電動パワーステアリング装置
【課題】加速度センサをタイロッドに比べて動きの小さいラックハウジングに取り付けることができるとともに、加速度センサの出力信号からタイロッドの加速度を推定することができるようになる電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】ラックハウジングに加速度センサ３０が取り付けられている。加速度センサ３０はラックハウジング加速度を検出する。位相進み補償処理部５２Ａは、タイロッド加速度に対するラックハウジング加速度の位相遅れ分だけ、ラックハウジング加速度の位相を進めるための位相進み補償処理を行なう。ゲイン補正処理部５２Ｂは、タイロッド加速度に対するラックハウジング加速度のゲイン減少分だけ、ラックハウジング加速度のゲインを増加させるためのゲイン補正処理を行なう。
【解決手段】ラックハウジングに加速度センサ３０が取り付けられている。加速度センサ３０はラックハウジング加速度を検出する。位相進み補償処理部５２Ａは、タイロッド加速度に対するラックハウジング加速度の位相遅れ分だけ、ラックハウジング加速度の位相を進めるための位相進み補償処理を行なう。ゲイン補正処理部５２Ｂは、タイロッド加速度に対するラックハウジング加速度のゲイン減少分だけ、ラックハウジング加速度のゲインを増加させるためのゲイン補正処理を行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動モータが発生する駆動力を車両の転舵機構に伝達して操舵補助を行う電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置として、タイロッド推力センサによってタイロッド推力を検出し、検出されたタイロッド推力を用いて電動モータを制御するものが開発されている（例えば下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−２５９５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
タイロッド推力（タイロッド軸力）を検出するためには、タイロッドに加速度センサを取り付けることが考えられる。しかしながら、このようにすると、運転者の操舵操作に伴ってタイロッドが車体に対して左右方向に移動するので、タイロッドに取り付けられた加速度センサも車体に対して左右方向に移動することになる。この結果、加速度センサのハーネスが揺動するので、加速度センサのハーネスが損傷するおそれがある。
【０００５】
この発明の目的は、加速度センサをタイロッドに比べて動きの小さいラックハウジングに取り付けることができるとともに、加速度センサの出力信号からタイロッドの加速度を推定することができるようになる電動パワーステアリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、転舵輪（４）にタイロッド（１５）を介して操舵力を伝達するラック軸（１３）を有する転舵機構（５）に、電動モータ（２１）から操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置（１）であって、車体に取り付けられ、前記ラック軸を軸方向に往復移動可能に支持するラックハウジング（１８）と、 前記ラックハウジングに取り付けられ、前記ラックハウジングの加速度を検出する加速度センサ（３０）と、前記加速度センサによって検出されるラックハウジング加速度検出値に対して、位相進み補償処理とゲイン補正処理とを行なうことにより、前記タイロッドの加速度推定値を求めるタイロッド加速度推定手段（５２）と、前記タイロッド加速度推定手段によって求められたタイロッド加速度推定値を用いて、前記電動モータを制御する制御手段（５１〜５６）とを含む、電動パワーステアリング装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。
【０００７】
この発明によれば、加速度センサをタイロッドに比べて動きが小さいラックハウジングに取り付けることができるので、加速度センサのハーネスが損傷しにくくなる。また、加速度センサによって検出されるラックハウジング加速度検出値からタイロッドの加速度を推定することができるので、タイロッド加速度推定値またはそれから演算されるタイロッド軸力を用いて電動モータを制御することができる。これにより、操舵感を向上させることができる。
【０００８】
前記タイロッド加速度推定手段は、前記加速度センサによって検出されたラックハウジング加速度検出値に対して位相進み補償処理を行なう位相進み補償処理手段（５２Ａ）と、前記位相進み補償処理手段による位相進み補償処理後の加速度値に対してゲイン補正処理を行なうゲイン補正処理手段（５２Ｂ）とを含むものであってもよい。
この場合、前記位相進み補償処理手段は、前記加速度センサによって検出されたラックハウジング加速度検出値に対して第１のローパスフィルタ処理を行なう第１フィルタ手段（Ｓ２）と、前記ラックハウジングの加速度から前記第１のローパスフィルタ処理後の加速度値を減算した値に予め設定された位相進み定数を乗算した値と、前記第１のロータパスフィルタ処理後の加速度値とを加算する演算手段（Ｓ３）と、前記演算手段の演算結果に対して、第２のローパスフィルタ処理を行なう第２フィルタ手段（Ｓ４）とを含むものであってもよい。また、前記ゲイン補正処理手段は、前記第２フィルタ手段によって得られた加速度に予め設定された補正ゲインを乗算するように構成されていてもよい。
【０００９】
前記制御手段は、前記タイロッド加速度推定手段によって求められたタイロッド加速度推定値を用いて、前記電動モータの目標電流値（Ｉ＊）を設定する目標電流値設定手段（５１〜５４）と、前記電動モータに流れる電流（Ｉ）が前記目標電流値設定手段によって設定された目標電流値に近づくように前記電動モータを制御する制御手段（５５，５６）とを含むものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、ＥＣＵの電気的構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】図３は、基本目標電流値の設定例を示す模式図である。
【図４】図４は、タイロッド加速度推定部の動作を示すフローチャートである。
【図５】図５は、実験により測定されたタイロッド加速度とラックハウジング加速度を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
電動パワーステアリング装置１は、操舵部材としてのステアリングホイール２が連結されたステアリングシャフト３と、ステアリングホイール２の回転に連動して転舵輪４を転舵する転舵機構５と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構６とを備えている。
【００１２】
