JP2008273473A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルクセンサの失陥後にハンドルを切り戻したときの違和感を軽減す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。
【解決手段】本発明の電動パワーステアリング装置１１の構成によれば、操舵シャフト３２の捻れ量の変化量θｘが、トルクセンサ３５の失陥時の前後で予め定められた基準値Ｋ１を超えて大きくなったか否かに基づいて、ハンドル３３の切り戻しの有無を判別することができる。そして、ハンドル３３の切り戻し有りと判別したときに、アシスト指令値Ｉｘとしてアシストモータ１９に付与されていた減衰過渡指令値Ｉｂを強制的に０にすることで、電動パワーステアリング装置１１からのアシスト力の付与が停止され、そのアシスト力が切り戻し動作の妨げになる事態を防ぐことができる。これにより、トルクセンサ３５の失陥後に切り戻しを行った際の違和感を従来より軽減することが可能になる。
【選択図】図２

Description

本発明は、操舵負荷トルクに応じて決定されるアシスト指令値に基づいてモータを駆動し、ハンドルの操舵を補助する電動パワーステアリング装置に関する。

一般に、この種の電動パワーステアリング装置は、トルクセンサが失陥した場合には、アシスト力無しのマニュアル操舵に切り替わる。しかしながら、トルクセンサの失陥と同時にマニュアル操舵に切り替わると、アシスト力の消失によって操舵負荷トルクが急増し、運転者に不安感を抱かせることになる。これに対し、従来の電動パワーステアリング装置として、操舵負荷トルクに応じて第１のアシスト指令値を決定する通常時用の制御系と、操舵負荷トルクとは無関係に操舵角に応じて第２のアシスト指令値を決定する非常時用の制御系とを備えておき、トルクセンサの失陥と同時に第１のアシスト指令値を用いた制御から第２のアシスト指令値を用いた制御に切り替え、その第２のアシスト指令値を徐々に減衰させてマニュアル操舵に移行する構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−５８５０５号公報（請求項１，段落［０００４］，［００１７］）

ところで、上記した電動パワーステアリング装置では、第２のアシスト指令値は操舵角に基づいて決定されているので、例えば、ハンドルを中立点より左側に切った状態で右側に切り戻した場合、ハンドルが中立点を超えて右側に切られるまでは、第２のアシスト指令値によるアシストトルクは、ハンドルの切り戻し動作を妨げる方向に作用し、運転者に違和感を与える事態が生じ得た。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、トルクセンサの失陥後にハンドルを切り戻したときの違和感を軽減することが可能な電動パワーステアリング装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る電動パワーステアリング装置（１１）は、車両（１０）の運転状況に応じて決定されるアシスト指令値（Ｉｘ）に基づいてモータ（１９）を駆動して、ハンドル（３３）の操舵を補助するためのアシスト力を出力する電動パワーステアリング装置（１１）であって、ハンドル（３３）の操舵に対する操舵負荷トルク（Ｔ１）を検出するためのトルクセンサ（３５）と、トルクセンサ（３５）が検出した操舵負荷トルク（Ｔ１）に基づいてアシスト指令値（Ｉｘ）としての通常指令値（Ｉａ）を決定する通常指令値決定手段（Ｓ３，１００）と、トルクセンサ（３５）が失陥した場合に、予め定められた減衰時間（ｔ２）に亘って、失陥時直前の通常指令値（Ｉａ）から徐々に０へと減衰する減衰過渡指令値（Ｉｂ）をアシスト指令値（Ｉｘ）として生成する減衰過渡指令値生成手段（ＳＳ８，１０２）と、ハンドル（３３）の切り戻しの有無を判別する切り戻し判別手段（Ｓ６，１０３）と、減衰過渡指令値（Ｉｂ）が０に至る前に、ハンドル（３３）の切り戻し有りと判別されたときに、減衰過渡指令値（Ｉｂ）を強制的に０にする強制終了手段（Ｓ１０，１０１）とを備え、切り戻し判別手段（Ｓ６，１０３）は、車両（１０）の旋回時に捻れ変形する可撓部材（１０，３２）の捻れ量の変化量（θｘ）が、トルクセンサ（３５）の失陥時の前後で予め定められた基準値（Ｋ１）を超えて大きくなったときに、ハンドル（３３）の切り戻し有りと判別するように構成されたところに特徴を有する。

