JP2000289639A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンドルを中立位置に戻すためのワークロー
ドが軽減されていながら、コストアップを最小限に止め
ることが可能な電動パワーステアリング装置を提供する
こと。 【解決手段】 本発明の電動パワーステアリング装置
は、制御ユニット１０に、パワーアシストモータ３の電
圧・電流に基づいて操舵角速度ｅｓｔｅｖを推定する操
舵角速度推算手段１７と、操舵トルク信号Ｔｓおよび操
舵角速度ｅｓｔｅｖに基づいてハンドル操作が戻し状態
であるか否かを判定するハンドル戻し判定手段１８と、
戻し状態にある場合には適正な戻し補正量ｉｃｒ’を生
成する戻し補正量演算手段１９とをもつ。より良好な戻
し操舵感覚が得られながら、ＡＢＳを装備していない車
両であっても新たにセンサを付加する必要がないので、
コストアップが最小限に止められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車など操
舵を行う車両に装備される電動パワーステアリング装置
の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の操舵装置では、一方に切られた
ハンドル（ステアリングホイール）から運転者が手を離
すなり操舵力を抜くなりして、自然に操舵車輪が中立位
置に戻す操作が通常行われてきた。ところが通常の電動
パワーステアリング装置では、自然に操舵車輪が中立位
置に戻るのを期待していると、特に低速時にはハンドル
が戻りにくいという不都合があった。これは、路面から
各操舵車輪にかかる力により自然にハンドルが戻ろうと
する際に、パワーアシストモータおよびその減速機がも
つ慣性モーメントおよび摩擦抵抗などの影響に起因して
いる。その結果、運転者がハンドルから手を離しても、
ハンドルの戻りが遅かったり、ハンドルが中立位置まで
戻りきらなかったりするので、運転者は積極的にハンド
ルを中立位置にまで戻す操作をしなければならず、ワー
クロードが大きかった。

【０００３】このような不都合を解消する目的で、特公
平３−１１９４４号公報には、ハンドルを一方に切るト
ルクを弱めると、直ちに戻し操舵が自動的に行われて操
舵車輪が中立位置に戻る電動パワーステアリング装置が
開示されている。すなわち、同公報の電動パワーステア
リング装置には、ステアリングラック軸の左右位置を検
出することにより直接的に操舵車輪の操舵角を検出する
舵角センサが装備されている。そして、ステアリングコ
ラムにかかる操舵トルクの急激な減少によってハンドル
が戻し状態にあると判定された場合には、積極的にパワ
ーアシストモータが駆動され、操舵車輪は速やかに中立
位置に戻されるようになっている。その結果、同公報の
技術によれば、ハンドルを中立位置に戻すための積極的
な運転操作を行うことが不要になり、運転者のワークロ
ードが軽減されるという効果がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報の技術では、通常の電動パワーステアリング装置のハ
ードウェア構成に加えて、操舵車輪の操舵角を検出する
ための舵角センサが必要とされるので、その分のコスト
アップは不可避であった。そこで本発明は、ハンドルを
中立位置に戻すためのワークロードが軽減されていなが
ら、コストアップを最小限に止めることが可能な電動パ
ワーステアリング装置を提供することを解決すべき課題
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、発明者は以下の手段を発明した。 （第１手段）本発明の第１手段は、請求項１記載の電動
パワーステアリング装置である。本手段において、制御
ユニットは、車速センサからの車速信号とトルクセンサ
からの操舵トルク信号とに基づいて、パワーアシストモ
ータを駆動する作用を有する。この作用を発揮するため
に、制御ユニットは、操舵角速度推算手段、ハンドル戻
し判定手段および戻し制御手段を備えている。

【０００６】操舵角速度推算手段は、パワーアシストモ
ータに加えられるモータ端子間電圧と、そのモータ電流
検出値とに基づいて、モータ回転角速度を推定してハン
ドルの操舵角速度推定値を算出する数値演算手段であ
る。また、ハンドル戻し判定手段は、操舵トルク信号と
操舵角速度推定値とに基づいて、ハンドルが戻し状態に
あるか否かを判定する論理演算手段である。さらに、戻
し制御手段は、このハンドル戻し判定手段によってハン
ドルが戻し状態にあると判定された場合には、モータ制
御回路等を介してパワーアシストモータに適正な戻し操
舵をさせる制御を行う数値演算手段である。これらの演
算手段が、所定の制御ロジックに従って互いに関連しな
がら作用することにより、制御ユニットは、ハンドルが
戻し状態にある場合には、適正な戻し操舵をさせるよう
に、パワーアシストモータを駆動することができる。

【０００７】すなわち、これらの演算手段は、ＥＣＵ等
の制御ユニット内に装備されているマイクロコンピュー
タのソフトウェアを改修するなどのマイナーチェンジに
よって実現可能である。それゆえ、本手段では、操舵角
センサ等のハードウェアを新たに装備すること必要がな
くなり、その分のコストアップがなくなる。それでい
て、本手段の電動パワーステアリング装置によれば、ハ
ンドルを中立位置に戻すためのワークロードを軽減する
ことができる。