ステアリングシャフト３は、直線状に延びている。ステアリングシャフト３は、第１の自在継手７を介して中間軸８に連結されている。中間軸８は、第２の自在継手９を介して転舵機構５（具体的には、後述するピニオン軸１２）に連結されている。したがって、ステアリングホイール２は、ステアリングシャフト３、第１の自在継手７、中間軸８および第２の自在継手９を介して、転舵機構５に機械的に連結されている。
【００１３】
ステアリングシャフト３は、ステアリングホイール２に連結された入力軸３ａと、中間軸８に連結された出力軸３ｂとを含む。入力軸３ａと出力軸３ｂとは、トーションバー１０を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。すなわち、ステアリングホイール２が回転されると、入力軸３ａおよび出力軸３ｂは、互いに相対回転しつつ同一方向に回転するようになっている。
【００１４】
ステアリングシャフト３の周囲には、トルクセンサ１１が配置されている。トルクセンサ１１は、入力軸３ａおよび出力軸３ｂの相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール２に与えられた操舵トルクＴを検出する。トルクセンサ１１の出力信号は、ＥＣＵ（電子制御ユニット：Electronic Control Unit）４０に入力される。
転舵機構５は、ピニオン軸１２と、転舵軸としてのラック軸１３とを含む。ラック軸１３は、車両の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸１３は、車体に固定されるラックハウジング１８内に図示しない複数の軸受を介して軸方向に直線往復移動可能に支持されている。ラック軸１３の各端部は、それぞれ、ラックハウジング１８の対応する端部から突出している。ラック軸１３の各端部は、それぞれ、ボールジョイント１４を介して、タイロッド１５の一方の端部と連結されている。各タイロッド１５の他方の端部は、それぞれ、ナックルアーム１６を介して、転舵輪４に連結されている。
【００１５】
各ボールジョイント１４は、それぞれ、筒状のベローズ１７内に収容されている。各ベローズ１７は、それぞれ、ラックハウジング１８の端部からタイロッド１５まで延びている。各ベローズ１７の一端部および他端部は、それぞれ、ラックハウジング１８の端部およびタイロッド１５に取り付けられている。
ピニオン軸１２は、第２の自在継手９を介して中間軸８に連結されている。ピニオン軸１２の先端部には、ピニオン１２ａが連結されている。ラック軸１３の軸方向の中間部には、ピニオン１２ａに噛み合うラック１３ａが形成されている。このラック１３ａとピニオン１２ａとからからなるラックアンドピニオン機構によって、ステアリングギヤが構成されている。このステアリングギヤによって、ピニオン軸１２の回転がラック軸１３の軸方向移動に変換される。ラック軸１３を軸方向に移動させることによって、転舵輪４を転舵することができる。
【００１６】
ステアリングホイール２が操舵（回転）されると、この回転が、ステアリングシャフト３および中間軸８を介して、ピニオン軸１２に伝達される。そして、ピニオン軸１２の回転は、ステアリングギヤ１２ａ，１３ａによって、ラック軸１３の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪４が転舵される。
操舵補助機構６は、操舵補助用の電動モータ２１と、電動モータ２１の出力トルクを転舵機構５に伝達するための減速機構２２とを含む。減速機構２２は、ウォーム軸２３と、このウォーム軸２３に噛み合うウォームホイール２４とを含むウォームギヤ機構からなる。ウォーム軸２３は電動モータ２１によって回転駆動される。また、ウォームホイール２４は、ステアリングシャフト３とは同方向に回転可能に連結されている。
【００１７】
電動モータ２１によってウォーム軸２３が回転駆動されると、ウォームホイール２４が回転駆動され、ステアリングシャフト３が回転する。そして、ステアリングシャフト３の回転は、中間軸８を介してピニオン軸１２に伝達される。ピニオン軸１２の回転は、ラック軸１３の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪４が転舵される。すなわち、電動モータ２１によって、ウォーム軸２３を回転駆動することによって、転舵輪４が転舵されるようになっている。
【００１８】
ラックハウジング１８の外面には、加速度センサ３０が取り付けられている。加速度センサ３０のハーネス３１は、ＥＣＵ４０に接続されている。加速度センサ３０は、ラックハウジング１８の加速度（ラックハウジング加速度αＲ）を検出する。後述するように、加速度センサ３０によって検出されたラックハウジング加速度検出値αＲに基づいてタイロッド１５（ラック軸１３）の加速度（タイロッド加速度）が推定される。つまり、加速度センサ３０は、タイロッド加速度を推定するために設けられている。
【００１９】
ＥＣＵ４０には、加速度センサ３０の出力信号が入力される。また、ＥＣＵ４０には、車速センサ２６の出力信号も入力される。ＥＣＵ４０は、トルクセンサ１１の出力信号に基づいて演算される操舵トルクＴ、車速センサ２６によって検出される車速Ｖ、加速度センサ３０の出力信号に基づいて推定されるタイロッド加速度等に基づいて、電動モータ２１を制御する。
【００２０】
図２は、ＥＣＵの電気的構成を概略的に示すブロック図である。
ＥＣＵ４０は、電動モータ２１を制御するためのマイクロコンピュータ（モータ制御用マイクロコンピュータ）４１と、マイクロコンピュータ４１によって制御され、電動モータ２１に電力を供給する駆動回路（インバータ回路）４２と、電動モータ２１に流れるモータ電流（実電流値）Ｉを検出する電流検出回路４３とを含んでいる。
【００２１】
マイクロコンピュータ４１は、ＣＰＵおよびメモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭなど）を備えており、所定のプログラムを実行することにより、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、基本目標電流値設定部５１と、タイロッド加速度推定部５２と、目標電流補正値設定部５３と、補正値加算部５４と、偏差演算部５５と、ＰＩ制御部５６と、ＰＷＭ制御部５７とが含まれる。
【００２２】
