パワーステアリング制御装置
【課題】悪路走行中に発生する大きなステアリング振動を抑制し、良好な操縦安定性を得ることができるようにする。
【解決手段】予め設定した第２区間時間Δｔ２内に、予め設定したしきい値βを超過した最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘの平均値ΔＶａｖｅを算出し（Ｓ３１）、この平均値ΔＶａｖｅに基づき、この平均値ΔＶａｖｅが大きくなるに従い小さくなる値の制御係数λを設定する（Ｓ３２）。そして車速に基づいて設定した基本ダンパ制御量τｄに制御係数λを乗算して悪路用ダンパ制御量τｄ’（τｄ’←τｄ・λ）を設定し、この悪路用ダンパ制御量τｄ’で、基本アシストトルクτｔを減算して、目標アシストトルクτｐを設定する（τｐ←τｔ−τｄ’）。
【解決手段】予め設定した第２区間時間Δｔ２内に、予め設定したしきい値βを超過した最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘの平均値ΔＶａｖｅを算出し（Ｓ３１）、この平均値ΔＶａｖｅに基づき、この平均値ΔＶａｖｅが大きくなるに従い小さくなる値の制御係数λを設定する（Ｓ３２）。そして車速に基づいて設定した基本ダンパ制御量τｄに制御係数λを乗算して悪路用ダンパ制御量τｄ’（τｄ’←τｄ・λ）を設定し、この悪路用ダンパ制御量τｄ’で、基本アシストトルクτｔを減算して、目標アシストトルクτｐを設定する（τｐ←τｔ−τｄ’）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、悪路走行時のステアリング振動を抑制して良好な操縦安定性を得ることができるようにしたパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両用の補助操舵装置として油圧式パワーステアリング装置が広く普及しているが、近年、電動モータのトルクを用いた電動パワーステアリング装置も利用されている。
【０００３】
この電動パワーステアリング装置は、運転者によるステアリングの操作や車両の動きを検出するトルクセンサと、トルクセンサからの検出信号に基づいて補助操舵力を演算するモータ制御装置（以下、「モータ＿ＥＣＵ」と称する）と、モータ＿ＥＣＵからの出力信号にて回転駆動する電動モータと、電動モータの回転トルクをステアリング機構に伝える減速ギア列等を備えている。
【０００４】
車両走行中の操舵系に対しては、種々の振動成分を含む外力が逆入力される。このような逆入力は、ステアリング装置を構成するラック軸及びギヤボックスを介してステアリング軸に伝達され、このステアリング軸に、いわゆるステアリング振動を生じさせる。
【０００５】
特に、車両が砂利道等、路面が凹凸している悪路を走行すると、路面からの反力であるキックバックや振動がステアリング機構、ステアリング軸を介してハンドルに伝達されて、ハンドルに、いわゆる取られや大きなステアリング振動が発生する。
【０００６】
例えば特許文献１（特開平６−９２２５６号公報）には、走行路が悪路と判定した場合、電動モータによる操舵アシスト力を減少させ、ハンドルを重くすることで、ハンドルの取られを抑制し、悪路走行時の操舵安定性を確保する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平６−９２２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した文献に開示されている技術では、キックバックが発生した場合、ハンドルが取られる方向へのアシスト力を少なくする制御を行うようにしているため、ハンドルの取られを抑制することはできるが、ステアリング振動を抑制することはできず、悪路走行において、良好な操縦安定性を得るには限界がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、悪路走行中に発生する大きなステアリング振動を抑制し、良好な操縦安定性を得ることのできるパワーステアリング制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため本発明によるパワーステアリング制御装置は、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクをアシストするアシストトルクを発生させる電動モータと、該電動モータから出力される前記アシストトルクを設定する制御手段とを備え、前記制御手段が、運転状態に基づいて基本アシストトルクを設定する基本アシストトルク設定手段と、前記ステアリングホイールに加えられる操舵トルクと反対方向に付与するダンパ制御量を運転状態に基づいて設定するダンパ制御量設定手段と、前記基本アシストトルクから前記ダンパ制御量を減算して前記アシストトルクを設定するアシストトルク設定手段と、走行路状態検出手段での検出結果に基づいて悪路判定を行う悪路判定手段と、前記悪路判定手段で悪路と判定された場合、車輪速検出手段で検出した車輪速の変動幅に基づいて前記ダンパ制御量を減衰させる制御係数を設定する制御係数設定手段とを有し、前記ダンパ制御量設定手段は、前記制御係数設定手段で設定した前記制御係数で前記ダンパ制御量を補正して新たなダンパ制御量を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、走行路が悪路と判定された場合、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクと反対方向に付与するダンパ制御量を制御係数で補正して減衰させるようにしたので、キックバック等によるステアリング振動が抑制され、良好な操縦安定性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１に電動パワーステアリング装置のステアリング系を含めた構成図を示す。
【００１２】
同図に示すように、電動パワーステアリング装置１は、そのステアリング軸２が、図示しない車体フレームにステアリングコラム３を介して回動自在に支持されており、その一端が運転席側へ延出され、他端がエンジンルーム側へ延出されている。ステアリング軸２の運転席側端部にステアリングホイール４が固設され、又、エンジンルーム側へ延出する端部にピニオン軸５が連設されている。
【００１３】
エンジンルームには、車幅方向へ延出するステアリングギヤボックス６が配設されており、このステアリングギヤボックス６にラック軸７が往復移動自在に挿通支持されている。このラック軸７に形成されたラック（図示せず）に、ピニオン軸５に形成されたピニオンが噛合されて、ラックアンドピニオン式のステアリングギヤ機構が形成されている。又、ラック軸７の左右両端はステアリングギヤボックス６の端部から各々突出されており、その端部に、タイロッド８を介してフロントナックル９が連設されている。このフロントナックル９は、操舵輪としての左右輪１０Ｌ，１０Ｒを回動自在に支持すると共に、キングピン（図示せず）を介して車体フレームに転舵自在に支持されている。従って、ステアリングホイール４を操作し、ステアリング軸２、ピニオン軸５を回転させると、このピニオン軸５の回転によりラック軸７が左右方向へ移動し、その移動によりフロントナックル９がキングピン（図示せず）を中心に回動して、左右輪１０Ｌ，１０Ｒが左右方向へ転舵される。
【００１４】
又、ピニオン軸５にアシスト伝達機構１１を介して、電動モータ１３が連設されており、この電動モータ１３にてステアリングホイール４に加える操舵トルクをアシストする。更に、ステアリング軸２に操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ１４、及び操舵角センサ１５が連設されている。そして、操舵トルクセンサ１４にて、ステアリングホイール４に加えられる操舵トルクＴｑが検出される。又、操舵角センサ１５にて、ステアリングホイール４の操舵角θωが検出される。尚、操舵角センサ１５は、左旋回方向の舵角が正値で検出され、右旋回方向の舵角が負値で検出される。
【００１５】