【０００８】したがって、本手段の電動パワーステアリ
ング装置によれば、ハンドルを中立位置に戻すためのワ
ークロードが軽減されていながら、コストアップを最小
限に止めることができるという効果がある。そのうえ本
手段は、ＡＢＳを備えていない車両にも、新たにセンサ
を付加することなしに適用することができるという効果
がある。

【０００９】（第２手段）本発明の第２手段は、請求項
２記載の電動パワーステアリング装置である。本手段に
おいては、前記ハンドル戻し判定手段は、前記操舵トル
ク信号の符号と前記操舵角速度推定値の符号とに基づい
て前記ハンドルが戻し状態にあるか否かを判定する論理
演算手段である。それゆえ、複雑な数値演算処理等の演
算は不要となり、論理演算のロジックが簡素化される。

【００１０】したがって本手段によれば、前述の第１手
段の効果に加えて、ハンドルの戻し状態の判定に関わる
論理演算のロジックが簡素化されるので、制御ユニット
のコストアップも最低限に抑制されるという効果があ
る。 （第３手段）本発明の第３手段は、請求項３記載の電動
パワーステアリング装置である。

【００１１】本手段においては、ハンドル戻し判定手段
により、操舵トルク信号が右向きであり操舵角速度推定
値が左向きである場合には、ハンドルが右切り位置から
中立位置への戻し状態にあると判定される。逆に、操舵
トルク信号が左向きであり操舵角速度推定値が右向きで
ある場合には、ハンドルが左切り位置から中立位置への
戻し状態にあると判定される。

【００１２】ハンドルが戻し状態に入ったときには、ハ
ンドルは中立位置へと戻る方向に角速度を持つことは当
然である。一方、操舵トルク信号が依然としてハンドル
をより大きく切る方向へ発生していることに関しては、
疑問をもたれる方も居よう。しかしながら、発明者が実
験を行ったところ、どんなに急操舵を行っても運転者の
操作である限り、ハンドルが戻し状態に入った瞬間（つ
まりハンドルが中立位置へと戻る方向に角速度を持ち始
めた瞬間）には、操舵トルク信号は依然としてハンドル
をより大きく切る方向へ発生していることが発見され
た。そして、戻し操舵が進むうちに、多くの場合には操
舵トルク信号の符号は反転し、ハンドルを中立位置へと
戻す方向への操舵トルク信号が発生するに至る。

【００１３】また、それならばハンドルの角速度に相当
する操舵角速度推定値だけを観測していれば戻し状態へ
入ったことが判定できそうに思う向きもあろうが、そう
ではない。すなわち、操舵角速度推定値が中立位置方向
へ発生してることを知るには、操舵角自体が観測できて
いなければならない。しかしながら、本発明のパワース
テアリング装置は、操舵角センサを持たない構成である
ので、操舵角速度推定値がわかっても、中立位置へ向か
っているのか逆に操舵角を増す方向に向かっているのか
は、操舵角速度推定値だけからは判定がつかない。とこ
ろが、操舵角速度推定値の符号が変わった瞬間に操舵ト
ルク信号の符号を援用することにより、操舵角の方向を
間接的に観測することができることが実験的にわかっ
た。そこで本手段では、操舵角速度推定値に操舵トルク
信号を援用して戻し状態に入ったことが判定される。

【００１４】したがって本手段によれば、前述の第２手
段と同様に、操舵角センサが不要で安価な構成でありな
がら、簡素な論理演算で戻し状態の入ったことが判定で
きるという効果がある。 （第４手段）本発明の第４手段は、請求項４記載の電動
パワーステアリング装置である。

【００１５】本手段では、前記第３手段において、操舵
トルクの符号と操舵角速度推定値の符号との所定の組み
合わせが、所定時間続いた場合にのみ、戻し状態に入っ
たとの判定がなされる。自動車等の車両の搭載しての実
運用においては、振動等の外乱や手の震え等の擾乱が入
るので、ハンドルを戻す意志が運転者にないにも関わら
ず、ごく短時間だけ操舵トルクの符号と操舵角速度推定
値の符号とが戻し状態に入る際の組み合わせになること
がある。このような場合にハンドル戻し制御に入ってし
まうと、操舵感覚に違和感を生じて不都合である。そこ
で本手段のように、操舵トルクの符号と操舵角速度推定
値の符号との所定の組み合わせが所定時間続いた場合に
のみ、戻し状態に入ったとの判定がなされるのであれ
ば、このような誤判定による不都合が回避される。

【００１６】したがって本手段によれば、前述の第３手
段の効果に加えて、ハンドル操作が戻し状態に入ったと
の判定に誤判定が少なくなり、同判定がより確実になさ
れるようになるので、操舵感覚が向上するという効果が
ある。 （第５手段）本発明の第５手段は、請求項５記載の電動
パワーステアリング装置である。