なお、本発明において、「通常指令値（Ｉａ）が０になる」ことは、「通常指令値（Ｉａ）がアシスト力をなくすための数値になる」ことを意味する。従って、「通常指令値（Ｉａ）」の具体的な数値が、例えば、オフセット値等を含むために具体的な数値の「０」になっていなくても、その「通常指令値（Ｉａ）」が「アシスト力をなくす」ための数値であれば、本発明上では「通常指令値（Ｉａ）は０である」ということができる。「減衰過渡指令値（Ｉｂ）」に関しても同様である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置（１１）において、ハンドル（３３）と共に回転する操舵シャフト（３２）に取り付けられてハンドル（３３）の操舵角（θ１）を検出する舵角センサ（３４）と、モータ（１９）の出力回転角（θ２）を検出するためのモータ回転位置センサ（２５）とを備え、切り戻し判別手段（Ｓ６，１０３）は、舵角センサ（３４）及びモータ回転位置センサ（２５）の検出結果に基づいて可撓部材（３２）としての操舵シャフト（３２）の捻れ量の変化量（θｘ）を検出するところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置（１１）において、ハンドル（３３）と共に回転する操舵シャフト（３２）に取り付けられてハンドル（３３）の操舵角（θ１）を検出する舵角センサ（３４）と、車両（１０）にかかる横Ｇ（Ｇ１）を検出するための横Ｇセンサとを備え、切り戻し判別手段（Ｓ６，１０３）は、トルクセンサ（３５）の失陥時の前後で、操舵角（θ１）の変化量（θｙ）が予め定められた第１基準値（Ｋ２）を超えて大きくなり、かつ、横Ｇ（Ｇ１）の変化量（Ｇｙ）が予め定められた第２基準値（Ｋ３）より小さいことを条件にして、可撓部材（１０）としての車両（１０）全体の捻れ量の変化量が、トルクセンサ（３５）の失陥時の前後で基準値を超えて大きくなったと推定するところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の電動パワーステアリング装置（１１）において、ハンドル（３３）と共に回転する操舵シャフト（３２）に取り付けられてハンドル（３３）の操舵角（θ１）を検出する舵角センサ（３４）と、車両（１０）に備えた左右の車輪（５０）の回転速度（ＮＬ，ＮＲ）を検出可能な回転速度センサ（３６Ｌ，３６Ｒ）とを備え、切り戻し判別手段（Ｓ６，１０３）は、トルクセンサ（３５）の失陥時の前後で、操舵角（θ１）の変化量（θｙ）が予め定められた第１基準値（Ｋ２）を超えて大きくなり、かつ、左右の車輪（５０）の回転速度差（Ｗ１）の変化量（Ｗｙ）が、予め定められた第３基準値（Ｋ４）より小さいことを条件にして、可撓部材（１０）としての車両（１０）全体の捻れ量の変化量が、トルクセンサ（３５）の失陥時の前後で基準値を超えて大きくなったと推定するところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の電動パワーステアリング装置（１１）において、ハンドル（３３）と共に回転する操舵シャフト（３２）に取り付けられてハンドル（３３）の操舵角（θ１）を検出する舵角センサ（３４）と、車両（１０）のヨーレート（Ｒ１）を検出するヨーレート検出部とを備え、切り戻し判別手段（Ｓ６，１０３）は、トルクセンサ（３５）の失陥時の前後で、操舵角（θ１）の変化量（θｙ）が予め定められた第１基準値（Ｋ２）を超えて大きくなり、かつ、ヨーレートの変化量（Ｒｙ）が、予め定められた第３基準値より小さいことを条件にして、可撓部材（１０）としての車両（１０）全体の捻れ量の変化量が、トルクセンサ（３５）の失陥時の前後で基準値を超えて大きくなったと推定するところに特徴を有する。

［請求項１の発明］
ハンドルを切って車両が旋回している状態では、ハンドルと車輪（転舵輪）との間を連結する操舵系部品が捻れ変形すると共に、車両全体も捻れ変形する。また、ハンドルを切り戻すと、それら操舵系部品及び車両全体の捻れ量が減少する。請求項１の電動パワーステアリング装置では、上記した操舵系部品、車両全体のように、車両の旋回時に捻れ変形する可撓部材の捻れ量の変化量が、トルクセンサの失陥時の前後で予め定められた基準値を超えて大きくなったか否かによって、ハンドルの切り戻しの有無を判別することができる。そして、ハンドルの切り戻し有りと判別したときに、減衰過渡指令値を強制的に０にすることで、アシスト力が切り戻し動作の妨げになる事態を防ぎ、トルクセンサの失陥後に切り戻しを行った際の違和感を従来より軽減することができる。

［請求項２の発明］
請求項２の構成によれば、舵角センサ及びモータ回転位置センサの検出結果に基づいて可撓部材としての操舵シャフトの捻れ量の変化量を検出し、その操舵シャフトの捻れ量の変化量が、トルクセンサの失陥時の前後で予め定められた基準値を超えて大きくなったか否かに応じて、ハンドルの切り戻し有無を判別することができる。

［請求項３の発明］
請求項３の構成によれば、トルクセンサの失陥時の前後で、操舵角の変化量が予め定められた第１基準値を超えて大きくなり、かつ、横Ｇの変化量が予め定められた第２基準値より小さいことを条件にして、可撓部材としての車両全体の捻れ量の変化量が、トルクセンサの失陥時の前後で基準値を超えて大きくなったと推定して、ハンドルの切り戻し有無を判別することができる。

［請求項４の発明］
請求項４の構成によれば、トルクセンサの失陥時の前後で、操舵角の変化量が予め定められた第１基準値を超えて大きくなり、かつ、左右の車輪の回転速度差の変化量が、予め定められた第３基準値より小さいことを条件にして、可撓部材としての車両全体の捻れ量の変化量が、トルクセンサの失陥時の前後で基準値を超えて大きくなったと推定して、ハンドルの切り戻し有無を判別することができる。