基本目標電流値設定部５１は、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクＴと車速センサ２６によって検出される車速Ｖとに基づいて、基本目標電流値Ｉｏ＊を設定する。検出操舵トルクＴに対する基本目標電流値Ｉｏ＊の設定例は、図３に示されている。検出操舵トルクＴは、例えば右方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、左方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、基本目標電流値Ｉｏ＊は、電動モータ２１から右方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには正の値とされ、電動モータ２１から左方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには負の値とされる。基本目標電流値Ｉｏ＊は、検出操舵トルクＴの正の値に対しては正をとり、検出操舵トルクＴの負の値に対しては負をとる。検出操舵トルクＴが−Ｔ１〜Ｔ１（たとえば、Ｔ１＝０．４Ｎ・ｍ）の範囲（トルク不感帯）の微小な値のときには、基本目標電流値Ｉｏ＊は零とされる。また、基本目標電流値Ｉｏ＊は、車速センサ２６によって検出される車速Ｖが大きいほど、その絶対値が小さくなるように設定されるようになっている。これにより、低速走行時には大きな操舵補助力を発生させることができ、高速走行時には操舵補助力を小さくすることができる。
【００２３】
タイロッド加速度推定部５２は、加速度センサ３０によって検出されるラックハウジング加速度検出値αＲに基づいて、タイロッド加速度を推定するものである。ラック軸１３は軸受（図示略）を介してラックハウジング１８に支持されているため、ラック軸１３に連結されているタイロッド１５に加えられた軸方向荷重（軸力）は軸受を介してラックハウジング１８にも伝達される。したがって、ラックハウジング１８に取り付けられた加速度センサ３０の出力信号には、タイロッド１５の軸力に応じた加速度が現われると考えられる。
【００２４】
そこで、本発明者は、次のような実験を行った。つまり、ラックハウジング１８とタイロッド１５のそれぞれに、特性が同じ加速度センサを取り付けた。そして、タイロッド１５に、正弦波状の軸方向荷重を印加し、各加速度センサの出力信号からラックハウジング加速度とタイロッド加速度を検出した。この実験結果を図５に示す。
図５から、タイロッド１５に印加された軸方向荷重に応じた加速度（タイロッド加速度）は、ラックハウジング１８に取り付けられた加速度センサの出力信号（ラックハウジング加速度）に現れるが、ラックハウジング加速度は、タイロッド加速度に比べて位相が遅れるとともにゲインが小さいことがわかる。
【００２５】
そこで、タイロッド加速度推定部５２は、ラックハウジング加速度の位相を進めるための位相進み補償処理と、ラックハウジング加速度のゲインを増加させるためのゲイン補正処理とを、ラックハウジング加速度検出値αＲに対して行うことにより、タイロッド加速度を推定する。
図２に戻り、タイロッド加速度推定部５２は、位相進み補償処理部５２Ａとゲイン補正処理部５２Ｂとを含んでいる。位相進み補償処理部５２Ａは、タイロッド加速度に対するラックハウジング加速度の位相遅れ分だけ、ラックハウジング加速度の位相を進めるための位相進み補償処理を行なう。位相進み補償処理部５２Ａは、加速度センサ３０によって検出されるラックハウジング加速度検出値αＲに対して、下記式(1)の伝達関数Ｇ１（ｓ）で表される位相進み補償処理を施す。
【００２６】
Ｇ１（ｓ）＝（１＋ａｔｓ）／（１＋ｔｓ） …(1)
前記式（１）において、ａは係数、ｔは時定数、ｓはラプラス演子である。
ゲイン補正処理部５２Ｂは、タイロッド加速度に対するラックハウジング加速度のゲイン減少分だけ、ラックハウジング加速度のゲインを増加させるためのゲイン補正処理を行なう。ゲイン補正部５２Ｂは、位相進み補償処理部５２Ａによる位相進み補償後の加速度値に、予め設定された補正ゲインＫを乗算することにより、タイロッド加速度推定値αＴを演算する。
【００２７】
ゲイン補正処理部５２Ｂによって演算されたタイロッド加速度推定値αＴは、その加速度の方向が右方向操舵に対応するタイロッド１５の軸方向である場合には正をとり、その加速度の方向が左方向操舵に対応するタイロッド１５の軸方向である場合には負をとるものとする。タイロッド加速度推定部５２のより具体的な動作については、後述する。
目標電流補正値設定部５３は、タイロッド加速度推定部５２によって演算されたタイロッド加速度推定値αＴに基づいて、目標電流補正値Ｉｃ＊を設定する。目標電流補正値Ｉｃ＊は、タイロッド加速度推定値αＴが正の値であれば正の値とされ、タイロッド加速度推定値αＴが負の値であれば負の値とされ、タイロッド加速度推定値αＴの絶対値が大きいほどその絶対値が大きくなるように設定される。
【００２８】
目標電流補正値設定部５３は、例えば、タイロッド加速度推定値αＴに予め設定された乗算係数（＞０）を乗算することにより、目標電流補正値Ｉｃ＊を演算する。目標電流補正値設定部５３は、タイロッド加速度推定値αＴと目標電流補正値Ｉｃ＊との関係をあらかじめ記憶したマップに基づいて、目標電流補正値Ｉｃ＊を設定するものであってもよい。
【００２９】
補正値加算部５４は、基本目標電流値設定部５１によって設定された基本目標電流値Ｉｏ＊に、目標電流補正値設定部５３によって設定された目標電流補正値Ｉｃ＊を加算することにより、目標電流値Ｉ＊を演算する。偏差演算部５５は、補正値加算部５４によって得られた目標電流値Ｉ＊と電流検出回路４３によって検出された実電流値Ｉとの偏差（電流偏差ΔＩ＝Ｉ＊−Ｉ）を演算する。
【００３０】
ＰＩ制御部５６は、偏差演算部５５によって演算された電流偏差ΔＩに対するＰＩ演算を行うことにより、電動モータ２１に流れる電流Ｉを目標電流値Ｉ＊に導くための駆動指令値を生成する。ＰＷＭ制御部５７は、前記駆動指令値に対応するデューティ比のＰＷＭ制御信号を生成して、駆動回路４２に供給する。これにより、駆動指令値に対応した電力が電動モータ２１に供給されることになる。
【００３１】
図４は、タイロッド加速度推定部５２の動作を示すフローチャートである。図４の処理は、所定の演算周期毎に繰り返し行なわれる。
タイロッド加速度推定部５２は、加速度センサ３０の出力信号に基づいてラックハウジング加速度αＲを検出する（ステップＳ１）。
次に、位相進み補償処理部５２Ａは、位相進み補償処理を行なう（ステップＳ２〜ステップＳ４）。具体的には、位相進み補償処理部５２Ａは、ステップＳ１で検出されたラックハウジング加速度検出値αＲに対して、ローパスフィルタ処理を施す（ステップＳ２）。ローパスフィルタ処理後の加速度値をＬＰＦ（αＲ）で表すことにする。次に、位相進み補償処理部５２Ａは、次式(2)に基づいて、演算中間値αＲ’を演算する（ステップＳ３）。
【００３２】
αＲ’＝Ｓ×（αＲ−ＬＰＦ（αＲ））＋ＬＰＦ（αＲ） …(2)
Ｓは、位相進み定数である。位相進み定数Ｓは、予め実験により得られたラックハウジング加速度とタイロッド加速度とのデータに基づいて予め求められている。具体的には、ラックハウジング加速度とタイロッド加速度とのデータを得るための前述した実験を、タイロッド１５に印加される正弦波状の軸方向荷重の周波数（周期）を変化させて行う。これにより、タイロッド１５に印加される軸方向荷重の周波数が異なる複数種類の実験データを収集する。そして、収集された実験データに基づいて、タイロッド１５に印加される様々な周波数の軸方向荷重に対して、タイロッド加速度に対するラックハウジング加速度の位相遅れ分だけラックハウジング加速度の位相を進めるための位相進み定数Ｓを演算する。