【００１７】本手段では、ハンドル戻し判定手段によ
り、ハンドルが右切り位置からの戻し状態にあると判定
されている場合には、操舵角速度推定値がゼロないし右
向きになったら該右切り位置からの戻し状態から脱出し
たものと判定される。逆に、ハンドルが左切り位置から
の戻し状態にあると判定されている場合には、操舵角速
度推定値がゼロないし左向きになったら左切り位置から
の戻し状態から脱出したものと判定される。

【００１８】すなわち、ハンドル戻し制御中に戻し方向
が明らかになっていれば、操舵角速度推定値がゼロにな
るか符号が反転することをもって、ハンドル戻し制御が
終了したものと判定される。最も簡素には、ハンドル戻
し制御中に操舵角速度推定値がゼロになるか符号が反転
することをもって、ハンドル戻し制御が終了したものと
判定される。

【００１９】したがって本手段によれば、前述の第１手
段の効果に加えて、戻し状態からの脱出を判定する論理
がきわめて簡素になり、マイクロコンピュータなどの演
算手段をより安価にすることができるという効果があ
る。 （付記）以下の実施例１で示すように、前記第４手段と
前記第５手段との組み合わせが本発明の実施形態のベス
トモードである。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の電動パワーステアリング
装置の実施の形態については、当業者に実施可能な理解
が得られるよう、以下の実施例で明確かつ十分に説明す
る。 ［実施例１］ （実施例１の構成）本発明の実施例１としての電動パワ
ーステアリング装置は、電気自動車用の操舵装置であっ
て、図１に示すように、車速センサ１、トルクセンサ
２、制御ユニット１０およびパワーアシストモータ３を
有する。

【００２１】車速センサ１は、速度計用の車速信号ｖを
生成するセンサであって、すでに自動車に標準装備され
ている。一方、トルクセンサ２は、ステアリングコラム
にかかる操舵トルクを検出して操舵トルク信号Ｔｓを生
成するセンサであって、パワーアシストを行うパワース
テアリング装置ではすでに標準装備されている。本実施
例の電動パワーステアリング装置では、自動車の状態を
検知するセンサとしてはこれら二種類のセンサだけが採
用されており、操舵車輪の操舵角度を検出するポテンシ
ョメータなどの操舵角センサは必要とされない。また、
左右の車輪間の回転速度差を検出する必要もないので、
ＡＢＳを装備していない自動車にも新たにセンサを付加
することなく本実施例を適用することができる。

【００２２】パワーアシストモータ３は、制御ユニット
１０によって適正に制御されながら駆動され、運転者が
ハンドルにかける操舵トルクを補強して、操舵車輪に舵
角を与える操舵力を高める直流モータである。一方、制
御ユニット１０は、前述の車速信号ｖと操舵トルク信号
Ｔｓとに基づいて、パワーアシストモータ３を適正に駆
動するＥＣＵである。

【００２３】すなわち、制御ユニット１０は、車速演算
器１１、電流指令値演算手段１２、モータ制御回路１
３、モータ駆動回路１４、モータ電流検出回路１５、モ
ータ端子間電圧検出回路１６、操舵角速度推算手段１
７、ハンドル戻し判定手段１８、戻し補正量演算手段１
９および加算手段２０を内蔵している。これらの構成要
素のうち、車速演算器１１、電流指令値演算手段１２、
モータ制御回路１３、モータ駆動回路１４、モータ電流
検出回路１５およびモータ端子間電圧検出回路１６は、
普通の電動パワーステアリング装置がもっているものと
基本的に同じであるので、詳しい説明は省略する。

【００２４】また、電流指令値演算手段１２、操舵角速
度推算手段１７、ハンドル戻し判定手段１８、戻し補正
量演算手段１９および加算手段２０は、制御ユニット１
０に内蔵されているマイクロコンピュータ（図略）によ
ってそれぞれ実現されるデジタル演算手段である。ここ
で、電流指令値演算手段１２、戻し補正量演算手段１９
および加算手段２０は、戻し制御手段を構成している。

【００２５】すなわち、操舵角速度推算手段１７は、パ
ワーアシストモータ３に加えられるモータ端子間電圧Ｖ
ｍとそのモータ電流検出値Ｉｍとに基づいて推定された
モータ回転角速度から、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖを
算出する演算を行う数値演算手段である。一方、ハンド
ル戻し判定手段１８は、操舵トルク信号Ｔｓと操舵角速
度推定値ｅｓｔｅｖとに基づいて、ハンドルが戻し状態
にあるか否かを判定する論理演算手段である。さらに、
戻し補正量演算手段１９は、このハンドル戻し判定手段
１８によってハンドルが戻し状態にあると判定された場
合には、パワーアシストモータ３に適正な戻し操舵をさ
せるための戻し補正量ｉｃｒ’を生成する数値演算手段
である。

