JP3864072B2

JP3864072B2 - 電動パワーステアリング装置

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Publication number: JP3864072B2
Application number: JP2001339137A
Authority: JP
Inventors: 保山浦
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-11-05
Filing date: 2001-11-05
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2021-11-05
Also published as: JP2003137120A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の操舵系に対して操舵補助力を発生するアシストモータを有した電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動パワーステアリング装置は、運転者による操舵時の操舵トルクを補助するために、トルクセンサによって操舵トルクを検出するとともに、車速センサによって車速を検出し、前記検出された車速およびトルクに応じてアシストモータを駆動し、操舵トルクにアシストトルクを付加してステアリングホイールの操作性を向上させるように構成されていた。
【０００３】
また従来の電動パワーステアリング装置においては、前記ステアリングホイールの動きをダンピングするような反力（ダンピングトルク）を与えるダンピング制御を実施し、車両の不整挙動を防止するようにしていた。
【０００４】
この電動パワーステアリング装置におけるダンピング制御は、例えば特開昭６３−２９１７６９号公報に開示されているように、車速に応じて可変制御し、車速が大となるほどダンピングトルクを増大させるようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記特開昭６３−２９１７６９号公報に開示された電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールの切り込み、戻し等の操舵状態に関係無くダンピングトルクを与えていた。
【０００６】
一方、タイヤ（ステアリングホイール）を中立方向へ戻す方向にトルクが生じるセルフアライニングトルクは、ステアリングホイールの戻し時には操舵方向に作用し、切り込み時には操舵方向とは逆方向に作用し、特に高速走行時等にその発生量が大きくなる。
【０００７】
このため前記のように切り込み、戻し等の操舵状態に関係無くダンピングトルクを与えると、切り込み時にアシスト量が不足したり、戻し時にダンピング量が不足したりするという問題があった。
【０００８】
また、操舵フィーリングを向上させるために、アシストトルクをステアリングホイールに付与しない不感帯領域を設けているが、この不感帯領域においてステアリングホイールを中立方向へアシストする戻し制御を行う場合、この戻し制御とダンピング制御は相反する制御となるので、前記のように操舵状態に関係無くダンピングトルクを与えると、正常な制御が行われずハンチングを起こす恐れがある。