ検出電流（Ａ） Ｒa ：モータ電機子抵抗（Ω） Ｋe ：モータ逆起電力定数（Ｖ・ｓ／ｒａｄ） ステップＳ４では、モータ角加速度演算手段３により、
上記ステップＳ３において得られたモータ角速度ωを微
分してモータ角加速度推定値（ｄω／ｄｔ）を求める。
【００３７】 ステップＳ５では、静止摩擦演算手段９
により、トルクセンサ１４からの操舵トルクＶｔからス
テアリング系の静止摩擦推定値Ｔｆを演算する。ここ
で、ステップＳ５の動作を、図５〜図６を参照しながら
詳細に説明する。図５（ａ）は、運転者が中立付近で操
舵しているときの操舵トルクの波形を表す図で、図５
（ｂ）は後述する静止摩擦推定値を示す図で、図５
（ｃ）は操舵角の変化を示す図である。ステアリングホ
イール１１がほとんど動かない程度の操舵角度であって
も、ステアリング系の静止摩擦が大きい場合には、図５
（ａ）の破線で囲んだ部分に示すように、操舵トルクが
増加する。このように、静止摩擦の影響で操舵トルクが
増加する場合には、モータ１が回転し始め、操舵角度が
変化し始めた後に比べて、操舵トルクの変化が急峻であ
る。そこで、この操舵トルク検出値が急峻な変化な示す
部分の操舵トルク検出値（以下、操舵力、モータ角速度
またはモータ逆起電力または操舵角速度、あるいは、モ
ータ電流の検出値が急峻な変化を示す部分をそれぞれの
エッジという）を抽出することで、ステアリング系の静
止摩擦を推定する。上記エッジの抽出には、図６に示す
ような、高域通過形フィルタを用い、この高域通過型フ
ィルタの時定数を、モータの機械的時定数ないしは加速
定数とほぼ同一（例えば数ｍｓ）の値とすることによ
り、静止摩擦推定値Ｔｆは、図５（ｂ）に示すように、
操舵トルク検出値が変化に追従し、かつモータ１が回転
し始めると０に収束するような変化をする。このよう
に、ステップＳ５では、操舵トルク検出値のエッジを抽
出してステアリング系の静止摩擦を推定し、その結果を
静止摩擦推定値ＴｆとしてＲＡＭ３２に保持する。
【００３８】ステップＳ６、ステップＳ７、ステップＳ
８、ステップＳ９の各ステップでは、上記従来例と同様
に、図１の操舵力補助電流演算手段７により、運転者の
操舵力を補助する操舵力補助電流Ｉsを求めるととも
に、、クーロン摩擦補償電流演算手段４、粘性摩擦補償
電流演算手段５、慣性補償電流演算手段６により、ステ
アリング系のクーロン摩擦を補償するクーロン摩擦補償
電流Ｉc、粘性摩擦を補償する粘性摩擦補償電流Ｉd、慣
性モーメントを補償する慣性補償電流Ｉjの各電流をそ
れぞれ求める（図１７，図１４，図１６，図１５参
照）。
【００３９】また、ステップＳ１０では、静止摩擦補償
電流演算手段１０により、静止摩擦演算手段９からの静
止摩擦推定値Ｔfと車速センサ１３の出力から求められ
る車速Ｖsとに基づいて、ステアリング系の静止摩擦を
補償するための静止摩擦補償電流Ｉfを演算する。運転
時には、ステアリング中立付近の微妙な修正操舵等での
操舵フィーリングであるオンセンター感を軽くし、ハン
ドルが大きく切り込んでいく場合には、操舵角度に応じ
て操舵トルクが増大していくことが望ましいとされてい
る。ところが、電動パワーステアリングでは、モータ１
や減速器１５の摩擦がステアリングシャフト１２に伝達
されるため、油圧パワーステアリングや、パワーステア
リングが装着されていない場合に比べて上記静止摩擦が
大きく、オンセンター感で不利となる。そこで、ステッ
プＳ１０においてステアリング系の静止摩擦を補償する
ための静止摩擦補償電流Ｉfを演算し、この静止摩擦補
償電流Ｉfによってステアリング系の静止摩擦を補償
し、オンセンター感を向上させる。図１の電動パワース
テアリングの全体構成図を見ると、ステアリング系の静
止摩擦がわかれば、上記静止摩擦を打ち消すような電流
をモータ１の電流に重畳し、モータ１の出力トルクで上
記静止摩擦を打ち消すことにより、ステアリング系の静
止摩擦を補償することができる。そこで、本実施の形態
１では、以下の式（４）に示すような、、静止摩擦推定
値に比例する項と、モータないしモータ減速器の非線形
性を補償する項からなる電流をステアリング系の静止摩