【００２６】ここで、ハンドル戻し判定手段１８は、操
舵トルク信号Ｔｓの符号と操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖ
の符号とに基づいて、ハンドルが戻し状態にあるか否か
を判定する論理演算手段である。すなわち、操舵トルク
信号Ｔｓが右向きであり操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖが
左向きである状態が所定時間を越えて続いた場合には、
ハンドルが右切り位置からの戻し状態にあると判定し、
操舵トルク信号Ｔｓが左向きであり操舵角速度推定値ｅ
ｓｔｅｖが右向きである状態が該所定時間を越えて続い
た場合には、ハンドルが左切り位置からの戻し状態にあ
ると判定する論理演算手段である。また、ハンドルが右
切り位置からの戻し状態にあると判定されている場合に
は、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖがゼロないし右向きに
なったら右切り位置からの戻し状態から脱出したものと
判定し、ハンドルが左切り位置からの戻し状態にあると
判定されている場合には、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖ
がゼロないし左向きになったら左切り位置からの戻し状
態から脱出したものと判定する論理演算手段である。

【００２７】本実施例の電動パワーステアリング装置に
おける各種信号の入出力は、図１に示す通りであるが、
本実施例の特徴的な部分（特にハンドル戻し判定手段１
８）の作用については、後ほど項を改めて詳しく説明す
る。 （実施例１の作用の概要）本実施例の電動パワーステア
リング装置は、以上のように構成されているので、以下
のような作用効果を発揮する。読者におかれては、図１
を参照しつつ読み進められたい。

【００２８】操舵角速度推算手段１７は、パワーアシス
トモータ３に加えられるモータ端子間電圧Ｖｍとそのモ
ータ電流検出値Ｉｍとに基づいて、操舵角速度推定値ｅ
ｓｔｅｖを推定する数値演算を行う。ここで、モータ端
子間電圧Ｖｍは、モータ駆動回路１４に付属しているモ
ータ端子間電圧検出回路１６のよって検出され、図示し
ないＡ／Ｄ変換器を介して操舵角速度推算手段１７に入
力される。一方、モータ電流検出値Ｉｍは、モータ制御
回路１３等と共にマイナー・フィードバックループを形
成しているモータ電流検出回路１５によって計測され、
やはり図示しないＡ／Ｄ変換器を介して操舵角速度推算
手段１７に入力される。また、操舵角速度推定値ｅｓｔ
ｅｖは、ハンドルの回転角度の推定値であって、操舵車
輪の操向角速度の推定値ではない。

【００２９】すなわち、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖ
は、操舵角速度推算手段１７により、次の数１に従って
算出される。

【００３０】

【数１】 ｅｓｔｅｖ＝｛（Ｖｍ−Ｉｍ・Ｒｍ）／Ｋ
ｔ｝・（３６０／Ｎｍｒ） ここで、前述のように、Ｖｍはモータ端子間電圧であ
り、Ｉｍはモータ電流検出値である。また、Ｒｍはモー
タ巻線抵抗、Ｋｔは誘起電圧定数、Ｎｍｒはパワーアシ
ストモータ３からステアリングコラムまでの減速比であ
る。操舵角速度推算手段１７によって算定された操舵角
速度推定値ｅｓｔｅｖは、ハンドル戻し判定手段１８に
伝達される。ハンドル戻し判定手段１８にはまた、前述
のトルクセンサ２からの操舵トルク信号Ｔｓが入力され
る。

【００３１】ハンドル戻し判定手段１８は、操舵トルク
信号Ｔｓおよび操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖに基づい
て、ハンドルが戻し状態にあるか否かを判定する論理演
算を行う。ハンドル戻し判定手段１８によるこの判定結
果は、車速演算器１１により計測された車速信号ｖに並
行して、戻し補正量演算手段１９に供給される。なお、
ハンドル戻し判定手段１８の作用である判定ロジックに
ついては、項を改めて後ほど詳しく説明する。

【００３２】最後に、戻し補正量演算手段１９は、前述
のようにハンドル戻し判定手段１８によってハンドルが
戻し状態にあると判定された場合には、数値演算を行
い、パワーアシストモータ３に適正な戻し操舵をさせる
戻し補正量ｉｃｒ’を生成する。この数値演算は、ハン
ドル戻し判定手段１８によってハンドルが中立位置への
戻し状態のあると判定された場合に、車速演算器１１に
よって測定された車速信号ｖに基づき、所定の演算ロジ
ックに従ってなされ、適正な戻し補正量が生成される。
戻し補正量演算手段１９が行う論理演算の判定ロジック
については、次の項で詳しく説明する。

【００３３】戻し補正量ｉｃｒ’は、このようにして戻
し補正量演算手段１９によって生成され、電流指令値演
算手段１２の出力である電流指令値ｉｃに加算手段２０
で加算されて戻し補正がなされた電流指令値ｉｃ＋ｉｃ
ｒ’が生成される。そして、この戻し補正がなされた電
流指令値ｉｃ＋ｉｃｒ’は、モータ制御回路１３に提供
されてパワーアシストモータ３の出力を規定する。

【００３４】（実施例１の判定ロジック）本項では、以
上の作用のうち、ハンドル戻し判定手段１８の作用につ
いて、図２のフローチャートを参照しつつより具体的に
説明する。図２に示すように、ハンドル戻し判定手段１
８の判定ロジックがスタートすると、先ず処理ステップ
Ｓ１で前回の同判定ロジックがスタートしてから２０ミ
リ秒経つまで待たされる。すなわち、この判定ロジック
は、２０ミリ秒毎に実行されるようになっている。

