電動パワーステアリング装置
【課題】保舵状態から手放し状態への移行時における操舵速度フィードバック制御のオーバーシュートを抑えて、その追従性の向上を図ることのできる電動パワーステアリング装置を提供すること。
【解決手段】ステアリング戻し制御部２８は、操舵速度目標値ωs*に実際の操舵速度ωsを追従させるべく操舵速度フィードバック制御を実行することにより、ステアリングを中立位置に復帰させるための補償成分としてステアリング戻し制御量Ｉsb*を演算する。また、ステアリング戻し制御部２８は、そのステアリング操作の状態を判定する機能を有する。そして、当該ステアリング操作の状態が上記保舵状態から手放し状態への移行時であると判定される場合には、その出力するステアリング戻し制御量Ｉsb*を低減する。
【解決手段】ステアリング戻し制御部２８は、操舵速度目標値ωs*に実際の操舵速度ωsを追従させるべく操舵速度フィードバック制御を実行することにより、ステアリングを中立位置に復帰させるための補償成分としてステアリング戻し制御量Ｉsb*を演算する。また、ステアリング戻し制御部２８は、そのステアリング操作の状態を判定する機能を有する。そして、当該ステアリング操作の状態が上記保舵状態から手放し状態への移行時であると判定される場合には、その出力するステアリング戻し制御量Ｉsb*を低減する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用パワーステアリング装置として、モータを駆動源とする電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が広く採用されるようになっている。そして、こうしたＥＰＳの多くでは、その補償制御の一つとして、円滑にステアリングを中立位置に復帰させるためのステアリング戻し制御（ハンドル戻し補償制御）が行われている。
【０００３】
即ち、本来、走行中であれば、特段のステアリング操作を行わなくとも、ステアリングは、転舵輪に作用するセルフアライニングトルクによって、理論上、中立位置（操舵角ゼロ）まで復帰するはずである。しかしながら、ＥＰＳの場合、そのシステムの摩擦、例えば減速機構（ボール螺子やウォーム＆ホイール等）の摩擦が、上記のような転舵輪に作用するセルフアライニングトルクを上回る場合があり、これにより、ステアリングが中立位置まで戻りきらない場合がある。
【０００４】
そこで、上記ステアリング戻し制御の実行により、ステアリング中立方向に作用する補償成分（ステアリング戻し制御量）を演算する。例えば、特許文献１に記載のＥＰＳは、操舵角に基づき演算される操舵速度目標値と実際の操舵速度との偏差に基づくフィードバック制御の実行によりステアリング戻し制御を実行するための補償成分を演算する。そして、その補償成分をパワーアシスト制御の基礎成分である基本アシスト制御量に重畳することにより、ステアリングの速やかな中立位置への復帰を実現し、走行路面の状態に関わらず良好なステアリングの戻り性を確保する構成となっている。
【０００５】
また、転舵輪に作用するセルフアライニングトルクは、車速や操舵角に応じて変化する。そのため、車両の走行状態によっては、当該セルフアライニングトルクにより、ステアリング戻し時の操舵速度が過大となる場合がある。この点を踏まえ、上記特許文献１に記載のＥＰＳでは、こうしたステアリング戻し時の操舵速度に過大が生じやすい大舵角領域については、そのステアリング戻し制御における操舵速度目標値が低めに設定されている（第４図参照）。そして、その操舵速度目標値に実際の操舵速度を追従させるべく上記フィードバック制御を実行することにより、その是正を図っている。
【特許文献１】特開２００６−１２３８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、現実には、上記のような大舵角領域からのステアリング戻し時以外にも操舵速度に過大が生じやすい状況は存在し、必ずしもその全てに上記従来技術が有効であるとは言い切れないのが実情である。そして、特に、車両を定常旋回状態から直進走行状態へと復帰させる場合等には、上記操舵速度フィードバック制御の実行により、その操舵速度の過大が助長されることがある。
【０００７】
即ち、定常旋回から直進走行への復帰時には、そのステアリング操作の状態が、保舵状態から所謂手放し状態へ、即ち略操舵トルクの入力がない状態へと移行する。そして、このとき、操舵速度を略「ゼロ」から操舵速度目標値まで上昇させるべく、上記操舵速度フィードバック制御によりステアリング戻し方向に大きな補償成分が演算される一方、その操舵角を維持するための基礎成分は「略ゼロ」となる。
【０００８】
つまり、保舵状態から手放し状態への移行時には、舵角方向の値を有する上記基礎成分に減じられることなく、その大きな補償成分がセルフアライニングトルクに重畳されることにより、操舵速度が急速に上昇する。その結果、当該操舵速度が操舵速度目標値を超えて過大となる現象、即ちオーバーシュートが発生し、ひいては、その追従に遅れが生ずるという問題があり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、保舵状態から手放し状態への移行時における操舵速度フィードバック制御のオーバーシュートを抑えて、その追従性の向上を図ることのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置と、アシスト力目標値に基づき前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段により演算される前記アシスト力目標値は、ステアリング戻し制御を実行するための補償成分を含み、該補償成分は、操舵速度目標値と実際の操舵速度との偏差に基づくフィードバック制御の実行により演算される電動パワーステアリング装置であって、前記制御手段は、前記ステアリング操作の状態が保舵状態から手放し状態へと移行した場合には、前記ステアリング戻し制御を実行するための補償成分を低減すること、を要旨とする。
【００１１】
即ち、保舵状態から手放し状態への移行時には、ステアリング戻し制御を実行するための補償成分が大きな値となることで、その操舵速度は急速に上昇する。そして、その立ち上がりが急峻であるがゆえに、そのオーバーシュート量もまた大きなものとなる。特に、操舵速度フィードバック制御として積分制御を実行するものは、その保舵状態が長く続くほど、その偏差の蓄積による影響が顕著となる。しかしながら、上記構成によれば、保舵状態から手放し状態への移行時における操舵速度の立ち上がりを穏やかなものとすることができる。その結果、オーバーシュートの発生を抑えて追従性の向上を図ることができるようになる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記補償成分の低減は、前記操舵速度目標値と実際の操舵速度とが最初に同値となるまで継続されること、を要旨とする。
即ち、上記補償成分の低減によっても、ある程度のオーバーシュートは発生する。しかしながら、上記構成によれば、その発生したオーバーシュートを素早く収束させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記補償成分の抑制は、前記ステアリング操作の状態が保舵状態にある時点から行なわれること、を要旨とする。
上記構成によれば、演算負荷を軽減して、演算手段の処理能力強化により生ずるコスト増を抑制することができる。また、戻し方向の制御成分が減少することで、その舵角維持を容易なものとして、保舵時における運転者の負担を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、保舵状態から手放し状態への移行時における操舵速度フィードバック制御のオーバーシュートを抑えて、その追従性の向上を図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ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により転舵輪６の舵角、即ち転舵角が可変することにより、車両の進行方向が変更されるようになっている。
【００１６】
ＥＰＳ１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１１とを備えて構成される。
【００１７】
本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１０は、その駆動源であるモータ１２がラック５と同軸に配置された所謂ラックアシスト型のＥＰＳアクチュエータであり、モータ１２が発生するモータトルクは、ボール送り機構（図示略）を介してラック５に伝達される。尚、本実施形態のモータ１２は、ブラシレスモータであり、ＥＣＵ１１から三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力の供給を受けることにより回転する。
