JP4128719B2 - 電動式パワーステアリング制御装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータにより、運転者による操舵トルクを補助するトルクを発生させ、ステアリング系の操舵力を補助する自動車用の電動式パワーステアリング制御装置及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は、例えば、特開平７−１８６９９４号公報に記載された従来の電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
図１４において、１は運転者が操舵した場合の操舵トルクを検出する操舵トルク検出器、２は操舵トルク検出器１の出力に基づいて補助トルク信号を演算する操舵トルク制御器、３はモータ速度を検出するモータ速度検出器、４はモータ速度検出器３によって検出されたモータ速度に基づいてダンピング補償信号を演算するダンピング補償器、５はモータ速度検出器３の出力を用いてモータ加速度を検出するモータ加速度検出器、６はモータ加速度検出器５によって検出されたモータ加速度に基づいて慣性補償信号を演算する慣性補償器である。７は操舵トルク検出器１の出力とモータ速度検出器３の出力の向きが同一であるか否かを判定する判定器で、判定結果を操舵トルク制御器２、ダンピング補償器４及び慣性補償器６にそれぞれ出力する。８は補助トルク信号、ダンピング補償信号及び慣性補償信号の和を演算する第一の加算器、９は第一の加算器８によって演算される補助トルク信号、ダンピング補償信号及び慣性補償信号の和である目標トルクから目標電流信号を演算するモータ電流決定器、１０はモータで、印加された電圧に応じたモータ電流値が生じ、モータ電流値に略比例関係にある補助トルクを発生してステアリング機構を駆動する。１１はモータ１０の電流値を検出するモータ電流検出器、１２はモータ電流決定器９の出力である目標電流信号とモータ電流検出器１１によって検出されたモータ電流値との差を求める第二の加算器である。１３はモータ電流決定器９で演算された目標電流信号とモータ電流検出器１１によって検出されたモータ電流値との誤差に基づいてモータ１０に印加する電圧を決定し、モータ１０に決定した電圧を印加するモータ駆動器である。また、１４は車速を検出するとともに、検出された車速信号を操舵トルク制御器２、ダンピング補償器４及び慣性補償器６に出力する車速検出器である。
【０００３】
次に、このように構成された従来の電動式パワーステアリング制御装置の動作について説明する。
自動車の運転者がハンドルを操舵すると、その時の操舵トルクは操舵トルク検出器１で測定され、操舵トルク制御器２に出力される。操舵トルク制御器２では、操舵トルク検出器１の出力信号に略比例関係にある補助トルク信号を演算し、この補助トルク信号に基づいてモータ１０を駆動して運転者の操舵トルクをアシストすることにより、運転者による操舵トルクを軽減する。
【０００４】
このとき、判定器７では、操舵トルク検出器１の出力と、モータ速度検出器３の出力の向きが同一であるか否かを判定し、同一であればダンピング補償器４及び慣性補償器６は動作させず、操舵トルク制御器２のみを動作させる。操舵トルク制御器２は、操舵トルク検出器１の出力と車速検出器１４からの車速信号とに応じて補助トルク信号を決定する。ここで決定された補助トルク信号に基づいて目標トルクが定められ、モータ電流決定器９によりモータ駆動電流が定められる。
また、同一でない場合には、操舵トルク制御器２は動作させず、ダンピング補償器４と慣性補償器６を動作させる。ダンピング補償器４と慣性補償器６との出力に基づいて目標トルクが定められるとともに、モータ電流決定器９によりモータ駆動電流が定められる。なお、このとき、車速が低速の場合には、目標トルクの方向がモータ回転方向と同一方向となるように、また車速が高速の場合は、モータ回転方向と逆方向となるようにしている。したがって、ドライバがハンドルを切り込んでいる場合には、操舵に必要なトルクを軽減するように運転者の操舵トルクをアシストする。また、ドライバがハンドルを戻している場合には、車速が低速である時はハンドルが原点に戻るのを補助し、車速が高速である時はハンドルが過度な運転速度で戻ろうとするのを防止するようにモータ１０が制御される。
【０００５】
ドライバは、一般に、道路の湾曲部や交差点を曲がる際に操舵し、その後直線走行に復帰する際に、タイヤの路面反力トルクによるハンドルの自発的な戻り力を利用してハンドルを戻すことを行う。しかしながら、車速が低速時や高速時の微小操舵時にはタイヤの路面反力トルクが弱いため、路面反力トルクがステアリング機構内の摩擦トルク以下となってしまい、直線復帰時にハンドルが戻らない場合が多い。したがって、この場合には、ドライバがハンドルにトルクを加えてハンドルを戻さなければならず、そのため操舵フィーリングが低下してしまうといった問題点があった。
これに対して、従来の技術では、車速が低速時に、操舵トルク検出器１の出力とモータ速度検出器３の出力の向きが同一であるか否かを判定し、異なる場合には、モータ回転方向と同一方向にモータ１０を回転させるようにモータ駆動電流を定めることにより、低速におけるハンドル戻り性を向上させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では、低速で交差点を曲がる場合や、高速で緩い道路の湾曲部を曲がる場合のように、タイヤの路面反力トルクが小さい範囲で操舵した場合には、ドライバがハンドルを戻す方向にトルクを加えない限り、ハンドルが止まっており、モータ１０も回転しない。この際、判定器７では、操舵トルク検出器１の出力とモータ速度検出器３の出力の向きが同一であるか否かを判定することができないので、モータ回転方向と同一方向にモータを回転させるようにモータ駆動電流を定めることができず、ハンドル戻り性を向上させることができないといった問題点があった。
さらに、従来の技術では、高速走行時には、モータ回転方向と逆方向にモータを回転させるようにモータ駆動電流を定めることしかできないので、ハンドル戻り性を向上させることができない等の問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、低速で交差点を曲がる場合や、高速で緩い道路の湾曲部を曲がる場合等のように、タイヤの路面反力トルクが小さい範囲で操舵した際に、ドライバがハンドルを戻す方向にトルクを加えることなくハンドルを戻すことができると共に、ドライバの意志に対応する操舵角を使用してハンドル戻り制御し、全ての運転状態でハンドル戻り性を向上させることができる電動式ステアリング装置を得ることを第一の目的としている。
また、センサの異常に対応することのできる電動式ステアリング装置を提供することを第二の目的とする。
また、そのような電動式パワーステアリング制御方法を得ることを第三の目的にしている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる電動式パワーステアリング制御装置においては、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、操舵角検出手段により検出された操舵角を用いて第二の路面反力トルクを推定する第二の路面反力トルク推定手段と、この第二の路面反力トルク推定手段により推定された第二の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルク及び第二の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、操舵角検出手段の異常を判定するものである。
【０００９】
また、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、横加速度検出手段によって検出された車両の横加速度から第三の路面反力トルクを推定する第三の路面反力トルク推定手段と、この第三の路面反力トルク推定手段により推定された第三の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルク及び第三の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、横加速度検出手段の異常を判定するものである。
【００１０】
また、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、車両のヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、ヨーレート検出手段によって検出された車両のヨーレートから第四の路面反力トルクを推定する第四の路面反力トルク推定手段と、この第四の路面反力トルク推定手段により推定された第四の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルク及び第四の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、ヨーレート検出手段の異常を判定するものである。
【００１１】
さらに、戻しトルク補償手段は、二つの推定された路面反力トルクの差が、所定時間持続して所定値より大きいとき、異常を判定するものである。
また、操舵速度を検出する操舵速度検出手段を備え、戻しトルク補償手段は、操舵速度検出手段によって検出された操舵速度が所定値以下で且つ二つの推定された路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、異常を判定するものである。
【００１２】
また、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルクが、推定された他の路面反力トルクより所定値より大きいとき、異常を判定するものである。
さらにまた、戻しトルク補償手段は、所定時間持続して、第一の路面反力トルクが、推定された他の路面反力トルクより所定値より大きいとき、モータロックであると判定するものである。
【００１３】
また、運転者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により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、第五の路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段と、この路面反力トルク検出手段により検出された第五の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルク及び第五の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、路面反力トルク検出手段の異常を判定するものである。
【００１４】
加えて、戻しトルク補償手段は、所定時間持続して、第一の路面反力トルクが、第五の路面反力トルクより所定値より大きいとき、異常を判定するものである。
また、戻しトルク補償手段は、道路状態を判定する機能を有し、非高μ路と判定したときは、検出手段の異常判定を行わないものである。
【００１５】
さらに、この発明に係わる電動式パワーステアリング制御方法においては、操舵トルクを用いて第一の路面反力トルクを推定し、検出手段によって検出された操舵角、車両の横加速度及び車両のヨーレートのいずれか一つを用いて第六の路面反力トルクを推定して、推定された第六の路面反力トルクに基づき、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御すると共に、第一の路面反力トルク及び第六の路面反力トルクの差により検出手段の異常を判定するようにしたものである。
【００１６】
また、第一の路面反力トルク及び第六の路面反力トルクの差が所定時間持続して、所定値より大きいとき、異常を判定するものである。
また、路面状態を判定し、非高μ路と判定したときは、検出手段の異常判定を行わないようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置を示すブロック図である。
図１において、１は運転者が操舵した場合の操舵トルクを検出する操舵トルク検出器（操舵トルク検出手段）、２は操舵トルク検出器１の出力に基づいて補助トルク信号を演算する操舵トルク制御器、３はモータ速度を検出するモータ速度検出器、４はモータ速度検出器３によって検出されたモータ速度に基づいてダンピング補償信号を演算するダンピング補償器、５はモータ速度検出器３の出力を用いてモータ加速度を検出するモータ加速度検出器、６はモータ加速度検出器５によって検出されたモータ加速度に基づいて慣性補償信号を演算する慣性補償器である。８は補助トルク信号と、後述するハンドル戻し補助トルク信号と、ダンピング補償信号と、慣性補償信号との和を演算する第一の加算器、９は第一の加算器８によって演算される補助トルク信号、ハンドル戻し補助トルク信号、ダンピング補償信号及び慣性補償信号の和である目標トルクから目標電流信号を演算するモータ電流決定器、１０はモータで、印加された電圧に応じたモータ電流値が生じ、モータ電流値に略比例関係にある補助トルクを発生してステアリング機構を駆動する。１１はモータ１０の電流値を検出するモータ電流検出器、１２はモータ電流決定器９の出力である目標電流信号とモータ電流検出器１１によって検出されたモータ電流値との差を求める第二の加算器である。１３はモータ電流決定器９で演算された目標電流信号とモータ電流検出器１１によって検出されたモータ電流値との誤差に基づいてモータ１０に印加する電圧を決定し、モータ１０に決定した電圧を印加するモータ駆動器である。また、１４は車速を検出するとともに、検出された車速信号を、操舵トルク制御器２とダンピング補償器４と慣性補償器６と後述する戻しトルク補償器に出力する車速検出器である。
【００１８】
１５は操舵トルク検出器１によって検出された運転者の操舵トルクと、モータ加速度検出器５によって検出されたモータ加速度と、モータ電流検出器１１によって検出されたモータ電流値を用いて、前輪の舵角、即ちハンドルを原点に復帰させようとする第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定器（第一の路面反力トルク推定手段）で、後述する定常路面反力推定式（１）とローパスフィルタ式（２）を用いて推定を行う。１６はハンドル軸に装着された操舵角センサ（操舵角検出手段）によって検出される操舵角及び車速から第二の路面反力トルク（第六の路面反力トルク）を推定する第二の路面反力トルク推定器（第二の路面反力推定手段）である。１７は第一及び第二の路面反力トルクに基づいて、ハンドルを原点に復帰させる方向にモータ１０に補助トルクを発生させるためのハンドル戻し補助トルク信号を演算して出力する戻しトルク補償器（戻しトルク補償手段）である。