擦を補償する静止摩擦補償電流電流Ｉfとする。 Ｉf＝（Ｔf／Ｋt・ｎ）＋（ＴL／Ｋt）・sgn（Ｔf−Ｄｚ） ‥‥（４） ここで、 Ｉf ：静止摩擦補償電流（Ａ） Ｋt ：モータトルク定数（Ｎｍ／Ａ） Ｋt ：モータ（−）端子電圧（Ｖ） ｎ ：モータ減速比 Ｔf ：ステアリング系静止摩擦推定値（Ｎｍ） ＴL ：モータと減速器の摩擦トルク（Ｎｍ） Ｄｚ ：摩擦トルク補償不感帯（Ｎｍ）
【００４０】ここで、上記式（４）について詳しく説明
する。モータ検出電流Ｉmと、ステアリングシャフト１
２での（減速後の）モータ出力トルクＴmとの関係が線
形であるとすると、下記の式（５）が成り立つ。 Ｔm＝ｎ・Ｉm・Ｋt ‥‥（５） Ｔm：ステアリングシャフトでのモータ出力トルク（Ｎ
ｍ） Ｉm：モータ検出電流（Ａ） ステアリング系の静止摩擦をモータの出力トルクで打ち
消すには、（ステアリング系の静止摩擦）＝（ステアリ
ングシャフトでのモータ出力トルク）とおけばよい。し
たがって、上記式（５）において、Ｔf＝Ｔmとおけば、
上記式（４）の右辺第１項を得る。しかしながら、モー
タ検出電流Ｉmとステアリングシャフトでのモータ出力
トルクＴmとの関係は、実際には、例えば、図７に示す
ように、モータ１や減速器１５の摩擦等の影響によって
非線形になる。上記式（４）の右辺第２項は、この非線
形性を補償するための項で、上記第２項により、ステリ
ング系静止摩擦推定値Ｔfが所定の不感帯Ｄｚを越える
と、Ｔfと同じ方向にモータ１と減速器１５の摩擦トル
クＴLに相当する電流を加算するようにしている。上記
不感帯Ｄｚは、ステリング系静止摩擦推定値Ｔfに含ま
れる雑音の影響を抑え、かつ、運転者が操舵しても感じ
ない程度（例えば０．２〜０．３Ｎｍ）の大きさに設定
する。
【００４１】ステップＳｌｌでは、電流制御手段８によ
り、以上のように求めた各電流Ｉs，Ｉc，Ｉd，Ｉj，Ｉ
fを加算してモータ１の目標電流Ｉｓｕｍを算出する。
その後、ステップＳ１２において、上記目標電流Ｉｓｕ
ｍと、モータ検出電流Ｉｍとが一致するように、例えば
比例積分制御等のフイードバック制御をし、モータ１を
駆動するデューテイ比を決め、ステップＳｌ３におい
て、上記デューテイ比をＰＷＭ変調器３３に設定し、Ｆ
ＥＴドライバ２２を介してモータ駆動回路２１を駆動す
る。なお、上記ステップＳ１２とステップＳ１３とは、
図１の電流制御手段８に相当する。
【００４２】このように、本実施の形態１の電動パワー
ステアリング装置では、静止摩擦演算手段９により、操
舵トルクＶtの検出値のエッジを抽出してステアリング
系の静止摩擦を推定して静止摩擦推定値Ｔfを求め、静
止摩擦補償電流演算手段１０により、上記静止摩擦推定
値Ｔfに基づいてステアリング系の静止摩擦を補償する
ようにしたので、オンセンター感を改善することができ
る。更に、従来の、モータ角速度，角加速度を用いた制
御と組み合わせることにより、ステアリング系の動摩
擦，静止摩擦、さらには慣性モーメントをすべて制御す
ることができるので、オンセンター感のみならず、あら
ゆる操舵条件で良好な操舵フィーリングを得ることがで
きる。また、新たにセンサを設ける必要もないので、コ
ストアップが無いという利点を有する。
【００４３】実施の形態２．上記実施の形態１では、操
舵トルク検出値Ｖfのエッジを抽出することでステアリ
ング系の静止摩擦を推定していたが、ステアリング系の
角速度のエッジを抽出しても同様の効果を奏する。上記
角速度としては、モータ角速度ω、逆起電力、Ｖeある
いは操舵速度等がある。本実施の形態２では、ステアリ
ング系の角速度のエッジを抽出することにより、ステア
リング系の静止摩擦を推定するようにしたので、トルク
センサ１４の雑音に影響されることなく、静止摩擦を推
定することができる。
【００４４】実施の形態３．上記実施の形態１では、操
舵トルク検出値Ｖfのエッジを抽出することでステアリ
ング系の静止摩擦を推定していたが、モータ電流のエッ
ジを抽出しても同様の効果を得ることができる。ここ
で、モータ電流はモータ検出電流Ｉmのみを指すもので
はなく、操舵力補助電流Ｉs等の補償用の電流も含むも
のとする。例えば、モータ目標電流Ｉsumを構成する電
流である操舵力補助電流Ｉsのエッジに基づいて静止摩
擦補償電流Ｉmを演算すれば、静止摩擦補償電流Ｉfも、