【００３５】そして、この判定ロジックが所定時間間隔
でスタートすると、処理ステップＳ２で、両戻り中判定
タイマのカウントアップが始まる。すなわち、ハンドル
が右切り位置から中立位置への戻し状態にある時間を計
数するためのタイマ（右からの戻り中判定タイマ）と、
ハンドルが左切り位置から中立位置への戻し状態にある
時間を計数するためのタイマ（左からの戻り中判定タイ
マ）とのインクリメントが行われる。

【００３６】次に、判断ステップＳ３で、前回のハンド
ル戻し判定手段１８での判定結果が通常制御中であった
か否か、すなわち戻し制御中でなかったか否かの判定が
行われる。その結果、前回のハンドル戻し判定手段１８
での判定結果が通常制御中であって戻し制御中でなかっ
たと判定された場合には、ステップＳ４〜Ｓ７およびス
テップＳ１４〜Ｓ１７で、現時点のハンドル操作が戻り
中になっているか否かを判定するルーチンに入る。

【００３７】すなわち、判断ステップＳ４では、操舵ト
ルク信号Ｔｓが正（右向き）であり、かつ、操舵角速度
推定値ｅｓｔｅｖが負（左向き）である場合には、ハン
ドルが右からの戻り中になっている可能性ありとして次
の判断ステップＳ５に進む。ここで、急操舵による右か
らの戻し操作を行った場合には操舵トルク信号Ｔｓが負
（左向き）になるのではないかとの懸念をお持ちの読者
もあろう。しかし、発明者が実験により確認したとこ
ろ、右からの戻し操作の初期においては、短時間であっ
ても必ず操舵トルク信号Ｔｓが正（右向き）に出ている
ことが確認されたので、判断ステップＳ４の判定基準は
信頼すべきものである。なお、このことは左からの戻し
操作の判定に関しても左右が逆転するだけで同様である
ので、後述の判断ステップＳ１４の判定基準も信頼に足
りる。

【００３８】そして、判断ステップＳ５では、前述の処
理ステップＳ２でカウントアップされた右からの戻り中
判定タイマが、所定の閾値ｔｍｍｈを越えているか否か
が判定される。この判定で右からの戻り中判定タイマが
閾値ｔｍｍｈを越えていると判定された場合には、次の
処理ステップＳ６で戻し制御開始とされ戻し制御フラッ
グが立てられる。逆に、右からの戻り中判定タイマが閾
値ｔｍｍｈを越えていると判定されなかった場合には、
まだ確実には戻し状態に入っていないと見なされ、通常
制御のままに判定は保たれる。処理ステップＳ６のよう
に、戻り中判定タイマが閾値ｔｍｍｈを越えたか否かを
判定することにより、微振動等のノイズによって戻し制
御に入ってしまうような誤判定が防止される。このよう
な誤判定防止作用は、判断ステップＳ５と左右が逆転し
た後述の判断ステップＳ１５においても、同様に有効で
ある。

【００３９】逆に、判断ステップＳ４で、右からの戻り
中になっている可能性なしと判定された場合には、判定
ロジックは判断ステップＳに並行した判断ステップＳ１
４に進み、ハンドルが左からの戻り中になっていないか
どうかが判定される。すなわち、判断ステップＳ１４で
は、操舵トルク信号Ｔｓが負（左向き）であり、かつ、
操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖが正（右向き）である場合
には、ハンドルが左からの戻り中になっている可能性あ
りとして次の判断ステップＳ１５に進む。判断ステップ
Ｓ１５では、前述の処理ステップＳ２でカウントアップ
された左からの戻り中判定タイマが、所定の閾値ｔｍｍ
ｈを越えているか否かが判定される。この判定で左から
の戻り中判定タイマが閾値ｔｍｍｈを越えていると判定
された場合には、次の処理ステップＳ１６で戻し制御開
始とされ戻し制御フラッグが立てられる。逆に、左から
の戻り中判定タイマが閾値ｔｍｍｈを越えていると判定
されなかった場合には、まだ確実には戻し状態に入って
いないと見なされ、通常制御のままに判定は保たれる。

【００４０】なお、判断ステップＳ４でも判断ステップ
Ｓ１４でもハンドルが戻し状態にないと判定された場合
には、通常制御が継続されて処理ステップＳ２７に判定
ロジックは進む。そして処理ステップＳ２７で、右から
の戻り中判定タイマも左からの戻り中判定タイマもゼロ
にリセットされ、判定ロジックは、ハンドルが戻し状態
になく通常制御が継続されるとの判定を維持する。

【００４１】一方、前述の判断ステップＳ３で、前回の
ハンドル戻し判定手段１８での判定結果が通常制御中で
なく戻し制御中であったと判定された場合には、判定ロ
ジックは、図中右方の判断ステップＳ３１に進む。そし
て、ステップＳ３１〜Ｓ３４およびステップＳ４２〜Ｓ
４４で、現時点のハンドル操作が戻り中に維持されてい
るか否かを判定するルーチンに入る。