【００３３】
この後、位相進み補償処理部５２Ａは、ステップＳ３で演算された演算中間値αＲ’に対して、ローパスフィルタ処理を施す（ステップＳ４）。ローパスフィルタ処理後の演算中間値をＬＰＦ（αＲ’）で表すことにする。これにより、ステップＳ１で検出されたラックハウジング加速度検出値αＲに対して、タイロッド加速度に対するラックハウジング加速度の位相遅れ分だけ位相が進んだ加速度値（ＬＰＦ（αＲ’））が求められる。
【００３４】
次に、ゲイン補正処理部５２Ｂは、ゲイン補正処理を行なう。つまり、ゲイン補正処理部５２Ｂは、ゲインステップＳ４で求められた位相進み補償処理後の加速度値ＬＰＦ（αＲ’）に対して、予め設定されたゲイン補正定数Ｋを乗算することにより、タイロッド加速度推定値αＴを求める（ステップＳ５）。ゲイン補正定数Ｋは、実験により得られたラックハウジング加速度とタイロッド加速度とのデータに基づいて予め求められている。より具体的には、ラックハウジング加速度のピーク値に対するタイロッド加速度のピーク値の比が、ゲイン補正定数Ｋとして求められている。
【００３５】
基本目標電流値設定部５１、タイロッド加速度推定部５２、目標電流補正値設定部５３および補正値加算部５４は、目標電流値Ｉ＊を設定するための目標電流値設定手段を構成している。偏差演算部５５およびＰＩ制御部５６は、電流フィードバック制御手段を構成している。この電流フィードバック制御手段の働きによって、電動モータ２１に流れるモータ電流Ｉが、目標電流設定手段５１〜５４によって設定される目標電流値Ｉ＊に近づくように制御される。
【００３６】
上記実施形態によれば、タイロッド１５（ラック軸１３）の加速度を推定するための加速度センサ３０は、タイロッド１５に比べて動きの小さいラックハウジング１８に取り付けられている。このため、加速度センサ３０をタイロッド１５に取り付けた場合に比べて、加速度センサ３０のハーネスの動きが小さくなる。これにより、加速度センサ３０のハーネスが損傷しにくくなる。
【００３７】
また、このように加速度センサ３０をラックハウジング１８に取り付けても、加速度センサ３０の出力信号に基づいてタイロッド１５（ラック軸１３）の加速度を推定することができる。これにより、タイロッド１５（ラック軸１３）の加速度推定値αＴまたはそれに基づいて得られるタイロッド１５（ラック軸１３）の軸力を用いて、電動モータ２１を制御することができるから、操舵感を向上させることができる。
【００３８】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、位相進み補償処理部５２Ａは、加速度センサ３０によって検出されるラックハウジング加速度検出値αＲに対して位相進み補償処理を行なった後にゲイン補正処理を行っているが、ラックハウジング加速度検出値αＲに対してゲイン補正処理を行なった後に位相進み補償処理を行うようにしてもよい。
【００３９】
また、前述の実施形態では、タイロッド加速度推定値αＴと、予め設定された乗算係数またはマップとに基づいて目標電流補正値Ｉｃ＊が設定されているが、タイロッド加速度推定値αＴからタイロッド１５（ラック軸１３）の軸力を演算し、この軸力と予め設定された乗算係数またはマップとに基づいて目標電流補正値Ｉｃ＊を設定するようにしてもよい。
【００４０】
さらに、前述の実施形態では、操舵トルクＴおよび車速Ｖに基づいて設定された基本目標電流値Ｉｏ＊に、タイロッド加速度推定値αＴに基づいて設定された目標電流補正値Ｉｃ＊を加算することにより、目標電流値Ｉ＊が演算されている。しかし、タイロッド加速度推定値αＴまたはそれから演算されるタイロッド１５（ラック軸１３）の軸力から、目標電流値Ｉ＊を設定するようにしてもよい。また、タイロッド加速度推定値αＴまたはそれから演算されるタイロッド１５（ラック軸１３）の軸力と、車速センサ２６によって検出される車速Ｖとから、目標電流値Ｉ＊を設定するようにしてもよい。
【００４１】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
４…転舵輪、５…転舵機構、１３…ラック軸、１５…タイロッド、１８…ラックハウジング、２１…電動モータ、３０…加速度センサ、４０…ＥＣＵ、４１…マイクロコンピュータ、５２…タイロッド加速度推定部、５２Ａ…位相進み補償処理部、５２Ｂ…ゲイン補正処理部、５３…目標電流補正値設定部、５４…補正値加算部、５５…偏差演算部、５６…ＰＩ制御部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動モータが発生する駆動力を車両の転舵機構に伝達して操舵補助を行う電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置として、タイロッド推力センサによってタイロッド推力を検出し、検出されたタイロッド推力を用いて電動モータを制御するものが開発されている（例えば下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−２５９５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
タイロッド推力（タイロッド軸力）を検出するためには、タイロッドに加速度センサを取り付けることが考えられる。しかしながら、このようにすると、運転者の操舵操作に伴ってタイロッドが車体に対して左右方向に移動するので、タイロッドに取り付けられた加速度センサも車体に対して左右方向に移動することになる。この結果、加速度センサのハーネスが揺動するので、加速度センサのハーネスが損傷するおそれがある。
【０００５】
この発明の目的は、加速度センサをタイロッドに比べて動きの小さいラックハウジングに取り付けることができるとともに、加速度センサの出力信号からタイロッドの加速度を推定することができるようになる電動パワーステアリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、転舵輪（４）にタイロッド（１５）を介して操舵力を伝達するラック軸（１３）を有する転舵機構（５）に、電動モータ（２１）から操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置（１）であって、車体に取り付けられ、前記ラック軸を軸方向に往復移動可能に支持するラックハウジング（１８）と、 前記ラックハウジングに取り付けられ、前記ラックハウジングの加速度を検出する加速度センサ（３０）と、前記加速度センサによって検出されるラックハウジング加速度検出値に対して、位相進み補償処理とゲイン補正処理とを行なうことにより、前記タイロッドの加速度推定値を求めるタイロッド加速度推定手段（５２）と、前記タイロッド加速度推定手段によって求められたタイロッド加速度推定値を用いて、前記電動モータを制御する制御手段（５１〜５６）とを含む、電動パワーステアリング装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。