図１７のように車速Ｖsで操舵補助力に応じて変化する
ので、操舵補助力に対して適切な静止摩擦補償が実現で
きる。また、モータ目標電流Ｉsumないしモータ検出電
流Ｉmのエッジに基づいて静止摩擦補償電流Ｉfを演算す
れば、モータ１に通電して回転し始めるまでの間を検出
して補償することになるので、モータ１の静止摩擦をよ
り正確に補償することができる。
【００４５】実施の形態４．上記実施の形態１〜３で
は、操舵トルクや操舵速度等のエッジを抽出することで
ステアリング系の静止摩擦を推定していたが、エッジ抽
出値に、モータ１ないしステアリングホイール１１が回
転すると０になるような窓関数ｆ（ω）を乗じることに
より、エッジ抽出値から静止摩擦を推定する場合の雑音
の影響を受けにくくし、静止摩擦の推定精度を向上させ
ることができる。なお、この窓関数ｆ（ω）は、モータ
角速度、逆起電圧、操舵速度等、操舵系の速度を表すも
のであれば、どの信号の関数でもよい。図８は、上記窓
関数ｆ（ω）をモータ角速度ωの関数とした場合の一例
で、窓関数ｆ（ω）としては、モータ角速度ωの絶対値
がωp以下の場合にはｆ（ω）＝１で、モータ角速度ω
の絶対値がωpを越えた場合には急速に０になるような
関数であればよい。ここで、上記ωpは、モータないし
ステアリングホイールが停止しているような小さな角速
度に設定する。このように、本実施の形態４では、静止
摩擦に窓関数ｆ（ω）を乗じて、モータないしステアリ
ングホイールが停止している場合のみステアリング系の
静止摩擦を抽出するようにしたので、より正確に静止摩
擦を推定することができ、操舵フィーリングを更に向上
させることができる。
【００４６】ところで、トルクセンサ１４が断線故障し
た場合などには、操舵トルク検出値が急激に過大な右な
いし左トルクを出力し、そのエッジ抽出値、すなわち静
止摩擦推定値も過大になる。その結果、静止摩擦補償が
過大となって、操舵力が軽くなりすぎ、一時的に操舵が
不安定になることが考えられるが、本実施の形態４で
は、静止摩擦に窓関数ｆ（ω）を乗じて、モータないし
ステアリングホイールが停止している場合のみステアリ
ング系の静止摩擦をを抽出するようにしたので、故障時
においても静止摩擦補償が過大になることを防止するこ
とができ、より安全な電動パワーステアリングを提供す
ることができる。
【００４７】実施の形態５．上記本実施の形態４では、
静止摩擦推定値Ｔfとして、所定のエッジ抽出値にステ
アリング系の速度の関数を乗じる例について述べたが、
静止摩擦補償電流Ｉfに上記窓関数ｆ（ω）を乗じて
も、同様の効果を奏する。更に、本実施の形態５では、
図９に示すように、モータ角速度ωの絶対値がωq以上
の場合にはｇ（ω）＝１で、モータ角速度ωの絶対値が
ωq以下の場合には急速に０になるような、動摩擦の補
償に対する窓関数ｇ（ω）をクーロン摩擦補償電流Ｉc
に乗じ、上記窓関数ｆ（ω）を静止摩擦補償電流Ｉfに
乗じることで、両者が選択的に作用するようにした。例
えば、ωp＜ωqとすると、モータ角速度ωの絶対値がω
p以下の場合にはｆ（ω）＝１で、g（ω）＝０なので、
静止摩擦補償が主となり、モータ角速度ωの絶対値がω
qを越えた場合にはｆ（ω）＝０で、ｇ（ω）＝１なの
で、動摩擦補償が主となる。したがって、静止摩擦の補
償と動摩擦の補償との干渉を防止することができ、より
操舵フィーリングを向上させることができる。なお、粘
性摩擦補償も動摩擦の補償と考えられるので、粘性摩擦
補償と静止摩擦保障とが選択的に作用するように、上記
ｇ（ω）と同様の窓関数を乗じてもよい。また、上記式
（４）の右辺第２項は、モータ１の摩擦トルクを補償す
るものであり、クーロン摩擦補償電流Ｉcと目的が同じ
であるので、上記式（４）の右辺第２項とクーロン摩擦
補償電流Ｉcとが選択的に作用するように、窓関数ｆ
（ω），ｇ（ω）を乗じても、ほぼ同様の効果を奏す
る。なお、上記例では、直線的な立ち上がりまたは立ち
下がり特性を有する窓関数ｆ（ω），ｇ（ω）を用いて
粘性摩擦補償と静止摩擦保障とを選択的に作用するため
の重み付けを行ったが、モータ１や減速機１５の特性を
考慮した立ち上がりまたは立ち下がり特性を有する重み
付けを行うことにより、より精密な摩擦補償を行うこと