この操舵トルクセンサ１４で検出した操舵トルクＴｑ、及び操舵角センサ１５で検出した操舵角θωが、モータ制御装置（モータ＿ＥＣＵ）２１に入力される。更に、このモータ＿ＥＣＵ２１に、走行路状態検出手段を兼用する車輪速検出手段としての車輪速センサ２２が接続されている。尚、図においては、車輪速センサ２２が１つのみ記載されているが、この車輪速センサ２２は、前後輪の４輪にそれぞれ配設されている。
【００１６】
図２に示すように、このモータ＿ＥＣＵ２１は、制御手段としてのモータ制御部２６、モータ駆動信号生成回路２７、モータ駆動回路２８、電流検出部２９を備えている。モータ制御部２６は、モータ＿ＥＣＵ２１の主な制御演算機能を担っており、電動モータ１３から出力されるアシストトルクの目標値（目標アシストトルク）τｐを設定すると共に、電動モータ１３の出力が目標アシストトルクτｐに収束するようにフィードバック制御を行う。
【００１７】
モータ駆動信号生成回路２７は、モータ制御部２６からのモータ制御信号Ｐｍに対応するモータ駆動信号を生成する。尚、このモータ駆動信号としては、例えばモータ制御信号Ｐｍに応じたデューティ比のパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）がある。
【００１８】
モータ駆動回路２８は、このモータ駆動信号に応じた電圧を電動モータ１３へ出力し、運転者がステアリングホイール４に加える操舵トルクを、電動モータ１３の駆動力でアシストする。更に、電流検出部２９は電動モータ１３に供給される電流（モータ電流）Ｉｓを検出し、モータ制御部２６へ出力する。
【００１９】
モータ制御部２６では、目標アシストトルクτｐが、基本アシストトルクτｔから基本ダンパ制御量（ダンパトルク）τｄを減算して設定される。基本アシストトルクτｔは、ステアリングホイール４の切り込み方向にモータトルク（アシストトルク）を与えるものであり、基本ダンパ制御量τｄは、モータ（ステアリングホイール４）の回転と反対方向に補償トルク（ダンパトルク）を付与する際の基本値である。そして、これら両トルクτｔ，τｄの差分から算出された値が目標アシストトルクτｐとしてステアリング系に付与される。
【００２０】
モータ＿ＥＣＵ２１に設けられている不揮発性メモリには、基本アシストトルクτｔ及び基本ダンパ制御量τｄがテーブル形式で格納されている。図８（ａ）にアシスト特性テーブルの概念を示し、同図（ｂ）にダンパ制御量特性テーブルの概念を示す。
【００２１】
アシスト特性テーブルには、車速Ｖｓｐ[Km/h]と基本アシストトルクτｔとの関係が、車速Ｖｓｐが低速から高速へ移行するに従い、高い値から低い値へ非線形に変化する基本アシストトルクτｔが実験等から求めて格納されている。又、ダンパ制御量特性テーブルには、車速Ｖｓｐ[Km/h]と基本ダンパ制御量τｄとの関係が、車速Ｖｓｐが低速から高速へ移行するに従い、低い値から高い値へ非線形に変化する基本ダンパ制御量τｄが実験等から求めて格納されている。
【００２２】
従って、基本ダンパ制御量τｄは車速Ｖｓｐが０[Km/h]付近では低い減衰特性となり、車速Ｖｓｐが高くなるに従い、次第に高い減衰特性となる。尚、本実施形態で採用する電動パワーステアリング装置１は車速感応型であるため、車速Ｖｓｐをパラメータとして基本アシストトルクτｔ、及び基本ダンパ制御量τｄを設定するようにしているが、本実施形態は、舵角感応型の電動パワーステアリング装置に適用することもできる。この場合、電動パワーステアリング装置では、操舵角θωをパラメータとして基本アシストトルクτｔ、及び基本ダンパ制御量τｄを設定することになる。尚、この車速Ｖｓｐは、本実施形態では、４輪に配設されている車輪速センサ２２で検出した車輪速Ｖｓの平均値から算出しているが、周知の車速センサ（図示せず）で検出しても良い。
【００２３】
ところで、モータ制御部２６で設定される良路走行時における目標アシストトルクτｐは周知であるため、以下においては、悪路走行時において設定される目標アシストトルクτｐについて説明する。
【００２４】
モータ制御部２６で処理される悪路走行時における目標アシストトルクτｐの設定は、具体的には、図３〜図７に示すフローチャートに従って実行される。イグニッションスイッチがＯＮされると、先ず、図３に示す悪路判定ルーチンが実行され、悪路判定が行われる。尚、このアクセル判定ルーチンでの処理が本発明の悪路判定手段に相当する。
【００２５】
又、本ルーチンでは、車輪速センサ２２で検出した車輪速Ｖｓの変化に基づいて悪路判定を行っている。この場合、特定の車輪（例えば右前輪）に設けられている車輪速センサ２２で検出した車輪速Ｖｓに基づいて悪路判定しても、４輪全ての車輪速センサ２２で検出した各車輪速Ｖｓに基づいて、各車輪速センサ２２毎に悪路判定を行うようにしても良い。
【００２６】
尚、４輪全ての車輪速センサ２２で検出した車輪速Ｖｓに基づいて悪路判定する場合であっても、悪路判定は車輪速センサ２２毎に行われるため、以下においては、特定の車輪速センサ２２で検出した車輪速Ｖｓに基づいて悪路判定する場合について説明する。
【００２７】
このルーチンでは、ステップＳ１で、現在の車輪速Ｖｓを読み込む。次いで、ステップＳ２で、前回のサンプリング時に読み込んだ車輪速Ｖｓ(n-1)と、今回の車輪速Ｖｓとの差分から車輪速変化率（角加速度）Ａを算出する（Ａ←｜Ｖｓ−Ｖｓ(n-1)｜／Δｔ、但し、Δｔ：サンプリング周期（１〜２[sec])）。
【００２８】
次いで、ステップＳ３へ進み、車輪速変化率判定しきい値αと車輪速変化率Ａとを比較する。この車輪速判定しきい値αは走行路が悪路か否かを判定するための値であり、α≧Ａの場合は、良路と判定し、ステップＳ６へジャンプし、悪路判定フラグＦをクリアして（Ｆ←０）、ステップＳ１へ戻り、このルーチンを悪路と判定するまで循環する。一方、α＜Ａの悪路と判定した場合は、ステップＳ４へ進み、ステップＳ４以下で、誤検出を防止するために、悪路走行か否かを更に詳しく判定する。
【００２９】
先ず、ステップＳ４では、予め設定されている第１区間時間Δｔ１（例えば１〜２[sec]）における車輪速Ｖｓのサンプリングを開始すべく、タイマの経過時間ｔ１をクリアし（ｔ１←０）、悪路判定カウンタのカウント値ｎをセットする（ｎ←１）。ステップＳ４以下のサンプリング周期は、第１区間時間Δｔ１の1/20〜1/40であり、従って、第１区間時間Δｔ１が、例えば１[sec]の場合、サンプリング周期は、0.05〜0.025[sec]である。
【００３０】
次いで、ステップＳ５へ進み、経過時間ｔ１がΔｔ１区間に達したか否かを調べ、Δｔ１＜ｔ１のときは、サンプリング区間（区間時間）Δｔ１内であるため、ステップＳ７へ進む。又、Δｔ１≧ｔ１のときは第１区間時間Δｔ１に達したため、ステップＳ６で悪路判定フラグＦをクリアして（Ｆ←０）、ステップＳ１へ戻る。
【００３１】
そして、ステップＳ７へ進むと、車輪速Ｖｓを読み込み、ステップＳ８で、車輪速変化率（角加速度）Ａを算出する（Ａ←｜Ｖｓ−Ｖｓ(n-1)｜／Δｔ１）。その後、ステップＳ９へ進み、上述した車輪速変化率判定しきい値αと車輪速変化率Ａとを比較する。そして、α≧Ａのときは、悪路が検出されないため、ステップＳ１４へジャンプし、経過時間ｔ１をインクリメントして（ｔ１←ｔ１＋１）、ステップＳ５へ戻る。一方、α＜Ａのときは、悪路検出と判定し、ステップＳ１０へ進み、悪路判定カウンタのカウント値ｎをインクリメントして（ｎ←ｎ＋１）、ステップＳ１１へ進む。
【００３２】
ステップＳ１１へ進むと、悪路判定感歌のカウント値ｎが悪路判定回数しきい値Ｎを越えたか否かを調べる。この悪路判定回数しきい値Ｎは、ステップＳ３で判定した悪路が誤判定か否かを調べるものであり、本実施形態では、Ｎ＝５〜１０に設定されているが、この悪路判定回数しきい値Ｎは車種によって相違する。
【００３３】
そして、Ｎ＞ｎのときは、未だ悪路とは判定できないため、ステップＳ１４へジャンプし、経過時間ｔ１をインクリメントして（ｔ１←ｔ１＋１）、ステップＳ５へ戻る。一方、Ｎ≦ｎのときは、悪路と判定し、ステップＳ１２へ進み、平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅを算出する。この平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅは、ステップＳ９でα＜Ａと判定したときに求めた車輪速変動幅（絶対値）ΔＶ（ΔＶ←｜Ｖ−Ｖ(n-1)｜）の平均値である（ΔＶａｖｅ←ΣΔＶ／ｎ）。