【００４２】すなわち、判断ステップＳ３１で右からの
戻り中であると判定された場合には、処理ステップＳ３
２で右からの戻り中判定タイマも左からの戻り中判定タ
イマもゼロにリセットされる。処理ステップＳ３２の処
理は、両タイマがカウントアップされ続けて、後々に前
述の判断ステップＳ５，Ｓ１５で誤判定が起こらないよ
うにすることを目的にしている。そして、判断ステップ
Ｓ３３で操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖがゼロ以上、すな
わちハンドルが停止ないし逆転に入ったかどうかが判定
される。この判断ステップＳ３３で肯定的な判定がなさ
れた場合には、処理ステップＳ３４で戻し制御が終了し
たとされ、戻し制御フラッグが下ろされる。逆に、判断
ステップＳ３３で否定的な判定がされた場合には、戻し
制御が終了しておらず継続されているものと見なされ、
戻し制御フラッグは立てられたままに放置される。

【００４３】逆に、判断ステップＳ３１で右からの戻り
中であると判定されなかった場合には、すでに前述の判
断ステップＳ３で戻し制御状態にあったと判定されてい
るわけだから、左からの戻し制御中であることになる。
この場合にも、前述の右からの戻し制御中であった場合
と同様に、処理ステップＳ４２で右からの戻り中判定タ
イマも左からの戻り中判定タイマもゼロにリセットされ
る。（処理ステップＳ４２の処理は、前述の処理ステッ
プＳ３２の処理と同様であるから、両処理ステップＳを
一つにまとめて判断ステップＳ３１の直前に持ってきて
もよい。）そして、判断ステップＳ４３で操舵角速度推
定値ｅｓｔｅｖがゼロ以下、すなわちハンドルが停止な
いし逆転に入ったかどうかが判定される。

【００４４】この判断ステップＳ４３で肯定的な判定が
なされた場合には、処理ステップＳ４４で戻し制御が終
了したとされ、戻し制御フラッグが下ろされる。逆に、
判断ステップＳ４３で否定的な判定がされた場合には、
戻し制御が終了しておらず継続されているものと見なさ
れ、戻し制御フラッグは立てられたままに放置される。
（処理ステップＳ３４，Ｓ４４は同一の処理を行ってい
るので、やはり一つにまとめて両判断ステップＳ３２，
Ｓ４２の直後に置いてもよい。） 以上でハンドルが戻し制御中であるか否かの判定が出そ
ろったので、判定ロジックは、判断ステップＳ８を経た
後、処理ステップＳ９および処理ステップＳ１０のうち
一方へと進む。すなわち、判断ステップＳ８で現時点で
は戻し制御中であると判定された場合には、判定ロジッ
クは処理ステップＳ９へ進み、後述の戻し補正量演算手
段１９による戻し補正量ｉｃｒ’の演算が行われる。逆
に判断ステップＳ８で現時点では戻し制御中ではなく通
常制御中であると判定された場合には、後述の戻し補正
量演算手段１９での数２の演算結果に相当する時間遅れ
のない戻し補正量ｉｃｒが強制的にゼロに設定される。
以上の処理ステップＳ９および処理ステップＳ１０のう
ち一方が完了することをもって、ハンドル戻し判定手段
１８の判定ロジックは、その一周期を完了する。

【００４５】以上のハンドル戻し判定ロジックをまとめ
ると、ハンドル戻し判定手段１８では、トルク信号Ｔｓ
の符号と操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖの符号とに基づい
て、ハンドルが戻し状態にあるか否かが次のように判定
される。すなわち、操舵トルク信号Ｔｓが右向きであり
操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖが左向きである状態が所定
時間ｔｍｍｈを越えて続いた場合には、ハンドルが右切
り位置からの戻し状態にあると判定される。そして、ハ
ンドルが右切り位置からの戻し状態にあると判定されて
いる場合には、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖがゼロない
し右向きになったら右切り位置からの戻し状態から脱出
したものとの判定がなされる。それゆえ、右からの戻し
制御中に、操舵トルク信号Ｔｓの符号が逆転して左向き
になったとしても、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖがゼロ
ないし右向きにならない限り、右からの戻し制御は維持
される。

【００４６】逆に、操舵トルク信号Ｔｓが左向きであり
操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖが右向きである状態が所定
時間ｔｍｍｈを越えて続いた場合には、ハンドルが左切
り位置からの戻し状態にあると判定される。そして、ハ
ンドルが左切り位置からの戻し状態にあると判定されて
いる場合には、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖがゼロない
し左向きになったら左切り位置からの戻し状態から脱出
したものとの判定がなされる。それゆえ、左からの戻し
制御中に、操舵トルク信号Ｔｓの符号が逆転して右向き
になったとしても、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖがゼロ
ないし左向きにならない限り、左からの戻し制御は維持
される。