【００１８】
一方、ＥＣＵ１１には、トルクセンサ１４、車速センサ１５、及びステアリングセンサ（操舵角センサ）１６等、各種の状態量を検出するための複数のセンサが接続されており、同ＥＣＵ１１は、これらの各センサにより検出された状態量、即ち操舵トルクτ、車速Ｖ、及び操舵角θs（並びに操舵速度ωs）等に基づいてアシスト力目標値（目標アシスト力）を演算する。そして、ＥＣＵ１１は、その演算された目標アシスト力をＥＰＳアクチュエータ１０に発生させるべく、駆動源であるモータ１２への駆動電力の供給を通じて、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動、即ち操舵系に付与するアシスト力を制御する。
【００１９】
次に、本実施形態のＥＰＳにおけるアシスト制御の態様について説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ１１は、モータ制御信号を出力するマイコン２１と、そのモータ制御信号に基づいて、ＥＰＳアクチュエータ１０の駆動源であるモータ１２に駆動電力を供給する駆動回路２２とを備えている。
【００２０】
本実施形態では、ＥＣＵ１１には、モータ１２に通電される実電流値Ｉを検出するための電流センサ２３、及びモータ１２の回転角θmを検出するための回転角センサ２４が接続されている。そして、マイコン２１は、これら各センサの出力信号に基づき検出されたモータ１２の実電流値Ｉ及び回転角θm、並びに上記操舵トルクτ、車速Ｖ、操舵角θs及び操舵速度ωsに基づいて、駆動回路２２にモータ制御信号を出力する。
【００２１】
尚、以下に示すマイコン２１内の各制御ブロックは、同マイコン２１の実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。そして、マイコン２１は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。
【００２２】
詳述すると、マイコン２１は、ＥＰＳアクチュエータ１０に発生させるべきアシスト力目標値（目標アシスト力）に対応した電流指令値Ｉq*を演算する電流指令値演算部２５と、電流指令値演算部２５により算出された電流指令値Ｉq*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部２６とを備えている。
【００２３】
本実施形態の電流指令値演算部２５は、目標アシスト力の基礎的制御成分である基本アシスト制御量Ｉas*を演算する基本アシスト制御部２７と、その補償成分として、ステアリング２を中立位置（θs＝０）に復帰させるためのステアリング戻し制御量Ｉsb*を演算するステアリング戻し制御部２８とを備えている。
【００２４】
本実施形態では、基本アシスト制御部２７には、操舵トルクτ及び車速Ｖが入力されるようになっており、該基本アシスト制御部２７は、これら操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、その操舵トルクτが大きいほど、また車速Ｖが小さいほど、より大きな基本アシスト制御量Ｉas*を演算する。
【００２５】
一方、ステアリング戻し制御部２８には、車速Ｖ及び操舵角θsが入力される。そして、ステアリング戻し制御部２８は、これらの各状態量に基づいて、上記ステアリング戻し制御量Ｉsb*、即ちステアリング中立方向に作用するステアリング戻し力を発生させるための補償成分を演算する（ステアリング戻し制御）。
【００２６】
具体的には、本実施形態のステアリング戻し制御部２８は、上記ステアリングセンサ１６（図１参照）により検出される操舵角θsに基づき演算される操舵速度目標値ωs*に実際の操舵速度ωsを追従させるべく操舵速度フィードバック制御の実行によりステアリング戻し制御量Ｉsb*を演算する。尚、本実施形態では、操舵速度ωsは、操舵角θsを微分することにより求められる。
【００２７】
詳述すると、ステアリング戻し制御部２８に入力された操舵角θsは、操舵速度目標値演算部２９へと入力され、同操舵速度目標値演算部２９において、操舵速度目標値ωs*が演算される。具体的には、本実施形態のステアリング戻し制御部２８は、操舵角θsと操舵速度目標値ωs*とが関連付けられたマップ２９ａを備えており（図３参照、操舵速度目標値演算マップ）、同マップ２９ａにおいて、操舵速度目標値ωs*は、操舵角θsの絶対値が大きいほど（大舵角であるほど）、より大きな絶対値を有する戻し方向の値となるように設定されている。そして、操舵速度目標値演算部２９は、入力される操舵角θsをこのマップ２９ａに参照する、即ち同マップ２９ａを用いたマップ演算の実行により操舵速度目標値ωs*を演算する。
【００２８】
操舵速度目標値演算部２９において演算された操舵速度目標値ωs*は、操舵速度ωsとともに減算器３０に入力され、同減算器３０において、操舵速度目標値ωs*と実際の操舵速度ωsとの間の偏差（操舵速度偏差Δωs）が算出される。そして、Ｆ／Ｂ制御演算部３１において、その操舵速度偏差Δωsに所定のゲインを乗ずることにより、ステアリング戻し制御量Ｉsb*の基礎成分である基礎制御量εsbが演算される。
【００２９】
また、車速Ｖは、車速ゲイン演算部３２に入力され、同車速ゲイン演算部３２において、その車速Ｖが大きいほど、より大きな車速ゲインＫvが演算される（図４参照）。そして、本実施形態のステアリング戻し制御部２８は、乗算器３３において、上記Ｆ／Ｂ制御演算部３１により演算された基礎制御量εsb（後述する保舵補正演算部３５において補正された後の基礎制御量εsb´）に、その車速ゲインＫvを乗じた値をステアリング戻し制御量Ｉsb*として出力する構成となっている。
【００３０】
基本アシスト制御部２７において演算された基本アシスト制御量Ｉas*、及びステアリング戻し制御部２８において演算されたステアリング戻し制御量Ｉsb*は、加算器３４に入力される。そして、電流指令値演算部２５は、この加算器３４において基本アシスト制御量Ｉas*にステアリング戻し制御量Ｉsb*を重畳することにより、アシスト力目標値（目標アシスト力）としての電流指令値Ｉq*を演算し、モータ制御信号出力部２６に出力する。
【００３１】
モータ制御信号出力部２６には、電流指令値演算部２５が出力する電流指令値Ｉq*とともに、電流センサ２３により検出された実電流値Ｉ、及び回転角センサ２４により検出された回転角θmが入力される。そして、モータ制御信号出力部２６は、目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉq*に実電流値Ｉを追従させるべくフィードバック制御を実行することによりモータ制御信号を演算する。
【００３２】
具体的には、本実施形態では、モータ制御信号出力部２６は、実電流値Ｉとして検出されたモータ１２の相電流値（Ｉu，Ｉv，Ｉw）をｄ／ｑ座標系のｄ，ｑ軸電流値に変換（ｄ／ｑ変換）することにより、上記電流フィードバック制御を行う。
【００３３】
即ち、電流指令値Ｉq*は、ｑ軸電流指令値としてモータ制御信号出力部２６に入力され、モータ制御信号出力部２６は、回転角センサ２４により検出された回転角θmに基づいて相電流値（Ｉu，Ｉv，Ｉw）をｄ／ｑ変換する。また、モータ制御信号出力部２６は、そのｄ，ｑ軸電流値及びｑ軸電流指令値に基づいてｄ，ｑ軸電圧指令値を演算する。そして、そのｄ，ｑ軸電圧指令値をｄ／ｑ逆変換することにより相電圧指令値（Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*）を演算し、当該相電圧指令値に基づいてモータ制御信号を生成する。
【００３４】
そして、本実施形態のＥＣＵ１１は、上記のように生成されたモータ制御信号をマイコン２１が駆動回路２２に出力し、該駆動回路２２がその当該モータ制御信号に基づく三相の駆動電力をモータ１２に供給することにより、ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する構成となっている。
【００３５】
（保舵状態から手放し状態への移行時におけるステアリング戻し制御量の低減制御）
次に、本実施形態におけるステアリング戻し制御量の低減制御について説明する。