【０００７】
この発明によれば、加速度センサをタイロッドに比べて動きが小さいラックハウジングに取り付けることができるので、加速度センサのハーネスが損傷しにくくなる。また、加速度センサによって検出されるラックハウジング加速度検出値からタイロッドの加速度を推定することができるので、タイロッド加速度推定値またはそれから演算されるタイロッド軸力を用いて電動モータを制御することができる。これにより、操舵感を向上させることができる。
【０００８】
前記タイロッド加速度推定手段は、前記加速度センサによって検出されたラックハウジング加速度検出値に対して位相進み補償処理を行なう位相進み補償処理手段（５２Ａ）と、前記位相進み補償処理手段による位相進み補償処理後の加速度値に対してゲイン補正処理を行なうゲイン補正処理手段（５２Ｂ）とを含むものであってもよい。
この場合、前記位相進み補償処理手段は、前記加速度センサによって検出されたラックハウジング加速度検出値に対して第１のローパスフィルタ処理を行なう第１フィルタ手段（Ｓ２）と、前記ラックハウジングの加速度から前記第１のローパスフィルタ処理後の加速度値を減算した値に予め設定された位相進み定数を乗算した値と、前記第１のロータパスフィルタ処理後の加速度値とを加算する演算手段（Ｓ３）と、前記演算手段の演算結果に対して、第２のローパスフィルタ処理を行なう第２フィルタ手段（Ｓ４）とを含むものであってもよい。また、前記ゲイン補正処理手段は、前記第２フィルタ手段によって得られた加速度に予め設定された補正ゲインを乗算するように構成されていてもよい。
【０００９】
前記制御手段は、前記タイロッド加速度推定手段によって求められたタイロッド加速度推定値を用いて、前記電動モータの目標電流値（Ｉ＊）を設定する目標電流値設定手段（５１〜５４）と、前記電動モータに流れる電流（Ｉ）が前記目標電流値設定手段によって設定された目標電流値に近づくように前記電動モータを制御する制御手段（５５，５６）とを含むものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、ＥＣＵの電気的構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】図３は、基本目標電流値の設定例を示す模式図である。
【図４】図４は、タイロッド加速度推定部の動作を示すフローチャートである。
【図５】図５は、実験により測定されたタイロッド加速度とラックハウジング加速度を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
電動パワーステアリング装置１は、操舵部材としてのステアリングホイール２が連結されたステアリングシャフト３と、ステアリングホイール２の回転に連動して転舵輪４を転舵する転舵機構５と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構６とを備えている。
【００１２】
ステアリングシャフト３は、直線状に延びている。ステアリングシャフト３は、第１の自在継手７を介して中間軸８に連結されている。中間軸８は、第２の自在継手９を介して転舵機構５（具体的には、後述するピニオン軸１２）に連結されている。したがって、ステアリングホイール２は、ステアリングシャフト３、第１の自在継手７、中間軸８および第２の自在継手９を介して、転舵機構５に機械的に連結されている。
【００１３】
ステアリングシャフト３は、ステアリングホイール２に連結された入力軸３ａと、中間軸８に連結された出力軸３ｂとを含む。入力軸３ａと出力軸３ｂとは、トーションバー１０を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。すなわち、ステアリングホイール２が回転されると、入力軸３ａおよび出力軸３ｂは、互いに相対回転しつつ同一方向に回転するようになっている。
【００１４】
ステアリングシャフト３の周囲には、トルクセンサ１１が配置されている。トルクセンサ１１は、入力軸３ａおよび出力軸３ｂの相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール２に与えられた操舵トルクＴを検出する。トルクセンサ１１の出力信号は、ＥＣＵ（電子制御ユニット：Electronic Control Unit）４０に入力される。
転舵機構５は、ピニオン軸１２と、転舵軸としてのラック軸１３とを含む。ラック軸１３は、車両の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸１３は、車体に固定されるラックハウジング１８内に図示しない複数の軸受を介して軸方向に直線往復移動可能に支持されている。ラック軸１３の各端部は、それぞれ、ラックハウジング１８の対応する端部から突出している。ラック軸１３の各端部は、それぞれ、ボールジョイント１４を介して、タイロッド１５の一方の端部と連結されている。各タイロッド１５の他方の端部は、それぞれ、ナックルアーム１６を介して、転舵輪４に連結されている。
【００１５】
各ボールジョイント１４は、それぞれ、筒状のベローズ１７内に収容されている。各ベローズ１７は、それぞれ、ラックハウジング１８の端部からタイロッド１５まで延びている。各ベローズ１７の一端部および他端部は、それぞれ、ラックハウジング１８の端部およびタイロッド１５に取り付けられている。
ピニオン軸１２は、第２の自在継手９を介して中間軸８に連結されている。ピニオン軸１２の先端部には、ピニオン１２ａが連結されている。ラック軸１３の軸方向の中間部には、ピニオン１２ａに噛み合うラック１３ａが形成されている。このラック１３ａとピニオン１２ａとからからなるラックアンドピニオン機構によって、ステアリングギヤが構成されている。このステアリングギヤによって、ピニオン軸１２の回転がラック軸１３の軸方向移動に変換される。ラック軸１３を軸方向に移動させることによって、転舵輪４を転舵することができる。
【００１６】
ステアリングホイール２が操舵（回転）されると、この回転が、ステアリングシャフト３および中間軸８を介して、ピニオン軸１２に伝達される。そして、ピニオン軸１２の回転は、ステアリングギヤ１２ａ，１３ａによって、ラック軸１３の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪４が転舵される。
操舵補助機構６は、操舵補助用の電動モータ２１と、電動モータ２１の出力トルクを転舵機構５に伝達するための減速機構２２とを含む。減速機構２２は、ウォーム軸２３と、このウォーム軸２３に噛み合うウォームホイール２４とを含むウォームギヤ機構からなる。ウォーム軸２３は電動モータ２１によって回転駆動される。また、ウォームホイール２４は、ステアリングシャフト３とは同方向に回転可能に連結されている。