［請求項５の発明］
請求項５の構成によれば、トルクセンサの失陥時の前後で、操舵角の変化量が予め定められた第１基準値を超えて大きくなり、かつ、ヨーレートの変化量が、予め定められた第４基準値より小さいことを条件にして、可撓部材としての車両全体の捻れ量の変化量が、トルクセンサの失陥時の前後で基準値を超えて大きくなったと推定して、ハンドルの切り戻し有無を判別することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。図１に示した車両１０には、本発明に係る電動パワーステアリング装置１１が搭載されている。この電動パワーステアリング装置１１は、両転舵輪５０，５０（車輪）の間に差し渡された転舵輪間シャフト１６にアシストモータ１９を連結して備えている。転舵輪間シャフト１６は筒形ハウジング１８の内部に挿通され、その両端はタイロッド１７，１７を介して各転舵輪５０，５０に連結されている。また、筒形ハウジング１８は、車両本体１０Ｈに固定されている。

アシストモータ１９は、筒形ハウジング１８の内面に嵌合固定されたステータ２０と、ステータ２０の内側に遊嵌された筒状のロータ２１とを備えてなり、そのロータ２１の内側を転舵輪間シャフト１６が貫通している。そして、ロータ２１の内面に固定されたボールナット２２と、転舵輪間シャフト１６の外面に形成されたボールネジ部２３とが螺合し、ロータ２１が回転するとボールネジ部２３が直動して転舵輪５０，５０が転舵する。

転舵輪間シャフト１６の一端部側には、ラック３０が形成され、操舵シャフト３２の下端部に備えたピニオン３１がこのラック３０に噛合している。操舵シャフト３２の上端部には、ハンドル３３が取り付けられると共に、操舵シャフト３２の中間部には、トルクセンサ３５が取り付けられ、そのトルクセンサ３５とハンドル３３との間に舵角センサ３４が取り付けられている。そして、舵角センサ３４にてハンドル３３の操舵角θ１を検出し、トルクセンサ３５により操舵負荷トルクＴ１を検出している。また、左右の転舵輪５０，５０の近傍には、それら転舵輪５０，５０の回転速度を別々に検出可能な回転速度センサ３６Ｌ，３６Ｒが設けられている。

なお、上記したアシストモータ１９には、アシストモータ１９の位置制御を行うためにアシストモータ１９の出力回転角θ２を検出可能なモータ回転位置センサ２５が備えられている。

さて、電動パワーステアリング装置１１に備えた操舵制御装置４１は、所定周期で、例えば図２に示した操舵制御プログラムＰＧ１を実行してアシスト指令値Ｉｘを決定し、図１に示したモータ駆動回路４２にそのアシスト指令値Ｉｘを付与する。すると、モータ駆動回路４２が、そのアシスト指令値Ｉｘに応じたモータ駆動電流をアシストモータ１９に流して駆動し、この結果、ハンドル３３の操舵を補助するアシスト力が電動パワーステアリング装置１１から出力される。

詳細には、図２に示すように操舵制御プログラムＰＧ１が実行されると、操舵制御装置４１が、回転速度センサ３６Ｌ，３６Ｒ、トルクセンサ３５、舵角センサ３４、モータ回転位置センサ２５の各検出結果（右前輪回転速度ＮＲ、左前輪回転速度ＮＬ、操舵負荷トルクＴ１、操舵角θ１、モータ回転角θ２）を取得する（Ｓ１）。そして、トルクセンサ３５が失陥しているか否かを判別する（Ｓ２）。

なお、トルクセンサ３５の検出結果が予め設定された上限値を超えた場合や、操舵角θ１が変化しているにも関わらずトルクセンサ３５の検出結果が０である場合に、トルクセンサ３５が失陥しているものと判断される。また、操舵制御プログラムＰＧ１の実行により図７に示した制御系が構成され、さらに上記ステップＳ２の実行により、同図の制御系におけるトルクセンサ失陥判別部１０９とスイッチ１０８が構成される。

トルクセンサ３５が失陥していなかった場合には、本発明の「通常指令値決定手段」に相当する通常指令値決定処理（Ｓ３）を実行する。この処理（Ｓ３）では、図３に示すように、まず、操舵負荷トルクＴ１から基礎電流指令値Ｉ１１を決定する（Ｓ３１）。具体的には、予め設定されたトルク−電流指令値マップｍｐ１（図６参照）を用いて操舵負荷トルクＴ１に対応した基礎電流指令値Ｉ１１を決定する。なお、このトルク−電流指令値マップｍｐ１は、操舵負荷トルクＴ１が大きくなるに従って、基礎電流指令値Ｉ１１が大きくなるように設定されている。

次いで、操舵角θ１を時間微分して操舵角速度ωを求め、その操舵角速度ωに応じた付加電流指令値Ｉ１２を決定する（Ｓ３２）。具体的には、予め設定された操舵角速度−電流指令値マップｍｐ２（図６参照）を用いて操舵角速度ωに対応した付加電流指令値Ｉ１２を決定する。なお、この操舵角速度−電流指令値マップｍｐ２は、操舵角速度ωが大きくなるに従って、付加電流指令値Ｉ１２が大きくなるように設定されている。

次いで、車速Ｖとして右前輪回転速度ＮＲと左前輪回転速度ＮＬとの平均値を求める（Ｓ３３）。そして、車速Ｖに応じたゲインＧ１を決定する（Ｓ３４）。具体的には、予め設定された、車速−ゲインマップｍｐ３（図６参照）を用いて車速Ｖに対応したゲインＧ１を決定する。なお、この車速−ゲインマップｍｐ３は、車速Ｖが大きくなるに従ってゲインＧ１が小さくなるように設定されている。