上述のように、保舵状態から手放し状態への移行時においては、上記操舵速度フィードバック制御によりステアリング戻し方向の大きな値を有するステアリング戻し制御量Ｉsb*が演算される一方、その操舵角を維持するための基礎成分である基本アシスト制御量Ｉas*は「略ゼロ」となる。つまり、保舵状態から手放し状態への移行時には、舵角方向の値を有する基本アシスト制御量Ｉas*によって減じられることなく、その大きな値を有するステアリング戻し制御量Ｉsb*がセルフアライニングトルクに重畳されることで、その操舵速度ωsは急速に上昇する。その結果、当該操舵速度ωsが操舵速度目標値ωs*を超えて過大となる現象、即ちオーバーシュートが発生し、ひいては、その追従に遅れが生ずるという問題がある。
【００３６】
この点を踏まえ、本実施形態のステアリング戻し制御部２８は、ステアリング操作の状態が上記保舵状態から手放し状態への移行時であると判定される場合には、その出力するステアリング戻し制御量Ｉsb*を低減する（図５参照）。
【００３７】
即ち、図６に示すように、保舵状態から手放し状態への移行時には、大きな値を有するステアリング戻し制御量Ｉsb*が出力されることにより操舵速度ωは急速に上昇する。そして、その立ち上がりが急峻であるがゆえに、そのオーバーシュート量もまた大きなものとなる（同図中、一点鎖線に示す波形）。この点、保舵状態から手放し状態への移行時におけるステアリング戻し制御量Ｉsb*を低減することで、操舵速度ωsの立ち上がりを穏やかなものとすることができる。そして、本実施形態では、これにより、オーバーシュートの発生を抑えて追従性の向上を図る構成となっている。
【００３８】
詳述すると、図２に示すように、本実施形態のステアリング戻し制御部２８では、その上記Ｆ／Ｂ制御演算部３１と乗算器３３との間に保舵補正演算部３５が介在されている。この保舵補正演算部３５には、Ｆ／Ｂ制御演算部３１の出力する基礎制御量εsbとともに、操舵トルクτ、車速Ｖ、操舵速度ωs、及び操舵速度偏差Δωsが入力されるようになっており、同保舵補正演算部３５は、これら各状態量に基づいてステアリング操作の状態を判定する機能を有している。そして、保舵補正演算部３５は、そのステアリング状態が上記保舵状態から手放し状態への移行時であると判定した場合には、Ｆ／Ｂ制御演算部３１から入力された基礎制御量εsbの値を低減した補正後の基礎制御量εsb´を乗算器３３に出力する。
【００３９】
さら詳述すると、図７のフローチャートに示すように、保舵補正演算部３５は、先ず保舵状態判定を実行する（ステップ１０１）。具体的には、図８のフローチャートに示すように、保舵補正演算部３５は、操舵速度ωs（の絶対値）が所定の閾値ω０以下であるか否かを判定し（ステップ２０１）、続いて操舵トルクτ（の絶対値）が所定の閾値τ１以上であるか否かを判定する（ステップ２０２）。そして、操舵速度ωsが所定の閾値ω０以下であり（ωs≦ω０、ステップ２０１：ＹＥＳ）、且つ操舵トルクτが所定の閾値τ１以上である場合（τ≧τ１、ステップ２０２：ＹＥＳ）に、そのステアリング状態が保舵状態であると判定する（ステップ２０３）。即ち、ステアリング２が略回転してないにも関わらず操舵トルクτの入力がある場合に保舵状態であると判定する。尚、操舵速度ωsが所定の閾値ω０を超える（ωs＞ω０、ステップ２０１：ＮＯ）、又は操舵トルクτが所定の閾値τ１に満たない場合（τ＜τ１、ステップ２０２：ＮＯ）には、保舵補正演算部３５は、そのステアリング状態が保舵状態でないと判定する（非保舵状態、ステップ２０４）。
【００４０】
次に、保舵補正演算部３５は、上記保舵状態判定の結果が「保舵状態」であるか否かを判定し（ステップ１０２）、保舵状態である場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）には、保舵フラグを「ＯＮ（セット）」する（ステップ１０３）。そして、更に、補正フラグが「ＯＮ」されているか否かを判定し（ステップ１０４）、当該補正フラグが「ＯＮ」されている場合（ステップ１０４：ＹＥＳ）には、その補正フラグを「ＯＦＦ（リセット）」する（ステップ１０５）。尚、ステップ１０４において、補正フラグが「ＯＦＦ」である場合（ステップ１０４：ＮＯ）には、このステップ１０５の処理は実行されない。
【００４１】
一方、上記ステップ１０２において、ステップ１０１における保舵状態判定の結果が「非保舵状態」である場合（ステップ１０２：ＮＯ）、保舵補正演算部３５は、続いて、手放し状態判定を実行する（ステップ１０６）。具体的には、図９のフローチャートに示すように、保舵補正演算部３５は、操舵トルクτ（の絶対値）が所定の閾値τ２以下であるか否かを判定する（ステップ３０１）。そして、操舵トルクτが、所定の閾値τ２以下である場合（τ≦τ２、ステップ３０１：ＹＥＳ）には、そのステアリング状態が手放し状態であると判定し（ステップ３０２）、所定の閾値τ２を超える場合（τ＞τ２、ステップ３０１：ＮＯ）には、そのステアリング状態が手放し状態ではないと判定する（非手放し状態、ステップ３０３）。
【００４２】
次に、保舵補正演算部３５は、この手放し状態判定の結果が「手放し状態」であるか否かを判定し（ステップ１０７）、「手放し状態」であると判定した場合（ステップ１０７：ＹＥＳ）には、続いて保舵フラグが「ＯＮ」されているか否かを判定する（ステップ１０８）。そして、当該保舵フラグが「ＯＮ」されている場合（ステップ１０８：ＹＥＳ）には、その保舵フラグを「ＯＦＦ」し（ステップ１０９）、補正フラグを「ＯＮ」とする（ステップ１１０）。
【００４３】
つまり、手放し状態であるにも関わらず、未だ保舵フラグが「ＯＮ」のままとなる状況は、保舵状態から手放し状態に移行した直後である。そして、本実施形態の保舵補正演算部３５は、このような場合に、上記Ｆ／Ｂ制御演算部３１から入力された基礎制御量εsbを低減するための補正演算、即ち基礎補償量補正演算を実行（開始）する（ステップ１１１）。
【００４４】
具体的には、図１０のフローチャートに示すように、保舵補正演算部３５は、この基礎補償量補正演算において、先ず基礎制御量εsbを低減するための補正量βを演算する（ステップ４０１）。本実施形態では、この補正量βは、入力される基礎制御量εsb（の絶対値）に補正ゲインＫを乗ずることにより演算される（β＝|εsb|×Ｋ）。尚、本実施形態の保舵補正演算部３５には、車速Ｖが入力されるようになっており、同補正ゲインＫは、その車速Ｖに基づき演算される。そして、保舵補正演算部３５は、このステップ４０１において求められた補正量βを、その入力される基礎制御量εsbの符号に応じて、当該基礎制御量εsbに加算又は減算する（εsb´＝εsb＋β or εsb−β）、即ちオフセットすることにより、その補正後の値を低減すべく補正量補正演算を実行する（ステップ４０２）。
【００４５】
尚、本実施形態では、このステップ４０２における補正量補正演算に続いて、符号の反転を防止し及びその出力する基礎制御量εsb（εsb´）の急激な変動を抑制するためのガード処理演算が実行される（ステップ４０３）。そして、本実施形態の保舵補正演算部３５は、そのガード処理が施された補正後の基礎制御量εsb´を上記乗算器３３に出力する構成となっている（ステップ４０４）。
【００４６】
また、上記ステップ１０８において、保舵フラグが「ＯＦＦ」である場合（ステップ１０８：ＮＯ）、保舵補正演算部３５は、次に、補正フラグが「ＯＮ」されているか否かを判定する（ステップ１１２）。そして、このステップ１１２において、補正フラグが「ＯＮ」である場合（ステップ１１２）には、更にその操舵速度偏差Δωs（の絶対値）が所定の閾値α以下であるか否かを判定する（ステップ１１３）。尚、この閾値αには「０」近傍の値が設定されている。そして、操舵速度偏差Δωsが所定の閾値αを超える場合（|Δωs|＞α、ステップ１１３：ＮＯ）には、ステップ１１１の基礎補償量補正演算を実行し、操舵速度偏差Δωsが所定の閾値α以下である場合（|Δωs|≦α、ステップ１１３：ＹＥＳ）には、ステップ１１１の処理を実行することなく、その補正フラグを「ＯＦＦ」とする（ステップ１１４）。
【００４７】
つまり、手放し状態で補正フラグが「ＯＮ」されている状況とは、前回以前の演算周期において既に上記ステップ１１１における基礎補償量補正演算が実行された状況、即ちステアリング戻し制御量Ｉsb*を低減するための補正制御の実行中である。そして、本実施形態の保舵補正演算部３５は、その場合には、操舵速度偏差Δωsが最初に略「０」となる時点、即ち実際の操舵速度ωsが操舵速度目標値ωs*に追いつき最初に略同値となるまで、その補正制御を継続する。
【００４８】
尚、ステップ１１２において、補正フラグが「ＯＦＦ」である状況は、保舵状態から手放し状態に移行し、更にそのステアリング戻し制御量Ｉsb*を低減するため補正制御が既に終了した後であり、このような場合、本実施形態の保舵補正演算部３５は、上記ステップ１１３及びステップ１１４の処理を実行しない。
【００４９】