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものでその目的は、操舵状態に合わせたダンピングトルクを与え、切り込み時のアシスト量不足や戻し時のダンピング量不足等が発生しない電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の電動パワーステアリング装置は、運転者による操舵トルクを補助するアシストトルクを発生させるモータを備え、ステアリング系の操舵力を補助すると共に、操舵角速度に応じたダンピングトルクを前記アシストトルクに付与する電動パワーステアリング装置において、ステアリングの切り込み、戻しの操舵状態を判別する操舵状態判別手段と、前記操舵状態判別手段によって戻し状態と判別された場合に、切り込み状態と判別された場合よりも大きなダンピングトルクを与えるダンピングトルク付与手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、前記ダンピングトルク付与手段は、前記操舵状態判別手段によって戻し状態と判別された状態であって、且つ前記アシストトルクがステアリングホイールに付与されない操舵入力トルクの不感帯領域である場合に、戻し状態且つ不感帯領域でない場合よりも小さなダンピングトルクを与えることを特徴としている。
【００１２】
また、前記操舵状態判別手段は、前記操舵トルクを検出した信号の極性、舵角速度を推定した信号の極性およびアシストトルクの大きさに基づいて、前記操舵トルク検出信号および舵角速度推定信号の極性が一致せず、且つ前記アシストトルクの大きさが零ではないときに第１の状態であると判定し、前記操舵トルク検出信号および舵角速度推定信号の極性が一致したときに第２の状態であると判定し、前記操舵トルク検出信号および舵角速度推定信号の極性が一致せず、且つ前記アシストトルクの大きさが零であるときに第３の状態であると判定し、
前記ダンピングトルク付与手段は、前記各状態時のダンピングトルクの大きさが、第１の状態時のダンピングトルク＞第２の状態時のダンピングトルク＞第３の状態時のダンピングトルクとなるダンピングトルクを与えることを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明の一実施形態例を説明する。図１は、本発明が適用される電動パワーステアリング装置の全体構成を示している。図１において、ステアリングホイール１は、入力軸側ステアリングシャフト２ａ、出力軸側ステアリングシャフト２ｂ、ユニバーサルジョイント３、中間シャフト４およびユニバーサルジョイント５を介してピニオン軸６に連結されている。
【００１４】
このピニオン軸６の下端部は、水平に延びるラック軸７に噛合し、該ラック軸７とピニオン軸６によってラックアンドピニオン機構を構成している。ラック軸７の両端部は、タイロッド８ａ，８ｂを各々介して操向車輪（図示省略）に接続され、ラック軸７が水平方向に移動することで左右の車輪が操舵されるようになっている。
【００１５】
ステアリングシャフト２ａにはステアリングホイール１の操舵トルクを検出するトルクセンサ９が設けられ、該ステアリングホイール１の操舵力を補助するアシストモータ１０が減速器１１を介してステアリングシャフト２ｂに結合されている。
【００１６】
１２はパワーステアリング装置を制御するコントロールユニットであり、バッテリ１３からイグニッションスイッチ１４を介して電力が供給され、トルクセンサ９で検出された操舵トルクと車速センサ１５で検出された車速に基づいてモータ駆動電流（目標電流指令値）を求め、該目標電流指令値に基づいてアシストモータ１０に供給する電流を制御する。
【００１７】
コントロールユニット１２は、ステアリングの切り込み、戻し等の操舵状態を判別する操舵状態判別機能と、該判別された操舵状態に応じたダンピングトルクを与えるダンピングトルク付与機能等を実行する、例えばマイクロコンピュータを有しており、具体的には図２のように構成されている。
【００１８】
図２において図１と同一部分は同一符号をもって示している。２１はＦＥＴ（電界効果トランジスタ）２２ａ〜２２ｄをブリッジ接続して成るブリッジ回路であり、その橋絡点にアシストモータ１０が接続されている。このＦＥＴ２２ａとＦＥＴ２２ｂの共通接続点は電流検出用抵抗２３を介してバッテリ１３の正極に接続されている。ＦＥＴ２２ｃとＦＥＴ２２ｄの共通接続点は接地されている。
【００１９】