ができることはいうまでもない。
【００４８】実施の形態６．上記本実施の形態４，５で
は、ステアリング系の速度の所定の関数を、静止摩擦推
定値Ｔfないし静止摩擦補償電流Ｉfに乗じることで、静
止摩擦補償の不要な動作を防止する例を述べたが、以下
に示すような条件分岐によって静止摩擦補償を選択的に
作用させても同様の効果を奏する。図１０は、本実施例
の動作を説明するフローチャートである。本プログラム
は、図４のステップＳ１０から呼び出されるものとす
る。まず、ステップＳ１４において、クーロン摩擦補償
電流Ｉcが所定値Ｉcth以上かどうかを調べ、Ｉc＞Ｉc th
の場合には、ステップＳ１５において、静止摩擦補償電
流を０とし、動摩擦の補償のみを行うようにする。Ｉc
≦Ｉcthの場合には、そのまま終了する。このように、
本実施の形態６では、窓関数のデータをテーブル参照し
たり、窓関数の乗算を含まず、動摩擦の補償量の大きさ
に応じて静止摩擦の補償を行うようにしたので、マイコ
ン２６の負荷を減らすことができる。
【００４９】実施の形態７．上記本実施の形態１では、
上記式（４）の右辺第２項でモータ１の非線形性を補償
していたが、例えば図１１に示すような、静止摩擦補償
電流の演算値が小さい場合には上記静止摩擦補償電流の
値を増加させるような変換テーブルをＲＯＭ３１に保持
し、この変換テーブルを用い、静止摩擦補償電流をモー
タ１の非線形性を補償するような値に変換することによ
り、モータ検出電流Ｉmとモータ出力トルクＴmとの非線
形性を打ち消すようにしてもよい。以下、本実施の形態
７における静止摩擦補償の演算方法を、図１２のフロー
チャートを基に詳しく説明する。図１２のプログラム
は、図４のフローチャートのステップＳ１０に相当する
もので、図１のブロック図の静止摩擦補償電流演算手段
１０に相当する。まず、ステップＳ１６において、下記
の式（６）から静止摩擦補償電流Ｉf1を演算する。 Ｉf1＝（Ｔf／Ｋt・n）‥‥（６） このＩf1は、上記式（４）の、右辺第１項である。次
に、ステップＳ１７で、例えば図１１の変換テーブルに
示す特性に基づき、上記Ｉf1を実際に使用する静止摩擦
補償電流Ｉfに変換する。上記変換テーブルは、Ｉf1の
絶対値が所定の値Ｉf0以下の場合には、ＩfはＩf1に所
定の比例係数を掛けた値とし、Ｉf1の絶対値が所定の値
Ｉf0を越えた場合には、上記比例係数よりも小さな傾き
で変化するような変換を行うもので、モータ１ないし減
速器１５の立ち上がりにおける非線形性を補償するもの
ある。なお、他の処理は、実施の形態１と同様である。
このように、本実施の形態７においては、モータ１ない
し減速器１５の非線形性をより正確に補償することがで
きるので、操舵フィーリングを更に向上させることがで
きる。
【００５０】実施の形態８．静止摩擦補償電流を構成す
る要素である静止摩擦推定値または静止摩擦補償、ある
いは静止摩擦補償の静止摩擦推定値に比例する項または
モータないし減速機の非線型性を補償する項の少なくと
も１つまたは全部が、例えば静止摩擦の実測値に基づく
所定値以下となるように、それぞれに上限値を設けても
よい。これにより、過大な補償を防止できるので、操舵
フィーリングが軽すぎたり、操舵トルクが発振したりす
ることを防止できる。また、静止摩擦補償電流そのもの
に対して上限値を設けるようにしても同様の効果を得る
ことができる。
【００５１】実施の形態９．車速によって路面からの負
荷が変化すると、摩擦力も変化すると考えられるので、
本実施の形態９では、静止摩擦補償電流を車速に基づい
て変化させることにより、車速に応じた最適な静止摩擦
補償を実現し、操舵フィーリングをより向上させること
ができる。また、操舵力補助電流演算手段７等、他の制
御のゲインが車速によって変化した場合においても、最
適な静止摩擦補償を実現できる。車速で変化させるの
は、例えば上記式（４）では、静止摩擦推定値の正帰還
ゲイン１／（Ｋt・n）、モータ１ないし減速器１５の非
線形性を補償する摩擦トルクＴLが考えられる。また、
図８、９の窓関数、図１１の変換テーブルを構成する関
数、上記実施の形態８における静止摩擦推定値等の上限
値を車速によって変化させてもよい。なお、車速のかわ