また、モータ速度検出器３としては、例えばタコジェネレータ等のモータ速度センサを用いることもでき、またロータリエンコーダのパルス出力を差分してモータ速度を検出するものを用いることもでき、あるいはモータに印加する電圧から、モータに通電される電流値とコイル抵抗値の積を減じるなどして得られる逆起電圧からモータ速度を検出する構成のものでもよい。
【００１９】
図２は、この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
図３は、この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の第二の路面反力トルクの特性を説明する図である。
【００２０】
次に、第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定器１５について、詳細に説明する。
まず、操舵トルク信号Ｔsensとステアリング軸回転加速度に相当するモータ加速度信号ｄωとモータ電流信号Ｉmtr とを用いて、下記の式（１）により、定常反力信号Ｔ'rea＿est を得る。
Ｔ'rea＿est ＝Ｔsens＋Ｋt ・Ｉmtr −Ｊ・ｄω‥‥‥‥（１）
Ｋt ：モータのトルク定数（ステアリング軸換算）
Ｊ ：ステアリング機構の慣性モーメント
次に、定常反力信号を用いて、第一の路面反力トルク推定器１５に設けられたローパスフィルタにより、下記の式（２）に示すような１次フィルタ演算を行って、第一の路面反力トルク信号Ｔrea ＿est を得る。
ｄＴrea ＿est ／ｄｔ＝−Ｔrea ＿est ／Ｔ1 ＋Ｔ'rea＿est ／Ｔ1 ‥‥‥‥（２）
ここで、Ｔ1 は、１次フィルタの時定数で、折点周波数ｆc ＝１／（２π・Ｔ1 ）が０．０５〜１．０Ｈｚの間になるように定める。
【００２１】
次に、式（１）及び式（２）により、第一の路面反力トルクの検出が可能となる理由について説明する。
ステアリング機構の運動方程式は、下記の式（３）で表される。
Ｊ・ｄωs ／ｄｔ＝Ｔhdl ＋Ｔmtr −Ｔfric−Ｔreact …‥‥（３）
ｄωs ／ｄｔ：ステアリング軸回転加速度
Ｔhdl ：操舵トルク
Ｔmtr ：モータ出力トルク（ステアリング軸換算）
Ｔfric ：ステアリング機構内の摩擦トルク
Ｔreact ：路面反力トルク（ステアリング軸換算）
式（３）を路面反力トルクＴreact について解くと、以下の式（４）のようになる。
Ｔreact ＝Ｔhdl ＋Ｔmtr −Ｊ・ｄωs ／ｄｔ−Ｔfric…‥‥（４）
【００２２】
したがって、操舵トルク、モータ出力トルク、ステアリング軸回転加速度、ステアリング機構内の摩擦トルクの各値を用いることにより、第一の路面反力トルクＴreact を求めることができる。操舵トルクＴhdl としては、操舵トルク信号Ｔsensを使用することができ、モータ出力トルクＴmtr としては、モータ電流信号Ｉmtr にトルク定数Ｋt を乗じた値を使用することができる。また、ステアリング軸回転加速度（ｄωs ／ｄｔ）としては、モータ加速度信号ｄωを使用することができる。したがって、ステアリング機構内の摩擦トルクＴfricの影響を除いた路面反力トルクは、式（１）で検出可能である。
【００２３】
一方、摩擦トルクＴfricは、ステアリング機構の回転速度に対してリレーとして作用する。また、リレーは制御工学上、等価線形化法により、等価的にゲインと位相で表すことができることは広く知られている。したがって、式（１）で検出された定常反力信号Ｔ'rea＿est のゲインと位相とを、式（２）の１次フィルタにより調整することにより、第一の路面反力トルク信号Ｔrea ＿est を得ることができる。
【００２４】
すなわち、ゲインと位相とを調整する最も一般的な方法としてフィルタが用いられる。フィルタでゲインと位相を調整可能なのは、折点周波数以上の周波数領域であり、調整したい周波数の０．５〜１倍の範囲に折点周波数を設定すれば、ゲインはおよそ１〜０．５倍、位相はおよそ０〜−２０deg の範囲で調整可能であり、摩擦トルクの影響は大抵の場合キャンセルすることができる。自動車において一般的に行われる操舵周波数は、０．１〜１Ｈｚ程度の範囲であり、折点周波数を操舵周波数の０．５〜１倍、すなわち概ね０．０５Ｈｚから１Ｈｚの範囲に設定しておけば、摩擦トルクの影響のキャンセルが可能となる。なお、具体的な折点周波数は、検出された路面反力トルク信号に基づく制御を最も効かせたい操舵周波数を狙って設定される。
【００２５】
次に、図３に示す操舵角と路面反力の特性関係に基づき、操舵角（θhdl ）及び車速（Vx）から第二の路面反力トルクを推定する第二の路面反力トルク推定器１６について、詳細に説明する。
操舵角から路面反力トルク（セルフアライニングトルク）を算定出来るのは、以下のような関係に基づく。
コーナリングフォースが、タイヤの路面接地面の後ろ寄りに作用するため、走行中にタイヤは常に車両進行方向に向くようなセルフアライニングトルクを受けている。タイヤの横滑り角が小さい領域（例えば４〜６度まで）では、横滑り角とコーナリングフォースとは比例関係となり、セルフアライニングトルクもほぼ横滑り角に比例する。この横滑り角は、同じくタイヤの横滑り角が小さい領域では、車速を固定すると一対一の関係で操舵角と対応する。従って、操舵角からセルフアライニングトルクを求めることが出来る。
【００２６】
そして、この横滑り角と操舵角との関係は、車速毎に決まり、さらにコーナリングフォースとセルフアライニングトルクも、路面状態を決めると車速毎に横滑り角即ち操舵角と一対一の関係が存在する。そこで、各車速毎に操舵角に対するセルフアライニングトルク即ち路面反力トルクを、対象とする車両で高μ路面に対して、実験データに基づき決めておき、この特性関係を、路面反力トルクとして、電動パワーステアリング制御装置に備えた第二の路面反力トルク推定器１６で算定することが可能となる。
【００２７】
また、図３の特性関係は高μ（摩擦係数）路面に対して予め決めておくが、路面状態に対して低μになるほどコーナリングパワーが小さくなり、次式の関係で与えられるセルフアライニングトルクT rea が低μになるほどが小さくなる関係が存在する。
T rea ＝ξ・Kf・βf
ξ：キャスタートレイルとニューマチックトレイルとの和
Kf：前輪のコーナリングパワー
βf ：前輪タイヤの横滑り角
この関係より高μ路面に対して予め決められた第二の路面反力トルク推定演算値は、第一の路面反力トルク推定演算値と差異が生じる基本的な関係が存在する。
【００２８】
この発明は、操舵角センサの異常に対応するようにしたものである。操舵トルク検出器１は、トルク検出部とその信号処理部が２重系となっており、この操舵トルク検出器１が電動式パワーステアリング制御装置のキーセンサである。この操舵トルク検出器１をフェール検出の基準として、操舵角センサの異常をフェールとして検出し、モータの目標電流への悪影響を排除する機能を実現している。
【００２９】
次に、上記のように構成された電動式パワーステアリング制御装置のフェール検出の動作について、図２のフローチャートに基づき説明する。
まず、ステップＳ１０１で、操舵トルク検出器１により操舵トルク（Ｔｈｄｌ）を読み込み、メモリに記憶し、ステップＳ１０２で、操舵トルク制御器２により、モータの制御に用いられる補助トルク信号Ｉｂａｓｅを演算する。次いで、ステップＳ１０３で、モータ速度検出器３によりモータ速度信号を読み込み、ステップＳ１０４で、モータ加速度検出器５により、モータ速度信号を微分し、モータ加速度信号を演算する。
【００３０】
ステップＳ１０５で、モータ電流検出器１１によりモータ電流（Ｉｍｔｒ）を読み込み、メモリに記憶する。次いで、ステップＳ１０６で、第一の路面反力推定器１５により、操舵トルクとモータ電流検出器１１の出力から演算されるステアリング軸換算のモータトルクとを加算した値から、モータ加速度検出器５の出力から演算されるステアリング軸換算のモータ慣性トルクを減算して得られた値をローパスフィルタを通し、第一の路面反力トルク推定値Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１を演算する。
次いで、ステップＳ１０７で、操舵角センサの出力である操舵角（θｈｄｌ）を読み込み、メモリに記憶する。さらに、ステップＳ１０８で、車速検出器１４により、車速（Ｖｘ）を読み込み、メモリに記憶する。次いで、ステップＳ１０９で、第二の路面反力推定器１６により、図３の関係から第二の路面反力トルク（Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ２）を推定演算する。ステップＳ１１０で、戻しトルク補償器１７により、第二の路面反力トルク（Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ２）に基づいて、ハンドル戻し補助トルク信号（Ｉｔｉｒｅ）をテーブルルックアップで求める。次いで、ステップＳ１１１で、第一の路面反力トルク推定器出力Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１と、第二の路面反力トルク推定器出力Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ２との差を、△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ＝Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ２―Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１の演算式により演算する。
【００３１】
次いで、ステップＳ１１２で、第一及び第二の路面反力トルク推定値の差△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔが所定値△Ｔｆａｉｌより大きいかどうかを判定する。Ｙｅｓと判定された場合は、操舵角センサが異常でフェイルと判断し、ステップＳ１１３で、ハンドル戻り補助トルク信号Ｉｔｉｒｅをゼロにする。Ｎｏと判断された場合は、操舵角センサ又は車速センサは正常と判断する。
最後に、ステップＳ１１４で、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求め、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算する。なお、この時のゲインは、モータ１０のステアリング換算でのトルク定数の逆数としておく。
以上の動作を制御装置内のＣＰＵのメイン処理で実施することにより、操舵角センサの異常による異常なハンドル戻り補助トルク信号発生により、ドライバが危険を感じるような不安定なステアリング動作が生じることを抑制回避する制御を実現することが出来る。
【００３２】
実施の形態１によれば、第一の路面反力トルク推定器１５及び第二の路面反力トルク推定器１６を用いて、路面反力トルクを推定することにより、全ての運転状態で、適切なモータの補助トルクを発生させることができ、ハンドル戻し性を向上させることができると共に、操舵角センサの異常による異常なハンドル戻り補助トルク信号発生により、ドライバが危険を感じるような不安定なステアリング動作が生じることを抑制回避する制御を実現することができる。
【００３３】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
図４において、１〜６、８〜１５、１７は図１におけるものと同一のものである。１８は横加速度センサ（横加速度検出手段）によって検出される横加速度を基に第三の路面反力トルク（第六の路面反力トルク）を推定する第三の路面反力トルク推定器（第三の路面反力トルク推定手段）である。
図５は、この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
図６は、この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の路面反力トルク推定値と車両横加速度との関係を示す特性図である。
図６において、横Ｇは横加速度を示している。
実施の形態２は、実施の形態１の構成の操舵角センサ出力を入力とする第二の路面反力トルク推定器に替えて、車両横加速度を検出する横加速度センサ出力を第三の路面反力トルク推定器に入力する構成である。
【００３４】
次に、図５により、実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の動作について説明する。
ステップＳ２０１〜ステップＳ２０６は、図２のステップＳ１０１〜ステップＳ１０６と同様の処理を行い、第一の路面反力トルク推定値Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１を演算する。
次いで、ステップＳ２０７で、車両横加速度を検出する横加速度センサ出力をＧｙとして読み込む。横加速度Ｇｙが約０．２〜０．１Ｇの動作領域では、横加速度Ｇｙと路面反力とは、図６のように、ほぼ線形の関係で１対１対応する。この図６の関係からステップＳ２０８で、第三の路面反力トルク推定器１８により、第三の路面反力トルクＴｔｉｒｅ＿ｅｓｔ３を推定する。次いで、ステップＳ２０９で、戻しトルク補償器１７により、第三の路面反力トルクTtire ＿est3に基づいてハンドル戻り補助トルク信号Ｉｔｉｒｅをテーブルルックアップで求める。ステップＳ２１０で、第一の路面反力トルク推定器出力Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１と、第三の路面反力トルク推定器出力Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ３との差を、△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ＝Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ３―Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１の演算式により演算する。
【００３５】
次いで、ステップＳ２１１で、路面反力トルク推定値の差△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔが所定値△Ｔｆａｉｌより大きいかどうかを判定する。Ｙｅｓと判定された場合は、横加速度センサが異常でフェイルと判断し、ステップＳ２１２で、ハンドル戻り補助トルク信号Itire をゼロにする。ステップＳ２１１で、Ｎｏと判断された場合は、横加速度センサ又は車速センサは正常と判断しする。