また、上記ステップ１０７において「手放し状態」ではないと判定される状況（ステップ１０７：ＮＯ）は、保舵状態は解除されたが、手放し状態には移行しなかった場合である。このような場合、先ず、保舵補正演算部３５は、保舵フラグが「ＯＮ」されているか否かを判定し（ステップ１１５）、当該保舵フラグが「ＯＮ」である場合（ステップ１１５：ＹＥＳ）には、その保舵フラグを「ＯＦＦ」する（ステップ１１６）。そして、更に、補正フラグが「ＯＮ」されているか否かを判定し（ステップ１１７）、当該補正フラグが「ＯＮ」である場合（ステップ１１７：ＹＥＳ）には、その補正フラグを「ＯＦＦ」する（ステップ１１８）。
【００５０】
このように、本実施形態の保舵補正演算部３５は、所定の演算周期で、上記ステップ１０１〜ステップ１１８の処理を繰り返し実行する。そして、これにより、保舵状態から手放し状態への移行時における上記ステアリング戻し制御量Ｉsb*の低減制御が実行されるようになっている。
【００５１】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）ステアリング戻し制御部２８は、ステアリング操作の状態が上記保舵状態から手放し状態への移行時であると判定される場合には、その出力するステアリング戻し制御量Ｉsb*を低減する。
【００５２】
即ち、保舵状態から手放し状態への移行時には、大きな値を有するステアリング戻し制御量Ｉsb*が出力されることにより、その操舵速度ωsは急速に上昇する。そして、その立ち上がりが急峻であるがゆえに、そのオーバーシュート量もまた大きなものとなる。しかしながら、上記構成によれば、保舵状態から手放し状態への移行時における操舵速度ωsの立ち上がりを穏やかなものとすることができる。その結果、オーバーシュートの発生を抑えて追従性の向上を図ることができるようになる。
【００５３】
（２）ステアリング戻し制御部２８（保舵補正演算部３５）は、操舵速度偏差Δωsが最初に略「０」となる時点、即ち実際の操舵速度ωsが操舵速度目標値ωs*に追いつき最初に略同値となるまで、その出力するステアリング戻し制御量Ｉsb*の低減を継続する。
【００５４】
即ち、ステアリング戻し制御量Ｉsb*の低減によっても、ある程度のオーバーシュートは発生する。しかしながら、上記のように、実際の操舵速度ωsが操舵速度目標値ωs*に追いつき最初に略同値となるタイミングで当該ステアリング戻し制御量Ｉsb*の低減を解除する構成とすることにより、その発生したオーバーシュートを素早く収束させることができる。
【００５５】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、操舵速度ωs及び操舵トルクτに基づいて保舵状態判定を実行し（図８参照）、及び操舵トルクτに基づいて手放し状態判定を実行した（図９参照）。しかし、これに限らず、例えば感圧素子を用いた手放し状態判定を採用する等、これら各判定は、上記以外の方法により行なってもよい。
【００５６】
・本実施形態では、保舵状態から手放し状態への移行時、当該保舵状態の解除後に、ステアリング戻し制御量Ｉsb*の低減を開始することとしたが、これに限らず、保舵状態にある時点から行なう構成としてもよい。これにより、演算負荷が軽減される。また、戻し方向の制御成分が減少することで、その舵角維持を容易なものとして、運転者の負担を軽減することができる。
【００５７】
・本実施形態では、実際の操舵速度ωsが操舵速度目標値ωs*に追いつき最初に略同値となるタイミングで当該ステアリング戻し制御量Ｉsb*の低減を解除することとした。しかし、これに限らず、例えば、所定時間の経過により当該ステアリング戻し制御量Ｉsb*の低減を解除する構成としてもよい。
【００５８】
・本実施形態では、ステアリング戻し制御量Ｉsb*の低減は、その基礎となる基礎制御量εsbの符号に応じて、当該基礎制御量εsbに加算又は減算する、即ちオフセットすることにより行なわれることした（図１０参照、ステップ４０２）。しかし、これに限らず、その絶対値を所定範囲内に制限することにより行なう構成としてもよい。
【００５９】
具体的には、例えば、図１１のフローチャートに示すように、保舵補正演算部３５は、その基礎制御量補正演算（図７参照、ステップ１１１）において、その入力される基礎制御量εsbの絶対値が所定の閾値ε０を超えるか否かを判定する（ステップ５０１）。そして、その絶対値が所定の閾値ε０を超える場合（|εsb|＞ε０、ステップ５０１：ＹＥＳ）には、その補正後の基礎制御量εsb´の絶対値が上記の閾値ε０となるように補正する構成としてもよい（ステップ５０２）。尚、この場合、符号は補正前の符号に合わせればよい（εsb´＝+εsb or -εsb）。このような構成としても本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
・また、本実施形態では、その基礎制御量補正演算において、ステップ４０３に示すガード処理により、符号の反転を防止することとした。しかし、必ずしも、これに限るものではなく、例えば、そのオフセットによって、実際の操舵速度ωsが操舵速度目標値ωs*に追いつき最初に略同値となるタイミングよりも早く、逆方向の基礎制御量εsb´を出力可能な構成としてもよい。これにより、そのオーバーシュート量を更に小さなものとすることが可能になる。
【００６１】
次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を記載する。
（付記１）請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記補償成分の低減は、演算された補償成分の値をオフセットすることにより行なわれること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【００６２】
（付記２）請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記補償成分の低減は、演算される補償成分の値を所定範囲内に制限することにより行なわれること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。
【図２】ＥＰＳの制御ブロック図。
【図３】操舵速度目標値演算の態様を示す説明図。
【図４】車速ゲイン演算の態様を示す説明図。
【図５】保舵状態から手放し状態への移行時におけるステアリング戻し制御量の低減制御の態様を示す説明図。
【図６】保舵状態から手放し状態への移行時における操舵速度の推移を示す説明図。
【図７】ステアリング戻し制御量の低減制御の処理手順を示すフローチャート。
【図８】保舵状態判定の処理手順を示すフローチャート。
【図９】手放し状態判定の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】基礎制御量補正演算の処理手順を示すフローチャート。
【図１１】別例の基礎制御量補正演算の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６４】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２…ステアリング、６…転舵輪、１０…ＥＰＳアクチュエータ、１１…ＥＣＵ、１２…モータ、１４…トルクセンサ、１５…車速センサ、１６…ステアリングセンサ、２１…マイコン、２５…電流指令値演算部、２７…基本アシスト制御部、２８…ステアリング戻し制御部、２９…操舵速度目標値演算部、３４…加算器、３５…保舵補正演算部、θs…操舵角、ωs…操舵速度、ω０…閾値、ωs*…操舵速度目標値、Δωs…操舵速度偏差、α…閾値、Ｉq*…電流指令値、Ｉas*…基本アシスト制御量、Ｉsb*…ステアリング戻し制御量、εsb，εsb´…基礎制御量、β…補正量、τ…操舵トルク、τ１，τ２…閾値、Ｋ…補正ゲイン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用パワーステアリング装置として、モータを駆動源とする電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が広く採用されるようになっている。そして、こうしたＥＰＳの多くでは、その補償制御の一つとして、円滑にステアリングを中立位置に復帰させるためのステアリング戻し制御（ハンドル戻し補償制御）が行われている。
【０００３】
即ち、本来、走行中であれば、特段のステアリング操作を行わなくとも、ステアリングは、転舵輪に作用するセルフアライニングトルクによって、理論上、中立位置（操舵角ゼロ）まで復帰するはずである。しかしながら、ＥＰＳの場合、そのシステムの摩擦、例えば減速機構（ボール螺子やウォーム＆ホイール等）の摩擦が、上記のような転舵輪に作用するセルフアライニングトルクを上回る場合があり、これにより、ステアリングが中立位置まで戻りきらない場合がある。