りにエンジン回転数を用いても同様の効果を奏すること
ができる。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、ステアリング系の静止摩擦を所定周期毎
に推定し、これを補償するようにしたので、オンセンタ
ー感等の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００５３】請求項２に記載の発明によれば、操舵力検
出値のエッジを抽出することによって、ステアリング系
の静止摩擦を推定するようにしたので、新たにセンサ等
を設けることなく、ステアリング系の静止摩擦を推定す
ることができる。
【００５４】請求項３に記載の発明によれば、モータ角
速度、ないしはモータ逆起電力ないしは操舵角速度のエ
ッジを抽出することによって、ステアリング系の静止摩
擦を推定するようにしたので、雑音に影響されることな
く、ステアリング系の静止摩擦を推定することができ
る。
【００５５】請求項４に記載の発明によれば、モータ電
流のエッジを抽出することによって、ステアリング系の
静止摩擦を推定するようにしたので、モータに通電して
回転し始めるまでの間を検出して補償することができ、
モータの静止摩擦をより正確に補償することができる。
【００５６】請求項５に記載の発明によれば、高域通過
形フィルタによってエッジを抽出するようにしたので、
簡単な構成でステアリング系の静止摩擦を推定すること
ができる。
【００５７】請求項６に記載の発明によれば、上記高域
通過形フィルタの時定数を、モータの機械的時定数ない
し加速定数とほぼ同一としたので、正確にステアリング
系の静止摩擦を推定することができる。
【００５８】請求項７に記載の発明によれば、上記エッ
ジ抽出値に、モータ角速度、ないしはモータ逆起電力、
ないしは操舵角速度の所定の関数を作用させることによ
って、ステアリング系の静止摩擦を推定するようにした
ので、正確にステアリング系の静止摩擦を推定すること
ができる。
【００５９】請求項８に記載の発明によれば、静止摩擦
推定値に上限値を設けたので、過大な補償を防止するこ
とができる。
【００６０】請求項９に記載の発明によれば、上記静止
摩擦推定値を正帰還することによって、ステアリング系
の静止摩擦を補償するので、新たにセンサ等を設けるこ
となく、オンセンター感等の操舵フィーリングを向上さ
せることができる。
【００６１】請求項１０に記載の発明によれば、上記静
止摩擦推定値と、モータ出力トルクとが、ほぼ同一とな
るように上記正帰還のゲインを定めるようにしたので、
正確にステアリング系の静止摩擦を補償することができ
る。
【００６２】請求項１１に記載の発明によれば、上記静
止摩擦補償は、少なくとも、静止摩擦推定値に比例する
項と、モータないしモータ減速器の非線形性を補償する
項とから構成したので、正確にステアリング系の静止摩
擦を補償することができる。
【００６３】請求項１２に記載の発明によれば、上記モ
ータないしモータ減速器の非線形性を補償する項は、上
記静止摩擦推定値が所定値以上の場合に作用するように
したので、非線形性の補償を正確に行うことができる。
【００６４】請求項１３に記載の発明によれば、上記静
止摩擦推定値に比例する項に、モータないしモータ減速
器の非線形性を補償する所定の関数を作用させて、上記
静止摩擦を補償するようにしたので、正確にステアリン
グ系の静止摩擦を補償することができる。
【００６５】請求項１４に記載の発明によれば、上記静
止摩擦補償と、上記静止摩擦推定値に比例する項と、上
記モータないしモータ減速器の非線形性を補償する項
の、少なくともいずれか１つに上限値を設けるようにし
たので、過大な補償を防止できるので、操舵フィーリン
グが軽すぎたり、操舵トルクが発振したりすることを防
止できる。
【００６６】請求項１５に記載の発明によれば、上記静
止摩擦補償と、上記静止摩擦推定値に比例する項と、上
記モータないしモータ減速器の非線形性を補償する項
の、少なくともいずれか１つに、モータ角速度、ないし
モータ逆起電力、ないし操舵角速度の所定の関数を作用
させて上記静止摩擦を補償するようにしたので、正確に
ステアリング系の静止摩擦を補償することができる。