最後に、ステップＳ２１３で、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求め、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算する。なお、この時のゲインは、モータ１０のステアリング換算でのトルク定数の逆数としておく。
【００３６】
実施の形態２によれば、以上の動作を制御装置内のＣＰＵのメイン処理で実施することにより、横加速度センサの異常により異常なハンドル戻り電流発生により、ドライバが危険を感じるような不安定なステアリング動作が生じることを抑制回避する制御を実現することが出来る。
【００３７】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
図７において、１〜６、８〜１５、１７は図１におけるものと同一のものである。１９はヨーレートセンサ（ヨーレート検出手段）によって検出される車両ヨーレートを基に、第四の路面反力トルク（第六の路面反力トルク）推定値を推定する第四の路面反力トルク推定器（第四の路面反力トルク推定手段）である。
図８は、この発明の実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
実施の形態２は、実施の形態１の構成の操舵角センサ出力を入力とする第二の路面反力トルク推定器に替えて、車両ヨーレートを検出するヨーレートセンサ出力及び車速検出器１４の出力を第四の路面反力トルク推定器に入力する構成である。
【００３８】
次に、図８により、実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置の動作について説明する。
ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６は、図２のステップＳ１０１〜ステップＳ１０６と同様の処理を行い、第一の路面反力トルク推定値Ttire ＿est1を演算する。
次いで、ステップＳ３０７で、車両ヨーレートを検出するヨーレートセンサの出力（γ）を読み込み、メモリに記憶し、ステップＳ３０８で、車速検出器１４の出力をVxとして読み込む。次いで、ステップＳ３０９で第四の路面反力トルク推定値を演算する。路面反力に基づくハンドル戻し補助トルク信号により、ハンドル戻り性を向上させる要求のある動作条件では、一般に横滑り角βが小さくその横滑り角速度d βがゼロとしてその影響が無視でき、d β＝０である。横滑り角速度d βと横加速度Ｇｙとヨーレートγと車速Vxとの間には、Ｇｙ／Ｖｘ ＝γ＋d βの関係が成立するので、d β＝０よりＧｙ／Ｖｘ ＝γ即ち、Ｇｙ＝γ・Ｖｘにより横加速度Ｇｙを演算し、実施の形態２で述べた図６の関係から、第四の路面反力トルクＴｔｉｒｅ＿ｅｓｔ４を推定する。ステップＳ３１０で、戻しトルク補償器１７により、第四の路面反力トルクＴｔｉｒｅ＿ｅｓｔ４に基づいて、ハンドル戻り補助トルク信号Ｉｔｉｒｅをテーブルルックアップで求める。
【００３９】
次いで、ステップＳ３１１で、第一の路面反力トルク推定器出力Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１と、第四の路面反力トルク推定器出力Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ４との差を、△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ＝Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ４−Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１の演算式により演算する。ステップＳ３１２で、路面反力トルク推定値の差△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔが所定値△Tfail より大きいかどうかを判定する。Ｙｅｓと判定された場合は、ヨーレートセンサが異常でフェイルと判断し、ステップＳ３１３で、ハンドル戻り補助トルク信号Ｉｔｉｒｅをゼロにする。ステップＳ３１２で、Ｎｏと判断された場合は、ヨーレートセンサ又は車速センサは正常と判断しする。
最後に、ステップＳ３１４で、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求め、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算する。なお、この時のゲインは、モータ１０のステアリング換算でのトルク定数の逆数としておく。
【００４０】
実施の形態３によれば、以上の動作を制御装置内のＣＰＵのメイン処理で実施することにより、ヨーレートセンサの異常により異常なハンドル戻り電流発生により、ドライバが危険を感じるような不安定なステアリング動作が生じることを抑制回避する制御を実現することができる。
【００４１】
なお、実施の形態１〜実施の形態３において、第一の路面反力トルク推定器出力と、第二の路面反力トルク推定器〜第四の路面反力トルク推定器のいずれかの出力とが、所定値以上異なる状態が所定時間持続した時に、フェイルと判定することを、戻しトルク補償器内の演算処理に加えても良い。
第一の路面反力トルク推定器出力は、ローパスフィルタを用いているため、ドライバが高周波操舵を行った場合には、正常な場合にも第一の路面反力トルク推定器の出力が、第二の路面反力トルク推定器〜第四の路面反力トルク推定器のいずれかの出力よりも小さくなる場合がある。この時、正常時に、高周波操舵を行った場合には、操舵角が大きくなったり小さくなったりを繰り返すので、第一の路面反力トルク推定器出力が、第二の路面反力トルク推定器〜第四の路面反力トルク推定器のいずれかの出力よりも小さくなる状態は、必ず短時間で終了する。従って所定時間以上続いた時にフェイルと判定するようにしておけば、正常時に誤ってフェイルと判定することがなくなる。
【００４２】
また、操舵角センサ出力またはモータ速度から、操舵速度検出手段によって操舵速度を検出し、検出された操舵速度が、所定の操舵速度以下で、且つ第一の路面反力トルク推定器出力と、第二の路面反力トルク推定器〜第四の路面反力トルク推定器のいずれかの出力が所定値以上異なる時に、フェイルと判定する演算処理を戻しトルク補償器内に加えてもよい。
高周波操舵の場合には、操舵速度が速くなるので、ローパスフィルタの影響のでない操舵速度が一定以下の時に、第一の路面反力トルク推定器出力が、第二の路面反力トルク推定器〜第四の路面反力トルク推定器のいずれかの出力よりも小さくなる状態にのみフェイルと判定するようにしておけば、正常時に誤ってフェイルと判定することがなくなる。
【００４３】
また、高周波操舵の場合には、必ずＴｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１の方がＴｔｉｒｅ＿ｅｓｔ２、Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ３、Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ４よりも小さくなるので、逆にＴｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１の方が大きくなった場合に、フェールと判定するようにしても正常時に誤ってフェイルと判定することがなくなる。
【００４４】
実施の形態４．
実施の形態４は、図１を援用して説明する。
図９は、この発明の実施の形態４による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
実施の形態４は、実施の形態１と同じ構成で、第一の路面反力トルク推定器出力の方が、第二の路面反力トルク推定器出力よりも、所定以上大きい状態が所定時間持続した時に、モータロックであると判定するモータロック判定を戻しトルク補償器で行うようにしている。
第一の路面反力トルク推定器において、モータが機械的にロックした場合、ドライバがロックしたモータを腕の力でむりやりに操作するため、操舵トルク検出器１に約１０Ｎｍ以上の異常な出力が５０〜２００ｍｓｅｃ以上の期間継続する。このような場合、第一の路面反力トルク推定器１５へこの過大な操舵トルクが入力され、その結果第一の路面反力トルク推定器１５出力の方が、第二の路面反力トルク推定器１６出力よりも、所定以上大きい状態が所定時間持続する。この場合、モータがロックしたと判定する。
【００４５】
次に、図９により、実施の形態４による電動式パワーステアリング制御装置の動作について説明する。
ステップＳ４０１〜ステップＳ４１３は、図２のステップＳ１０１〜ステップＳ１１３と同様の処理を行う。ステップＳ４１２でＮｏの場合は、ステップＳ４１９に移り、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求め、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算する。なお、この時のゲインは、モータ１０のステアリング換算でのトルク定数の逆数としておく。
ステップＳ４１２で、Ｙｅｓのときは、ステップＳ４１３を実行後、ステップＳ４１４で、△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔがモータロック時に発生する所定値△ＴＭＬｏｃｋより大きいかどうかを判定して、Ｙｅｓと判定された場合は、ステップＳ４１５で、ＭＬｆｌａｇ＝ＭＬｆｌａｇ＋１として、モータロック状態ｆｌａｇカウンタを１つインクリメントする。そして、ステップＳ４１６で、モータロック状態ｆｌａｇカウンタＭｌｆｌａｇが所定値Ｍｌｏｃｋを越えているかどうかを判定し、Ｙｅｓと判定された場合は、ステップＳ４１７で、モータがロックしたと判定し、ステップＳ４１８で、目標電流Ｉｒｅｆ＝０として、本制御ルーチンを終了する。
【００４６】
実施の形態４によれば、モータロックを的確に判定することができる。
【００４７】
実施の形態５．
図１０は、この発明の実施の形態５による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
図１０において、１〜６、８〜１５、１７は図１におけるものと同一のものである。２０は、路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出器である。
図１１は、この発明の実施の形態５による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
実施の形態５は、実施の形態１の構成の操舵角センサ出力を入力とする第二の路面反力トルク推定器に替えて、ステアリング軸に装着した路面反力トルク検出器２０を設けた構成である。
実施の形態５では、ステアリング軸に装着した路面反力トルク検出器２０の出力（第五の路面反力トルク）と第一の路面反力トルク推定器１５によって推定された第一の路面反力トルクとを比較した結果に基づき、路面反力トルク検出器２０の異常を検出する。
【００４８】
次に、図１１により、実施の形態５による電動式パワーステアリング制御装置の動作について説明する。
ステップＳ５０１〜ステップＳ５０６は、図２のステップＳ１０１〜ステップＳ１０６と同様の処理を行い、第一の路面反力トルク推定値Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１を演算する。
次いで、ステップＳ５０７で、路面反力トルク検出器２０の出力を読み込み、路面反力トルクＴｔｉｒｅ＿ｍｅａｓとしてメモリに記憶する。ステップＳ５０８で、戻しトルク補償器１７により、路面反力トルクＴｔｉｒｅ＿ｍｅａｓに基づいて、ハンドル戻り補助トルク信号Ｉｔｉｒｅをテーブルルックアップで求める。
【００４９】
次いで、ステップＳ５０９で、第一の路面反力トルク推定器出力Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１と、路面反力トルク検出器２０の出力Ｔｔｉｒｅ＿ｍｅａｓとの差を、△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ＝Ｔｔｉｒｅ＿ｍｅａｓ−Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１の演算式により演算する。次いで、ステップＳ５１０で、路面反力トルクの差△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔが所定値△Ｔｆａｉｌより大きいかどうかを判定する。Ｙｅｓと判定された場合は、路面反力トルク検出器２０が異常でフェイルと判断し、ステップＳ５１１で、ハンドル戻り補助トルク信号Ｉｔｉｒｅをゼロにする。ステップＳ５１０で、Ｎｏと判断された場合は、路面反力トルク検出器２０は正常と判断しする。
最後に、ステップＳ５１２で、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求め、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算する。なお、この時のゲインは、モータ１０のステアリング換算でのトルク定数の逆数としておく。
【００５０】
なお、ステップＳ５１０において、所定時間以上持続して、路面反力トルクの差△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔが所定値△Ｔｆａｉｌより大きいかどうかを判定するようにしてもよい。
【００５１】
実施の形態５によれば、路面反力トルク検出器２０の異常による異常なハンドル戻り補助トルク信号発生により、ドライバが危険を感じるような不安定なステアリング動作が生じることを、抑制回避する制御を実現することができる。
【００５２】
実施の形態６．
図１２は、この発明の実施の形態６による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
図１２において、１〜６、８〜１７は図１におけるものと同一のものである。２１は車内ＬＡＮを介して電動式パワーステアリング制御装置に接続されたブレーキ制御装置である。
図１３は、この発明の実施の形態６による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