【０００４】
そこで、上記ステアリング戻し制御の実行により、ステアリング中立方向に作用する補償成分（ステアリング戻し制御量）を演算する。例えば、特許文献１に記載のＥＰＳは、操舵角に基づき演算される操舵速度目標値と実際の操舵速度との偏差に基づくフィードバック制御の実行によりステアリング戻し制御を実行するための補償成分を演算する。そして、その補償成分をパワーアシスト制御の基礎成分である基本アシスト制御量に重畳することにより、ステアリングの速やかな中立位置への復帰を実現し、走行路面の状態に関わらず良好なステアリングの戻り性を確保する構成となっている。
【０００５】
また、転舵輪に作用するセルフアライニングトルクは、車速や操舵角に応じて変化する。そのため、車両の走行状態によっては、当該セルフアライニングトルクにより、ステアリング戻し時の操舵速度が過大となる場合がある。この点を踏まえ、上記特許文献１に記載のＥＰＳでは、こうしたステアリング戻し時の操舵速度に過大が生じやすい大舵角領域については、そのステアリング戻し制御における操舵速度目標値が低めに設定されている（第４図参照）。そして、その操舵速度目標値に実際の操舵速度を追従させるべく上記フィードバック制御を実行することにより、その是正を図っている。
【特許文献１】特開２００６−１２３８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、現実には、上記のような大舵角領域からのステアリング戻し時以外にも操舵速度に過大が生じやすい状況は存在し、必ずしもその全てに上記従来技術が有効であるとは言い切れないのが実情である。そして、特に、車両を定常旋回状態から直進走行状態へと復帰させる場合等には、上記操舵速度フィードバック制御の実行により、その操舵速度の過大が助長されることがある。
【０００７】
即ち、定常旋回から直進走行への復帰時には、そのステアリング操作の状態が、保舵状態から所謂手放し状態へ、即ち略操舵トルクの入力がない状態へと移行する。そして、このとき、操舵速度を略「ゼロ」から操舵速度目標値まで上昇させるべく、上記操舵速度フィードバック制御によりステアリング戻し方向に大きな補償成分が演算される一方、その操舵角を維持するための基礎成分は「略ゼロ」となる。
【０００８】
つまり、保舵状態から手放し状態への移行時には、舵角方向の値を有する上記基礎成分に減じられることなく、その大きな補償成分がセルフアライニングトルクに重畳されることにより、操舵速度が急速に上昇する。その結果、当該操舵速度が操舵速度目標値を超えて過大となる現象、即ちオーバーシュートが発生し、ひいては、その追従に遅れが生ずるという問題があり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、保舵状態から手放し状態への移行時における操舵速度フィードバック制御のオーバーシュートを抑えて、その追従性の向上を図ることのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置と、アシスト力目標値に基づき前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段により演算される前記アシスト力目標値は、ステアリング戻し制御を実行するための補償成分を含み、該補償成分は、操舵速度目標値と実際の操舵速度との偏差に基づくフィードバック制御の実行により演算される電動パワーステアリング装置であって、前記制御手段は、前記ステアリング操作の状態が保舵状態から手放し状態へと移行した場合には、前記ステアリング戻し制御を実行するための補償成分を低減すること、を要旨とする。
【００１１】
即ち、保舵状態から手放し状態への移行時には、ステアリング戻し制御を実行するための補償成分が大きな値となることで、その操舵速度は急速に上昇する。そして、その立ち上がりが急峻であるがゆえに、そのオーバーシュート量もまた大きなものとなる。特に、操舵速度フィードバック制御として積分制御を実行するものは、その保舵状態が長く続くほど、その偏差の蓄積による影響が顕著となる。しかしながら、上記構成によれば、保舵状態から手放し状態への移行時における操舵速度の立ち上がりを穏やかなものとすることができる。その結果、オーバーシュートの発生を抑えて追従性の向上を図ることができるようになる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記補償成分の低減は、前記操舵速度目標値と実際の操舵速度とが最初に同値となるまで継続されること、を要旨とする。
即ち、上記補償成分の低減によっても、ある程度のオーバーシュートは発生する。しかしながら、上記構成によれば、その発生したオーバーシュートを素早く収束させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記補償成分の抑制は、前記ステアリング操作の状態が保舵状態にある時点から行なわれること、を要旨とする。
上記構成によれば、演算負荷を軽減して、演算手段の処理能力強化により生ずるコスト増を抑制することができる。また、戻し方向の制御成分が減少することで、その舵角維持を容易なものとして、保舵時における運転者の負担を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、保舵状態から手放し状態への移行時における操舵速度フィードバック制御のオーバーシュートを抑えて、その追従性の向上を図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ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により転舵輪６の舵角、即ち転舵角が可変することにより、車両の進行方向が変更されるようになっている。
【００１６】
ＥＰＳ１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１１とを備えて構成される。
【００１７】
本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１０は、その駆動源であるモータ１２がラック５と同軸に配置された所謂ラックアシスト型のＥＰＳアクチュエータであり、モータ１２が発生するモータトルクは、ボール送り機構（図示略）を介してラック５に伝達される。尚、本実施形態のモータ１２は、ブラシレスモータであり、ＥＣＵ１１から三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力の供給を受けることにより回転する。
【００１８】
一方、ＥＣＵ１１には、トルクセンサ１４、車速センサ１５、及びステアリングセンサ（操舵角センサ）１６等、各種の状態量を検出するための複数のセンサが接続されており、同ＥＣＵ１１は、これらの各センサにより検出された状態量、即ち操舵トルクτ、車速Ｖ、及び操舵角θs（並びに操舵速度ωs）等に基づいてアシスト力目標値（目標アシスト力）を演算する。そして、ＥＣＵ１１は、その演算された目標アシスト力をＥＰＳアクチュエータ１０に発生させるべく、駆動源であるモータ１２への駆動電力の供給を通じて、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動、即ち操舵系に付与するアシスト力を制御する。
【００１９】
次に、本実施形態のＥＰＳにおけるアシスト制御の態様について説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ１１は、モータ制御信号を出力するマイコン２１と、そのモータ制御信号に基づいて、ＥＰＳアクチュエータ１０の駆動源であるモータ１２に駆動電力を供給する駆動回路２２とを備えている。
【００２０】
本実施形態では、ＥＣＵ１１には、モータ１２に通電される実電流値Ｉを検出するための電流センサ２３、及びモータ１２の回転角θmを検出するための回転角センサ２４が接続されている。そして、マイコン２１は、これら各センサの出力信号に基づき検出されたモータ１２の実電流値Ｉ及び回転角θm、並びに上記操舵トルクτ、車速Ｖ、操舵角θs及び操舵速度ωsに基づいて、駆動回路２２にモータ制御信号を出力する。
【００２１】
尚、以下に示すマイコン２１内の各制御ブロックは、同マイコン２１の実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。そして、マイコン２１は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。