アシストモータ１０の端子電圧はモータ端子電圧検出手段２４によって検出され、アシストモータ１０に流れる電流は、電流検出用抵抗２３に流れる電流に基づいて、例えばオペアンプを備えて成るモータ電流検出手段２５により検出される。２６は前記モータ端子電圧検出手段２４およびモータ電流検出手段２５の出力信号に基づいて舵角速度を推定する舵角速度推定手段である。
【００２０】
２７は車速センサ１５の出力に基づいて車速を演算する車速算出手段である。
【００２１】
２８ａはトルクセンサ９の出力に基づいて操舵トルクを演算する操舵トルク算出手段である。２８ｂは車速算出手段２７および操舵トルク算出手段２８ａの出力に基づいて基本アシストトルクを演算する基本アシストトルク算出手段である。２８ｃは車速算出手段２７および操舵トルク算出手段２８ａの出力に基づいて微分補正トルクを演算するトルク微分補正トルク算出手段である。２８ｄは、舵角速度推定手段２６、車速算出手段２７および操舵状態判別手段２９の各出力に基づいてダンピングトルクを演算するダンピングトルク算出手段である。２８ｅは車速算出手段２７および操舵状態判別手段２９の出力に基づいて戻しトルクを演算する戻しトルク算出手段である。
【００２２】
前記操舵状態判別手段２９は、舵角速度推定手段２６、操舵トルク算出手段２８ａおよび基本アシストトルク算出手段２８ｂの各出力に基づいて、切り込み、戻し等の操舵状態を判別する。
【００２３】
３０は基本アシストトルク算出手段２８ｂ、トルク微分補正トルク算出手段２８ｃ、ダンピングトルク算出手段２８ｄおよび戻しトルク算出手段２８ｅからトータルのアシストトルクを求め、該トータルアシストトルクに基づいて指示電流を算出する指示電流算出手段である。この指示電流の算出は、具体的には例えば、求められたトータルアシストトルクに１／トルク定数を乗じるか、又はトータルアシストトルク：モータ電流対応マップを参照することで行われる。
【００２４】
３１は、モータ電流検出手段２５および指示電流算出手段３０の出力に基づいて、前記ブリッジ回路２１の各ＦＥＴをパルス幅変調（ＰＷＭ）制御するためのオン、オフのデューティ比を決定するＰＷＭデューティ決定手段である。
【００２５】
３２は、ＰＷＭデューティ決定手段３１で決定されたデューティ比に基づいてブリッジ回路２１の各ＦＥＴをパルス幅変調（ＰＷＭ）制御するパワー素子駆動手段である。
【００２６】
前記アシストモータ１０の駆動回路として働くブリッジ回路２１の制御は、一例として次のような制御が行われる。すなわち、ＦＥＴ２２ａ又は２２ｂがパルス幅変調制御され、ＦＥＴ２２ｃ又は２２ｄが連続してオン制御される。
【００２７】
このためバッテリ１３から電流検出用抵抗２３を介してブリッジ回路２１に供給される電流は、ＦＥＴ２２ａ（又は２２ｂ）→アシストモータ１０→ＦＥＴ２２ｄ（又は２２ｃ）→接地なる経路で流れ、アシストモータ１０は右回転（又は左回転）する。これによって、ステアリングホイール１により操舵操作されている方向へ回転して、操舵力を補助する。
【００２８】
ここでモータ端子電圧検出手段２４およびモータ電流検出手段２５の各出力に基づいて、舵角速度推定手段２６が舵角速度を推定することができる根拠を以下に述べる。
【００２９】
モータの電圧方程式は次のように示される。
【００３０】
Ｖ＝（Ｌ・ｄＩ／ｄｔ）＋ＩＲ＋Ｅ
＝（ＬＳ＋Ｒ）・Ｉ＋Ｋｅ・ω…（１）
但し、Ｖは端子間電圧［Ｖ］、Ｌはインダクタンス［Ｈ］、Ｓはｄ／ｄｔ、Ｉは電流［Ａ］、Ｒは抵抗［Ω］、Ｅは逆起電圧［Ｖ］、Ｋｅは逆起電圧定数［Ｖ／ｒａｄ／ｓ］、ωはモータの角速度［ｒａｄ／ｓ］である。
【００３１】
定常状態ではインダクタンスの影響は無視できるため、前記（１）式を簡略化して、
Ｖ＝ＩＲ＋Ｋｅ・ω…（２）
（２）式より、モータ角速度は下式で表される。
【００３２】
ω＝（Ｖ−ＩＲ）／Ｋｅ…（３）
抵抗値Ｒ［Ω］、逆起電圧定数Ｋｅ［Ｖ／ｒａｄ／ｓ］はモータ固有の定数値であるから、モータ端子間電圧Ｖ［Ｖ］とモータ電流Ｉ［Ａ］を計測する事でモータ角速度が求められる。