【００３４】
その後、ステップＳ１３へ進み、ステップＳ９でα＜Ａと判定したときに求めた車輪速変動幅ΔＶの中で最も高い値を示す車輪速変動幅ΔＶを、最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘとして設定し、この最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘと、予め設定した車輪速変動幅判定しきい値βとを比較する。この車輪速変動幅判定しきい値βは、最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘが悪路と判定できる値か否かを最終的に判定するものであり、実験等から求めて設定されている。
【００３５】
そして、β≧ΔＶｍａｘの場合、未だ悪路判定せず、ステップＳ１４へ進み、経過時間ｔ１をインクリメントして（ｔ１←ｔ１＋１）、ステップＳ５へ戻る。一方、β＜ΔＶｍａｘのときは、悪路と最終的に判断し、ステップＳ１５へ進み、悪路判定フラグＦをセットして（Ｆ←１）、ステップＳ１へ戻る。
【００３６】
上述した平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅ、最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘは、図４に示す悪路制御ルーチンにおいて読み込まれる。
【００３７】
このルーチンでは、先ず、ステップＳ１１で悪路判定フラグＦの値を調べ、Ｆ＝０の良路と判定されているときは、そのままルーチンを抜ける。一方、Ｆ＝１の悪路と判定されているとき、すなわち、悪路判定フラグＦが、Ｆ＝０からＦ＝１に切り替わったとき、ステップＳ２２へ進み、ステップＳ２２以下で悪路制御が実行される。尚、後述するステップＳ２２，Ｓ３２での処理が、本発明の制御係数設定手段に対応している。
【００３８】
ステップＳ２２では、上述した図３に示す悪路判定ルーチンのステップＳ１２で設定した平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅを読み込み、この平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅに基づき、制御係数λを設定する。この制御係数λは、悪路制御ルーチンを実行する際の初期値であり、図９に示す制御係数テーブルを補間計算付きで参照して設定する。或いは演算により設定する。制御係数テーブルは、モータ＿ＥＣＵ２１の不揮発性メモリに予め固定値として格納されているもので、平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅが、ΔＶａｖｅ＝０〜βまでは、λ＝１に設定されており、この車輪速変動幅判定しきい値βから平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅが増加するに従い、次第に減少する値に設定されており、最小車輪速変動幅λｍｉｎ（例えば0.3〜0.4）に達すると一定となる特性を有している。
【００３９】
そして、ステップＳ２３へ進み、悪路用ダンパ制御量τｄ’の設定処理を実行してステップＳ２４へ進む。このステップＳ２３で実行される悪路用ダンパ制御量τｄ’は、図５に示す悪路用ダンパ制御量設定サブルーチンに従って処理される。尚、この悪路用ダンパ制御量設定サブルーチンは、後述するように、第２区間時間Δｔ２（約３〜５[sec]）に達するまで、所定演算周期毎に実行される。又、このサブルーチンでの処理、及び後述するステップＳ５４，Ｓ５５，Ｓ５６での処理が、本発明のダンパ制御量設定手段に対応している。
【００４０】
このサブルーチンでは、先ず、ステップＳ４１で、前回の演算時に設定した制御係数λ(n-1)と、今回設定した制御係数λとに基づき、第３区間時間Δｔ３（例えば１〜２[sec]）における傾きａを求める（ａ←(λ−λ(n-1)）／Δｔ３）。この傾きａは、前回設定した制御係数λ(n-1)から今回設定した制御係数λへ移行する際の過渡時における制御係数の急激な制御特性変化の影響により、運転者が違和感を抱くことを防ぐものであり、前回の制御係数λ(n-1)から今回の制御係数λまで段階的に変化させる（図１０参照）。尚、悪路制御ルーチンが起動した最初のルーチン実行時は、前回の制御係数λ(n-1)は０であるため、傾きａは、ａ←λ／Δｔ３から求める。
【００４１】
次いで、ステップＳ４２へ進み、ステップＳ４２以下で、今回の制御係数λnewを次式から算出する過渡制御を行う。
λnew←ａ・λ＋λ(n-1)
尚、次回の演算時においては、λ(n-1)←λnewとなる。
【００４２】
その後、ステップＳ４３へ進み、車輪速Ｖｓに基づき、基本ダンパ制御量τｄを算出する。この基本ダンパ制御量τｄは、図８（ｂ）に示すダンパ制御量特性テーブルと同一の特性を有しており、同図の車速Ｖｓｐを車輪速Ｖｓに変えて適用することができる。
【００４３】
その後、ステップＳ４４へ進み、基本ダンパ制御量τｄに、制御係数λnewを乗算して、悪路用ダンパ制御量τｄ’を設定する（τｄ’←τｄ・λnew）。そして、ステップＳ４５で、悪路用ダンパ制御量τｄ’を出力し、ステップＳ４６へ進み、経過時間ｔ３と第３区間時間Δｔ３とを比較する。尚、この悪路用ダンパ制御量τｄ’が大きいとステアリングの操作がスムーズとなり、操舵感が向上するが収斂性が悪化し、ステアリング振動が発生し易くなる。図９に示すように、制御係数λnewは１≧λnew≧λｍｉｎの間で変動されるため、基本ダンパ制御量τｄよりも大きな値となることはなく、基本ダンパ制御量τｄを制御係数λnewで補正する（減衰させる）ことで、悪路走行時の収斂性を高め、ステアリング振動を抑制することができる。
【００４４】
そして、経過時間ｔ３が区間時間Δｔ３以内の場合は（Δｔ３≧ｔ３）、ステップＳ４７へ進み、経過時間ｔ３をインクリメントして（ｔ３←ｔ３＋１）、ステップＳ４２へ戻る。又、経過時間ｔ３が第３区間時間Δｔ３を超過した場合は（Δｔ３＜ｔ３）、制御係数λnewが、目標値である、図４の悪路制御ルーチンのステップＳ２２，Ｓ３２で設定される制御係数λに到達したと判定し（図１０参照）、過渡制御を終了すべく、ステップＳ４８へ進み、経過時間ｔ３をクリアして（ｔ３←０）、図４のステップＳ２４へ進む。
【００４５】
ステップＳ２４では、上述した図３のステップＳ９でα＜Ａと判定したときに求めた車輪速変動幅ΔＶの中で最も高い値を示す車輪速変動幅ΔＶ、すなわち、最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘを読み込み、ステップＳ２５で、この最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘと予め設定した車輪速変動幅判定しきい値βとを比較する。この車輪速変動幅判定しきい値βは、上述した図３のステップＳ１３で設定されているものと同じ値である。
【００４６】
そして、β≧ΔＶｍａｘの場合、ステップＳ２７へジャンプし、β＜ΔＶｍａｘのときは、ステップＳ２６へ進み、悪路制御時悪路判定カウンタのカウント値ｍをインクリメントして（ｍ←ｍ＋１）、ステップＳ２７へ進む。
【００４７】
ステップＳ２７へ進むと、予め設定されている第２区間時間Δｔ２と経過時間ｔ２とを比較する。この第２区間時間Δｔ２は、上述した第１区間時間Δｔ１よりも長く、本実施形態では３〜５[sec]程度に設定されている。
【００４８】
そして、経過時間ｔ２が第２区間時間Δｔ２以内の場合（Δｔ２≧ｔ２）、ステップＳ２８へ進み、経過時間ｔ２をインクリメントして（ｔ２←ｔ２＋１）、ステップＳ２３へ戻る。一方、経過時間ｔ２が第２区間時間Δｔ２を超過している場合（Δｔ２＜ｔ２）、ステップＳ２９へ進み、経過時間ｔ２をクリアし（ｔ２←０）、ステップＳ３０で、悪路制御時悪路判定カウンタのカウント値ｍの値を調べる。
【００４９】
そして、ステップＳ３０で、第２区間時間Δｔ２以内に一度でも最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘが車輪速変動幅判定しきい値βを超過した場合は（ｍ＞０）、ステップＳ３１へ進む。又、第２区間時間Δｔ２以内に一度も最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘが車輪速変動幅判定しきい値βを超過しなかった場合は（ｍ＝０）、ステップＳ３４へ分岐する。