【００２２】
詳述すると、マイコン２１は、ＥＰＳアクチュエータ１０に発生させるべきアシスト力目標値（目標アシスト力）に対応した電流指令値Ｉq*を演算する電流指令値演算部２５と、電流指令値演算部２５により算出された電流指令値Ｉq*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部２６とを備えている。
【００２３】
本実施形態の電流指令値演算部２５は、目標アシスト力の基礎的制御成分である基本アシスト制御量Ｉas*を演算する基本アシスト制御部２７と、その補償成分として、ステアリング２を中立位置（θs＝０）に復帰させるためのステアリング戻し制御量Ｉsb*を演算するステアリング戻し制御部２８とを備えている。
【００２４】
本実施形態では、基本アシスト制御部２７には、操舵トルクτ及び車速Ｖが入力されるようになっており、該基本アシスト制御部２７は、これら操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、その操舵トルクτが大きいほど、また車速Ｖが小さいほど、より大きな基本アシスト制御量Ｉas*を演算する。
【００２５】
一方、ステアリング戻し制御部２８には、車速Ｖ及び操舵角θsが入力される。そして、ステアリング戻し制御部２８は、これらの各状態量に基づいて、上記ステアリング戻し制御量Ｉsb*、即ちステアリング中立方向に作用するステアリング戻し力を発生させるための補償成分を演算する（ステアリング戻し制御）。
【００２６】
具体的には、本実施形態のステアリング戻し制御部２８は、上記ステアリングセンサ１６（図１参照）により検出される操舵角θsに基づき演算される操舵速度目標値ωs*に実際の操舵速度ωsを追従させるべく操舵速度フィードバック制御の実行によりステアリング戻し制御量Ｉsb*を演算する。尚、本実施形態では、操舵速度ωsは、操舵角θsを微分することにより求められる。
【００２７】
詳述すると、ステアリング戻し制御部２８に入力された操舵角θsは、操舵速度目標値演算部２９へと入力され、同操舵速度目標値演算部２９において、操舵速度目標値ωs*が演算される。具体的には、本実施形態のステアリング戻し制御部２８は、操舵角θsと操舵速度目標値ωs*とが関連付けられたマップ２９ａを備えており（図３参照、操舵速度目標値演算マップ）、同マップ２９ａにおいて、操舵速度目標値ωs*は、操舵角θsの絶対値が大きいほど（大舵角であるほど）、より大きな絶対値を有する戻し方向の値となるように設定されている。そして、操舵速度目標値演算部２９は、入力される操舵角θsをこのマップ２９ａに参照する、即ち同マップ２９ａを用いたマップ演算の実行により操舵速度目標値ωs*を演算する。
【００２８】
操舵速度目標値演算部２９において演算された操舵速度目標値ωs*は、操舵速度ωsとともに減算器３０に入力され、同減算器３０において、操舵速度目標値ωs*と実際の操舵速度ωsとの間の偏差（操舵速度偏差Δωs）が算出される。そして、Ｆ／Ｂ制御演算部３１において、その操舵速度偏差Δωsに所定のゲインを乗ずることにより、ステアリング戻し制御量Ｉsb*の基礎成分である基礎制御量εsbが演算される。
【００２９】
また、車速Ｖは、車速ゲイン演算部３２に入力され、同車速ゲイン演算部３２において、その車速Ｖが大きいほど、より大きな車速ゲインＫvが演算される（図４参照）。そして、本実施形態のステアリング戻し制御部２８は、乗算器３３において、上記Ｆ／Ｂ制御演算部３１により演算された基礎制御量εsb（後述する保舵補正演算部３５において補正された後の基礎制御量εsb´）に、その車速ゲインＫvを乗じた値をステアリング戻し制御量Ｉsb*として出力する構成となっている。
【００３０】
基本アシスト制御部２７において演算された基本アシスト制御量Ｉas*、及びステアリング戻し制御部２８において演算されたステアリング戻し制御量Ｉsb*は、加算器３４に入力される。そして、電流指令値演算部２５は、この加算器３４において基本アシスト制御量Ｉas*にステアリング戻し制御量Ｉsb*を重畳することにより、アシスト力目標値（目標アシスト力）としての電流指令値Ｉq*を演算し、モータ制御信号出力部２６に出力する。
【００３１】
モータ制御信号出力部２６には、電流指令値演算部２５が出力する電流指令値Ｉq*とともに、電流センサ２３により検出された実電流値Ｉ、及び回転角センサ２４により検出された回転角θmが入力される。そして、モータ制御信号出力部２６は、目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉq*に実電流値Ｉを追従させるべくフィードバック制御を実行することによりモータ制御信号を演算する。
【００３２】
具体的には、本実施形態では、モータ制御信号出力部２６は、実電流値Ｉとして検出されたモータ１２の相電流値（Ｉu，Ｉv，Ｉw）をｄ／ｑ座標系のｄ，ｑ軸電流値に変換（ｄ／ｑ変換）することにより、上記電流フィードバック制御を行う。
【００３３】
即ち、電流指令値Ｉq*は、ｑ軸電流指令値としてモータ制御信号出力部２６に入力され、モータ制御信号出力部２６は、回転角センサ２４により検出された回転角θmに基づいて相電流値（Ｉu，Ｉv，Ｉw）をｄ／ｑ変換する。また、モータ制御信号出力部２６は、そのｄ，ｑ軸電流値及びｑ軸電流指令値に基づいてｄ，ｑ軸電圧指令値を演算する。そして、そのｄ，ｑ軸電圧指令値をｄ／ｑ逆変換することにより相電圧指令値（Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*）を演算し、当該相電圧指令値に基づいてモータ制御信号を生成する。
【００３４】
そして、本実施形態のＥＣＵ１１は、上記のように生成されたモータ制御信号をマイコン２１が駆動回路２２に出力し、該駆動回路２２がその当該モータ制御信号に基づく三相の駆動電力をモータ１２に供給することにより、ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する構成となっている。
【００３５】
（保舵状態から手放し状態への移行時におけるステアリング戻し制御量の低減制御）
次に、本実施形態におけるステアリング戻し制御量の低減制御について説明する。
上述のように、保舵状態から手放し状態への移行時においては、上記操舵速度フィードバック制御によりステアリング戻し方向の大きな値を有するステアリング戻し制御量Ｉsb*が演算される一方、その操舵角を維持するための基礎成分である基本アシスト制御量Ｉas*は「略ゼロ」となる。つまり、保舵状態から手放し状態への移行時には、舵角方向の値を有する基本アシスト制御量Ｉas*によって減じられることなく、その大きな値を有するステアリング戻し制御量Ｉsb*がセルフアライニングトルクに重畳されることで、その操舵速度ωsは急速に上昇する。その結果、当該操舵速度ωsが操舵速度目標値ωs*を超えて過大となる現象、即ちオーバーシュートが発生し、ひいては、その追従に遅れが生ずるという問題がある。
【００３６】
この点を踏まえ、本実施形態のステアリング戻し制御部２８は、ステアリング操作の状態が上記保舵状態から手放し状態への移行時であると判定される場合には、その出力するステアリング戻し制御量Ｉsb*を低減する（図５参照）。
【００３７】
即ち、図６に示すように、保舵状態から手放し状態への移行時には、大きな値を有するステアリング戻し制御量Ｉsb*が出力されることにより操舵速度ωは急速に上昇する。そして、その立ち上がりが急峻であるがゆえに、そのオーバーシュート量もまた大きなものとなる（同図中、一点鎖線に示す波形）。この点、保舵状態から手放し状態への移行時におけるステアリング戻し制御量Ｉsb*を低減することで、操舵速度ωsの立ち上がりを穏やかなものとすることができる。そして、本実施形態では、これにより、オーバーシュートの発生を抑えて追従性の向上を図る構成となっている。
【００３８】
詳述すると、図２に示すように、本実施形態のステアリング戻し制御部２８では、その上記Ｆ／Ｂ制御演算部３１と乗算器３３との間に保舵補正演算部３５が介在されている。この保舵補正演算部３５には、Ｆ／Ｂ制御演算部３１の出力する基礎制御量εsbとともに、操舵トルクτ、車速Ｖ、操舵速度ωs、及び操舵速度偏差Δωsが入力されるようになっており、同保舵補正演算部３５は、これら各状態量に基づいてステアリング操作の状態を判定する機能を有している。そして、保舵補正演算部３５は、そのステアリング状態が上記保舵状態から手放し状態への移行時であると判定した場合には、Ｆ／Ｂ制御演算部３１から入力された基礎制御量εsbの値を低減した補正後の基礎制御量εsb´を乗算器３３に出力する。
【００３９】