【００３３】
操舵角速度［ｒａｄ／ｓ］は、定常状態ではモータ角速度の１／減速ギア比として求める事ができる。
【００３４】
ただし、（３）式と最終段の操舵角速度の算出は、過渡状態を無視した定常状態での簡略方法であることと、電流制御がＰＩ制御によるフィードバック制御であること、及びモータ駆動がＰＷＭによる電圧の高速スイッチングであることから、実測の電流値及び端子電圧値には高周波ノイズが重畳するため、（３）式を単純に適用しただけでは実用的なモータ角速度の推定、すなわち操舵角速度の推定はまず無理である。そこで、実用的には最低限（３）式の出力にＬＰＦ（ローパスフィルター）処理を施したり、電流値、端子電圧値の区間平均値を使う、移動平均を行う、すなわち入力値のＬＰＦ処理を施したりするものである。
【００３５】
前記操舵状態判別手段２９は、前記操舵トルク算出手段２８ａの出力信号の極性、舵角速度推定手段２６の出力信号の極性および基本アシストトルク算出手段２８ｂの出力の大きさに基づいて、図３に示す処理を実行して、切り込み、戻し等の操舵状態を判別する。
【００３６】
図３（ａ）において、まず操舵トルクＴｏｒｑｕｅが正又は０であるか否かをステップＳ₁で判定し、正又は０である場合はステップＳ₂において操舵角速度Ｓｔｒｇｓｐｄが正又は０であるか否かを判定する。
【００３７】
ステップＳ₂の判定結果がＹＥＳである場合は、操舵トルクと操舵角速度が共に正で同符号（同極性）であるため操舵操作が切り込み中と判断し、ステップＳ₃において操舵状態判定値Ｓｔａｔｕｓを「０」にセットし、処理を終了する。
【００３８】
また前記ステップＳ₁で操舵トルクが正又は０ではないと判定されたときは、ステップＳ₄において操舵角速度Ｓｔｒｇｓｐｄが正又は０であるか否かを判定する。そしてステップＳ₄の判定結果がＮＯである場合は、操舵トルクと操舵角速度が共に負で同符号（同極性）であるため操舵操作が切り込み中と判断し、ステップＳ₃において操舵状態判定値Ｓｔａｔｕｓを「０」にセットし、処理を終了する。
【００３９】
前記ステップＳ₂の判定結果がＮＯであるか又はステップＳ₄の判定結果がＹＥＳである場合は、操舵トルクと操舵角速度が異符号（異極性）であるため戻し操舵中と判断し、ステップＳ₅においてアシストトルクＡｔｏｒｑｕｅが０でないか否かを判定する。
【００４０】
そしてステップＳ₅の判定結果がＹＥＳである場合は、戻し操舵中であってアシストが行われていると判断し、ステップＳ₆において操舵状態判定値Ｓｔａｔｕｓを「１」にセットし、処理を終了する。
【００４１】
またステップＳ₅の判定結果がＮＯである場合は、戻し操舵中で且つアシスト不感帯であると判断し、ステップＳ₇において操舵状態判定値Ｓｔａｔｕｓを「２」にセットし、処理を終了する。
【００４２】
尚前記アシスト不感帯は、操舵フィーリングを向上させるために一般的に舵角中立近傍に設定されているが、これはドライバーにハンドル中立であることを知らせるために必要であり、車速の増大と共に不感帯は増大する。
【００４３】
前記アシストトルクＡｔｏｒｑｕｅは、図６に示すように操舵トルクＴｏｒｑｕｅに対するモータのアシストトルク値を表す。図６において、Ｘ₁は車速０［ｋｍ／ｈ］時のアシスト不感帯を、Ｘ₂は車速１００［ｋｍ／ｈ］時のアシスト不感帯を各々示している。
【００４４】
前記操舵状態判定値Ｓｔａｔｕｓは、例えば後述する図７における操舵角、操舵トルク、操舵角速度、アシストトルクのタイムチャート上の操舵状態を、０〜２の数値で表したものであり、Ｓｔａｔｕｓ＝０は舵角中点からの切り込み工程（第２の状態）を示し、Ｓｔａｔｕｓ＝１は舵角中点への戻し工程（第１の状態）を示し、Ｓｔａｔｕｓ＝２は戻し工程中であって且つアシスト不感帯であること（第３の状態）を示している。
【００４５】