【００５０】
ステップＳ３１へ進むと、第２区間時間Δｔ２以内に車輪速変動幅判定しきい値βを超過した最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘの平均値である平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅを算出し（ΔＶａｘｅ←ΣΔＶｍａｘ／ｍ）、ステップＳ３２へ進む。
【００５１】
ステップＳ３２では、平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅに基づき、図９に示す制御係数テーブルを補間計算付きで参照して、制御係数λを設定し、ステップＳ３３へ進み、悪路制御時悪路判定カウンタのカウント値ｍ、及び後述する悪路判定時悪路非検出カウンタのカウント値Ｐをクリアして（ｍ←０，Ｐ←０）、ステップＳ３６へ進む。
【００５２】
従って、本実施形態では、第２区間時間Δｔ２を制御サイクルとして設定し、この第２区間時間Δｔ２内で検出された平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅに基づいて悪路走行時の制御係数λが設定される。
【００５３】
一方、ステップＳ３０からステップＳ３４へ分岐すると、悪路判定時悪路非検出カウンタのカウント値Ｐをインクリメントして（Ｐ←Ｐ＋１）、ステップＳ３５へ進み、前回の演算時に設定した制御係数λ(n-1)で今回の制御係数λを更新し（λ←λ(n-1)）、ステップＳ３６へ進む。
【００５４】
ステップＳ３３或いはステップＳ３５からステップＳ３６へ進むと、経過時間ｔ４と第４区間時間Δｔ４とを比較する。この第４区間時間Δｔ４は悪路制御ルーチンの終了を判定するものであり、本実施形態では１０[sec]程度に設定されている。そして、経過時間ｔ４が第４区間時間Δｔ４以内のときは（Δｔ４≦ｔ４）、ステップＳ３７へ進み、経過時間ｔ４をインクリメントして（ｔ４←ｔ４＋１）、ステップＳ２３へ戻り、第４区間時間Δｔ４に達するまで、繰り返される。
【００５５】
又、経過時間ｔ４が第４区間時間Δｔ４に達した場合（Δｔ４＜ｔ４）、ステップＳ３８へ進み、経過時間ｔ４をクリアして（ｔ４←０）、ステップＳ３９へ進み、悪路判定時悪路非検出カウンタのカウント値Ｐを調べる。
【００５６】
そして、第４区間時間Δｔ４以内に一度でも最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘが車輪速変動幅判定しきい値βを超過した経験がある場合は（Ｐ＝０）、ステップＳ２３へ進み、再度、第４区間時間Δｔ４の間、ステップＳ２３以降の悪路制御を繰り返し実行する。又、第４区間時間Δｔ４以内に一度も最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘが車輪速変動幅判定しきい値βを超過しなかった場合は（Ｐ＞０）、そのままルーチンを抜け、悪路制御を終了する。
【００５７】
その結果、悪路走行時は、ステップＳ２３において、基本ダンパ制御量τｄを制御係数λnewで減衰した値の悪路用ダンパ制御量τｄ’が設定される。
【００５８】
この悪路用ダンパ制御量τｄ’は、図６に示すアシストトルク算出ルーチンにおいて読み込まれる。
【００５９】
このルーチンでは、先ずステップＳ５１で、車速Ｖｓｐを読み込み、ステップＳ５２で、車速Ｖｓｐに基づき、図８（ａ）に示すアシスト特性テーブルを補間計算付きで参照して、基本アシストトルクτｔを設定する。尚、このステップＳ５２での処理が、本発明の基本アシストトルク設定手段に対応している。
【００６０】
次いで、ステップＳ５３へ進み悪路判定フラグＦの値を参照する。尚、この悪路判定フラグＦは、図３に示す悪路判定ルーチンのステップＳ１５でセットされ、又ステップＳ６でクリアされる。そして、Ｆ＝０の通常制御のときは、ステップＳ５４へ進み、又、Ｆ＝１の悪路制御の場合はステップＳ５５へ分岐する。
【００６１】
ステップＳ５４へ進むと、車速Ｖｓｐに基づき、図８（ｂ）に示すダンパ制御量特性テーブルを補間計算付きで参照して、ダンパ制御量τｄを設定し、ステップＳ５７へ進む。一方、ステップＳ５５へ分岐すると、悪路用ダンパ制御量τｄ’を読み込み、ステップＳ５６で、この悪路用ダンパ制御量τｄ’にてダンパ制御量τｄを設定し（τｄ←τｄ’）、ステップＳ５７へ進む。
【００６２】
ステップＳ５７では、基本アシストトルクτｔとダンパ制御量τｄとの差分から目標アシストトルクτｐを算出し（τ←τｔ−τｄ）、ルーチンを抜ける。尚、このステップＳ５７での処理が、本発明のアシストトルク設定手段に対応している。
【００６３】
この目標アシストトルクτｐは、図７に示すパワステ制御ルーチンにおいて読み込まれる。このルーチンでは、先ず、ステップＳ７１で、目標アシストトルクτｐを読込み、続くステップＳ７２で、目標アシストトルクτｐに対応する目標アシスト電流値Ｉｐを設定し、ステップＳ７３で、電流検出部２９で検出したモータ電流値Ｉｓを読込む。
【００６４】
そして、ステップＳ７４で目標アシスト電流値Ｉｐとモータ電流値Ｉｓとの差分ΔＩｐ（ΔＩｐ←Ｉｐ−Ｉｓ）を算出し、続く、ステップＳ７５で、この差分ΔＩｐが０に収束するような制御信号（フィードバック制御信号）Ｄを比例積分制御等により生成する。
【００６５】
次いで、ステップＳ７６で、目標アシスト電流値Ｉｐにフィードバック制御信号Ｄを加算してモータ制御信号Ｐｍを算出し（Ｐｍ←Ｉｐ＋Ｄ）、モータ駆動信号生成回路２７へ出力する。モータ駆動信号生成回路２７は、モータ制御部２６から出力されるモータ制御信号Ｐｍに応じたモータ駆動信号（例えばＰＷＭ信号）を生成し、モータ駆動回路２８へ出力する。
【００６６】
モータ駆動回路２８は、モータ駆動信号生成回路２７で生成したモータ駆動信号に応じた電圧によって流れる電流に応じた大きさ、及び方向の電圧を電動モータ１３へ供給する。すると、この電動モータ１３の駆動力がピニオン軸５にアシスト伝達機構１１を介して伝達される。
【００６７】
このように、本実施形態は、通常走行においては、目標アシストトルクτｐは、ダンパ制御量τｄの分だけ減衰されているためステアリングホイール４の収斂性が向上する。すなわち、図８（ａ），（ｂ）に示すように、車速Ｖｓｐが低速から高速方向へ移行するに従い、基本アシストトルクτｔは減少するが、ダンパ制御量τｄは逆に次第に増加する。その結果、車速Ｖｓｐが高速へ移行するに従い、次第に高い収斂性を得ることができる。
【００６８】
又、悪路走行においては、このダンパ制御量τｄが、平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅに基づいて設定された制御係数λにて減衰されるため、収斂性がより高くなり、キックバックが発生した際のステアリング振動を抑制することができる。この場合、本実施形態では、基本アシストトルクτｔは、通常走行時と同じ値で設定されるため、良好な操縦安定性を得ることができる。更に、走行路が良路から悪路に切り替わった際、或いは悪路走行時に設定する制御係数λが変化した場合、この制御係数λを目標値として、第３区間時間Δｔ３内に制御係数λに到達するような過渡制御を行うようにしたので、運転者に制御係数λの急激な変化による違和感を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】電動パワーステアリング装置のステアリング系を含めた構成図
【図２】モータ制御装置の構成図
【図３】悪路判定ルーチンを示すフローチャート
【図４】悪路制御ルーチンを示すフローチャート
【図５】悪路用ダンパ制御量設定サブルーチンを示すフローチャート
【図６】アシストトルク算出ルーチンを示すフローチャート
【図７】パワステ制御ルーチンを示すフローチャート
【図８】（ａ）はアシスト特性テーブルの概念図、（ｂ）はダンパ制御量特性テーブルの概念図
【図９】制御係数テーブルの概念図
【図１０】設定区間時間における制御係数の過渡制御を示す説明図
【符号の説明】
【００７０】
１…電動パワーステアリング装置、
４…ステアリングホイール、
１０Ｌ，１０Ｒ…左右輪、