そして、上記した基礎電流指令値Ｉ１１、付加電流指令値Ｉ１２及びゲインＧ１を用いて、下記式（１）から通常電流指令値Ｉａ（本発明の「通常指令値」に相当する）を演算する（Ｓ３５）。

Ｉａ＝Ｇ１・（Ｉ１１−Ｉ１２） ・・・・・・（１）

なお、上記した通常指令値決定処理（Ｓ３）の実行により、図６及び図７のブロック図で示した制御系の通常指令値決定部１００が構成される。

図２に示すように、操舵制御プログラムＰＧ１では、通常指令値決定処理（Ｓ３）から抜けると、データバッファ処理（Ｓ４）を行う。ここで、操舵制御装置４１に備えたメモリ（図示せず）の記憶領域に操舵角レジスタθｓと、モータ回転位置レジスタθｍとが設定されており、データバッファ処理（Ｓ４）が行われる度に、舵角センサ３４の最新の検出値である操舵角θ１が操舵角レジスタθｓに格納（記憶）されかつ、モータ回転位置センサ２５の最新の検出値であるモータ回転角θ２がモータ回転位置レジスタθｍに格納（記憶）される。

次いで、上記通常指令値決定処理（Ｓ３）によって決定した通常電流指令値Ｉａの値をアシスト指令値Ｉｘに設定し（Ｓ５）、そのアシスト指令値Ｉｘとしての通常電流指令値Ｉａをモータ駆動回路４２に付与して（Ｓ１１）、操舵制御プログラムＰＧ１から抜ける。

上記したステップＳ２において、トルクセンサ３５が失陥していた場合には、本発明の「切り戻し判別手段」に相当する切り戻し判別処理（Ｓ６）を実行する。また、トルクセンサ３５が失陥した場合には、図示しないタイマが起動し、トルクセンサ３５の失陥時からの経過時間である失陥経過時間ｔ１が計測される。

切り戻し判別処理（Ｓ６）では、下記式（２）を用いてトルクセンサ３５の失陥時前後の操舵シャフト３２の捻れ量の変化量θｘを演算する（図４のＳ２０）。

θｘ＝（θｓ−ｒ・θｍ）−（θ１−ｒ・θ２）・・・・・（２）

ここで、モータ回転位置センサ２５は、上述の如くアシストモータ１９の位置制御を行うために備えられているが、本実施形態では、このモータ回転位置センサ２５を、操舵シャフト３２の捻れ量を求めるためにも利用している。具体的には、上記したボールナット２２とボールネジ部２３とからなるボールネジ機構の減速比を「ｒ」とすると、モータ回転位置センサ２５が検出した出力回転角θ２に減速比ｒを乗じることで、操舵シャフト３２の下端部における回転角（＝ｒ・θ２）を求めることができる。そして、操舵シャフト３２の上端部において舵角センサ３４にて検出した操舵角θ１と、モータ回転位置センサ２５が検出した操舵シャフト３２の下端部の回転角（＝ｒ・θ２）との差分から、操舵シャフト３２の捻れ量（＝θ１−ｒ・θ２）を求めることができる。また、失陥時直前の舵角センサ３４の検出値を記憶した操舵角レジスタθｓの値と、モータ回転位置センサ２５の検出値を記憶したモータ回転位置レジスタθｍの値とを利用して、同様に、失陥時直前の操舵シャフト３２の捻れ量（＝θｓ−ｒ・θｍ）を求めることができる。そして、上記式（２）のように、失陥時直前の操舵シャフト３２の捻れ量（＝θｓ−ｒ・θｍ）から失陥時後の操舵シャフト３２の捻れ量（＝θ１−ｒ・θ２）を引いた差分を、失陥時前後の操舵シャフト３２の捻れ量の変化量θｘとして求めることができる。

なお、上記式（２）を下記式（３）のように変形することで、操舵シャフト３２の捻れ量の変化量θｘは、失陥時の前後に亘った操舵シャフト３２の上端部の回転量（＝θｓ−θ１）と下端部の回転量（＝ｒ・（θｍ−θ２））との差分として求めることもできる。

θｘ＝（θｓ−θ１）−ｒ・（θｍ−θ２）・・・・・（３）

また、本実施形態の操舵シャフト３２の途中には舵角センサ３４が備えられ、その舵角センサ３４に内蔵されたトーションバー（図示せず）が操舵シャフト３２の一部を構成しているので、操舵シャフト３２が負荷トルクを受けたときには、負荷トルクの増減が上記した変化量θｘに反映される程度に操舵シャフト３２全体が捻れる。

図４に示すように切り戻し判別処理（Ｓ６）では、操舵シャフト３２の捻れ量の変化量θｘの演算（Ｓ２０）後に、フラグＦ１が「１」であるか否を判別する（Ｓ２１）。ここで、フラグＦ１は、初期状態では「０」に設定されており、そのフラグＦ１が「０」のままであった場合は（Ｓ２１：ＮＯ）、この処理（Ｓ６）から抜ける。一方、フラグＦ１が「１」になっていた場合は（Ｓ２１：ＹＥＳ）、上記した操舵シャフト３２の捻れ量の変化量θｘが、予め設定された基準値Ｋ１より大きいか否かが判別される。