さら詳述すると、図７のフローチャートに示すように、保舵補正演算部３５は、先ず保舵状態判定を実行する（ステップ１０１）。具体的には、図８のフローチャートに示すように、保舵補正演算部３５は、操舵速度ωs（の絶対値）が所定の閾値ω０以下であるか否かを判定し（ステップ２０１）、続いて操舵トルクτ（の絶対値）が所定の閾値τ１以上であるか否かを判定する（ステップ２０２）。そして、操舵速度ωsが所定の閾値ω０以下であり（ωs≦ω０、ステップ２０１：ＹＥＳ）、且つ操舵トルクτが所定の閾値τ１以上である場合（τ≧τ１、ステップ２０２：ＹＥＳ）に、そのステアリング状態が保舵状態であると判定する（ステップ２０３）。即ち、ステアリング２が略回転してないにも関わらず操舵トルクτの入力がある場合に保舵状態であると判定する。尚、操舵速度ωsが所定の閾値ω０を超える（ωs＞ω０、ステップ２０１：ＮＯ）、又は操舵トルクτが所定の閾値τ１に満たない場合（τ＜τ１、ステップ２０２：ＮＯ）には、保舵補正演算部３５は、そのステアリング状態が保舵状態でないと判定する（非保舵状態、ステップ２０４）。
【００４０】
次に、保舵補正演算部３５は、上記保舵状態判定の結果が「保舵状態」であるか否かを判定し（ステップ１０２）、保舵状態である場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）には、保舵フラグを「ＯＮ（セット）」する（ステップ１０３）。そして、更に、補正フラグが「ＯＮ」されているか否かを判定し（ステップ１０４）、当該補正フラグが「ＯＮ」されている場合（ステップ１０４：ＹＥＳ）には、その補正フラグを「ＯＦＦ（リセット）」する（ステップ１０５）。尚、ステップ１０４において、補正フラグが「ＯＦＦ」である場合（ステップ１０４：ＮＯ）には、このステップ１０５の処理は実行されない。
【００４１】
一方、上記ステップ１０２において、ステップ１０１における保舵状態判定の結果が「非保舵状態」である場合（ステップ１０２：ＮＯ）、保舵補正演算部３５は、続いて、手放し状態判定を実行する（ステップ１０６）。具体的には、図９のフローチャートに示すように、保舵補正演算部３５は、操舵トルクτ（の絶対値）が所定の閾値τ２以下であるか否かを判定する（ステップ３０１）。そして、操舵トルクτが、所定の閾値τ２以下である場合（τ≦τ２、ステップ３０１：ＹＥＳ）には、そのステアリング状態が手放し状態であると判定し（ステップ３０２）、所定の閾値τ２を超える場合（τ＞τ２、ステップ３０１：ＮＯ）には、そのステアリング状態が手放し状態ではないと判定する（非手放し状態、ステップ３０３）。
【００４２】
次に、保舵補正演算部３５は、この手放し状態判定の結果が「手放し状態」であるか否かを判定し（ステップ１０７）、「手放し状態」であると判定した場合（ステップ１０７：ＹＥＳ）には、続いて保舵フラグが「ＯＮ」されているか否かを判定する（ステップ１０８）。そして、当該保舵フラグが「ＯＮ」されている場合（ステップ１０８：ＹＥＳ）には、その保舵フラグを「ＯＦＦ」し（ステップ１０９）、補正フラグを「ＯＮ」とする（ステップ１１０）。
【００４３】
つまり、手放し状態であるにも関わらず、未だ保舵フラグが「ＯＮ」のままとなる状況は、保舵状態から手放し状態に移行した直後である。そして、本実施形態の保舵補正演算部３５は、このような場合に、上記Ｆ／Ｂ制御演算部３１から入力された基礎制御量εsbを低減するための補正演算、即ち基礎補償量補正演算を実行（開始）する（ステップ１１１）。
【００４４】
具体的には、図１０のフローチャートに示すように、保舵補正演算部３５は、この基礎補償量補正演算において、先ず基礎制御量εsbを低減するための補正量βを演算する（ステップ４０１）。本実施形態では、この補正量βは、入力される基礎制御量εsb（の絶対値）に補正ゲインＫを乗ずることにより演算される（β＝|εsb|×Ｋ）。尚、本実施形態の保舵補正演算部３５には、車速Ｖが入力されるようになっており、同補正ゲインＫは、その車速Ｖに基づき演算される。そして、保舵補正演算部３５は、このステップ４０１において求められた補正量βを、その入力される基礎制御量εsbの符号に応じて、当該基礎制御量εsbに加算又は減算する（εsb´＝εsb＋β or εsb−β）、即ちオフセットすることにより、その補正後の値を低減すべく補正量補正演算を実行する（ステップ４０２）。
【００４５】
尚、本実施形態では、このステップ４０２における補正量補正演算に続いて、符号の反転を防止し及びその出力する基礎制御量εsb（εsb´）の急激な変動を抑制するためのガード処理演算が実行される（ステップ４０３）。そして、本実施形態の保舵補正演算部３５は、そのガード処理が施された補正後の基礎制御量εsb´を上記乗算器３３に出力する構成となっている（ステップ４０４）。
【００４６】
また、上記ステップ１０８において、保舵フラグが「ＯＦＦ」である場合（ステップ１０８：ＮＯ）、保舵補正演算部３５は、次に、補正フラグが「ＯＮ」されているか否かを判定する（ステップ１１２）。そして、このステップ１１２において、補正フラグが「ＯＮ」である場合（ステップ１１２）には、更にその操舵速度偏差Δωs（の絶対値）が所定の閾値α以下であるか否かを判定する（ステップ１１３）。尚、この閾値αには「０」近傍の値が設定されている。そして、操舵速度偏差Δωsが所定の閾値αを超える場合（|Δωs|＞α、ステップ１１３：ＮＯ）には、ステップ１１１の基礎補償量補正演算を実行し、操舵速度偏差Δωsが所定の閾値α以下である場合（|Δωs|≦α、ステップ１１３：ＹＥＳ）には、ステップ１１１の処理を実行することなく、その補正フラグを「ＯＦＦ」とする（ステップ１１４）。
【００４７】
つまり、手放し状態で補正フラグが「ＯＮ」されている状況とは、前回以前の演算周期において既に上記ステップ１１１における基礎補償量補正演算が実行された状況、即ちステアリング戻し制御量Ｉsb*を低減するための補正制御の実行中である。そして、本実施形態の保舵補正演算部３５は、その場合には、操舵速度偏差Δωsが最初に略「０」となる時点、即ち実際の操舵速度ωsが操舵速度目標値ωs*に追いつき最初に略同値となるまで、その補正制御を継続する。
【００４８】
尚、ステップ１１２において、補正フラグが「ＯＦＦ」である状況は、保舵状態から手放し状態に移行し、更にそのステアリング戻し制御量Ｉsb*を低減するため補正制御が既に終了した後であり、このような場合、本実施形態の保舵補正演算部３５は、上記ステップ１１３及びステップ１１４の処理を実行しない。
【００４９】
また、上記ステップ１０７において「手放し状態」ではないと判定される状況（ステップ１０７：ＮＯ）は、保舵状態は解除されたが、手放し状態には移行しなかった場合である。このような場合、先ず、保舵補正演算部３５は、保舵フラグが「ＯＮ」されているか否かを判定し（ステップ１１５）、当該保舵フラグが「ＯＮ」である場合（ステップ１１５：ＹＥＳ）には、その保舵フラグを「ＯＦＦ」する（ステップ１１６）。そして、更に、補正フラグが「ＯＮ」されているか否かを判定し（ステップ１１７）、当該補正フラグが「ＯＮ」である場合（ステップ１１７：ＹＥＳ）には、その補正フラグを「ＯＦＦ」する（ステップ１１８）。
【００５０】
このように、本実施形態の保舵補正演算部３５は、所定の演算周期で、上記ステップ１０１〜ステップ１１８の処理を繰り返し実行する。そして、これにより、保舵状態から手放し状態への移行時における上記ステアリング戻し制御量Ｉsb*の低減制御が実行されるようになっている。
【００５１】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）ステアリング戻し制御部２８は、ステアリング操作の状態が上記保舵状態から手放し状態への移行時であると判定される場合には、その出力するステアリング戻し制御量Ｉsb*を低減する。
【００５２】
即ち、保舵状態から手放し状態への移行時には、大きな値を有するステアリング戻し制御量Ｉsb*が出力されることにより、その操舵速度ωsは急速に上昇する。そして、その立ち上がりが急峻であるがゆえに、そのオーバーシュート量もまた大きなものとなる。しかしながら、上記構成によれば、保舵状態から手放し状態への移行時における操舵速度ωsの立ち上がりを穏やかなものとすることができる。その結果、オーバーシュートの発生を抑えて追従性の向上を図ることができるようになる。
【００５３】
（２）ステアリング戻し制御部２８（保舵補正演算部３５）は、操舵速度偏差Δωsが最初に略「０」となる時点、即ち実際の操舵速度ωsが操舵速度目標値ωs*に追いつき最初に略同値となるまで、その出力するステアリング戻し制御量Ｉsb*の低減を継続する。
【００５４】