１３…電動モータ、
２１…モータ制御装置、
２２…車輪速センサ、
２６…モータ制御部、
ΔＶ…車輪速変動幅、
ΔＶａｖｅ…平均車輪速変動幅、
Δｔ１〜Δｔ４…区間時間、
α…車輪速変化率判定しきい値、
β…車輪速変動幅判定しきい値、
λ…制御係数、
τｄ…基本ダンパ制御量、
τｄ’…悪路用ダンパ制御量、
τｐ…目標アシストトルク、
τｔ…基本アシストトルク、
Ａ…車輪速変化率、
Ｎ…悪路判定回数しきい値、
Ｐ…カウント値、
Ｖｓ…車輪速、
Ｖｓｐ…車速、
ａ…傾き、
ｍ，ｎ…カウント値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、悪路走行時のステアリング振動を抑制して良好な操縦安定性を得ることができるようにしたパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両用の補助操舵装置として油圧式パワーステアリング装置が広く普及しているが、近年、電動モータのトルクを用いた電動パワーステアリング装置も利用されている。
【０００３】
この電動パワーステアリング装置は、運転者によるステアリングの操作や車両の動きを検出するトルクセンサと、トルクセンサからの検出信号に基づいて補助操舵力を演算するモータ制御装置（以下、「モータ＿ＥＣＵ」と称する）と、モータ＿ＥＣＵからの出力信号にて回転駆動する電動モータと、電動モータの回転トルクをステアリング機構に伝える減速ギア列等を備えている。
【０００４】
車両走行中の操舵系に対しては、種々の振動成分を含む外力が逆入力される。このような逆入力は、ステアリング装置を構成するラック軸及びギヤボックスを介してステアリング軸に伝達され、このステアリング軸に、いわゆるステアリング振動を生じさせる。
【０００５】
特に、車両が砂利道等、路面が凹凸している悪路を走行すると、路面からの反力であるキックバックや振動がステアリング機構、ステアリング軸を介してハンドルに伝達されて、ハンドルに、いわゆる取られや大きなステアリング振動が発生する。
【０００６】
例えば特許文献１（特開平６−９２２５６号公報）には、走行路が悪路と判定した場合、電動モータによる操舵アシスト力を減少させ、ハンドルを重くすることで、ハンドルの取られを抑制し、悪路走行時の操舵安定性を確保する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平６−９２２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した文献に開示されている技術では、キックバックが発生した場合、ハンドルが取られる方向へのアシスト力を少なくする制御を行うようにしているため、ハンドルの取られを抑制することはできるが、ステアリング振動を抑制することはできず、悪路走行において、良好な操縦安定性を得るには限界がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、悪路走行中に発生する大きなステアリング振動を抑制し、良好な操縦安定性を得ることのできるパワーステアリング制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため本発明によるパワーステアリング制御装置は、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクをアシストするアシストトルクを発生させる電動モータと、該電動モータから出力される前記アシストトルクを設定する制御手段とを備え、前記制御手段が、運転状態に基づいて基本アシストトルクを設定する基本アシストトルク設定手段と、前記ステアリングホイールに加えられる操舵トルクと反対方向に付与するダンパ制御量を運転状態に基づいて設定するダンパ制御量設定手段と、前記基本アシストトルクから前記ダンパ制御量を減算して前記アシストトルクを設定するアシストトルク設定手段と、走行路状態検出手段での検出結果に基づいて悪路判定を行う悪路判定手段と、前記悪路判定手段で悪路と判定された場合、車輪速検出手段で検出した車輪速の変動幅に基づいて前記ダンパ制御量を減衰させる制御係数を設定する制御係数設定手段とを有し、前記ダンパ制御量設定手段は、前記制御係数設定手段で設定した前記制御係数で前記ダンパ制御量を補正して新たなダンパ制御量を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、走行路が悪路と判定された場合、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクと反対方向に付与するダンパ制御量を制御係数で補正して減衰させるようにしたので、キックバック等によるステアリング振動が抑制され、良好な操縦安定性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１に電動パワーステアリング装置のステアリング系を含めた構成図を示す。
【００１２】
同図に示すように、電動パワーステアリング装置１は、そのステアリング軸２が、図示しない車体フレームにステアリングコラム３を介して回動自在に支持されており、その一端が運転席側へ延出され、他端がエンジンルーム側へ延出されている。ステアリング軸２の運転席側端部にステアリングホイール４が固設され、又、エンジンルーム側へ延出する端部にピニオン軸５が連設されている。
【００１３】
エンジンルームには、車幅方向へ延出するステアリングギヤボックス６が配設されており、このステアリングギヤボックス６にラック軸７が往復移動自在に挿通支持されている。このラック軸７に形成されたラック（図示せず）に、ピニオン軸５に形成されたピニオンが噛合されて、ラックアンドピニオン式のステアリングギヤ機構が形成されている。又、ラック軸７の左右両端はステアリングギヤボックス６の端部から各々突出されており、その端部に、タイロッド８を介してフロントナックル９が連設されている。このフロントナックル９は、操舵輪としての左右輪１０Ｌ，１０Ｒを回動自在に支持すると共に、キングピン（図示せず）を介して車体フレームに転舵自在に支持されている。従って、ステアリングホイール４を操作し、ステアリング軸２、ピニオン軸５を回転させると、このピニオン軸５の回転によりラック軸７が左右方向へ移動し、その移動によりフロントナックル９がキングピン（図示せず）を中心に回動して、左右輪１０Ｌ，１０Ｒが左右方向へ転舵される。
【００１４】
又、ピニオン軸５にアシスト伝達機構１１を介して、電動モータ１３が連設されており、この電動モータ１３にてステアリングホイール４に加える操舵トルクをアシストする。更に、ステアリング軸２に操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ１４、及び操舵角センサ１５が連設されている。そして、操舵トルクセンサ１４にて、ステアリングホイール４に加えられる操舵トルクＴｑが検出される。又、操舵角センサ１５にて、ステアリングホイール４の操舵角θωが検出される。尚、操舵角センサ１５は、左旋回方向の舵角が正値で検出され、右旋回方向の舵角が負値で検出される。
【００１５】
この操舵トルクセンサ１４で検出した操舵トルクＴｑ、及び操舵角センサ１５で検出した操舵角θωが、モータ制御装置（モータ＿ＥＣＵ）２１に入力される。更に、このモータ＿ＥＣＵ２１に、走行路状態検出手段を兼用する車輪速検出手段としての車輪速センサ２２が接続されている。尚、図においては、車輪速センサ２２が１つのみ記載されているが、この車輪速センサ２２は、前後輪の４輪にそれぞれ配設されている。
【００１６】
図２に示すように、このモータ＿ＥＣＵ２１は、制御手段としてのモータ制御部２６、モータ駆動信号生成回路２７、モータ駆動回路２８、電流検出部２９を備えている。モータ制御部２６は、モータ＿ＥＣＵ２１の主な制御演算機能を担っており、電動モータ１３から出力されるアシストトルクの目標値（目標アシストトルク）τｐを設定すると共に、電動モータ１３の出力が目標アシストトルクτｐに収束するようにフィードバック制御を行う。
【００１７】
モータ駆動信号生成回路２７は、モータ制御部２６からのモータ制御信号Ｐｍに対応するモータ駆動信号を生成する。尚、このモータ駆動信号としては、例えばモータ制御信号Ｐｍに応じたデューティ比のパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）がある。