ここで、操舵シャフト３２の捻れ量の変化量θｘが基準値Ｋ１より大きかった場合には（Ｓ２２：ＹＥＳ）、ハンドル３３の切り戻しがあったものと判断してフラグＦ１を「１」にセットし（Ｓ２３）、この処理（Ｓ６）から抜ける。一方、操舵シャフト３２の捻れ量の変化量θｘが基準値Ｋ１より大きくなかった場合には（Ｓ２２：ＮＯ）、ハンドル３３の切り戻しがなかったものとして、フラグＦ１を「０」に維持してこの処理（Ｓ６）から抜ける。

なお、切り戻し判別処理（Ｓ６）が実行されることで、図７のブロック図における切り戻し判別部１０３が構成される。

図２に示すように、切り戻し判別処理（Ｓ６）から抜けると、その判別結果が「切り戻し有り（Ｆ１＝１）」であったか「切り戻し無し」であったかが判別される（Ｓ７）。そして、判別結果が「切り戻し無し」であった場合には（Ｓ７：ＮＯ）、本発明の「減衰過渡指令値生成手段」に相当する減衰過渡指令値決定処理（Ｓ８）が実行される。この処理（Ｓ８）では、図５に示すように、前記した失陥経過時間ｔ１を取得し（Ｓ７１）、その失陥経過時間ｔ１が予め設定された減衰時間ｔ２を超えているか否かを判別する（Ｓ７２）。ここで、失陥経過時間ｔ１が減衰時間ｔ２を超えていた場合には（Ｓ７２：ＹＥＳ）、この処理（Ｓ８）から抜ける。

失陥経過時間ｔ１が減衰時間ｔ２を超えていなかった場合には（Ｓ７２：ＮＯ）、前記通常指令値決定処理（Ｓ３）にて決定した通常電流指令値Ｉａを取得する（Ｓ７３）。

次いで、失陥経過時間ｔ１に基づいて過渡係数ｋ１を決定する（Ｓ７４）。具体的には、図８（Ａ）に示した失陥経過時間−過渡係数マップｍｐ７１を用いて失陥経過時間ｔ１に対応した過渡係数ｋ１を決定する。ここで、失陥経過時間−過渡係数マップｍｐ７１では、失陥経過時間ｔ１が「０」の場合に過渡係数ｋ１が「１」になり、失陥経過時間ｔ１が減衰時間ｔ２の場合に、過渡係数ｋ１が「０」になる。また、失陥経過時間ｔ１が進行して減衰時間ｔ２に近づくに従って過渡係数ｋ１が徐々に減少して「０」に近づく。

図５に示すように、過渡係数ｋ１の決定後は、その過渡係数ｋ１と通常電流指令値Ｉａとの積を本発明に係る減衰過渡指令値Ｉｂとして演算して（Ｓ７５）、この減衰過渡指令値決定処理（Ｓ８）から抜ける。

ここで、図８（Ｂ）には、失陥経過時間ｔ１をＸ軸（横軸）、減衰過渡指令値ＩｂをＹ軸（縦軸）で表したグラフが示されている。ここで、減衰過渡指令値Ｉｂは、上記の通り、過渡係数ｋ１と通常電流指令値Ｉａとの積であるから、この減衰過渡指令値Ｉｂも、過渡係数ｋ１と同様に、失陥経過時間ｔ１の進行と共に徐々に減少して「０」に近づく。

なお、上記した減衰過渡指令値決定処理（Ｓ８）の実行により、図７のブロック図で示した制御系における減衰過渡指令値決定部１０２が構成される。

図２に示すように減衰過渡指令値決定処理（Ｓ８）から抜けると、減衰過渡指令値Ｉｂの値をアシスト指令値Ｉｘに設定し（Ｓ９）、そのアシスト指令値Ｉｘとしての減衰過渡指令値Ｉｂをモータ駆動回路４２に付与して（Ｓ１１）、操舵制御プログラムＰＧ１から抜ける。

また、上記した切り戻し判別処理（Ｓ６）による判別結果が「切り戻し有り（Ｆ１＝１）」の場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、アシスト指令値Ｉｘを「０」に設定し（Ｓ１０）、そのアシスト指令値Ｉｘ（＝０）をモータ駆動回路４２に付与して（Ｓ１１）、操舵制御プログラムＰＧ１から抜ける。

なお、上記したステップＳ７の実行によって図７のブロック図におけるスイッチ１０７が構成され、ステップＳ１０の実行によって同ブロック図におけるアシスト停止部１０１が構成される。そして、本実施形態では、これらステップＳ１０とアシスト停止部１０１とが、本発明に係る「強制終了手段」に相当する。

本実施形態の構成に関する説明は以上である。本実施形態の電動パワーステアリング装置１１は、上記した構成により、通常は、操舵負荷トルクＴ１に基づいて決定された通常指令値Ｉａに応じてアシスト力を出力する。このとき、ハンドル３３の操舵に対する路面抵抗は操舵負荷トルクＴ１に反映され、その操舵負荷トルクＴ１に基づいた通常指令値Ｉａを用いてアシスト力を制御するので、運転者が受ける操舵負荷トルクＴ１は安定する。また、通常電流指令値Ｉａには、車速Ｖが増すに従って小さくなるゲインＧ１が掛けられているので、高速走行時には通常電流指令値Ｉａが減少してハンドル３３が重くなり、低速走行時には通常電流指令値Ｉａが増加してハンドル３３が軽くなる。これにより、高速走行時に急ハンドルが防がれ、低速走行における車庫入れ等が容易になる。