また前記操舵状態判別手段２９は、図３（ｂ）の処理を実行して操舵状態を判別しても良い。図３（ｂ）では、操舵トルクＴｏｒｑｕｅと操舵角速度Ｓｔｒｇｓｐｄを符号付き整数で表し、両者の排他的論理和をとっており、該排他的論理和が負であれば両者は異符号であり、戻し操舵中である事が判定でき、また排他的論理和が正であれば両者は同符号であり、切り込み操舵中であると判定できる。
【００４６】
まずステップＳ₁において、操舵トルクＴｏｒｑｕｅと操舵角速度Ｓｔｒｇｓｐｄの排他的論理和ＥＸＯＲを求める。
【００４７】
次にステップＳ₂において前記ＥＸＯＲが負であるか否かを判定し、その判定結果がＮＯである場合（正である場合）には、操舵操作が切り込み中と判断し、ステップＳ₃において操舵状態判定値Ｓｔａｔｕｓを「０」にセットし、処理を終了する。
【００４８】
また前記ステップＳ₂の判定結果がＹＥＳである場合（ＥＸＯＲが負である場合）には、戻し操舵中と判断し、ステップＳ₄においてアシストトルクＡｔｏｒｑｕｅが０か否かを判定する。
【００４９】
そしてステップＳ₄の判定結果がＮＯである場合には、戻し操舵中であってアシストが行われていると判断し、ステップＳ₅において操舵状態判定値Ｓｔａｔｕｓを「１」にセットし、処理を終了する。
【００５０】
またステップＳ₄の判定結果がＹＥＳである場合には、戻し操舵中で且つアシスト不感帯であると判断し、ステップＳ₆において操舵状態判定値Ｓｔａｔｕｓを「２」にセットし、処理を終了する。
【００５１】
前記ダンピングトルク算出手段２８ｄは、前記舵角速度推定手段２６、車速算出手段２７および操舵状態判別手段２９の各出力に基づいて、図４に示す処理を実行して、ダンピングトルクを演算する。
【００５２】
図４（ａ）において、まずステップＳ₁において操舵状態判定値Ｓｔａｔｕｓが２ではないか否かを判定し、その結果がＮＯである場合（判定結果が２である場合）には、戻し工程中であって且つアシスト不感帯であるため、ステップＳ₂においてダンピングトルクＤａｍｐｉｎｇを０にセットして処理を終了する。
【００５３】
また前記ステップＳ₁の判定結果がＹＥＳである場合（判定結果が２ではない場合）には、ステップＳ₃において図４（ｂ）に示す舵角速度係数マップＤＧＭＡＰを参照して操舵状態判定値Ｓｔａｔｕｓと舵角速度Ｓｔｒｇｓｐｄから舵角速度依存係数ＤＧａｉｎを算出する。この際、ＤＧＭＡＰは舵角速度Ｓｔｒｇｓｐｄの絶対値を参照する。この舵角速度係数マップＤＧＭＡＰには、操舵状態判定値Ｓｔａｔｕｓが０の場合よりも１の場合のほうが大きい値（ＤＧａｉｎ）となるデータがマップとして記憶されている。
【００５４】
次にステップＳ₄において、図４（ｃ）に示す車速係数マップＤＶＭＡＰを参照して操舵状態判定値Ｓｔａｔｕｓと車速ＶＳｐｅｅｄから車速依存係数ＤＶｓｐｄを算出する。この車速係数マップＤＶＭＡＰには、車速が大となるほど車速依存係数ＤＶｓｐｄが増大し、且つ操舵状態判定値Ｓｔａｔｕｓが０の場合よりも１の場合のほうが大きい値（ＤＶｓｐｄ）となるデータがマップとして記憶されている。
【００５５】
次にステップＳ₅において、舵角速度依存係数ＤＧａｉｎと車速依存係数ＤＶｓｐｄを乗じてダンピングトルクＤａｍｐｉｎｇを算出する。
【００５６】
次にステップＳ₆において、舵角速度Ｓｔｒｇｓｐｄの方向を判定（負であるか否かを判定）し、正であれば何もしないで処理を終了し、負であればステップＳ₇においてＤａｍｐｉｎｇに負の符号を付して処理を終了する。
【００５７】
前記戻しトルク算出手段２８ｅは、車速算出手段２７および操舵状態判別手段２９の出力に基づいて図５に示す処理を実行して、戻しトルクＲＴｏｒｑｕｅを演算する。
【００５８】
図５（ａ）において、まず操舵状態判定値Ｓｔａｔｕｓが２である（すなわち戻し操舵中で且つアシスト不感帯である場合の値）か否かを判定し、その結果がＮＯである場合にはステップＳ₂において戻しトルクＲＴｏｒｑｕｅを０にセットして処理を終了する。