【００１８】
モータ駆動回路２８は、このモータ駆動信号に応じた電圧を電動モータ１３へ出力し、運転者がステアリングホイール４に加える操舵トルクを、電動モータ１３の駆動力でアシストする。更に、電流検出部２９は電動モータ１３に供給される電流（モータ電流）Ｉｓを検出し、モータ制御部２６へ出力する。
【００１９】
モータ制御部２６では、目標アシストトルクτｐが、基本アシストトルクτｔから基本ダンパ制御量（ダンパトルク）τｄを減算して設定される。基本アシストトルクτｔは、ステアリングホイール４の切り込み方向にモータトルク（アシストトルク）を与えるものであり、基本ダンパ制御量τｄは、モータ（ステアリングホイール４）の回転と反対方向に補償トルク（ダンパトルク）を付与する際の基本値である。そして、これら両トルクτｔ，τｄの差分から算出された値が目標アシストトルクτｐとしてステアリング系に付与される。
【００２０】
モータ＿ＥＣＵ２１に設けられている不揮発性メモリには、基本アシストトルクτｔ及び基本ダンパ制御量τｄがテーブル形式で格納されている。図８（ａ）にアシスト特性テーブルの概念を示し、同図（ｂ）にダンパ制御量特性テーブルの概念を示す。
【００２１】
アシスト特性テーブルには、車速Ｖｓｐ[Km/h]と基本アシストトルクτｔとの関係が、車速Ｖｓｐが低速から高速へ移行するに従い、高い値から低い値へ非線形に変化する基本アシストトルクτｔが実験等から求めて格納されている。又、ダンパ制御量特性テーブルには、車速Ｖｓｐ[Km/h]と基本ダンパ制御量τｄとの関係が、車速Ｖｓｐが低速から高速へ移行するに従い、低い値から高い値へ非線形に変化する基本ダンパ制御量τｄが実験等から求めて格納されている。
【００２２】
従って、基本ダンパ制御量τｄは車速Ｖｓｐが０[Km/h]付近では低い減衰特性となり、車速Ｖｓｐが高くなるに従い、次第に高い減衰特性となる。尚、本実施形態で採用する電動パワーステアリング装置１は車速感応型であるため、車速Ｖｓｐをパラメータとして基本アシストトルクτｔ、及び基本ダンパ制御量τｄを設定するようにしているが、本実施形態は、舵角感応型の電動パワーステアリング装置に適用することもできる。この場合、電動パワーステアリング装置では、操舵角θωをパラメータとして基本アシストトルクτｔ、及び基本ダンパ制御量τｄを設定することになる。尚、この車速Ｖｓｐは、本実施形態では、４輪に配設されている車輪速センサ２２で検出した車輪速Ｖｓの平均値から算出しているが、周知の車速センサ（図示せず）で検出しても良い。
【００２３】
ところで、モータ制御部２６で設定される良路走行時における目標アシストトルクτｐは周知であるため、以下においては、悪路走行時において設定される目標アシストトルクτｐについて説明する。
【００２４】
モータ制御部２６で処理される悪路走行時における目標アシストトルクτｐの設定は、具体的には、図３〜図７に示すフローチャートに従って実行される。イグニッションスイッチがＯＮされると、先ず、図３に示す悪路判定ルーチンが実行され、悪路判定が行われる。尚、このアクセル判定ルーチンでの処理が本発明の悪路判定手段に相当する。
【００２５】
又、本ルーチンでは、車輪速センサ２２で検出した車輪速Ｖｓの変化に基づいて悪路判定を行っている。この場合、特定の車輪（例えば右前輪）に設けられている車輪速センサ２２で検出した車輪速Ｖｓに基づいて悪路判定しても、４輪全ての車輪速センサ２２で検出した各車輪速Ｖｓに基づいて、各車輪速センサ２２毎に悪路判定を行うようにしても良い。
【００２６】
尚、４輪全ての車輪速センサ２２で検出した車輪速Ｖｓに基づいて悪路判定する場合であっても、悪路判定は車輪速センサ２２毎に行われるため、以下においては、特定の車輪速センサ２２で検出した車輪速Ｖｓに基づいて悪路判定する場合について説明する。
【００２７】
このルーチンでは、ステップＳ１で、現在の車輪速Ｖｓを読み込む。次いで、ステップＳ２で、前回のサンプリング時に読み込んだ車輪速Ｖｓ(n-1)と、今回の車輪速Ｖｓとの差分から車輪速変化率（角加速度）Ａを算出する（Ａ←｜Ｖｓ−Ｖｓ(n-1)｜／Δｔ、但し、Δｔ：サンプリング周期（１〜２[sec])）。
【００２８】
次いで、ステップＳ３へ進み、車輪速変化率判定しきい値αと車輪速変化率Ａとを比較する。この車輪速判定しきい値αは走行路が悪路か否かを判定するための値であり、α≧Ａの場合は、良路と判定し、ステップＳ６へジャンプし、悪路判定フラグＦをクリアして（Ｆ←０）、ステップＳ１へ戻り、このルーチンを悪路と判定するまで循環する。一方、α＜Ａの悪路と判定した場合は、ステップＳ４へ進み、ステップＳ４以下で、誤検出を防止するために、悪路走行か否かを更に詳しく判定する。
【００２９】
先ず、ステップＳ４では、予め設定されている第１区間時間Δｔ１（例えば１〜２[sec]）における車輪速Ｖｓのサンプリングを開始すべく、タイマの経過時間ｔ１をクリアし（ｔ１←０）、悪路判定カウンタのカウント値ｎをセットする（ｎ←１）。ステップＳ４以下のサンプリング周期は、第１区間時間Δｔ１の1/20〜1/40であり、従って、第１区間時間Δｔ１が、例えば１[sec]の場合、サンプリング周期は、0.05〜0.025[sec]である。
【００３０】
次いで、ステップＳ５へ進み、経過時間ｔ１がΔｔ１区間に達したか否かを調べ、Δｔ１＜ｔ１のときは、サンプリング区間（区間時間）Δｔ１内であるため、ステップＳ７へ進む。又、Δｔ１≧ｔ１のときは第１区間時間Δｔ１に達したため、ステップＳ６で悪路判定フラグＦをクリアして（Ｆ←０）、ステップＳ１へ戻る。
【００３１】
そして、ステップＳ７へ進むと、車輪速Ｖｓを読み込み、ステップＳ８で、車輪速変化率（角加速度）Ａを算出する（Ａ←｜Ｖｓ−Ｖｓ(n-1)｜／Δｔ１）。その後、ステップＳ９へ進み、上述した車輪速変化率判定しきい値αと車輪速変化率Ａとを比較する。そして、α≧Ａのときは、悪路が検出されないため、ステップＳ１４へジャンプし、経過時間ｔ１をインクリメントして（ｔ１←ｔ１＋１）、ステップＳ５へ戻る。一方、α＜Ａのときは、悪路検出と判定し、ステップＳ１０へ進み、悪路判定カウンタのカウント値ｎをインクリメントして（ｎ←ｎ＋１）、ステップＳ１１へ進む。
【００３２】
ステップＳ１１へ進むと、悪路判定感歌のカウント値ｎが悪路判定回数しきい値Ｎを越えたか否かを調べる。この悪路判定回数しきい値Ｎは、ステップＳ３で判定した悪路が誤判定か否かを調べるものであり、本実施形態では、Ｎ＝５〜１０に設定されているが、この悪路判定回数しきい値Ｎは車種によって相違する。
【００３３】
そして、Ｎ＞ｎのときは、未だ悪路とは判定できないため、ステップＳ１４へジャンプし、経過時間ｔ１をインクリメントして（ｔ１←ｔ１＋１）、ステップＳ５へ戻る。一方、Ｎ≦ｎのときは、悪路と判定し、ステップＳ１２へ進み、平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅを算出する。この平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅは、ステップＳ９でα＜Ａと判定したときに求めた車輪速変動幅（絶対値）ΔＶ（ΔＶ←｜Ｖ−Ｖ(n-1)｜）の平均値である（ΔＶａｖｅ←ΣΔＶ／ｎ）。
【００３４】
その後、ステップＳ１３へ進み、ステップＳ９でα＜Ａと判定したときに求めた車輪速変動幅ΔＶの中で最も高い値を示す車輪速変動幅ΔＶを、最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘとして設定し、この最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘと、予め設定した車輪速変動幅判定しきい値βとを比較する。この車輪速変動幅判定しきい値βは、最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘが悪路と判定できる値か否かを最終的に判定するものであり、実験等から求めて設定されている。
【００３５】
そして、β≧ΔＶｍａｘの場合、未だ悪路判定せず、ステップＳ１４へ進み、経過時間ｔ１をインクリメントして（ｔ１←ｔ１＋１）、ステップＳ５へ戻る。一方、β＜ΔＶｍａｘのときは、悪路と最終的に判断し、ステップＳ１５へ進み、悪路判定フラグＦをセットして（Ｆ←１）、ステップＳ１へ戻る。