さて、トルクセンサ３５が失陥した場合には、操舵負荷トルクＴ１に基づくアシスト力の制御を行うことができなくなる。そこで、本実施形態の電動パワーステアリング装置１１では、トルクセンサ３５の失陥時のアシスト力を、その失陥時から減衰時間ｔ２が経過する迄の間に徐々に減衰させていく。

ところで、ハンドル３３を切って車両１０が旋回している状態では、操舵シャフト３２が捻れ変形する。より具体的には、操舵シャフト３２の上端部に付与されたハンドル３３からの負荷トルクと、操舵シャフト３２の下端部に付与されかつ電動パワーステアリング装置１１のアシスト力によって軽減された路面抵抗による負荷トルクとにより捻れ変形する。そして、ハンドル３３を切り戻すと、ハンドル３３側の操舵シャフト３２にかかっていた負荷トルクが逆向きになるので操舵シャフト３２の捻れ量が激変する。即ち、操舵シャフト３２の捻れ量の変化量θｘが比較的大きくなる。

このような場合、本実施形態の電動パワーステアリング装置１１の構成によれば、操舵シャフト３２の捻れ量の変化量θｘが、トルクセンサ３５の失陥時の前後で予め定められた基準値Ｋ１を超えて大きくなったか否かに基づいて、ハンドル３３の切り戻しの有無を判別することができる。そして、ハンドル３３の切り戻し有りと判別したときに、アシスト指令値Ｉｘとしてアシストモータ１９に付与されていた減衰過渡指令値Ｉｂを強制的に０にすることで、電動パワーステアリング装置１１からのアシスト力の付与が停止され、そのアシスト力が切り戻し動作の妨げになる事態を防ぐことができる。これにより、トルクセンサ３５の失陥後に切り戻しを行った際の違和感を従来より軽減することが可能になる。
［第２実施形態］

本実施形態は、前記第１実施形態に対し、操舵制御プログラムＰＧ１の構成、特に、切り戻し判別処理（Ｓ６。図９参照）の構成が異なる。以下、図２及び図９を参照しつつ本実施形態の構成を説明する。

本実施形態の操舵制御プログラムＰＧ１（図２参照）を実行すると、トルクセンサ３５、舵角センサ３４等の検出結果と共に、車両１０に備えた横Ｇセンサ（図示せず）の検出結果も取り込まれる（Ｓ１）。また、データバッファ処理（Ｓ４）において、舵角センサ３４の最新の検出値である操舵角θ１が操舵角レジスタθｓに格納（記憶）されると共に、横Ｇセンサの最新の検出値Ｇ１が、横ＧレジスタＧｓに格納（記憶）される。

そして、切り戻し判別処理（Ｓ６）が実行されると、図９に示すように、失陥時直前の舵角センサ３４の検出値である操舵角レジスタθｓの値と、舵角センサ３４の現在の検出値である操舵角θ１とから、失陥時の前後に亘った操舵角の変化量θｙ（＝θｓ−θ１）が求められる。また、失陥時直前の横Ｇセンサの検出値である横ＧレジスタＧｓの値と、横Ｇセンサの現在の検出値Ｇ１とから、失陥時の前後に亘った横Ｇの変化量Ｇｙが求められる。

そして、切り戻しの有無の判定用のフラグＦ１が「１」になっていなかった場合（Ｓ２１：ＮＯ）には、操舵角の変化量θｙが第１基準値Ｋ２より大きく（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、かつ、横Ｇの変化量Ｇｙが第２基準値Ｋ３より小さい（Ｓ１０４：ＹＥＳ）ことを条件にしてハンドル３３が切り戻されたものと判断し、フラグＦ１に「１」をセットしてから（Ｓ２３）、この処理（Ｓ６）から抜ける。また、それ以外の場合（Ｓ１０３及びＳ１０４の何れかでＮＯ）は、フラグＦ１を「０」に維持してこの処理（Ｓ６）から抜ける。

ところで、ハンドル３３を切って車両１０が旋回している状態では、上記した操舵シャフト３２のような操舵系部品が捻れ変形すると共に、車両１０全体も捻れ変形する。また、ハンドル３３を切り戻すと、車両１０全体の捻れ量も激減する。そして、本実施形態では、車両１０全体を可撓部材として捉えかつその可撓部材の一端部が操舵シャフト３２であり、他端部が操舵シャフト３２以外の車両本体１０Ｈ（図１参照）であると捉えている。さらに、車両１０の旋回によって変化する物理量としての操舵シャフト３２の回転角（即ち、操舵角）と車両本体１０Ｈに係る横Ｇを利用している。そして、可撓部材として捉えた車両１０全体の一端部の操舵シャフト３２の物理量と他端部の車両本体１０Ｈの物理量のうち、操舵シャフト３２の物理量のみがトルクセンサ３５の失陥時の前後で大きく変化した場合に、車両１０全体を捻れ量の変化量が基準値を超えて大きくなったと推定している。

即ち、本実施形態では、操舵角の変化量θｙが第１基準値Ｋ２を超えて大きくなり、かつ、横Ｇの変化量Ｇｙが第２基準値Ｋ３より小さいことを条件にして、車両１０全体の捻れ量の変化量が、トルクセンサ３５の失陥時の前後で基準値を超えて大きくなったと推定し、ハンドル３３の切り戻し有無を判別している。この構成によっても、ハンドル３３の切り戻しの有無を判別することができ、ハンドル３３の切り戻しが有ったときに、減衰過渡指令値Ｉｂを強制的に０にすることで、トルクセンサ３５の失陥後に切り戻しを行った際の違和感を従来より軽減することができる。