実施の形態６は、実施の形態１の構成で、車内ＬＡＮを介してブレーキ制御装置２１から路面μ（μは摩擦係数）信号を、戻しトルク補償器１７に入力する構成とし、走行路面が非高μ路であることを判定処理をするとともに、非高μ路であると判定された場合には、フェール判定を行わないようにしたものである。
ブレーキ制御装置においては、路面μ信号は、例えば車輪速度信号から判定を行う等の従来の技術を用いる。
【００５３】
次に、図１３により、実施の形態６による電動式パワーステアリング制御装置の動作について説明する。
ステップＳ６０１〜ステップＳ６１１は、図２のステップＳ１０１〜ステップＳ１１１と同様の処理を行い、第一の路面反力トルク推定器出力Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１と、第二の路面反力トルク推定器出力Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ２との差を、△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ＝Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ２−Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１の演算式により演算する。
【００５４】
次いで、ステップＳ６１２で、ブレーキ制御装置２１から車内ＬＡＮを介して路面μ信号を読み込み、メモリに記憶する。ステップＳ６１３で、路面反力トルク推定値の差△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔが所定値△Ｔｆａｉｌより大きいかどうかを判定する。Ｙｅｓと判定された場合は、ステップＳ６１４で、高μ路かどうかを判定し、高μ路の場合は、ステップＳ６１５で、ハンドル戻り補助トルク信号Itire をゼロにする。ステップＳ６１３、Ｎｏと判断された場合は、操舵角センサは正常と判断する。また、ステップ６１５で、Ｎｏと判断された場合は、フェール判定を行わない。
最後に、ステップＳ６１６で、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求め、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算する。なお、この時のゲインは、モータ１０のステアリング換算でのトルク定数の逆数としておく。
【００５５】
実施の形態６によれば、操舵角センサの異常による異常なハンドル戻り補助トルク信号発生により、ドライバが危険を感じるような不安定なステアリング動作が生じることを、路面状態に応じて、抑制回避する制御を実現することができる。
【００５６】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、操舵角検出手段により検出された操舵角を用いて第二の路面反力トルクを推定する第二の路面反力トルク推定手段と、この第二の路面反力トルク推定手段により推定された第二の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルク及び第二の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、操舵角検出手段の異常を判定するので、全ての運転状態でハンドル戻り性を向上させると共に、操舵角検出手段の異常に対応することができる。
【００５７】
また、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、横加速度検出手段によって検出された車両の横加速度から第三の路面反力トルクを推定する第三の路面反力トルク推定手段と、この第三の路面反力トルク推定手段により推定された第三の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルク及び第三の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、横加速度検出手段の異常を判定するので、全ての運転状態でハンドル戻り性を向上させると共に、横加速度検出手段の異常に対応することができる。
【００５８】
また、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、車両のヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、ヨーレート検出手段によって検出された車両のヨーレートから第四の路面反力トルクを推定する第四の路面反力トルク推定手段と、この第四の路面反力トルク推定手段により推定された第四の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルク及び第四の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、ヨーレート検出手段の異常を判定するので、全ての運転状態でハンドル戻り性を向上させると共に、ヨーレート検出手段の異常に対応することができる。
【００５９】
さらに、戻しトルク補償手段は、二つの推定された路面反力トルクの差が、所定時間持続して所定値より大きいとき、異常を判定するので、確実に異常を判定することができる。
また、操舵速度を検出する操舵速度検出手段を備え、戻しトルク補償手段は、操舵速度検出手段によって検出された操舵速度が所定値以下で且つ二つの推定された路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、異常を判定するので、確実な判定を行うことができる。
【００６０】
また、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルクが、推定された他の路面反力トルクより所定値より大きいとき、異常を判定するので、確実に異常を判定することができる。
さらにまた、戻しトルク補償手段は、所定時間持続して、第一の路面反力トルクが、推定された他の路面反力トルクより所定値より大きいとき、モータロックであると判定するので、確実にモータロックを判定することができる。
【００６１】
また、運転者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により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、第五の路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段と、この路面反力トルク検出手段により検出された第五の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルク及び第五の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、路面反力トルク検出手段の異常を判定するので、全ての運転状態でハンドル戻り性を向上させると共に、路面反力トルク検出手段の異常に対応することができる。
【００６２】
加えて、戻しトルク補償手段は、所定時間持続して、第一の路面反力トルクが、第五の路面反力トルクより所定値より大きいとき、異常を判定するので、確実に路面反力トルクの異常を判定することができる。
また、戻しトルク補償手段は、道路状態を判定する機能を有し、非高μ路と判定したときは、検出手段の異常判定を行わないので、道路状態に応じて検出手段の異常判定を行うことができる。
【００６３】
さらに、この発明に係わる電動式パワーステアリング制御方法においては、操舵トルクを用いて第一の路面反力トルクを推定し、検出手段によって検出された操舵角、車両の横加速度及び車両のヨーレートのいずれか一つを用いて第六の路面反力トルクを推定して、推定された第六の路面反力トルクに基づき、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御すると共に、第一の路面反力トルク及び第六の路面反力トルクの差により検出手段の異常を判定するようにしたので、全ての運転状態でハンドル戻り性を向上させると共に、検出手段の異常に対応することができる。
【００６４】
また、第一の路面反力トルク及び第六の路面反力トルクの差が所定時間持続して、所定値より大きいとき、異常を判定するので、確実に検出手段の異常を判定することができる。
また、路面状態を判定し、非高μ路と判定したときは、検出手段の異常判定を行わないようにしたので、道路状態に応じて検出手段の異常判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の第二の路面反力トルクの特性を説明する図である。
【図４】 この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】 この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図６】 この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の路面反力トルク推定値と車両横加速度との関係を示す特性図である。
【図７】 この発明の実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】 この発明の実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図９】 この発明の実施の形態４による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】 この発明の実施の形態５による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１２】 この発明の実施の形態６による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】 この発明の実施の形態６による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１４】 従来の電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 操舵トルク検出器、２ 操舵トルク制御器、３ モータ速度検出器、
４ ダンピング補償器、５ モータ加速度検出器、６ 慣性補償器、
８ 第一の加算器、９ モータ電流決定器、１０ モータ、
１１ モータ電流検出器、１２ 第二の加算器、１３ モータ駆動器、
１４ 車速検出器、１５ 第一の路面反力トルク推定器、
１６ 第二の路面反力トルク推定器、１７ 戻しトルク補償器、
１８ 第三の路面反力トルク推定器、１９ 第四の路面反力トルク推定器、
２０ 路面反力トルク検出器、２１ ブレーキ制御装置。
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータにより、運転者による操舵トルクを補助するトルクを発生させ、ステアリング系の操舵力を補助する自動車用の電動式パワーステアリング制御装置及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は、例えば、特開平７−１８６９９４号公報に記載された従来の電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
図１４において、１は運転者が操舵した場合の操舵トルクを検出する操舵トルク検出器、２は操舵トルク検出器１の出力に基づいて補助トルク信号を演算する操舵トルク制御器、３はモータ速度を検出するモータ速度検出器、４はモータ速度検出器３によって検出されたモータ速度に基づいてダンピング補償信号を演算するダンピング補償器、５はモータ速度検出器３の出力を用いてモータ加速度を検出するモータ加速度検出器、６はモータ加速度検出器５によって検出されたモータ加速度に基づいて慣性補償信号を演算する慣性補償器である。７は操舵トルク検出器１の出力とモータ速度検出器３の出力の向きが同一であるか否かを判定する判定器で、判定結果を操舵トルク制御器２、ダンピング補償器４及び慣性補償器６にそれぞれ出力する。８は補助トルク信号、ダンピング補償信号及び慣性補償信号の和を演算する第一の加算器、９は第一の加算器８によって演算される補助トルク信号、ダンピング補償信号及び慣性補償信号の和である目標トルクから目標電流信号を演算するモータ電流決定器、１０はモータで、印加された電圧に応じたモータ電流値が生じ、モータ電流値に略比例関係にある補助トルクを発生してステアリング機構を駆動する。１１はモータ１０の電流値を検出するモータ電流検出器、１２はモータ電流決定器９の出力である目標電流信号とモータ電流検出器１１によって検出されたモータ電流値との差を求める第二の加算器である。１３はモータ電流決定器９で演算された目標電流信号とモータ電流検出器１１によって検出されたモータ電流値との誤差に基づいてモータ１０に印加する電圧を決定し、モータ１０に決定した電圧を印加するモータ駆動器である。また、１４は車速を検出するとともに、検出された車速信号を操舵トルク制御器２、ダンピング補償器４及び慣性補償器６に出力する車速検出器である。
【０００３】
次に、このように構成された従来の電動式パワーステアリング制御装置の動作について説明する。
自動車の運転者がハンドルを操舵すると、その時の操舵トルクは操舵トルク検出器１で測定され、操舵トルク制御器２に出力される。操舵トルク制御器２では、操舵トルク検出器１の出力信号に略比例関係にある補助トルク信号を演算し、この補助トルク信号に基づいてモータ１０を駆動して運転者の操舵トルクをアシストすることにより、運転者による操舵トルクを軽減する。
【０００４】
このとき、判定器７では、操舵トルク検出器１の出力と、モータ速度検出器３の出力の向きが同一であるか否かを判定し、同一であればダンピング補償器４及び慣性補償器６は動作させず、操舵トルク制御器２のみを動作させる。操舵トルク制御器２は、操舵トルク検出器１の出力と車速検出器１４からの車速信号とに応じて補助トルク信号を決定する。ここで決定された補助トルク信号に基づいて目標トルクが定められ、モータ電流決定器９によりモータ駆動電流が定められる。
また、同一でない場合には、操舵トルク制御器２は動作させず、ダンピング補償器４と慣性補償器６を動作させる。ダンピング補償器４と慣性補償器６との出力に基づいて目標トルクが定められるとともに、モータ電流決定器９によりモータ駆動電流が定められる。なお、このとき、車速が低速の場合には、目標トルクの方向がモータ回転方向と同一方向となるように、また車速が高速の場合は、モータ回転方向と逆方向となるようにしている。したがって、ドライバがハンドルを切り込んでいる場合には、操舵に必要なトルクを軽減するように運転者の操舵トルクをアシストする。また、ドライバがハンドルを戻している場合には、車速が低速である時はハンドルが原点に戻るのを補助し、車速が高速である時はハンドルが過度な運転速度で戻ろうとするのを防止するようにモータ１０が制御される。