【００３６】
上述した平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅ、最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘは、図４に示す悪路制御ルーチンにおいて読み込まれる。
【００３７】
このルーチンでは、先ず、ステップＳ１１で悪路判定フラグＦの値を調べ、Ｆ＝０の良路と判定されているときは、そのままルーチンを抜ける。一方、Ｆ＝１の悪路と判定されているとき、すなわち、悪路判定フラグＦが、Ｆ＝０からＦ＝１に切り替わったとき、ステップＳ２２へ進み、ステップＳ２２以下で悪路制御が実行される。尚、後述するステップＳ２２，Ｓ３２での処理が、本発明の制御係数設定手段に対応している。
【００３８】
ステップＳ２２では、上述した図３に示す悪路判定ルーチンのステップＳ１２で設定した平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅを読み込み、この平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅに基づき、制御係数λを設定する。この制御係数λは、悪路制御ルーチンを実行する際の初期値であり、図９に示す制御係数テーブルを補間計算付きで参照して設定する。或いは演算により設定する。制御係数テーブルは、モータ＿ＥＣＵ２１の不揮発性メモリに予め固定値として格納されているもので、平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅが、ΔＶａｖｅ＝０〜βまでは、λ＝１に設定されており、この車輪速変動幅判定しきい値βから平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅが増加するに従い、次第に減少する値に設定されており、最小車輪速変動幅λｍｉｎ（例えば0.3〜0.4）に達すると一定となる特性を有している。
【００３９】
そして、ステップＳ２３へ進み、悪路用ダンパ制御量τｄ’の設定処理を実行してステップＳ２４へ進む。このステップＳ２３で実行される悪路用ダンパ制御量τｄ’は、図５に示す悪路用ダンパ制御量設定サブルーチンに従って処理される。尚、この悪路用ダンパ制御量設定サブルーチンは、後述するように、第２区間時間Δｔ２（約３〜５[sec]）に達するまで、所定演算周期毎に実行される。又、このサブルーチンでの処理、及び後述するステップＳ５４，Ｓ５５，Ｓ５６での処理が、本発明のダンパ制御量設定手段に対応している。
【００４０】
このサブルーチンでは、先ず、ステップＳ４１で、前回の演算時に設定した制御係数λ(n-1)と、今回設定した制御係数λとに基づき、第３区間時間Δｔ３（例えば１〜２[sec]）における傾きａを求める（ａ←(λ−λ(n-1)）／Δｔ３）。この傾きａは、前回設定した制御係数λ(n-1)から今回設定した制御係数λへ移行する際の過渡時における制御係数の急激な制御特性変化の影響により、運転者が違和感を抱くことを防ぐものであり、前回の制御係数λ(n-1)から今回の制御係数λまで段階的に変化させる（図１０参照）。尚、悪路制御ルーチンが起動した最初のルーチン実行時は、前回の制御係数λ(n-1)は０であるため、傾きａは、ａ←λ／Δｔ３から求める。
【００４１】
次いで、ステップＳ４２へ進み、ステップＳ４２以下で、今回の制御係数λnewを次式から算出する過渡制御を行う。
λnew←ａ・λ＋λ(n-1)
尚、次回の演算時においては、λ(n-1)←λnewとなる。
【００４２】
その後、ステップＳ４３へ進み、車輪速Ｖｓに基づき、基本ダンパ制御量τｄを算出する。この基本ダンパ制御量τｄは、図８（ｂ）に示すダンパ制御量特性テーブルと同一の特性を有しており、同図の車速Ｖｓｐを車輪速Ｖｓに変えて適用することができる。
【００４３】
その後、ステップＳ４４へ進み、基本ダンパ制御量τｄに、制御係数λnewを乗算して、悪路用ダンパ制御量τｄ’を設定する（τｄ’←τｄ・λnew）。そして、ステップＳ４５で、悪路用ダンパ制御量τｄ’を出力し、ステップＳ４６へ進み、経過時間ｔ３と第３区間時間Δｔ３とを比較する。尚、この悪路用ダンパ制御量τｄ’が大きいとステアリングの操作がスムーズとなり、操舵感が向上するが収斂性が悪化し、ステアリング振動が発生し易くなる。図９に示すように、制御係数λnewは１≧λnew≧λｍｉｎの間で変動されるため、基本ダンパ制御量τｄよりも大きな値となることはなく、基本ダンパ制御量τｄを制御係数λnewで補正する（減衰させる）ことで、悪路走行時の収斂性を高め、ステアリング振動を抑制することができる。
【００４４】
そして、経過時間ｔ３が区間時間Δｔ３以内の場合は（Δｔ３≧ｔ３）、ステップＳ４７へ進み、経過時間ｔ３をインクリメントして（ｔ３←ｔ３＋１）、ステップＳ４２へ戻る。又、経過時間ｔ３が第３区間時間Δｔ３を超過した場合は（Δｔ３＜ｔ３）、制御係数λnewが、目標値である、図４の悪路制御ルーチンのステップＳ２２，Ｓ３２で設定される制御係数λに到達したと判定し（図１０参照）、過渡制御を終了すべく、ステップＳ４８へ進み、経過時間ｔ３をクリアして（ｔ３←０）、図４のステップＳ２４へ進む。
【００４５】
ステップＳ２４では、上述した図３のステップＳ９でα＜Ａと判定したときに求めた車輪速変動幅ΔＶの中で最も高い値を示す車輪速変動幅ΔＶ、すなわち、最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘを読み込み、ステップＳ２５で、この最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘと予め設定した車輪速変動幅判定しきい値βとを比較する。この車輪速変動幅判定しきい値βは、上述した図３のステップＳ１３で設定されているものと同じ値である。
【００４６】
そして、β≧ΔＶｍａｘの場合、ステップＳ２７へジャンプし、β＜ΔＶｍａｘのときは、ステップＳ２６へ進み、悪路制御時悪路判定カウンタのカウント値ｍをインクリメントして（ｍ←ｍ＋１）、ステップＳ２７へ進む。
【００４７】
ステップＳ２７へ進むと、予め設定されている第２区間時間Δｔ２と経過時間ｔ２とを比較する。この第２区間時間Δｔ２は、上述した第１区間時間Δｔ１よりも長く、本実施形態では３〜５[sec]程度に設定されている。
【００４８】
そして、経過時間ｔ２が第２区間時間Δｔ２以内の場合（Δｔ２≧ｔ２）、ステップＳ２８へ進み、経過時間ｔ２をインクリメントして（ｔ２←ｔ２＋１）、ステップＳ２３へ戻る。一方、経過時間ｔ２が第２区間時間Δｔ２を超過している場合（Δｔ２＜ｔ２）、ステップＳ２９へ進み、経過時間ｔ２をクリアし（ｔ２←０）、ステップＳ３０で、悪路制御時悪路判定カウンタのカウント値ｍの値を調べる。
【００４９】
そして、ステップＳ３０で、第２区間時間Δｔ２以内に一度でも最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘが車輪速変動幅判定しきい値βを超過した場合は（ｍ＞０）、ステップＳ３１へ進む。又、第２区間時間Δｔ２以内に一度も最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘが車輪速変動幅判定しきい値βを超過しなかった場合は（ｍ＝０）、ステップＳ３４へ分岐する。
【００５０】
ステップＳ３１へ進むと、第２区間時間Δｔ２以内に車輪速変動幅判定しきい値βを超過した最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘの平均値である平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅを算出し（ΔＶａｘｅ←ΣΔＶｍａｘ／ｍ）、ステップＳ３２へ進む。
【００５１】
ステップＳ３２では、平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅに基づき、図９に示す制御係数テーブルを補間計算付きで参照して、制御係数λを設定し、ステップＳ３３へ進み、悪路制御時悪路判定カウンタのカウント値ｍ、及び後述する悪路判定時悪路非検出カウンタのカウント値Ｐをクリアして（ｍ←０，Ｐ←０）、ステップＳ３６へ進む。