【００１７】
電動モータ２１によってウォーム軸２３が回転駆動されると、ウォームホイール２４が回転駆動され、ステアリングシャフト３が回転する。そして、ステアリングシャフト３の回転は、中間軸８を介してピニオン軸１２に伝達される。ピニオン軸１２の回転は、ラック軸１３の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪４が転舵される。すなわち、電動モータ２１によって、ウォーム軸２３を回転駆動することによって、転舵輪４が転舵されるようになっている。
【００１８】
ラックハウジング１８の外面には、加速度センサ３０が取り付けられている。加速度センサ３０のハーネス３１は、ＥＣＵ４０に接続されている。加速度センサ３０は、ラックハウジング１８の加速度（ラックハウジング加速度αＲ）を検出する。後述するように、加速度センサ３０によって検出されたラックハウジング加速度検出値αＲに基づいてタイロッド１５（ラック軸１３）の加速度（タイロッド加速度）が推定される。つまり、加速度センサ３０は、タイロッド加速度を推定するために設けられている。
【００１９】
ＥＣＵ４０には、加速度センサ３０の出力信号が入力される。また、ＥＣＵ４０には、車速センサ２６の出力信号も入力される。ＥＣＵ４０は、トルクセンサ１１の出力信号に基づいて演算される操舵トルクＴ、車速センサ２６によって検出される車速Ｖ、加速度センサ３０の出力信号に基づいて推定されるタイロッド加速度等に基づいて、電動モータ２１を制御する。
【００２０】
図２は、ＥＣＵの電気的構成を概略的に示すブロック図である。
ＥＣＵ４０は、電動モータ２１を制御するためのマイクロコンピュータ（モータ制御用マイクロコンピュータ）４１と、マイクロコンピュータ４１によって制御され、電動モータ２１に電力を供給する駆動回路（インバータ回路）４２と、電動モータ２１に流れるモータ電流（実電流値）Ｉを検出する電流検出回路４３とを含んでいる。
【００２１】
マイクロコンピュータ４１は、ＣＰＵおよびメモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭなど）を備えており、所定のプログラムを実行することにより、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、基本目標電流値設定部５１と、タイロッド加速度推定部５２と、目標電流補正値設定部５３と、補正値加算部５４と、偏差演算部５５と、ＰＩ制御部５６と、ＰＷＭ制御部５７とが含まれる。
【００２２】
基本目標電流値設定部５１は、トルクセンサ１１によって検出される操舵トルクＴと車速センサ２６によって検出される車速Ｖとに基づいて、基本目標電流値Ｉｏ＊を設定する。検出操舵トルクＴに対する基本目標電流値Ｉｏ＊の設定例は、図３に示されている。検出操舵トルクＴは、例えば右方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、左方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、基本目標電流値Ｉｏ＊は、電動モータ２１から右方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには正の値とされ、電動モータ２１から左方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには負の値とされる。基本目標電流値Ｉｏ＊は、検出操舵トルクＴの正の値に対しては正をとり、検出操舵トルクＴの負の値に対しては負をとる。検出操舵トルクＴが−Ｔ１〜Ｔ１（たとえば、Ｔ１＝０．４Ｎ・ｍ）の範囲（トルク不感帯）の微小な値のときには、基本目標電流値Ｉｏ＊は零とされる。また、基本目標電流値Ｉｏ＊は、車速センサ２６によって検出される車速Ｖが大きいほど、その絶対値が小さくなるように設定されるようになっている。これにより、低速走行時には大きな操舵補助力を発生させることができ、高速走行時には操舵補助力を小さくすることができる。
【００２３】
タイロッド加速度推定部５２は、加速度センサ３０によって検出されるラックハウジング加速度検出値αＲに基づいて、タイロッド加速度を推定するものである。ラック軸１３は軸受（図示略）を介してラックハウジング１８に支持されているため、ラック軸１３に連結されているタイロッド１５に加えられた軸方向荷重（軸力）は軸受を介してラックハウジング１８にも伝達される。したがって、ラックハウジング１８に取り付けられた加速度センサ３０の出力信号には、タイロッド１５の軸力に応じた加速度が現われると考えられる。
【００２４】
そこで、本発明者は、次のような実験を行った。つまり、ラックハウジング１８とタイロッド１５のそれぞれに、特性が同じ加速度センサを取り付けた。そして、タイロッド１５に、正弦波状の軸方向荷重を印加し、各加速度センサの出力信号からラックハウジング加速度とタイロッド加速度を検出した。この実験結果を図５に示す。
図５から、タイロッド１５に印加された軸方向荷重に応じた加速度（タイロッド加速度）は、ラックハウジング１８に取り付けられた加速度センサの出力信号（ラックハウジング加速度）に現れるが、ラックハウジング加速度は、タイロッド加速度に比べて位相が遅れるとともにゲインが小さいことがわかる。
【００２５】
そこで、タイロッド加速度推定部５２は、ラックハウジング加速度の位相を進めるための位相進み補償処理と、ラックハウジング加速度のゲインを増加させるためのゲイン補正処理とを、ラックハウジング加速度検出値αＲに対して行うことにより、タイロッド加速度を推定する。
図２に戻り、タイロッド加速度推定部５２は、位相進み補償処理部５２Ａとゲイン補正処理部５２Ｂとを含んでいる。位相進み補償処理部５２Ａは、タイロッド加速度に対するラックハウジング加速度の位相遅れ分だけ、ラックハウジング加速度の位相を進めるための位相進み補償処理を行なう。位相進み補償処理部５２Ａは、加速度センサ３０によって検出されるラックハウジング加速度検出値αＲに対して、下記式(1)の伝達関数Ｇ１（ｓ）で表される位相進み補償処理を施す。
【００２６】
Ｇ１（ｓ）＝（１＋ａｔｓ）／（１＋ｔｓ） …(1)
前記式（１）において、ａは係数、ｔは時定数、ｓはラプラス演子である。
ゲイン補正処理部５２Ｂは、タイロッド加速度に対するラックハウジング加速度のゲイン減少分だけ、ラックハウジング加速度のゲインを増加させるためのゲイン補正処理を行なう。ゲイン補正部５２Ｂは、位相進み補償処理部５２Ａによる位相進み補償後の加速度値に、予め設定された補正ゲインＫを乗算することにより、タイロッド加速度推定値αＴを演算する。
【００２７】