【００５９】
また前記ステップＳ₁の判定結果がＹＥＳである場合（Ｓｔａｔｕｓが２である場合）には、ステップＳ₃において図５（ｂ）に示す戻しトルク係数マップＲＴＭＡＰを参照して車速毎に戻しトルクＲＴｏｒｑｕｅを算出する。戻しトルク係数マップＲＴＭＡＰには、車速に対応した戻しトルクＲＴｏｒｑｕｅのデータがマップとして記憶されている。
【００６０】
次にステップＳ₄において、操舵トルクＴｏｒｑｕｅの方向を判定（負であるか否かを判定）し、正であれば何もしないで処理を終了し、負であればステップＳ₅において戻しトルクＲＴｏｒｑｕｅに負の符号を付して処理を終了する。
【００６１】
尚、前記図２の指示電流算出手段３０においては、トータルアシストトルク＝基本アシストトルク（算出手段２８ｂの出力）＋トルク微分補正トルク（算出手段２８ｃの出力）−ダンピングトルク（算出手段２８ｄの出力）−戻しトルク（算出手段２８ｅの出力）を演算してトータルアシストトルク（モータトルク）を求め、該求められたトータルアシストトルクに１／トルク定数を乗じるか、又はトータルアシストトルク：モータ電流対応マップを参照して指示電流を算出している。
【００６２】
次に上記のように構成された装置の動作を、操舵角、操舵トルク、操舵角速度、アシストトルクのタイムチャートにて操舵状態の一例を示した図７とともに述べる。
【００６３】
図７の時刻ｔ_nから時刻ｔ_n+1までの期間は、図１のステアリングホイール１を右回転させている切り込み行程であり、操舵トルクＴｏｒｑｕｅと操舵角速度Ｓｔｒｇｓｐｄがともに同符号（同極性）であるため、図３（ａ）又は（ｂ）のステップＳ₂およびＳ₃において操舵状態判定値Ｓｔａｔｕｓ＝０と判定される。このためこの期間は、図４（ｂ）の舵角速度係数マップＤＧＭＡＰおよび図４（ｃ）の車速係数マップＤＶＭＡＰの各Ｓｔａｔｕｓ＝０のデータを採用して、図４（ａ）のステップＳ₃〜Ｓ₇が実行され、ダンピングトルクＤａｍｐｉｎｇが算出される。
【００６４】
この際、前記各マップＤＧＭＡＰ，ＤＶＭＡＰにおけるＳｔａｔｕｓ＝０のデータ（舵角速度依存係数ＤＧａｉｎ、車速依存係数ＤＶｓｐｄ）は比較的小さいので、時刻ｔ_nから時刻ｔ_n+1までの切り込み行程時に、アシスト量が不足する事態は避けられる。尚この期間中はＳｔａｔｕｓ＝０であるので、図５（ａ）のステップＳ₁，Ｓ₂に示すように戻しトルクＲＴｏｒｑｕｅ＝０となる（戻しトルクはかけない）。
【００６５】
また他の実施形態例としては、切り込み行程時にダンピング制御を禁止するように構成してもよい。すなわち例えば、図４（ｂ）の舵角速度係数マップＤＧＭＡＰおよび図４（ｃ）の車速係数マップＤＶＭＡＰの各Ｓｔａｔｕｓ＝０のデータとして、操舵角速度Ｓｔｒｇｓｐｄ、車速ＶＳｐｅｅｄに対してすべて０の値となるデータをマップとして記憶しておく。
【００６６】
また例えば、図４（ｂ）の舵角速度係数マップＤＧＭＡＰおよび図４（ｃ）の車速係数マップＤＶＭＡＰに記憶しておくデータを、Ｓｔａｔｕｓ＝１の分のみとし、図４（ａ）のステップＳ₁において「操舵状態判定値Ｓｔａｔｕｓは１であるか否か」を判定するように変更しても良い。
【００６７】
次に図７の時刻ｔ_n+1から時刻ｔ_n+2までの期間は、図１のステアリングホイール１を右切り戻ししている戻し行程であり、操舵トルクＴｏｒｑｕｅと操舵角速度Ｓｔｒｇｓｐｄは異符号（異極性）であり、且つアシストトルクは零ではない（アシスト不感帯ではない）ので、図３（ａ）のステップＳ₅，Ｓ₆又は図３（ｂ）のステップＳ₄，Ｓ₅において操舵状態判定値Ｓｔａｔｕｓ＝１と判定される。このためこの期間は、図４（ｂ）の舵角速度係数マップＤＧＭＡＰおよび図４（ｃ）の車速係数マップＤＶＭＡＰにおける各Ｓｔａｔｕｓ＝１のデータを採用して、図４（ａ）のステップＳ₃〜Ｓ₇が実行され、ダンピングトルクＤａｍｐｉｎｇが算出される。
【００６８】