【００６７】請求項１６に記載の発明によれば、上記静
止摩擦補償と、上記静止摩擦推定値に比例する項と、上
記モータないしモータ減速器の非線形性を補償する項
の、少なくともいずれか１つを、車速ないしエンジン回
転数に基づいて変化させるようにしたので、オンセンタ
ー感等の操舵フィーリングをより向上させることができ
る。
【００６８】請求項１７に記載の発明によれば、上記モ
ータ角速度、ないしモータ逆起電力、ないし操舵角速度
の関数と、上記正帰還ゲインと、上記モータないしモー
タ減速器の非線形性を補償する項と、上記モータないし
モータ減速器の非線形性を補償する所定の関数と、上記
上限値の、少なくともいずれか１つを、車速ないしエン
ジン回転数に基づいて変化させるようにしたので、オン
センター感等の操舵フィーリングをより向上させること
ができる。
【００６９】請求項１８に記載の発明によれば、モータ
ないし操舵の角速度、角加速度に基づいてステアリング
系の動摩擦ないし慣性を補償するとともに、ステアリン
グ系の静止摩擦推定値に基づきステアリング系の静止摩
擦を補償するようにしたので、ステアリング系の動摩
擦、静止摩擦、さらには慣性モーメントをすべて制御す
ることができ、オンセンター感のみならず、あらゆる操
舵条件で良好な操舵フィーリングを得ることができる。
【００７０】請求項１９に記載の発明によれば、動摩擦
の補償項と、静止摩擦の補償項を、選択的に作用させる
べく重み付けを行うようにしたので、静止摩擦の補償と
動摩擦の補償との干渉を防止することができ、より操舵
フィーリングを向上させることができる。
【００７１】請求項２０に記載の発明によれば、動摩擦
の補償項と、上記静止摩擦推定値に比例する項と、上記
モータないしモータ減速器の非線形性を補償する項の、
少なくとも１つを選択的に作用させるべく重み付けを行
うようにしたので、静止摩擦の補償と動摩擦の補償との
干渉を防止することができ、正確にステアリング系の摩
擦を補償することができる。
【００７２】請求項２１に記載の発明によれば、動摩擦
の補償量の大きさに応じて静止摩擦の補償を行うように
したので、静止摩擦補償を選択的に作用させることがで
き、正確にステアリング系の摩擦を補償することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係わる電動パワース
テアリング装置の全体構成図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係わる電動パワース
テアリング装置のコントローラの回路ブロック図であ
る。
【図３】 本発明の実施の形態１に係わる電動パワース
テアリング装置の制御ブロック図である。
【図４】 本発明の実施の形態１に係わる電動パワース
テアリング装置の動作を説明するフローチャートであ
る。
【図５】 摩擦が大きいステアリングを操舵したときの
操舵トルク波形と静止摩擦推定値を示す図である。
【図６】 本発明の実施の形態１に係わる高域通過フィ
ルタの特性を示す図である。
【図７】 本発明の実施の形態１に係わるモータの摩擦
トルクを説明するための図である。
【図８】 本発明の実施の形態４に係わる静止摩擦推定
値を補正する方法を説明するための図である。
【図９】 本発明の実施の形態５に係わる摩擦補償電流
を補正する方法を説明するための図である。
【図１０】 本発明の実施の形態６に係わる摩擦補償電
流の干渉を防止する方法を説明するためのフローチャー
トである。
【図１１】 本発明の実施の形態７に係わるモータ摩擦
トルクを補正する方法を説明するための図である。
【図１２】 本発明の実施の形態７に係わるモータ摩擦
トルクを補正する方法を説明するためのフローチャート
である。
【図１３】 従来の電動パワーステアリング装置の制御
ブロック図である。
【図１４】 従来の電動パワーステアリング装置におけ
るクーロン摩擦補償電流演算手段の動作を説明するため
の図である。
【図１５】 従来の電動パワーステアリング装置におけ
る慣性補償電流演算手段の動作を説明するための図であ
る。
【図１６】 従来の電動パワーステアリング装置におけ
る粘性摩擦補償電流演算手段の動作を説明するための図
である。