【００４７】（実施例１の戻し補正量）以上のようなハ
ンドルが戻し状態にあるか否かの判定が、ハンドル戻し
判定手段１８で行われた後、戻し状態である場合には、
戻し補正量演算手段１９により適正な戻し補正量ｉｃ
ｒ’が算出される。ここで、戻し補正量演算手段１９
は、次の数３と後述の数４とに基づいて、電流指令値演
算手段１２で算出されたままの電流指令値ｉｃに対し
て、戻し補正量ｉｃｒ’を加える。すなわち、先ず次の
数２によって、時間遅れのない戻し補正量ｉｃｒが算出
される。

【００４８】

【数２】 ｉｃｒ＝ｉｒ（ｅｓｔｅｖ）・Ｋ３（ｖ） ここで、ｉｃｒはハンドル戻し制御によるモータ電流指
令値に対する時間遅れのない補正量である。また、ｉｒ
は、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖから図３に示す関数に
よって定まる戻し補正量の中間変数であり、Ｋ３は、車
速信号ｖから図４に示す関数によって定まる戻し補正量
の車速係数である。

【００４９】図３に示すように、戻し補正量の中間変数
ｉｒ［Ａ］は、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖの絶対値が
３０〜１２０［ｄｅｇ／ｓ］の範囲でもっとも大きい。
そして、操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖの絶対値が１０
［ｄｅｇ／ｓ］以下の範囲では不感帯が形成されてい
る。これは、このように操舵角速度推定値ｅｓｔｅｖが
小さな範囲では、積極的にアシストしてハンドルを中立
位置に戻さない方がよいからである。すなわち、ゆっく
りと戻し操舵を行っている場合には、必要に応じて運転
者が戻し角速度を調整するようになっている方が優れた
操舵感覚が得られるからである。また、操舵角速度推定
値ｅｓｔｅｖの絶対値が１２０［ｄｅｇ／ｓ］を越える
と、戻し補正量の中間変数ｉｒ［Ａ］は低下するように
設定されている。これは、戻し操舵中に操舵角速度推定
値ｅｓｔｅｖの絶対値がすでに大きい場合に、さらに強
力にアシストして戻し角速度が過大になることを避けた
からである。

【００５０】一方、図４に示すように、戻し補正量の車
速係数Ｋ３（無次元数）は、車速信号ｖが０〜２０［ｋ
ｍ／ｈ］の範囲では高い値を保っているが、２０〜６０
［ｋｍ／ｈ］の範囲で減少し、６０［ｋｍ／ｈ］以上で
はゼロである。これは、自動車の走行速度が高くなると
操舵車輪のセルフアライニング作用が強くなるので、戻
し操舵にあたってアシストする必要がなくなるからであ
る。すなわち、２０［ｋｍ／ｈ］以下の低速ではセルフ
アライニング作用が小さいので戻し操舵にパワーアシス
トする必要性が高く、自動車の走行速度が上がるにつれ
て戻し操舵にパワーアシストする必要性が薄れていくか
らである。

【００５１】戻し補正量演算手段１９では、以上のよう
にして前記数２によって時間遅れのない補正量ｉｃｒが
算出されると、これを次の数３に示すデジタル・ローパ
スフィルタを通して、戻し補正量ｉｃｒ’に急変がない
ようにする。

【００５２】

【数３】 ｉｃｒ’（ｎ）＝｛ｉｃｒ（ｎ）＋（β−
１）・ｉｃｒ’（ｎ−１）｝／β ここで、戻し補正量ｉｃｒ’は、電流指令値演算手段１
２によって算出された電流指令値ｉｃに加算手段２０で
加えられる戻し制御にあたっての補正量である。一方、
βは、この数３の演算周期と関連してデジタル・ローパ
スフィルタの時定数を規定する１よりも大きな定数であ
る。

【００５３】前記数３によって規定されるデジタル・ロ
ーパスフィルタにより、戻し補正量ｉｃｒ’に急変がな
いようにされているので、戻し制御に入った瞬間や戻し
制御から脱した瞬間にも、ハンドルにかかる操舵トルク
の不連続は防止されている。そして、再び図１に示すよ
うに、戻し補正量演算手段１９によって算出された戻し
補正量ｉｃｒ’は、加算手段２０に伝達され、加算手段
２０で電流指令値演算手段１２の出力である電流指令値
ｉｃに加算されて、モータ制御回路１３に伝達される。

【００５４】その結果、戻し操作時にも適正な電流指令
値がモータ制御回路１３に与えられるようになり、ハン
ドルの戻し操舵がスムースに行われるようになる。すな
わち、前記数３によって規定されるデジタル・ローパス
フィルタにより、戻し補正量ｉｃｒ’に急変がないよう
にされているので、戻し制御に入った瞬間や戻し制御か
ら脱した瞬間にも、ハンドルにかかる操舵トルクの不連
続は防止されている。それゆえ、戻し制御に入った瞬間
や戻し制御から脱した瞬間にも、操舵感覚の不連続な急
変は避けられており連続的な操舵感覚が得られるので、
ハンドルの戻し操作における操舵感覚が向上する。