即ち、ステアリング戻し制御量Ｉsb*の低減によっても、ある程度のオーバーシュートは発生する。しかしながら、上記のように、実際の操舵速度ωsが操舵速度目標値ωs*に追いつき最初に略同値となるタイミングで当該ステアリング戻し制御量Ｉsb*の低減を解除する構成とすることにより、その発生したオーバーシュートを素早く収束させることができる。
【００５５】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、操舵速度ωs及び操舵トルクτに基づいて保舵状態判定を実行し（図８参照）、及び操舵トルクτに基づいて手放し状態判定を実行した（図９参照）。しかし、これに限らず、例えば感圧素子を用いた手放し状態判定を採用する等、これら各判定は、上記以外の方法により行なってもよい。
【００５６】
・本実施形態では、保舵状態から手放し状態への移行時、当該保舵状態の解除後に、ステアリング戻し制御量Ｉsb*の低減を開始することとしたが、これに限らず、保舵状態にある時点から行なう構成としてもよい。これにより、演算負荷が軽減される。また、戻し方向の制御成分が減少することで、その舵角維持を容易なものとして、運転者の負担を軽減することができる。
【００５７】
・本実施形態では、実際の操舵速度ωsが操舵速度目標値ωs*に追いつき最初に略同値となるタイミングで当該ステアリング戻し制御量Ｉsb*の低減を解除することとした。しかし、これに限らず、例えば、所定時間の経過により当該ステアリング戻し制御量Ｉsb*の低減を解除する構成としてもよい。
【００５８】
・本実施形態では、ステアリング戻し制御量Ｉsb*の低減は、その基礎となる基礎制御量εsbの符号に応じて、当該基礎制御量εsbに加算又は減算する、即ちオフセットすることにより行なわれることした（図１０参照、ステップ４０２）。しかし、これに限らず、その絶対値を所定範囲内に制限することにより行なう構成としてもよい。
【００５９】
具体的には、例えば、図１１のフローチャートに示すように、保舵補正演算部３５は、その基礎制御量補正演算（図７参照、ステップ１１１）において、その入力される基礎制御量εsbの絶対値が所定の閾値ε０を超えるか否かを判定する（ステップ５０１）。そして、その絶対値が所定の閾値ε０を超える場合（|εsb|＞ε０、ステップ５０１：ＹＥＳ）には、その補正後の基礎制御量εsb´の絶対値が上記の閾値ε０となるように補正する構成としてもよい（ステップ５０２）。尚、この場合、符号は補正前の符号に合わせればよい（εsb´＝+εsb or -εsb）。このような構成としても本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
・また、本実施形態では、その基礎制御量補正演算において、ステップ４０３に示すガード処理により、符号の反転を防止することとした。しかし、必ずしも、これに限るものではなく、例えば、そのオフセットによって、実際の操舵速度ωsが操舵速度目標値ωs*に追いつき最初に略同値となるタイミングよりも早く、逆方向の基礎制御量εsb´を出力可能な構成としてもよい。これにより、そのオーバーシュート量を更に小さなものとすることが可能になる。
【００６１】
次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を記載する。
（付記１）請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記補償成分の低減は、演算された補償成分の値をオフセットすることにより行なわれること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【００６２】
（付記２）請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記補償成分の低減は、演算される補償成分の値を所定範囲内に制限することにより行なわれること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。
【図２】ＥＰＳの制御ブロック図。
【図３】操舵速度目標値演算の態様を示す説明図。
【図４】車速ゲイン演算の態様を示す説明図。
【図５】保舵状態から手放し状態への移行時におけるステアリング戻し制御量の低減制御の態様を示す説明図。
【図６】保舵状態から手放し状態への移行時における操舵速度の推移を示す説明図。
【図７】ステアリング戻し制御量の低減制御の処理手順を示すフローチャート。
【図８】保舵状態判定の処理手順を示すフローチャート。
【図９】手放し状態判定の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】基礎制御量補正演算の処理手順を示すフローチャート。
【図１１】別例の基礎制御量補正演算の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６４】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２…ステアリング、６…転舵輪、１０…ＥＰＳアクチュエータ、１１…ＥＣＵ、１２…モータ、１４…トルクセンサ、１５…車速センサ、１６…ステアリングセンサ、２１…マイコン、２５…電流指令値演算部、２７…基本アシスト制御部、２８…ステアリング戻し制御部、２９…操舵速度目標値演算部、３４…加算器、３５…保舵補正演算部、θs…操舵角、ωs…操舵速度、ω０…閾値、ωs*…操舵速度目標値、Δωs…操舵速度偏差、α…閾値、Ｉq*…電流指令値、Ｉas*…基本アシスト制御量、Ｉsb*…ステアリング戻し制御量、εsb，εsb´…基礎制御量、β…補正量、τ…操舵トルク、τ１，τ２…閾値、Ｋ…補正ゲイン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置と、アシスト力目標値に基づき前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段により演算される前記アシスト力目標値は、ステアリング戻し制御を実行するための補償成分を含み、該補償成分は、操舵速度目標値と実際の操舵速度との偏差に基づくフィードバック制御の実行により演算される電動パワーステアリング装置であって、
前記制御手段は、前記ステアリング操作の状態が保舵状態から手放し状態へと移行した場合には、前記ステアリング戻し制御を実行するための補償成分を低減すること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記補償成分の低減は、前記操舵速度目標値と実際の操舵速度とが最初に同値となるまで継続されること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記補償成分の抑制は、前記ステアリング操作の状態が保舵状態にある時点から行なわれること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置と、アシスト力目標値に基づき前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段により演算される前記アシスト力目標値は、ステアリング戻し制御を実行するための補償成分を含み、該補償成分は、操舵速度目標値と実際の操舵速度との偏差に基づくフィードバック制御の実行により演算される電動パワーステアリング装置であって、
前記制御手段は、前記ステアリング操作の状態が保舵状態から手放し状態へと移行した場合には、前記ステアリング戻し制御を実行するための補償成分を低減すること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記補償成分の低減は、前記操舵速度目標値と実際の操舵速度とが最初に同値となるまで継続されること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記補償成分の抑制は、前記ステアリング操作の状態が保舵状態にある時点から行なわれること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−２６２６２２（Ｐ２００９−２６２６２２Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１１４３４（Ｐ２００８−１１１４３４）
【出願日】平成２０年４月２２日（２００８．４．２２）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２２日（２００８．４．２２）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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