【図１７】 従来の電動パワーステアリング装置におけ
る操舵力補助電流演算手段の動作を説明するための図で
ある。
【図１８】 摩擦のモデルを示す図である。
【符号の説明】
１ モータ、２ モータ角速度演算手段、３ モータ角
加速度演算手段、４クーロン摩擦補償電流演算手段、５
粘性摩擦補償電流演算手段、６ 慣性補償電流演算手
段、７ 操舵力補助電流演算手段、８ 電流制御手段、
９ 静止摩擦演算手段、１０ 静止摩擦補償電流演算手
段、１１ ステアリングホイール、１２ ステアリング
シャフト、１３ 車速センサ、１４ トルクセンサ、１
５減速器、１６ コントローラ、１７ バッテリ、２１
モータ駆動回路、２２ＦＥＴドライバ、２３ モータ
電流検出回路、２４ モータ端子電圧検出回路、２５
コンデンサ、２６ マイコン、３１ ＲＯＭ、３２ Ｒ
ＡＭ、３３ ＰＷＭ変調器、３４ 入出力ポート、３５
Ａ／Ｄ変換器、３６ タイマ、３７ ＣＰＵ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 119:00 Ｂ６２Ｄ 119:00

Claims (21)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 運転者の操舵力を検出した操舵力検出値
    に基づいてステアリング系に接続されたモータを駆動
    し、ステアリング系の操舵力を補助する電動パワーステ
    アリング装置において、ステアリング系の静止摩擦を推
    定した静止摩擦推定値を所定周期毎に求める手段と、こ
    の静止摩擦推定値に基づいて上記静止摩擦を補償する手
    段とを備えた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２】 操舵力検出値の急峻な変化を抽出してス
    テアリング系の静止摩擦を推定するようにしたことを特
    徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
  3. 【請求項３】 モータ角速度またはモータ逆起電力また
    は操舵角速度の急峻な変化を抽出してステアリング系の
    静止摩擦を推定するようにしたことを特徴とする請求項
    １記載の電動パワーステアリング装置。
  4. 【請求項４】 モータ電流の急峻な変化を抽出してステ
    アリング系の静止摩擦を推定するようにしたことを特徴
    とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
  5. 【請求項５】 高域通過形フィルタを用いて上記急峻な
    変化を抽出するようにしたことを特徴とする請求項２〜
    請求項４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装
    置。
  6. 【請求項６】 高域通過形フィルタの時定数を、モータ
    の機械的時定数または加速定数とほぼ同一の値に設定し
    たことを特徴とする請求項５記載の電動パワーステアリ
    ング装置。
  7. 【請求項７】 上記操舵力、モータ角速度またはモータ
    逆起電力または操舵角速度、あるいは、モータ電流が急
    峻な変化を示した部分の検出値を抽出した急峻部抽出値
    に、モータ角速度またはモータ逆起電力または操舵角速
    度の所定の関数を作用させて、ステアリング系の静止摩
    擦を推定するようにしたことを特徴とする請求項２〜請
    求項６のいずれかに記載の電動パワーステアリング装
    置。
  8. 【請求項８】 静止摩擦推定値に上限値を設けたことを
    特徴とする請求項２〜請求項７のいずれかに記載の電動
    パワーステアリング装置。
  9. 【請求項９】 静止摩擦推定値を正帰還することにより
    得られる静止摩擦推定値に比例する項を有する静止摩擦
    補償を演算し、この静止摩擦補償によりステアリング系
    の静止摩擦を補償するようにしたことを特徴とする請求
    項１〜請求項８のいずれかに記載の電動パワーステアリ
    ング装置。
  10. 【請求項１０】 静止摩擦推定値とモータ出力トルクと