［第３実施形態］
本実施形態は、前記第１実施形態に対し、操舵制御プログラムＰＧ１の構成、特に、切り戻し判別処理（Ｓ６。図１０参照）の構成が異なる。以下、図２及び図１０を参照しつつ本実施形態の構成を説明する。

本実施形態では、データバッファ処理（Ｓ４）において（図２参照）、最新の操舵角θ１を操舵角レジスタθｓに格納（記憶）すると共に、左右の転舵輪５０，５０の間の回転速度差Ｗ１（＝ＮＲ−ＮＬ）を求め、その回転速度差Ｗ１の最新の値を、回転速度差レジスタＷｓに格納（記憶）する。

また、切り戻し判別処理（Ｓ６）においては、図１０に示すように、第２実施形態と同様に操舵角の変化量θｙ（＝θｓ−θ１）を求めると共に、回転速度差レジスタＷｓの値と、現時点の回転速度差Ｗ１とから、失陥時の前後に亘った左右の転舵輪５０，５０の間の回転速度差の変化量Ｗｙ（＝Ｗｓ−Ｗ１）を求める（Ｓ１１１）。そして、切り戻しの有無の判定用のフラグＦ１が「１」になっていなかった場合に（Ｓ２１：ＮＯ）、操舵角の変化量θｙが第１基準値Ｋ２より大きいく（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、かつ、回転速度差の変化量Ｗｙが第３基準値Ｋ４より小さい（Ｓ１１４：ＹＥＳ）ことを条件にしてハンドル３３が切り戻されたものと判断し、フラグＦ１に「１」をセットしてから（Ｓ２３）、この処理（Ｓ６）から抜ける。それ以外の場合（Ｓ１０３及びＳ１１４の何れかでＮＯ）は、フラグＦ１を「０」に維持してこの処理（Ｓ６）から抜ける。

このように本実施形態では、車両１０全体を可撓部材として捉えかつその可撓部材の一端部が操舵シャフト３２であり、他端部が転舵輪５０，５０（図１参照）であると捉えている。また、車両１０の旋回によって変化する物理量としての操舵シャフト３２の回転角（即ち、操舵角）と左右の転舵輪５０，５０の内外輪差を利用している。そして、トルクセンサ３５の失陥時の前後で、操舵角の変化量θｙが第１基準値Ｋ２を超えて大きくなり、かつ、左右の転舵輪５０，５０の回転速度差の変化量Ｗｙが、第３基準値Ｋ４より小さいことを条件にして、車両１０全体の捻れ量の変化量が、トルクセンサ３５の失陥時の前後で基準値を超えて大きくなったと推定し、ハンドル３３の切り戻し有無を判別している。
［第４実施形態］

本実施形態は、前記第１実施形態に対し、操舵制御プログラムＰＧ１の構成、特に、切り戻し判別処理（Ｓ６。図１１参照）の構成が異なる。以下、図２及び図１１を参照しつつ本実施形態の構成を説明する。

本実施形態の操舵制御プログラムＰＧ１（図２参照）を実行すると、トルクセンサ３５、舵角センサ３４等の検出結果と共に、車両１０のヨーレートＲ１が取り込まれる。また、データバッファ処理（Ｓ４）において、最新の操舵角θ１が操舵角レジスタθｓに格納（記憶）されると共に、最新のヨーレートＲ１がヨーレートレジスタＲｓに格納（記憶）される。

そして、切り戻し判別処理（Ｓ６）が実行されると、図１１に示すように、第２実施形態と同様に失陥時の前後に亘った操舵角の変化量θｙ（＝θｓ−θ１）が求められると共に、失陥時の前後に亘ったヨーレートの変化量Ｒｙ（＝Ｒｓ−Ｒ１）が求められる（Ｓ１２１）。そして、切り戻しの有無の判定用のフラグＦ１が「１」になっていなかった場合に（Ｓ２１：ＮＯ）、操舵角の変化量θｙが第１基準値Ｋ２より大きく（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、かつ、ヨーレートの変化量Ｒｙが第４基準値Ｋ５より小さい（Ｓ１２４：ＹＥＳ）ことを条件にしてハンドル３３が切り戻されたものと判断し、フラグＦ１に「１」をセットしてから（Ｓ２３）、この処理（Ｓ６）から抜ける。それ以外の場合（Ｓ１０３及びＳ１２４の何れかでＮＯ）は、フラグＦ１を「０」に維持してこの処理（Ｓ６）から抜ける。

このように本実施形態では、車両１０全体を可撓部材として捉えかつその可撓部材の一端部が操舵シャフト３２であり、他端部が車両本体１０Ｈ（図１参照）であると捉えている。また、車両１０の旋回によって変化する物理量としての操舵シャフト３２の回転角（即ち、操舵角）とヨーレートを利用している。そして、トルクセンサ３５の失陥時の前後で、操舵角の変化量θｙが第１基準値Ｋ２を超えて大きくなり、かつ、ヨーレートの変化量Ｒｙが、第４基準値Ｋ５より小さいことを条件にして、車両１０全体の捻れ量の変化量が、トルクセンサ３５の失陥時の前後で基準値を超えて大きくなったと推定し、ハンドル３３の切り戻し有無を判別している。