【０００５】
ドライバは、一般に、道路の湾曲部や交差点を曲がる際に操舵し、その後直線走行に復帰する際に、タイヤの路面反力トルクによるハンドルの自発的な戻り力を利用してハンドルを戻すことを行う。しかしながら、車速が低速時や高速時の微小操舵時にはタイヤの路面反力トルクが弱いため、路面反力トルクがステアリング機構内の摩擦トルク以下となってしまい、直線復帰時にハンドルが戻らない場合が多い。したがって、この場合には、ドライバがハンドルにトルクを加えてハンドルを戻さなければならず、そのため操舵フィーリングが低下してしまうといった問題点があった。
これに対して、従来の技術では、車速が低速時に、操舵トルク検出器１の出力とモータ速度検出器３の出力の向きが同一であるか否かを判定し、異なる場合には、モータ回転方向と同一方向にモータ１０を回転させるようにモータ駆動電流を定めることにより、低速におけるハンドル戻り性を向上させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では、低速で交差点を曲がる場合や、高速で緩い道路の湾曲部を曲がる場合のように、タイヤの路面反力トルクが小さい範囲で操舵した場合には、ドライバがハンドルを戻す方向にトルクを加えない限り、ハンドルが止まっており、モータ１０も回転しない。この際、判定器７では、操舵トルク検出器１の出力とモータ速度検出器３の出力の向きが同一であるか否かを判定することができないので、モータ回転方向と同一方向にモータを回転させるようにモータ駆動電流を定めることができず、ハンドル戻り性を向上させることができないといった問題点があった。
さらに、従来の技術では、高速走行時には、モータ回転方向と逆方向にモータを回転させるようにモータ駆動電流を定めることしかできないので、ハンドル戻り性を向上させることができない等の問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、低速で交差点を曲がる場合や、高速で緩い道路の湾曲部を曲がる場合等のように、タイヤの路面反力トルクが小さい範囲で操舵した際に、ドライバがハンドルを戻す方向にトルクを加えることなくハンドルを戻すことができると共に、ドライバの意志に対応する操舵角を使用してハンドル戻り制御し、全ての運転状態でハンドル戻り性を向上させることができる電動式ステアリング装置を得ることを第一の目的としている。
また、センサの異常に対応することのできる電動式ステアリング装置を提供することを第二の目的とする。
また、そのような電動式パワーステアリング制御方法を得ることを第三の目的にしている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる電動式パワーステアリング制御装置においては、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、操舵角検出手段により検出された操舵角を用いて第二の路面反力トルクを推定する第二の路面反力トルク推定手段と、この第二の路面反力トルク推定手段により推定された第二の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルク及び第二の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、操舵角検出手段の異常を判定するものである。
【０００９】
また、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、横加速度検出手段によって検出された車両の横加速度から第三の路面反力トルクを推定する第三の路面反力トルク推定手段と、この第三の路面反力トルク推定手段により推定された第三の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルク及び第三の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、横加速度検出手段の異常を判定するものである。
【００１０】
また、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、車両のヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、ヨーレート検出手段によって検出された車両のヨーレートから第四の路面反力トルクを推定する第四の路面反力トルク推定手段と、この第四の路面反力トルク推定手段により推定された第四の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルク及び第四の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、ヨーレート検出手段の異常を判定するものである。
【００１１】
さらに、戻しトルク補償手段は、二つの推定された路面反力トルクの差が、所定時間持続して所定値より大きいとき、異常を判定するものである。
また、操舵速度を検出する操舵速度検出手段を備え、戻しトルク補償手段は、操舵速度検出手段によって検出された操舵速度が所定値以下で且つ二つの推定された路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、異常を判定するものである。
【００１２】
また、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルクが、推定された他の路面反力トルクより所定値より大きいとき、異常を判定するものである。
さらにまた、戻しトルク補償手段は、所定時間持続して、第一の路面反力トルクが、推定された他の路面反力トルクより所定値より大きいとき、モータロックであると判定するものである。
【００１３】
また、運転者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により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、第五の路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段と、この路面反力トルク検出手段により検出された第五の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルク及び第五の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、路面反力トルク検出手段の異常を判定するものである。
【００１４】
加えて、戻しトルク補償手段は、所定時間持続して、第一の路面反力トルクが、第五の路面反力トルクより所定値より大きいとき、異常を判定するものである。
また、戻しトルク補償手段は、道路状態を判定する機能を有し、非高μ路と判定したときは、検出手段の異常判定を行わないものである。
【００１５】
さらに、この発明に係わる電動式パワーステアリング制御方法においては、操舵トルクを用いて第一の路面反力トルクを推定し、検出手段によって検出された操舵角、車両の横加速度及び車両のヨーレートのいずれか一つを用いて第六の路面反力トルクを推定して、推定された第六の路面反力トルクに基づき、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御すると共に、第一の路面反力トルク及び第六の路面反力トルクの差により検出手段の異常を判定するようにしたものである。
【００１６】
また、第一の路面反力トルク及び第六の路面反力トルクの差が所定時間持続して、所定値より大きいとき、異常を判定するものである。
また、路面状態を判定し、非高μ路と判定したときは、検出手段の異常判定を行わないようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置を示すブロック図である。
図１において、１は運転者が操舵した場合の操舵トルクを検出する操舵トルク検出器（操舵トルク検出手段）、２は操舵トルク検出器１の出力に基づいて補助トルク信号を演算する操舵トルク制御器、３はモータ速度を検出するモータ速度検出器、４はモータ速度検出器３によって検出されたモータ速度に基づいてダンピング補償信号を演算するダンピング補償器、５はモータ速度検出器３の出力を用いてモータ加速度を検出するモータ加速度検出器、６はモータ加速度検出器５によって検出されたモータ加速度に基づいて慣性補償信号を演算する慣性補償器である。８は補助トルク信号と、後述するハンドル戻し補助トルク信号と、ダンピング補償信号と、慣性補償信号との和を演算する第一の加算器、９は第一の加算器８によって演算される補助トルク信号、ハンドル戻し補助トルク信号、ダンピング補償信号及び慣性補償信号の和である目標トルクから目標電流信号を演算するモータ電流決定器、１０はモータで、印加された電圧に応じたモータ電流値が生じ、モータ電流値に略比例関係にある補助トルクを発生してステアリング機構を駆動する。１１はモータ１０の電流値を検出するモータ電流検出器、１２はモータ電流決定器９の出力である目標電流信号とモータ電流検出器１１によって検出されたモータ電流値との差を求める第二の加算器である。１３はモータ電流決定器９で演算された目標電流信号とモータ電流検出器１１によって検出されたモータ電流値との誤差に基づいてモータ１０に印加する電圧を決定し、モータ１０に決定した電圧を印加するモータ駆動器である。また、１４は車速を検出するとともに、検出された車速信号を、操舵トルク制御器２とダンピング補償器４と慣性補償器６と後述する戻しトルク補償器に出力する車速検出器である。
【００１８】
１５は操舵トルク検出器１によって検出された運転者の操舵トルクと、モータ加速度検出器５によって検出されたモータ加速度と、モータ電流検出器１１によって検出されたモータ電流値を用いて、前輪の舵角、即ちハンドルを原点に復帰させようとする第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定器（第一の路面反力トルク推定手段）で、後述する定常路面反力推定式（１）とローパスフィルタ式（２）を用いて推定を行う。１６はハンドル軸に装着された操舵角センサ（操舵角検出手段）によって検出される操舵角及び車速から第二の路面反力トルク（第六の路面反力トルク）を推定する第二の路面反力トルク推定器（第二の路面反力推定手段）である。１７は第一及び第二の路面反力トルクに基づいて、ハンドルを原点に復帰させる方向にモータ１０に補助トルクを発生させるためのハンドル戻し補助トルク信号を演算して出力する戻しトルク補償器（戻しトルク補償手段）である。
また、モータ速度検出器３としては、例えばタコジェネレータ等のモータ速度センサを用いることもでき、またロータリエンコーダのパルス出力を差分してモータ速度を検出するものを用いることもでき、あるいはモータに印加する電圧から、モータに通電される電流値とコイル抵抗値の積を減じるなどして得られる逆起電圧からモータ速度を検出する構成のものでもよい。
【００１９】
図２は、この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
図３は、この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の第二の路面反力トルクの特性を説明する図である。
【００２０】
次に、第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定器１５について、詳細に説明する。
まず、操舵トルク信号Ｔsensとステアリング軸回転加速度に相当するモータ加速度信号ｄωとモータ電流信号Ｉmtr とを用いて、下記の式（１）により、定常反力信号Ｔ'rea＿est を得る。
Ｔ'rea＿est ＝Ｔsens＋Ｋt ・Ｉmtr −Ｊ・ｄω‥‥‥‥（１）
Ｋt ：モータのトルク定数（ステアリング軸換算）
Ｊ ：ステアリング機構の慣性モーメント
次に、定常反力信号を用いて、第一の路面反力トルク推定器１５に設けられたローパスフィルタにより、下記の式（２）に示すような１次フィルタ演算を行って、第一の路面反力トルク信号Ｔrea ＿est を得る。
ｄＴrea ＿est ／ｄｔ＝−Ｔrea ＿est ／Ｔ1 ＋Ｔ'rea＿est ／Ｔ1 ‥‥‥‥（２）
ここで、Ｔ1 は、１次フィルタの時定数で、折点周波数ｆc ＝１／（２π・Ｔ1 ）が０．０５〜１．０Ｈｚの間になるように定める。
【００２１】
次に、式（１）及び式（２）により、第一の路面反力トルクの検出が可能となる理由について説明する。
ステアリング機構の運動方程式は、下記の式（３）で表される。
Ｊ・ｄωs ／ｄｔ＝Ｔhdl ＋Ｔmtr −Ｔfric−Ｔreact …‥‥（３）
ｄωs ／ｄｔ：ステアリング軸回転加速度
Ｔhdl ：操舵トルク
Ｔmtr ：モータ出力トルク（ステアリング軸換算）
Ｔfric ：ステアリング機構内の摩擦トルク
Ｔreact ：路面反力トルク（ステアリング軸換算）
式（３）を路面反力トルクＴreact について解くと、以下の式（４）のようになる。
Ｔreact ＝Ｔhdl ＋Ｔmtr −Ｊ・ｄωs ／ｄｔ−Ｔfric…‥‥（４）
【００２２】
したがって、操舵トルク、モータ出力トルク、ステアリング軸回転加速度、ステアリング機構内の摩擦トルクの各値を用いることにより、第一の路面反力トルクＴreact を求めることができる。操舵トルクＴhdl としては、操舵トルク信号Ｔsensを使用することができ、モータ出力トルクＴmtr としては、モータ電流信号Ｉmtr にトルク定数Ｋt を乗じた値を使用することができる。また、ステアリング軸回転加速度（ｄωs ／ｄｔ）としては、モータ加速度信号ｄωを使用することができる。したがって、ステアリング機構内の摩擦トルクＴfricの影響を除いた路面反力トルクは、式（１）で検出可能である。
【００２３】
一方、摩擦トルクＴfricは、ステアリング機構の回転速度に対してリレーとして作用する。また、リレーは制御工学上、等価線形化法により、等価的にゲインと位相で表すことができることは広く知られている。したがって、式（１）で検出された定常反力信号Ｔ'rea＿est のゲインと位相とを、式（２）の１次フィルタにより調整することにより、第一の路面反力トルク信号Ｔrea ＿est を得ることができる。
【００２４】