ゲイン補正処理部５２Ｂによって演算されたタイロッド加速度推定値αＴは、その加速度の方向が右方向操舵に対応するタイロッド１５の軸方向である場合には正をとり、その加速度の方向が左方向操舵に対応するタイロッド１５の軸方向である場合には負をとるものとする。タイロッド加速度推定部５２のより具体的な動作については、後述する。
目標電流補正値設定部５３は、タイロッド加速度推定部５２によって演算されたタイロッド加速度推定値αＴに基づいて、目標電流補正値Ｉｃ＊を設定する。目標電流補正値Ｉｃ＊は、タイロッド加速度推定値αＴが正の値であれば正の値とされ、タイロッド加速度推定値αＴが負の値であれば負の値とされ、タイロッド加速度推定値αＴの絶対値が大きいほどその絶対値が大きくなるように設定される。
【００２８】
目標電流補正値設定部５３は、例えば、タイロッド加速度推定値αＴに予め設定された乗算係数（＞０）を乗算することにより、目標電流補正値Ｉｃ＊を演算する。目標電流補正値設定部５３は、タイロッド加速度推定値αＴと目標電流補正値Ｉｃ＊との関係をあらかじめ記憶したマップに基づいて、目標電流補正値Ｉｃ＊を設定するものであってもよい。
【００２９】
補正値加算部５４は、基本目標電流値設定部５１によって設定された基本目標電流値Ｉｏ＊に、目標電流補正値設定部５３によって設定された目標電流補正値Ｉｃ＊を加算することにより、目標電流値Ｉ＊を演算する。偏差演算部５５は、補正値加算部５４によって得られた目標電流値Ｉ＊と電流検出回路４３によって検出された実電流値Ｉとの偏差（電流偏差ΔＩ＝Ｉ＊−Ｉ）を演算する。
【００３０】
ＰＩ制御部５６は、偏差演算部５５によって演算された電流偏差ΔＩに対するＰＩ演算を行うことにより、電動モータ２１に流れる電流Ｉを目標電流値Ｉ＊に導くための駆動指令値を生成する。ＰＷＭ制御部５７は、前記駆動指令値に対応するデューティ比のＰＷＭ制御信号を生成して、駆動回路４２に供給する。これにより、駆動指令値に対応した電力が電動モータ２１に供給されることになる。
【００３１】
図４は、タイロッド加速度推定部５２の動作を示すフローチャートである。図４の処理は、所定の演算周期毎に繰り返し行なわれる。
タイロッド加速度推定部５２は、加速度センサ３０の出力信号に基づいてラックハウジング加速度αＲを検出する（ステップＳ１）。
次に、位相進み補償処理部５２Ａは、位相進み補償処理を行なう（ステップＳ２〜ステップＳ４）。具体的には、位相進み補償処理部５２Ａは、ステップＳ１で検出されたラックハウジング加速度検出値αＲに対して、ローパスフィルタ処理を施す（ステップＳ２）。ローパスフィルタ処理後の加速度値をＬＰＦ（αＲ）で表すことにする。次に、位相進み補償処理部５２Ａは、次式(2)に基づいて、演算中間値αＲ’を演算する（ステップＳ３）。
【００３２】
αＲ’＝Ｓ×（αＲ−ＬＰＦ（αＲ））＋ＬＰＦ（αＲ） …(2)
Ｓは、位相進み定数である。位相進み定数Ｓは、予め実験により得られたラックハウジング加速度とタイロッド加速度とのデータに基づいて予め求められている。具体的には、ラックハウジング加速度とタイロッド加速度とのデータを得るための前述した実験を、タイロッド１５に印加される正弦波状の軸方向荷重の周波数（周期）を変化させて行う。これにより、タイロッド１５に印加される軸方向荷重の周波数が異なる複数種類の実験データを収集する。そして、収集された実験データに基づいて、タイロッド１５に印加される様々な周波数の軸方向荷重に対して、タイロッド加速度に対するラックハウジング加速度の位相遅れ分だけラックハウジング加速度の位相を進めるための位相進み定数Ｓを演算する。
【００３３】
この後、位相進み補償処理部５２Ａは、ステップＳ３で演算された演算中間値αＲ’に対して、ローパスフィルタ処理を施す（ステップＳ４）。ローパスフィルタ処理後の演算中間値をＬＰＦ（αＲ’）で表すことにする。これにより、ステップＳ１で検出されたラックハウジング加速度検出値αＲに対して、タイロッド加速度に対するラックハウジング加速度の位相遅れ分だけ位相が進んだ加速度値（ＬＰＦ（αＲ’））が求められる。
【００３４】
次に、ゲイン補正処理部５２Ｂは、ゲイン補正処理を行なう。つまり、ゲイン補正処理部５２Ｂは、ゲインステップＳ４で求められた位相進み補償処理後の加速度値ＬＰＦ（αＲ’）に対して、予め設定されたゲイン補正定数Ｋを乗算することにより、タイロッド加速度推定値αＴを求める（ステップＳ５）。ゲイン補正定数Ｋは、実験により得られたラックハウジング加速度とタイロッド加速度とのデータに基づいて予め求められている。より具体的には、ラックハウジング加速度のピーク値に対するタイロッド加速度のピーク値の比が、ゲイン補正定数Ｋとして求められている。
【００３５】
基本目標電流値設定部５１、タイロッド加速度推定部５２、目標電流補正値設定部５３および補正値加算部５４は、目標電流値Ｉ＊を設定するための目標電流値設定手段を構成している。偏差演算部５５およびＰＩ制御部５６は、電流フィードバック制御手段を構成している。この電流フィードバック制御手段の働きによって、電動モータ２１に流れるモータ電流Ｉが、目標電流設定手段５１〜５４によって設定される目標電流値Ｉ＊に近づくように制御される。
【００３６】
上記実施形態によれば、タイロッド１５（ラック軸１３）の加速度を推定するための加速度センサ３０は、タイロッド１５に比べて動きの小さいラックハウジング１８に取り付けられている。このため、加速度センサ３０をタイロッド１５に取り付けた場合に比べて、加速度センサ３０のハーネスの動きが小さくなる。これにより、加速度センサ３０のハーネスが損傷しにくくなる。
【００３７】
また、このように加速度センサ３０をラックハウジング１８に取り付けても、加速度センサ３０の出力信号に基づいてタイロッド１５（ラック軸１３）の加速度を推定することができる。これにより、タイロッド１５（ラック軸１３）の加速度推定値αＴまたはそれに基づいて得られるタイロッド１５（ラック軸１３）の軸力を用いて、電動モータ２１を制御することができるから、操舵感を向上させることができる。
【００３８】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、位相進み補償処理部５２Ａは、加速度センサ３０によって検出されるラックハウジング加速度検出値αＲに対して位相進み補償処理を行なった後にゲイン補正処理を行っているが、ラックハウジング加速度検出値αＲに対してゲイン補正処理を行なった後に位相進み補償処理を行うようにしてもよい。
【００３９】
また、前述の実施形態では、タイロッド加速度推定値αＴと、予め設定された乗算係数またはマップとに基づいて目標電流補正値Ｉｃ＊が設定されているが、タイロッド加速度推定値αＴからタイロッド１５（ラック軸１３）の軸力を演算し、この軸力と予め設定された乗算係数またはマップとに基づいて目標電流補正値Ｉｃ＊を設定するようにしてもよい。
【００４０】