この際、前記各マップＤＧＭＡＰ，ＤＶＭＡＰにおけるＳｔａｔｕｓ＝１のデータ（舵角速度依存係数ＤＧａｉｎ、車速依存係数ＤＶｓｐｄ）は、前記Ｓｔａｔｕｓ＝０と判定された場合（切り込み行程の場合）よりも大きいので、時刻ｔ_n+1から時刻ｔ_n+2までの戻し行程時に、ダンピング量が不足する事態は避けられる。尚この期間中はＳｔａｔｕｓ＝１であるので、図５（ａ）のステップＳ₁，Ｓ₂に示すように戻しトルクＲＴｏｒｑｕｅ＝０となる（戻しトルクはかけない）。
【００６９】
次に図７の時刻ｔ_n+2から時刻ｔ_n+3までの期間は、図１のステアリングホイール１を右切り戻ししている戻し行程であり、且つアシスト不感帯領域を示している。この状態では、アシストトルクが付与されないため、ステアリングホイールを戻し方向にアシストするトルクはセルフアライニングトルクだけとなる。このためこの状態ではダンピングトルクを最小限に留めておくことが好ましい。
【００７０】
時刻ｔ_n+2から時刻ｔ_n+3までの期間において、操舵トルクＴｏｒｑｕｅと操舵角速度Ｓｔｒｇｓｐｄは異符号（異極性）であり、且つアシストトルクが零である（アシスト不感帯である）ので、図３（ａ）のステップＳ₅，Ｓ₇又は図３（ｂ）のステップＳ₄，Ｓ₆において操舵状態判定値Ｓｔａｔｕｓ＝２と判定される。
【００７１】
このためこの期間は、図４（ａ）のステップＳ₁，Ｓ₂が実行されることによって、ダンピングトルクＤａｍｐｉｎｇ＝０となり（ダンピングトルクはかからない）、一方図５（ａ）のステップＳ₃〜Ｓ₅が実行されることによって、車速毎の戻しトルクＲＴｏｒｑｕｅが算出される。
【００７２】
これによって戻し行程で且つアシスト不感帯である場合に、セルフアライニングトルクのみによって戻し方向に正常にアシストすることができる。また、戻し制御と相反するダンピング制御を抑制し、ハンチング発生を防止することができる。
【００７３】
また他の実施形態例としては、前記戻し行程で且つアシスト不感帯である場合に極く僅かのダンピングトルクを与えるように構成してもよい。すなわち例えば、図４（ｂ）の舵角速度係数マップＤＧＭＡＰおよび図４（ｃ）の車速係数マップＤＶＭＡＰに、Ｓｔａｔｕｓ＝０の場合の値よりも更に小さい値となるＳｔａｔｕｓ＝２のデータをマップとして記憶しておき、図４（ａ）のステップＳ₁，Ｓ₂の処理を削除するようにしても良い。
【００７４】
前記各操舵状態時のダンピングトルクの大きさは、戻し行程時であるＳｔａｔｕｓ＝１（第１の状態時）のダンピングトルク＞切り込み行程時であるＳｔａｔｕｓ＝０（第２の状態時）のダンピングトルク＞戻し行程で且つアシスト不感帯であるＳｔａｔｕｓ＝２（第３の状態時）のダンピングトルク、となる。
【００７５】
尚、前記図２のブリッジ回路２１のＦＥＴ２２ａ〜２２ｄは、前述したようにＦＥＴ２２ａ又は２２ｂをＰＷＭ制御し、ＦＥＴ２２ｃ又は２２ｄを連続してオン制御するに限らず、他の制御方式で制御されるものであっても良い。
【００７６】
前記図２において、モータ端子電圧検出手段２４およびモータ電流検出手段２５の出力信号に基づいて舵角速度を推定するように舵角速度推定手段２６を構成したので、操舵角センサ等を特別に設ける必要はない。
【００７７】
前記図４（ｃ）の車速係数マップＤＶＭＡＰには、車速が大となるほど車速依存係数ＤＶｓｐｄが増大するデータをマップとして記憶しておき、車速が大となるほどダンピングトルクを増大させるようにしているので、セルフアライニングトルクの大きい高車速時にダンピングトルクを大きく発生させて適切なダンピング制御を行うことができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば次のような優れた効果が得られる。
（１）請求項１〜３に記載の発明によれば、切り込み／戻し状態に合わせたダンピングトルクを与えているので、切り込み時のアシスト量不足や、戻し時のダンピング量不足等が発生する虞れはない。