【００５５】（実施例１の効果）以上詳述したように、
制御ユニット１０に内蔵されたマイクロコンピュータに
おいて各演算手段が作用し、制御ユニット１０は、ハン
ドルが戻し状態にある場合には適正な戻し操舵をさせる
ように、パワーアシストモータ３を駆動することができ
る。

【００５６】すなわち、本実施例の電動パワーステアリ
ング装置は、すでに電気自動車に装備されている制御ユ
ニット（ＥＣＵ）１０内に装備されているマイクロコン
ピュータのソフトウェアを改修する等のマイナーチェン
ジによって実現可能である。それゆえ、本実施例では、
自動車に標準装備されている車速センサ１を利用するこ
とによって、操舵角センサ等のハードウェアを新たに装
備すること必要がなくなり、その分のコストアップがな
くなる。また、左右の車輪間での速度差を計測する必要
もないので、ＡＢＳを装備していない自動車にも新たに
センサを付加することなく、本実施例を適用することが
できる。それでいて、本実施例によれば、ハンドルを中
立位置に戻すための運転者のワークロードを軽減するこ
とができるばかりではなく、特に微低車速から中車速に
かけての速度領域において、ハンドルの戻し操舵感覚を
向上させることができる。

【００５７】したがって、本実施例の電動パワーステア
リング装置によれば、ハンドルを中立位置に戻す操舵感
覚が向上して運転者のワークロードが軽減されていなが
ら、コストアップを最小限に抑制することができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の電動パワーステアリング装置の構
成を示すブロック図

【図２】 実施例１でのハンドル戻し判定ロジックを示
すフローチャート

【図３】 実施例１で戻し補正量の中間変数を定めるグ
ラフ

【図４】 実施例１で車速信号から車速係数を定めるグ
ラフ

【符号の説明】

１：車輪速センサ（左右一対） ２：トルクセンサ（ステアリングコラムに装備） ３：パワーアシストモータ（直流モータ） １０：制御ユニット（ＥＣＵ） １１：車速演算器 １２：電流指令値演算手段 １３：モ−タ制御回路 １４：モ−タ駆動回路 １５：モ−タ電流検出回路 １６：モ−タ端子間電圧
検出回路 １７：操舵角速度推算手段 １８：ハンドル戻し判定
手段 １９：戻し補正量演算手段 ２０：加算手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 119:00

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の速度を検出して車速信号を生成する
   車速センサと、 ステアリングコラムにかかる操舵トルクを検出して操舵
   トルク信号を生成するトルクセンサと、 この操舵トルク信号に基づいて操舵力を高めるパワーア
   シストモータと、 この車速信号とこの操舵トルク信号とに基づいてこのパ
   ワーアシストモータを駆動する制御ユニットと、を有す
   る電動パワーステアリング装置において、 前記制御ユニットは、 前記パワーアシストモータに加えられるモータ端子間電
   圧とモータ電流検出値とに基づいて操舵角速度推定値を
   算出する操舵角速度推算手段と、 前記操舵トルク信号とこの操舵角速度推定値とに基づい
   てハンドルが戻し状態にあるか否かを判定するハンドル
   戻し判定手段と、 このハンドル戻し判定手段によってハンドルが戻し状態
   にあると判定された場合には、前記パワーアシストモー
   タに適正な戻し操舵をさせる戻し制御手段と、を有する
   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２】前記ハンドル戻し判定手段は、 前記操舵トルク信号の符号と前記操舵角速度推定値の符
   号とに基づいて前記ハンドルが戻し状態にあるか否かを
   判定する論理演算手段である、 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】前記ハンドル戻し判定手段は、 前記操舵トルク信号が右向きであり前記操舵角速度推定
   値が左向きである場合には、前記ハンドルが右切り位置
   から中立位置への戻し状態にあると判定し、 前記操舵トルク信号が左向きであり前記操舵角速度推定
   値が右向きである場合には、前記ハンドルが左切り位置
   から中立位置への戻し状態にあると判定する論理演算手
   段である、 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】前記ハンドル戻し判定手段は、 前記操舵トルク信号が右向きであり前記操舵角速度推定
   値が左向きである状態が所定時間を越えて続いた場合に
   は、前記ハンドルが右切り位置からの戻し状態にあると
   判定し、 前記操舵トルク信号が左向きであり前記操舵角速度推定
   値が右向きである状態が該所定時間を越えて続いた場合
   には、前記ハンドルが左切り位置からの戻し状態にある
   と判定する論理演算手段である、 請求項３記載の電動パワーステアリング装置。
5. 【請求項５】前記ハンドル戻し判定手段は、 前記ハンドルが前記右切り位置からの戻し状態にあると
   判定されている場合には、前記操舵角速度推定値がゼロ
   ないし右向きになったら該右切り位置からの戻し状態か
   ら脱出したものと判定し、 前記ハンドルが前記左切り位置からの戻し状態にあると
   判定されている場合には、前記操舵角速度推定値がゼロ
   ないし左向きになったら該左切り位置からの戻し状態か
   ら脱出したものと判定する論理演算手段である、 請求項１記載の電動パワーステアリング装置。