さらに、前述の実施形態では、操舵トルクＴおよび車速Ｖに基づいて設定された基本目標電流値Ｉｏ＊に、タイロッド加速度推定値αＴに基づいて設定された目標電流補正値Ｉｃ＊を加算することにより、目標電流値Ｉ＊が演算されている。しかし、タイロッド加速度推定値αＴまたはそれから演算されるタイロッド１５（ラック軸１３）の軸力から、目標電流値Ｉ＊を設定するようにしてもよい。また、タイロッド加速度推定値αＴまたはそれから演算されるタイロッド１５（ラック軸１３）の軸力と、車速センサ２６によって検出される車速Ｖとから、目標電流値Ｉ＊を設定するようにしてもよい。
【００４１】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
４…転舵輪、５…転舵機構、１３…ラック軸、１５…タイロッド、１８…ラックハウジング、２１…電動モータ、３０…加速度センサ、４０…ＥＣＵ、４１…マイクロコンピュータ、５２…タイロッド加速度推定部、５２Ａ…位相進み補償処理部、５２Ｂ…ゲイン補正処理部、５３…目標電流補正値設定部、５４…補正値加算部、５５…偏差演算部、５６…ＰＩ制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転舵輪にタイロッドを介して操舵力を伝達するラック軸を有する転舵機構に、電動モータから操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置であって、
車体に取り付けられ、前記ラック軸を軸方向に往復移動可能に支持するラックハウジングと、
前記ラックハウジングに取り付けられ、前記ラックハウジングの加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサによって検出されるラックハウジング加速度検出値に対して、位相進み補償処理とゲイン補正処理とを行なうことにより、前記タイロッドの加速度推定値を求めるタイロッド加速度推定手段と、
前記タイロッド加速度推定手段によって求められたタイロッド加速度推定値を用いて、前記電動モータを制御する制御手段とを含む、電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記タイロッド加速度推定手段は、
前記加速度センサによって検出されたラックハウジング加速度検出値に対して位相進み補償処理を行なう位相進み補償処理手段と、
前記位相進み補償処理手段による位相進み補償処理後の加速度値に対してゲイン補正処理を行なうゲイン補正処理手段とを含み、
前記位相進み補償処理手段は、前記加速度センサによって検出されたラックハウジング加速度検出値に対して第１のローパスフィルタ処理を行なう第１フィルタ手段と、
前記ラックハウジング加速度検出値から前記第１のローパスフィルタ処理後の加速度値を減算した値に予め設定された位相進み定数を乗算した値と、前記第１のロータパスフィルタ処理後の加速度値とを加算する演算手段と、
前記演算手段の演算結果に対して、第２のローパスフィルタ処理を行なう第２フィルタ手段とを含み、
前記ゲイン補正処理手段は、前記第２フィルタ手段によって得られた加速度値に予め設定された補正ゲインを乗算するように構成されている、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記タイロッド加速度推定手段によって求められたタイロッド加速度推定値を用いて、前記電動モータの目標電流値を設定する目標電流値設定手段と、
前記電動モータに流れる電流が前記目標電流値設定手段によって設定された目標電流値に近づくように前記電動モータを制御する制御手段を含む、請求項１または２に記載の車両用操舵装置。
【請求項１】
転舵輪にタイロッドを介して操舵力を伝達するラック軸を有する転舵機構に、電動モータから操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置であって、
車体に取り付けられ、前記ラック軸を軸方向に往復移動可能に支持するラックハウジングと、
前記ラックハウジングに取り付けられ、前記ラックハウジングの加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサによって検出されるラックハウジング加速度検出値に対して、位相進み補償処理とゲイン補正処理とを行なうことにより、前記タイロッドの加速度推定値を求めるタイロッド加速度推定手段と、
前記タイロッド加速度推定手段によって求められたタイロッド加速度推定値を用いて、前記電動モータを制御する制御手段とを含む、電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記タイロッド加速度推定手段は、
前記加速度センサによって検出されたラックハウジング加速度検出値に対して位相進み補償処理を行なう位相進み補償処理手段と、
前記位相進み補償処理手段による位相進み補償処理後の加速度値に対してゲイン補正処理を行なうゲイン補正処理手段とを含み、
前記位相進み補償処理手段は、前記加速度センサによって検出されたラックハウジング加速度検出値に対して第１のローパスフィルタ処理を行なう第１フィルタ手段と、
前記ラックハウジング加速度検出値から前記第１のローパスフィルタ処理後の加速度値を減算した値に予め設定された位相進み定数を乗算した値と、前記第１のロータパスフィルタ処理後の加速度値とを加算する演算手段と、
前記演算手段の演算結果に対して、第２のローパスフィルタ処理を行なう第２フィルタ手段とを含み、
前記ゲイン補正処理手段は、前記第２フィルタ手段によって得られた加速度値に予め設定された補正ゲインを乗算するように構成されている、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記タイロッド加速度推定手段によって求められたタイロッド加速度推定値を用いて、前記電動モータの目標電流値を設定する目標電流値設定手段と、
前記電動モータに流れる電流が前記目標電流値設定手段によって設定された目標電流値に近づくように前記電動モータを制御する制御手段を含む、請求項１または２に記載の車両用操舵装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１１２２７８（Ｐ２０１３−１１２２７８Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６２３４７（Ｐ２０１１−２６２３４７）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【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２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【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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