（２）請求項２、３に記載の発明によれば、戻し行程で且つアシスト不感帯である場合に、ダンピングトルクを最小限に留めることが可能となり、セルフアライニングトルクのみによって戻し方向に正常にアシストすることができる。また、戻し制御と相反するダンピング制御を抑制し、ハンチング発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した電動パワーステアリング装置の一例を示す構成図。
【図２】本発明の一実施形態例の要部のブロック図。
【図３】本発明の操舵状態判別手段の処理の流れを表し、（ａ）は一実施形態例のフローチャート、（ｂ）は他の実施形態例のフローチャート。
【図４】本発明のダンピングトルク算出手段の一実施形態例を表し、（ａ）は処理のフローチャート、（ｂ）は舵角速度係数マップを説明する特性図、（ｃ）は車速係数マップを説明する特性図。
【図５】本発明の戻しトルク算出手段の一実施形態例を表し、（ａ）は処理のフローチャート、（ｂ）は戻しトルク係数マップを説明する特性図。
【図６】電動パワーステアリング装置における操舵トルク対アシストトルクの特性図。
【図７】電動パワーステアリング装置における操舵状態の一例を表す、操舵角、操舵トルク、操舵角速度、アシストトルクのタイムチャート。
【符号の説明】
１…ステアリングホイール
９…トルクセンサ
１０…アシストモータ
１２…コントロールユニット
１３…バッテリ
１５…車速センサ
２１…ブリッジ回路
２２ａ〜２２ｄ…ＦＥＴ
２３…電流検出用抵抗
２４…モータ端子電圧検出手段
２５…モータ電流検出手段
２６…舵角速度推定手段
２７…車速算出手段
２８ａ…操舵トルク算出手段
２８ｂ…基本アシストトルク算出手段
２８ｃ…トルク微分補正トルク算出手段
２８ｄ…ダンピングトルク算出手段
２８ｅ…戻しトルク算出手段
２９…操舵状態判別手段
３０…指示電流算出手段
３１…ＰＷＭデューティ決定手段
３２…パワー素子駆動手段

Claims

運転者による操舵トルクを補助するアシストトルクを発生させるモータを備え、ステアリング系の操舵力を補助すると共に、操舵角速度に応じたダンピングトルクを前記アシストトルクに付与する電動パワーステアリング装置において、
ステアリングの切り込み、戻しの操舵状態を判別する操舵状態判別手段と、
前記操舵状態判別手段によって戻し状態と判別された場合に、切り込み状態と判別された場合よりも大きなダンピングトルクを与えるダンピングトルク付与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。
前記ダンピングトルク付与手段は、前記操舵状態判別手段によって戻し状態と判別された状態であって、且つ前記アシストトルクがステアリングホイールに付与されない操舵入力トルクの不感帯領域である場合に、戻し状態且つ不感帯領域でない場合よりも小さなダンピングトルクを与え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。
前記操舵状態判別手段は、
前記操舵トルクを検出した信号の極性、舵角速度を推定した信号の極性およびアシストトルクの大きさに基づいて、
前記操舵トルク検出信号および舵角速度推定信号の極性が一致せず、且つ前記アシストトルクの大きさが零ではないときに第１の状態であると判定し、
前記操舵トルク検出信号および舵角速度推定信号の極性が一致したときに第２の状態であると判定し、
前記操舵トルク検出信号および舵角速度推定信号の極性が一致せず、且つ前記アシストトルクの大きさが零であるときに第３の状態であると判定し、
前記ダンピングトルク付与手段は、
前記各状態時のダンピングトルクの大きさが、第１の状態時のダンピングトルク＞第２の状態時のダンピングトルク＞第３の状態時のダンピングトルクとなるダンピングトルクを与えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。