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、上記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置を搭載した車両の概念図 操舵制御プログラムのフローチャート 通常指令値決定処理のフローチャート 切り戻し判別処理のフローチャート 減衰過渡指令値決定処理のフローチャート 通常指令値決定部のブロック図 操舵制御プログラムの実行によって構成される制御系のブロック図 （Ａ）失陥経過時間−過渡係数の概念図、（Ｂ）減衰過渡指令値の推移を示したグラフ 第２実施形態における切り戻し判別処理のフローチャート 第３実施形態における切り戻し判別処理のフローチャート 第４実施形態における切り戻し判別処理のフローチャート

符号の説明

１０ 車両（可撓部材）
１０Ｈ 車両本体
１１ 電動パワーステアリング装置
１６ 転舵シャフト
１９ アシストモータ
２５ モータ回転位置センサ
３２ 操舵シャフト（可撓部材）
３３ ハンドル
３４ 舵角センサ
３５ トルクセンサ
３６Ｌ，３６Ｒ 回転速度センサ
５０ 転舵輪
１００ 通常指令値決定部
１０１ アシスト停止部
１０２ 減衰過渡指令値決定部
１０３ 判別部
１０７ スイッチ
１０８ スイッチ
１０９ トルクセンサ失陥判別部
Ｉａ 通常電流指令値（通常指令値）
Ｉｂ 減衰過渡指令値
Ｉｘ アシスト指令値
Ｋ１ 基準値
Ｋ２ 第１基準値
Ｋ３ 第２基準値
Ｋ４ 第３基準値
Ｋ５ 第４基準値
ＰＧ１ 操舵制御プログラム

Claims (5)

1. 車両の運転状況に応じて決定されるアシスト指令値に基づいてモータを駆動して、ハンドルの操舵を補助するためのアシスト力を出力する電動パワーステアリング装置であって、
   前記ハンドルの操舵に対する操舵負荷トルクを検出するためのトルクセンサと、
   前記トルクセンサが検出した前記操舵負荷トルクに基づいて前記アシスト指令値としての通常指令値を決定する通常指令値決定手段と、
   前記トルクセンサが失陥した場合に、予め定められた減衰時間に亘って、失陥時直前の前記通常指令値から徐々に０へと減衰する減衰過渡指令値を前記アシスト指令値として生成する減衰過渡指令値生成手段と、
   前記ハンドルの切り戻しの有無を判別する切り戻し判別手段と、
   前記減衰過渡指令値が０に至る前に、前記ハンドルの切り戻し有りと判別されたときに、前記減衰過渡指令値を強制的に０にする強制終了手段とを備え、
   前記切り戻し判別手段は、前記車両の旋回時に捻れ変形する可撓部材の捻れ量の変化量が、前記トルクセンサの失陥時の前後で予め定められた基準値を超えて大きくなったときに、前記ハンドルの切り戻し有りと判別するように構成されたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記ハンドルと共に回転する操舵シャフトに取り付けられて前記ハンドルの操舵角を検出する舵角センサと、前記モータの出力回転角を検出するためのモータ回転位置センサとを備え、
   前記切り戻し判別手段は、前記舵角センサ及び前記モータ回転位置センサの検出結果に基づいて前記可撓部材としての前記操舵シャフトの捻れ量の変化量を検出す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。
3. 前記ハンドルと共に回転する操舵シャフトに取り付けられて前記ハンドルの操舵角を検出する舵角センサと、
   前記車両にかかる横Ｇを検出するための横Ｇセンサとを備え、
   前記切り戻し判別手段は、前記トルクセンサの失陥時の前後で、前記操舵角の変化量が予め定められた第１基準値を超えて大きくなり、かつ、前記横Ｇの変化量が予め定められた第２基準値より小さいことを条件にして、前記可撓部材としての前記車両全体の前記捻れ量の変化量が、前記トルクセンサの失陥時の前後で前記基準値を超えて大きくなったと推定す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。
4. 前記ハンドルと共に回転する操舵シャフトに取り付けられて前記ハンドルの操舵角を検出する舵角センサと、
   前記車両に備えた左右の車輪の回転速度を検出可能な回転速度センサとを備え、
   前記切り戻し判別手段は、前記トルクセンサの失陥時の前後で、前記操舵角の変化量が予め定められた第１基準値を超えて大きくなり、かつ、前記左右の車輪の回転速度差の変化量が、予め定められた第３基準値より小さいことを条件にして、前記可撓部材としての前記車両全体の前記捻れ量の変化量が、前記トルクセンサの失陥時の前後で前記基準値を超えて大きくなったと推定することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記ハンドルと共に回転する操舵シャフトに取り付けられて前記ハンドルの操舵角を検出する舵角センサと、
   前記車両のヨーレートを検出するヨーレート検出部とを備え、
   前記切り戻し判別手段は、前記トルクセンサの失陥時の前後で、前記操舵角の変化量が予め定められた第１基準値を超えて大きくなり、かつ、前記ヨーレートの変化量が、予め定められた第４基準値より小さいことを条件にして、前記可撓部材としての前記車両全体の前記捻れ量の変化量が、前記トルクセンサの失陥時の前後で前記基準値を超えて大きくなったと推定することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の電動パワーステアリング装置。

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