すなわち、ゲインと位相とを調整する最も一般的な方法としてフィルタが用いられる。フィルタでゲインと位相を調整可能なのは、折点周波数以上の周波数領域であり、調整したい周波数の０．５〜１倍の範囲に折点周波数を設定すれば、ゲインはおよそ１〜０．５倍、位相はおよそ０〜−２０deg の範囲で調整可能であり、摩擦トルクの影響は大抵の場合キャンセルすることができる。自動車において一般的に行われる操舵周波数は、０．１〜１Ｈｚ程度の範囲であり、折点周波数を操舵周波数の０．５〜１倍、すなわち概ね０．０５Ｈｚから１Ｈｚの範囲に設定しておけば、摩擦トルクの影響のキャンセルが可能となる。なお、具体的な折点周波数は、検出された路面反力トルク信号に基づく制御を最も効かせたい操舵周波数を狙って設定される。
【００２５】
次に、図３に示す操舵角と路面反力の特性関係に基づき、操舵角（θhdl ）及び車速（Vx）から第二の路面反力トルクを推定する第二の路面反力トルク推定器１６について、詳細に説明する。
操舵角から路面反力トルク（セルフアライニングトルク）を算定出来るのは、以下のような関係に基づく。
コーナリングフォースが、タイヤの路面接地面の後ろ寄りに作用するため、走行中にタイヤは常に車両進行方向に向くようなセルフアライニングトルクを受けている。タイヤの横滑り角が小さい領域（例えば４〜６度まで）では、横滑り角とコーナリングフォースとは比例関係となり、セルフアライニングトルクもほぼ横滑り角に比例する。この横滑り角は、同じくタイヤの横滑り角が小さい領域では、車速を固定すると一対一の関係で操舵角と対応する。従って、操舵角からセルフアライニングトルクを求めることが出来る。
【００２６】
そして、この横滑り角と操舵角との関係は、車速毎に決まり、さらにコーナリングフォースとセルフアライニングトルクも、路面状態を決めると車速毎に横滑り角即ち操舵角と一対一の関係が存在する。そこで、各車速毎に操舵角に対するセルフアライニングトルク即ち路面反力トルクを、対象とする車両で高μ路面に対して、実験データに基づき決めておき、この特性関係を、路面反力トルクとして、電動パワーステアリング制御装置に備えた第二の路面反力トルク推定器１６で算定することが可能となる。
【００２７】
また、図３の特性関係は高μ（摩擦係数）路面に対して予め決めておくが、路面状態に対して低μになるほどコーナリングパワーが小さくなり、次式の関係で与えられるセルフアライニングトルクT rea が低μになるほどが小さくなる関係が存在する。
T rea ＝ξ・Kf・βf
ξ：キャスタートレイルとニューマチックトレイルとの和
Kf：前輪のコーナリングパワー
βf ：前輪タイヤの横滑り角
この関係より高μ路面に対して予め決められた第二の路面反力トルク推定演算値は、第一の路面反力トルク推定演算値と差異が生じる基本的な関係が存在する。
【００２８】
この発明は、操舵角センサの異常に対応するようにしたものである。操舵トルク検出器１は、トルク検出部とその信号処理部が２重系となっており、この操舵トルク検出器１が電動式パワーステアリング制御装置のキーセンサである。この操舵トルク検出器１をフェール検出の基準として、操舵角センサの異常をフェールとして検出し、モータの目標電流への悪影響を排除する機能を実現している。
【００２９】
次に、上記のように構成された電動式パワーステアリング制御装置のフェール検出の動作について、図２のフローチャートに基づき説明する。
まず、ステップＳ１０１で、操舵トルク検出器１により操舵トルク（Ｔｈｄｌ）を読み込み、メモリに記憶し、ステップＳ１０２で、操舵トルク制御器２により、モータの制御に用いられる補助トルク信号Ｉｂａｓｅを演算する。次いで、ステップＳ１０３で、モータ速度検出器３によりモータ速度信号を読み込み、ステップＳ１０４で、モータ加速度検出器５により、モータ速度信号を微分し、モータ加速度信号を演算する。
【００３０】
ステップＳ１０５で、モータ電流検出器１１によりモータ電流（Ｉｍｔｒ）を読み込み、メモリに記憶する。次いで、ステップＳ１０６で、第一の路面反力推定器１５により、操舵トルクとモータ電流検出器１１の出力から演算されるステアリング軸換算のモータトルクとを加算した値から、モータ加速度検出器５の出力から演算されるステアリング軸換算のモータ慣性トルクを減算して得られた値をローパスフィルタを通し、第一の路面反力トルク推定値Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１を演算する。
次いで、ステップＳ１０７で、操舵角センサの出力である操舵角（θｈｄｌ）を読み込み、メモリに記憶する。さらに、ステップＳ１０８で、車速検出器１４により、車速（Ｖｘ）を読み込み、メモリに記憶する。次いで、ステップＳ１０９で、第二の路面反力推定器１６により、図３の関係から第二の路面反力トルク（Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ２）を推定演算する。ステップＳ１１０で、戻しトルク補償器１７により、第二の路面反力トルク（Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ２）に基づいて、ハンドル戻し補助トルク信号（Ｉｔｉｒｅ）をテーブルルックアップで求める。次いで、ステップＳ１１１で、第一の路面反力トルク推定器出力Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１と、第二の路面反力トルク推定器出力Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ２との差を、△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ＝Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ２―Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１の演算式により演算する。
【００３１】
次いで、ステップＳ１１２で、第一及び第二の路面反力トルク推定値の差△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔが所定値△Ｔｆａｉｌより大きいかどうかを判定する。Ｙｅｓと判定された場合は、操舵角センサが異常でフェイルと判断し、ステップＳ１１３で、ハンドル戻り補助トルク信号Ｉｔｉｒｅをゼロにする。Ｎｏと判断された場合は、操舵角センサ又は車速センサは正常と判断する。
最後に、ステップＳ１１４で、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求め、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算する。なお、この時のゲインは、モータ１０のステアリング換算でのトルク定数の逆数としておく。
以上の動作を制御装置内のＣＰＵのメイン処理で実施することにより、操舵角センサの異常による異常なハンドル戻り補助トルク信号発生により、ドライバが危険を感じるような不安定なステアリング動作が生じることを抑制回避する制御を実現することが出来る。
【００３２】
実施の形態１によれば、第一の路面反力トルク推定器１５及び第二の路面反力トルク推定器１６を用いて、路面反力トルクを推定することにより、全ての運転状態で、適切なモータの補助トルクを発生させることができ、ハンドル戻し性を向上させることができると共に、操舵角センサの異常による異常なハンドル戻り補助トルク信号発生により、ドライバが危険を感じるような不安定なステアリング動作が生じることを抑制回避する制御を実現することができる。
【００３３】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
図４において、１〜６、８〜１５、１７は図１におけるものと同一のものである。１８は横加速度センサ（横加速度検出手段）によって検出される横加速度を基に第三の路面反力トルク（第六の路面反力トルク）を推定する第三の路面反力トルク推定器（第三の路面反力トルク推定手段）である。
図５は、この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
図６は、この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の路面反力トルク推定値と車両横加速度との関係を示す特性図である。
図６において、横Ｇは横加速度を示している。
実施の形態２は、実施の形態１の構成の操舵角センサ出力を入力とする第二の路面反力トルク推定器に替えて、車両横加速度を検出する横加速度センサ出力を第三の路面反力トルク推定器に入力する構成である。
【００３４】
次に、図５により、実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の動作について説明する。
ステップＳ２０１〜ステップＳ２０６は、図２のステップＳ１０１〜ステップＳ１０６と同様の処理を行い、第一の路面反力トルク推定値Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１を演算する。
次いで、ステップＳ２０７で、車両横加速度を検出する横加速度センサ出力をＧｙとして読み込む。横加速度Ｇｙが約０．２〜０．１Ｇの動作領域では、横加速度Ｇｙと路面反力とは、図６のように、ほぼ線形の関係で１対１対応する。この図６の関係からステップＳ２０８で、第三の路面反力トルク推定器１８により、第三の路面反力トルクＴｔｉｒｅ＿ｅｓｔ３を推定する。次いで、ステップＳ２０９で、戻しトルク補償器１７により、第三の路面反力トルクTtire ＿est3に基づいてハンドル戻り補助トルク信号Ｉｔｉｒｅをテーブルルックアップで求める。ステップＳ２１０で、第一の路面反力トルク推定器出力Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１と、第三の路面反力トルク推定器出力Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ３との差を、△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ＝Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ３―Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１の演算式により演算する。
【００３５】
次いで、ステップＳ２１１で、路面反力トルク推定値の差△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔが所定値△Ｔｆａｉｌより大きいかどうかを判定する。Ｙｅｓと判定された場合は、横加速度センサが異常でフェイルと判断し、ステップＳ２１２で、ハンドル戻り補助トルク信号Itire をゼロにする。ステップＳ２１１で、Ｎｏと判断された場合は、横加速度センサ又は車速センサは正常と判断しする。
最後に、ステップＳ２１３で、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求め、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算する。なお、この時のゲインは、モータ１０のステアリング換算でのトルク定数の逆数としておく。
【００３６】
実施の形態２によれば、以上の動作を制御装置内のＣＰＵのメイン処理で実施することにより、横加速度センサの異常により異常なハンドル戻り電流発生により、ドライバが危険を感じるような不安定なステアリング動作が生じることを抑制回避する制御を実現することが出来る。
【００３７】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
図７において、１〜６、８〜１５、１７は図１におけるものと同一のものである。１９はヨーレートセンサ（ヨーレート検出手段）によって検出される車両ヨーレートを基に、第四の路面反力トルク（第六の路面反力トルク）推定値を推定する第四の路面反力トルク推定器（第四の路面反力トルク推定手段）である。
図８は、この発明の実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
実施の形態２は、実施の形態１の構成の操舵角センサ出力を入力とする第二の路面反力トルク推定器に替えて、車両ヨーレートを検出するヨーレートセンサ出力及び車速検出器１４の出力を第四の路面反力トルク推定器に入力する構成である。
【００３８】
次に、図８により、実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置の動作について説明する。
ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６は、図２のステップＳ１０１〜ステップＳ１０６と同様の処理を行い、第一の路面反力トルク推定値Ttire ＿est1を演算する。
次いで、ステップＳ３０７で、車両ヨーレートを検出するヨーレートセンサの出力（γ）を読み込み、メモリに記憶し、ステップＳ３０８で、車速検出器１４の出力をVxとして読み込む。次いで、ステップＳ３０９で第四の路面反力トルク推定値を演算する。路面反力に基づくハンドル戻し補助トルク信号により、ハンドル戻り性を向上させる要求のある動作条件では、一般に横滑り角βが小さくその横滑り角速度d βがゼロとしてその影響が無視でき、d β＝０である。横滑り角速度d βと横加速度Ｇｙとヨーレートγと車速Vxとの間には、Ｇｙ／Ｖｘ ＝γ＋d βの関係が成立するので、d β＝０よりＧｙ／Ｖｘ ＝γ即ち、Ｇｙ＝γ・Ｖｘにより横加速度Ｇｙを演算し、実施の形態２で述べた図６の関係から、第四の路面反力トルクＴｔｉｒｅ＿ｅｓｔ４を推定する。ステップＳ３１０で、戻しトルク補償器１７により、第四の路面反力トルクＴｔｉｒｅ＿ｅｓｔ４に基づいて、ハンドル戻り補助トルク信号Ｉｔｉｒｅをテーブルルックアップで求める。
【００３９】
次いで、ステップＳ３１１で、第一の路面反力トルク推定器出力Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１と、第四の路面反力トルク推定器出力Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ４との差を、△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ＝Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ４−Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１の演算式により演算する。ステップＳ３１２で、路面反力トルク推定値の差△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔが所定値△Tfail より大きいかどうかを判定する。Ｙｅｓと判定された場合は、ヨーレートセンサが異常でフェイルと判断し、ステップＳ３１３で、ハンドル戻り補助トルク信号Ｉｔｉｒｅをゼロにする。ステップＳ３１２で、Ｎｏと判断された場合は、ヨーレートセンサ又は車速センサは正常と判断しする。