    が、ほぼ同一の値となるように上記正帰還のゲインを設
    定したことを特徴とする請求項９記載の電動パワーステ
    アリング装置。
  11. 【請求項１１】 静止摩擦補償を、静止摩擦推定値に比
    例する項と、モータないしモータ減速器の非線形性を補
    償する項とから構成したことを特徴とする請求項９また
    は請求項１０記載の電動パワーステアリング装置。
  12. 【請求項１２】 上記モータないしモータ減速器の非線
    形性を補償する項は、静止摩擦推定値が所定値以上の場
    合に作用するようにしたことを特徴とする請求項１１記
    載の電動パワーステアリング装置。
  13. 【請求項１３】 上記静止摩擦推定値に比例する項に、
    モータないしモータ減速器の非線形性を補償する所定の
    関数を作用させて、静止摩擦を補償するようにしたこと
    を特徴とする請求項９または請求項１０記載の電動パワ
    ーステアリング装置。
  14. 【請求項１４】 上記静止摩擦補償と、上記静止摩擦推
    定値に比例する項と、上記モータないしモータ減速器の
    非線形性を補償する項との少なくとも１つまたは全部に
    上限値を設けたことを特徴とする請求項９〜請求項１３
    のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
  15. 【請求項１５】 上記静止摩擦補償と、上記静止摩擦推
    定値に比例する項と、上記モータないしモータ減速器の
    非線形性を補償する項との少なくとも１つまたは全部
    に、モータ角速度またはモータ逆起電力または操舵角速
    度の所定の関数を作用させて上記静止摩擦を補償するよ
    うにしたことを特徴とする請求項９〜請求項１４のいず
    れかに記載の電動パワーステアリング装置。
  16. 【請求項１６】 上記静止摩擦推定値と、上記静止摩擦
    補償と、上記静止摩擦推定値に比例する項と、上記モー
    タないしモータ減速器の非線形性を補償する項の少なく
    とも１つまたは全部を、車速またはエンジン回転数に基
    づいて変化させるようにしたことを特徴とする請求項９
    〜請求項１５のいずれかに記載の電動パワーステアリン
    グ装置。
  17. 【請求項１７】 上記モータ角速度またはモータ逆起電
    力または操舵角速度の関数と、上記正帰還ゲインと、上
    記モータないしモータ減速器の非線形性を補償する項
    と、上記モータないしモータ減速器の非線形性を補償す
    る所定の関数と、上記上限値の少なくとも１つまたは全
    部を、車速またはエンジン回転数に基づいて変化させる
    ようにしたことを特徴とする請求項１６記載の電動パワ
    ーステアリング装置。
  18. 【請求項１８】 モータまたは操舵の角速度及び角加速
    度に基づいてステアリング系の動摩擦ないし慣性を補償
    するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項１７
    のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
  19. 【請求項１９】 動摩擦の補償項と静止摩擦の補償項と
    に対して、この２つの補償項のいずれかを選択的に作用
    させるための重み付けをしたことを特徴とする請求項１
    ８記載の電動パワーステアリング装置。
  20. 【請求項２０】 動摩擦の補償項と静止摩擦推定値に比
    例する項とモータないしモータ減速器の非線形性を補償
    する項とに対して、上記項の少なくとも１つを選択的に
    作用させるための重み付けをしたことを特徴とする請求
    項１８記載の電動パワーステアリング装置。
  21. 【請求項２１】 動摩擦の補償量の大きさに応じて静止
    摩擦の補償を行うようにしたことを特徴とする請求項１
    ９または請求項２０記載の電動パワーステアリング装
    置。
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