最後に、ステップＳ３１４で、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求め、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算する。なお、この時のゲインは、モータ１０のステアリング換算でのトルク定数の逆数としておく。
【００４０】
実施の形態３によれば、以上の動作を制御装置内のＣＰＵのメイン処理で実施することにより、ヨーレートセンサの異常により異常なハンドル戻り電流発生により、ドライバが危険を感じるような不安定なステアリング動作が生じることを抑制回避する制御を実現することができる。
【００４１】
なお、実施の形態１〜実施の形態３において、第一の路面反力トルク推定器出力と、第二の路面反力トルク推定器〜第四の路面反力トルク推定器のいずれかの出力とが、所定値以上異なる状態が所定時間持続した時に、フェイルと判定することを、戻しトルク補償器内の演算処理に加えても良い。
第一の路面反力トルク推定器出力は、ローパスフィルタを用いているため、ドライバが高周波操舵を行った場合には、正常な場合にも第一の路面反力トルク推定器の出力が、第二の路面反力トルク推定器〜第四の路面反力トルク推定器のいずれかの出力よりも小さくなる場合がある。この時、正常時に、高周波操舵を行った場合には、操舵角が大きくなったり小さくなったりを繰り返すので、第一の路面反力トルク推定器出力が、第二の路面反力トルク推定器〜第四の路面反力トルク推定器のいずれかの出力よりも小さくなる状態は、必ず短時間で終了する。従って所定時間以上続いた時にフェイルと判定するようにしておけば、正常時に誤ってフェイルと判定することがなくなる。
【００４２】
また、操舵角センサ出力またはモータ速度から、操舵速度検出手段によって操舵速度を検出し、検出された操舵速度が、所定の操舵速度以下で、且つ第一の路面反力トルク推定器出力と、第二の路面反力トルク推定器〜第四の路面反力トルク推定器のいずれかの出力が所定値以上異なる時に、フェイルと判定する演算処理を戻しトルク補償器内に加えてもよい。
高周波操舵の場合には、操舵速度が速くなるので、ローパスフィルタの影響のでない操舵速度が一定以下の時に、第一の路面反力トルク推定器出力が、第二の路面反力トルク推定器〜第四の路面反力トルク推定器のいずれかの出力よりも小さくなる状態にのみフェイルと判定するようにしておけば、正常時に誤ってフェイルと判定することがなくなる。
【００４３】
また、高周波操舵の場合には、必ずＴｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１の方がＴｔｉｒｅ＿ｅｓｔ２、Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ３、Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ４よりも小さくなるので、逆にＴｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１の方が大きくなった場合に、フェールと判定するようにしても正常時に誤ってフェイルと判定することがなくなる。
【００４４】
実施の形態４．
実施の形態４は、図１を援用して説明する。
図９は、この発明の実施の形態４による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
実施の形態４は、実施の形態１と同じ構成で、第一の路面反力トルク推定器出力の方が、第二の路面反力トルク推定器出力よりも、所定以上大きい状態が所定時間持続した時に、モータロックであると判定するモータロック判定を戻しトルク補償器で行うようにしている。
第一の路面反力トルク推定器において、モータが機械的にロックした場合、ドライバがロックしたモータを腕の力でむりやりに操作するため、操舵トルク検出器１に約１０Ｎｍ以上の異常な出力が５０〜２００ｍｓｅｃ以上の期間継続する。このような場合、第一の路面反力トルク推定器１５へこの過大な操舵トルクが入力され、その結果第一の路面反力トルク推定器１５出力の方が、第二の路面反力トルク推定器１６出力よりも、所定以上大きい状態が所定時間持続する。この場合、モータがロックしたと判定する。
【００４５】
次に、図９により、実施の形態４による電動式パワーステアリング制御装置の動作について説明する。
ステップＳ４０１〜ステップＳ４１３は、図２のステップＳ１０１〜ステップＳ１１３と同様の処理を行う。ステップＳ４１２でＮｏの場合は、ステップＳ４１９に移り、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求め、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算する。なお、この時のゲインは、モータ１０のステアリング換算でのトルク定数の逆数としておく。
ステップＳ４１２で、Ｙｅｓのときは、ステップＳ４１３を実行後、ステップＳ４１４で、△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔがモータロック時に発生する所定値△ＴＭＬｏｃｋより大きいかどうかを判定して、Ｙｅｓと判定された場合は、ステップＳ４１５で、ＭＬｆｌａｇ＝ＭＬｆｌａｇ＋１として、モータロック状態ｆｌａｇカウンタを１つインクリメントする。そして、ステップＳ４１６で、モータロック状態ｆｌａｇカウンタＭｌｆｌａｇが所定値Ｍｌｏｃｋを越えているかどうかを判定し、Ｙｅｓと判定された場合は、ステップＳ４１７で、モータがロックしたと判定し、ステップＳ４１８で、目標電流Ｉｒｅｆ＝０として、本制御ルーチンを終了する。
【００４６】
実施の形態４によれば、モータロックを的確に判定することができる。
【００４７】
実施の形態５．
図１０は、この発明の実施の形態５による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
図１０において、１〜６、８〜１５、１７は図１におけるものと同一のものである。２０は、路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出器である。
図１１は、この発明の実施の形態５による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
実施の形態５は、実施の形態１の構成の操舵角センサ出力を入力とする第二の路面反力トルク推定器に替えて、ステアリング軸に装着した路面反力トルク検出器２０を設けた構成である。
実施の形態５では、ステアリング軸に装着した路面反力トルク検出器２０の出力（第五の路面反力トルク）と第一の路面反力トルク推定器１５によって推定された第一の路面反力トルクとを比較した結果に基づき、路面反力トルク検出器２０の異常を検出する。
【００４８】
次に、図１１により、実施の形態５による電動式パワーステアリング制御装置の動作について説明する。
ステップＳ５０１〜ステップＳ５０６は、図２のステップＳ１０１〜ステップＳ１０６と同様の処理を行い、第一の路面反力トルク推定値Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１を演算する。
次いで、ステップＳ５０７で、路面反力トルク検出器２０の出力を読み込み、路面反力トルクＴｔｉｒｅ＿ｍｅａｓとしてメモリに記憶する。ステップＳ５０８で、戻しトルク補償器１７により、路面反力トルクＴｔｉｒｅ＿ｍｅａｓに基づいて、ハンドル戻り補助トルク信号Ｉｔｉｒｅをテーブルルックアップで求める。
【００４９】
次いで、ステップＳ５０９で、第一の路面反力トルク推定器出力Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１と、路面反力トルク検出器２０の出力Ｔｔｉｒｅ＿ｍｅａｓとの差を、△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ＝Ｔｔｉｒｅ＿ｍｅａｓ−Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１の演算式により演算する。次いで、ステップＳ５１０で、路面反力トルクの差△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔが所定値△Ｔｆａｉｌより大きいかどうかを判定する。Ｙｅｓと判定された場合は、路面反力トルク検出器２０が異常でフェイルと判断し、ステップＳ５１１で、ハンドル戻り補助トルク信号Ｉｔｉｒｅをゼロにする。ステップＳ５１０で、Ｎｏと判断された場合は、路面反力トルク検出器２０は正常と判断しする。
最後に、ステップＳ５１２で、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求め、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算する。なお、この時のゲインは、モータ１０のステアリング換算でのトルク定数の逆数としておく。
【００５０】
なお、ステップＳ５１０において、所定時間以上持続して、路面反力トルクの差△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔが所定値△Ｔｆａｉｌより大きいかどうかを判定するようにしてもよい。
【００５１】
実施の形態５によれば、路面反力トルク検出器２０の異常による異常なハンドル戻り補助トルク信号発生により、ドライバが危険を感じるような不安定なステアリング動作が生じることを、抑制回避する制御を実現することができる。
【００５２】
実施の形態６．
図１２は、この発明の実施の形態６による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
図１２において、１〜６、８〜１７は図１におけるものと同一のものである。２１は車内ＬＡＮを介して電動式パワーステアリング制御装置に接続されたブレーキ制御装置である。
図１３は、この発明の実施の形態６による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
実施の形態６は、実施の形態１の構成で、車内ＬＡＮを介してブレーキ制御装置２１から路面μ（μは摩擦係数）信号を、戻しトルク補償器１７に入力する構成とし、走行路面が非高μ路であることを判定処理をするとともに、非高μ路であると判定された場合には、フェール判定を行わないようにしたものである。
ブレーキ制御装置においては、路面μ信号は、例えば車輪速度信号から判定を行う等の従来の技術を用いる。
【００５３】
次に、図１３により、実施の形態６による電動式パワーステアリング制御装置の動作について説明する。
ステップＳ６０１〜ステップＳ６１１は、図２のステップＳ１０１〜ステップＳ１１１と同様の処理を行い、第一の路面反力トルク推定器出力Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１と、第二の路面反力トルク推定器出力Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ２との差を、△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ＝Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ２−Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１の演算式により演算する。
【００５４】
次いで、ステップＳ６１２で、ブレーキ制御装置２１から車内ＬＡＮを介して路面μ信号を読み込み、メモリに記憶する。ステップＳ６１３で、路面反力トルク推定値の差△Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔが所定値△Ｔｆａｉｌより大きいかどうかを判定する。Ｙｅｓと判定された場合は、ステップＳ６１４で、高μ路かどうかを判定し、高μ路の場合は、ステップＳ６１５で、ハンドル戻り補助トルク信号Itire をゼロにする。ステップＳ６１３、Ｎｏと判断された場合は、操舵角センサは正常と判断する。また、ステップ６１５で、Ｎｏと判断された場合は、フェール判定を行わない。
最後に、ステップＳ６１６で、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求め、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算する。なお、この時のゲインは、モータ１０のステアリング換算でのトルク定数の逆数としておく。
【００５５】
実施の形態６によれば、操舵角センサの異常による異常なハンドル戻り補助トルク信号発生により、ドライバが危険を感じるような不安定なステアリング動作が生じることを、路面状態に応じて、抑制回避する制御を実現することができる。
【００５６】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、操舵角検出手段により検出された操舵角を用いて第二の路面反力トルクを推定する第二の路面反力トルク推定手段と、この第二の路面反力トルク推定手段により推定された第二の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルク及び第二の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、操舵角検出手段の異常を判定するので、全ての運転状態でハンドル戻り性を向上させると共に、操舵角検出手段の異常に対応することができる。
【００５７】
また、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、車両の横加速度を検出する横加速度検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、横加速度検出手段によって検出された車両の横加速度から第三の路面反力トルクを推定する第三の路面反力トルク推定手段と、この第三の路面反力トルク推定手段により推定された第三の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルク及び第三の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、横加速度検出手段の異常を判定するので、全ての運転状態でハンドル戻り性を向上させると共に、横加速度検出手段の異常に対応することができる。
【００５８】
また、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、車両のヨーレートを検出するヨーレート検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、ヨーレート検出手段によって検出された車両のヨーレートから第四の路面反力トルクを推定する第四の路面反力トルク推定手段と、この第四の路面反力トルク推定手段により推定された第四の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルク及び第四の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、ヨーレート検出手段の異常を判定するので、全ての運転状態でハンドル戻り性を向上させると共に、ヨーレート検出手段の異常に対応することができる。
【００５９】
さらに、戻しトルク補償手段は、二つの推定された路面反力トルクの差が、所定時間持続して所定値より大きいとき、異常を判定するので、確実に異常を判定することができる。
また、操舵速度を検出する操舵速度検出手段を備え、戻しトルク補償手段は、操舵速度検出手段によって検出された操舵速度が所定値以下で且つ二つの推定された路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、異常を判定するので、確実な判定を行うことができる。
【００６０】
また、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルクが、推定された他の路面反力トルクより所定値より大きいとき、異常を判定するので、確実に異常を判定することができる。
さらにまた、戻しトルク補償手段は、所定時間持続して、第一の路面反力トルクが、推定された他の路面反力トルクより所定値より大きいとき、モータロックであると判定するので、確実にモータロックを判定することができる。
【００６１】
また、運転者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により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、第五の路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段と、この路面反力トルク検出手段により検出された第五の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルク及び第五の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、路面反力トルク検出手段の異常を判定するので、全ての運転状態でハンドル戻り性を向上させると共に、路面反力トルク検出手段の異常に対応することができる。
【００６２】
加えて、戻しトルク補償手段は、所定時間持続して、第一の路面反力トルクが、第五の路面反力トルクより所定値より大きいとき、異常を判定するので、確実に路面反力トルクの異常を判定することができる。
また、戻しトルク補償手段は、道路状態を判定する機能を有し、非高μ路と判定したときは、検出手段の異常判定を行わないので、道路状態に応じて検出手段の異常判定を行うことができる。
【００６３】
さらに、この発明に係わる電動式パワーステアリング制御方法においては、操舵トルクを用いて第一の路面反力トルクを推定し、検出手段によって検出された操舵角、車両の横加速度及び車両のヨーレートのいずれか一つを用いて第六の路面反力トルクを推定して、推定された第六の路面反力トルクに基づき、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御すると共に、第一の路面反力トルク及び第六の路面反力トルクの差により検出手段の異常を判定するようにしたので、全ての運転状態でハンドル戻り性を向上させると共に、検出手段の異常に対応することができる。
【００６４】
また、第一の路面反力トルク及び第六の路面反力トルクの差が所定時間持続して、所定値より大きいとき、異常を判定するので、確実に検出手段の異常を判定することができる。
また、路面状態を判定し、非高μ路と判定したときは、検出手段の異常判定を行わないようにしたので、道路状態に応じて検出手段の異常判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の第二の路面反力トルクの特性を説明する図である。
【図４】 この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】 この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図６】 この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の路面反力トルク推定値と車両横加速度との関係を示す特性図である。
【図７】 この発明の実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】 この発明の実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図９】 この発明の実施の形態４による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】 この発明の実施の形態５による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１２】 この発明の実施の形態６による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】 この発明の実施の形態６による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１４】 従来の電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 操舵トルク検出器、２ 操舵トルク制御器、３ モータ速度検出器、
４ ダンピング補償器、５ モータ加速度検出器、６ 慣性補償器、
８ 第一の加算器、９ モータ電流決定器、１０ モータ、
１１ モータ電流検出器、１２ 第二の加算器、１３ モータ駆動器、
１４ 車速検出器、１５ 第一の路面反力トルク推定器、
１６ 第二の路面反力トルク推定器、１７ 戻しトルク補償器、
１８ 第三の路面反力トルク推定器、１９ 第四の路面反力トルク推定器、
２０ 路面反力トルク検出器、２１ ブレーキ制御装置。
Claims (13)
- モータによって発生されるトルクを用いて運転者の操舵トルクを補助する自動車用の電動式パワーステアリング制御装置において、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段、操舵角を検出する操舵角検出手段、上記操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段、上記操舵角検出手段により検出された操舵角を用いて第二の路面反力トルクを推定する第二の路面反力トルク推定手段、この第二の路面反力トルク推定手段により推定された第二の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、上記戻しトルク補償手段は、上記第一の路面反力トルク及び第二の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、上記操舵角検出手段の異常を判定することを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
- モータによって発生されるトルクを用いて運転者の操舵トルクを補助する自動車用の電動式パワーステアリング制御装置において、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段、車両の横加速度を検出する横加速度検出手段、上記操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段、上記横加速度検出手段によって検出された車両の横加速度から第三の路面反力トルクを推定する第三の路面反力トルク推定手段、この第三の路面反力トルク推定手段により推定された第三の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、上記戻しトルク補償手段は、上記第一の路面反力トルク及び第三の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、上記横加速度検出手段の異常を判定することを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
- モータによって発生されるトルクを用いて運転者の操舵トルクを補助する自動車用の電動式パワーステアリング制御装置において、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段、車両のヨーレートを検出するヨーレート検出手段、上記操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段、上記ヨーレート検出手段によって検出された車両のヨーレートから第四の路面反力トルクを推定する第四の路面反力トルク推定手段、この第四の路面反力トルク推定手段により推定された第四の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、上記戻しトルク補償手段は、上記第一の路面反力トルク及び第四の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、上記ヨーレート検出手段の異常を判定することを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
- 戻しトルク補償手段は、二つの推定された路面反力トルクの差が、所定時間持続して所定値より大きいとき、異常を判定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載の電動式パワーステアリング制御装置。
- 操舵速度を検出する操舵速度検出手段を備え、戻しトルク補償手段は、上記操舵速度検出手段によって検出された操舵速度が所定値以下で且つ二つの推定された路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、異常を判定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載の電動式パワーステアリング制御装置。
- 戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルクが、推定された他の路面反力トルクより所定値より大きいとき、異常を判定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載の電動式パワーステアリング制御装置。
- 戻しトルク補償手段は、所定時間持続して、第一の路面反力トルクが、推定された他の路面反力トルクより所定値より大きいとき、モータロックであると判定することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項記載の電動式パワーステアリング制御装置。
- モータによって発生されるトルクを用いて運転者の操舵トルクを補助する自動車用の電動式パワーステアリング制御装置において、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段、上記操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いてタイヤが路面から受ける第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段、第五の路面反力トルクを検出する路面反力トルク検出手段、この路面反力トルク検出手段により検出された第五の路面反力トルクに基づきハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する戻しトルク補償手段を備え、上記戻しトルク補償手段は、上記第一の路面反力トルク及び上記第五の路面反力トルクの差が所定値より大きいとき、上記路面反力トルク検出手段の異常を判定することを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
- 戻しトルク補償手段は、所定時間持続して、第一の路面反力トルクが、第五の路面反力トルクより所定値より大きいとき、異常を判定することを特徴とする請求項８記載の電動式パワーステアリング制御装置。
- 戻しトルク補償手段は、道路状態を判定する機能を有し、非高μ路と判定したときは、検出手段の異常判定を行わないことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項記載の電動式パワーステアリング制御装置。
- モータによって発生されるトルクを用いて運転者の操舵トルクを補助する自動車用の電動式パワーステアリング制御方法において、操舵トルクを用いて第一の路面反力トルクを推定し、検出手段によって検出された操舵角、車両の横加速度及び車両のヨーレートのいずれか一つを用いて第六の路面反力トルクを推定して、上記推定された第六の路面反力トルクに基づき、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御すると共に、上記第一の路面反力トルク及び第六の路面反力トルクの差により上記検出手段の異常を判定するようにしたことを特徴とする電動式パワーステアリング制御方法。
- 第一の路面反力トルク及び第六の路面反力トルクの差が所定時間持続して、所定値より大きいとき、異常を判定することを特徴とする請求項１１記載の電動式パワーステアリング制御方法。
- 路面状態を判定し、非高μ路と判定したときは、検出手段の異常判定を行わないようにしたことを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の電動式パワーステアリング制御方法。
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