【００５２】
従って、本実施形態では、第２区間時間Δｔ２を制御サイクルとして設定し、この第２区間時間Δｔ２内で検出された平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅに基づいて悪路走行時の制御係数λが設定される。
【００５３】
一方、ステップＳ３０からステップＳ３４へ分岐すると、悪路判定時悪路非検出カウンタのカウント値Ｐをインクリメントして（Ｐ←Ｐ＋１）、ステップＳ３５へ進み、前回の演算時に設定した制御係数λ(n-1)で今回の制御係数λを更新し（λ←λ(n-1)）、ステップＳ３６へ進む。
【００５４】
ステップＳ３３或いはステップＳ３５からステップＳ３６へ進むと、経過時間ｔ４と第４区間時間Δｔ４とを比較する。この第４区間時間Δｔ４は悪路制御ルーチンの終了を判定するものであり、本実施形態では１０[sec]程度に設定されている。そして、経過時間ｔ４が第４区間時間Δｔ４以内のときは（Δｔ４≦ｔ４）、ステップＳ３７へ進み、経過時間ｔ４をインクリメントして（ｔ４←ｔ４＋１）、ステップＳ２３へ戻り、第４区間時間Δｔ４に達するまで、繰り返される。
【００５５】
又、経過時間ｔ４が第４区間時間Δｔ４に達した場合（Δｔ４＜ｔ４）、ステップＳ３８へ進み、経過時間ｔ４をクリアして（ｔ４←０）、ステップＳ３９へ進み、悪路判定時悪路非検出カウンタのカウント値Ｐを調べる。
【００５６】
そして、第４区間時間Δｔ４以内に一度でも最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘが車輪速変動幅判定しきい値βを超過した経験がある場合は（Ｐ＝０）、ステップＳ２３へ進み、再度、第４区間時間Δｔ４の間、ステップＳ２３以降の悪路制御を繰り返し実行する。又、第４区間時間Δｔ４以内に一度も最大車輪速変動幅ΔＶｍａｘが車輪速変動幅判定しきい値βを超過しなかった場合は（Ｐ＞０）、そのままルーチンを抜け、悪路制御を終了する。
【００５７】
その結果、悪路走行時は、ステップＳ２３において、基本ダンパ制御量τｄを制御係数λnewで減衰した値の悪路用ダンパ制御量τｄ’が設定される。
【００５８】
この悪路用ダンパ制御量τｄ’は、図６に示すアシストトルク算出ルーチンにおいて読み込まれる。
【００５９】
このルーチンでは、先ずステップＳ５１で、車速Ｖｓｐを読み込み、ステップＳ５２で、車速Ｖｓｐに基づき、図８（ａ）に示すアシスト特性テーブルを補間計算付きで参照して、基本アシストトルクτｔを設定する。尚、このステップＳ５２での処理が、本発明の基本アシストトルク設定手段に対応している。
【００６０】
次いで、ステップＳ５３へ進み悪路判定フラグＦの値を参照する。尚、この悪路判定フラグＦは、図３に示す悪路判定ルーチンのステップＳ１５でセットされ、又ステップＳ６でクリアされる。そして、Ｆ＝０の通常制御のときは、ステップＳ５４へ進み、又、Ｆ＝１の悪路制御の場合はステップＳ５５へ分岐する。
【００６１】
ステップＳ５４へ進むと、車速Ｖｓｐに基づき、図８（ｂ）に示すダンパ制御量特性テーブルを補間計算付きで参照して、ダンパ制御量τｄを設定し、ステップＳ５７へ進む。一方、ステップＳ５５へ分岐すると、悪路用ダンパ制御量τｄ’を読み込み、ステップＳ５６で、この悪路用ダンパ制御量τｄ’にてダンパ制御量τｄを設定し（τｄ←τｄ’）、ステップＳ５７へ進む。
【００６２】
ステップＳ５７では、基本アシストトルクτｔとダンパ制御量τｄとの差分から目標アシストトルクτｐを算出し（τ←τｔ−τｄ）、ルーチンを抜ける。尚、このステップＳ５７での処理が、本発明のアシストトルク設定手段に対応している。
【００６３】
この目標アシストトルクτｐは、図７に示すパワステ制御ルーチンにおいて読み込まれる。このルーチンでは、先ず、ステップＳ７１で、目標アシストトルクτｐを読込み、続くステップＳ７２で、目標アシストトルクτｐに対応する目標アシスト電流値Ｉｐを設定し、ステップＳ７３で、電流検出部２９で検出したモータ電流値Ｉｓを読込む。
【００６４】
そして、ステップＳ７４で目標アシスト電流値Ｉｐとモータ電流値Ｉｓとの差分ΔＩｐ（ΔＩｐ←Ｉｐ−Ｉｓ）を算出し、続く、ステップＳ７５で、この差分ΔＩｐが０に収束するような制御信号（フィードバック制御信号）Ｄを比例積分制御等により生成する。
【００６５】
次いで、ステップＳ７６で、目標アシスト電流値Ｉｐにフィードバック制御信号Ｄを加算してモータ制御信号Ｐｍを算出し（Ｐｍ←Ｉｐ＋Ｄ）、モータ駆動信号生成回路２７へ出力する。モータ駆動信号生成回路２７は、モータ制御部２６から出力されるモータ制御信号Ｐｍに応じたモータ駆動信号（例えばＰＷＭ信号）を生成し、モータ駆動回路２８へ出力する。
【００６６】
モータ駆動回路２８は、モータ駆動信号生成回路２７で生成したモータ駆動信号に応じた電圧によって流れる電流に応じた大きさ、及び方向の電圧を電動モータ１３へ供給する。すると、この電動モータ１３の駆動力がピニオン軸５にアシスト伝達機構１１を介して伝達される。
【００６７】
このように、本実施形態は、通常走行においては、目標アシストトルクτｐは、ダンパ制御量τｄの分だけ減衰されているためステアリングホイール４の収斂性が向上する。すなわち、図８（ａ），（ｂ）に示すように、車速Ｖｓｐが低速から高速方向へ移行するに従い、基本アシストトルクτｔは減少するが、ダンパ制御量τｄは逆に次第に増加する。その結果、車速Ｖｓｐが高速へ移行するに従い、次第に高い収斂性を得ることができる。
【００６８】
又、悪路走行においては、このダンパ制御量τｄが、平均車輪速変動幅ΔＶａｖｅに基づいて設定された制御係数λにて減衰されるため、収斂性がより高くなり、キックバックが発生した際のステアリング振動を抑制することができる。この場合、本実施形態では、基本アシストトルクτｔは、通常走行時と同じ値で設定されるため、良好な操縦安定性を得ることができる。更に、走行路が良路から悪路に切り替わった際、或いは悪路走行時に設定する制御係数λが変化した場合、この制御係数λを目標値として、第３区間時間Δｔ３内に制御係数λに到達するような過渡制御を行うようにしたので、運転者に制御係数λの急激な変化による違和感を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】電動パワーステアリング装置のステアリング系を含めた構成図
【図２】モータ制御装置の構成図
【図３】悪路判定ルーチンを示すフローチャート
【図４】悪路制御ルーチンを示すフローチャート
【図５】悪路用ダンパ制御量設定サブルーチンを示すフローチャート
【図６】アシストトルク算出ルーチンを示すフローチャート
【図７】パワステ制御ルーチンを示すフローチャート
【図８】（ａ）はアシスト特性テーブルの概念図、（ｂ）はダンパ制御量特性テーブルの概念図
【図９】制御係数テーブルの概念図
【図１０】設定区間時間における制御係数の過渡制御を示す説明図
【符号の説明】
【００７０】
１…電動パワーステアリング装置、
４…ステアリングホイール、
１０Ｌ，１０Ｒ…左右輪、
１３…電動モータ、
２１…モータ制御装置、
２２…車輪速センサ、
２６…モータ制御部、
ΔＶ…車輪速変動幅、
ΔＶａｖｅ…平均車輪速変動幅、
Δｔ１〜Δｔ４…区間時間、
α…車輪速変化率判定しきい値、
β…車輪速変動幅判定しきい値、
λ…制御係数、
τｄ…基本ダンパ制御量、
τｄ’…悪路用ダンパ制御量、
τｐ…目標アシストトルク、
τｔ…基本アシストトルク、
Ａ…車輪速変化率、
Ｎ…悪路判定回数しきい値、
Ｐ…カウント値、
Ｖｓ…車輪速、
Ｖｓｐ…車速、
ａ…傾き、
ｍ，ｎ…カウント値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールに加えられる操舵トルクをアシストするアシストトルクを発生させる電動モータと、該電動モータから出力される前記アシストトルクを設定する制御手段とを備え、
前記制御手段が、
運転状態に基づいて基本アシストトルクを設定する基本アシストトルク設定手段と、
前記ステアリングホイールに加えられる操舵トルクと反対方向に付与するダンパ制御量を運転状態に基づいて設定するダンパ制御量設定手段と、
前記基本アシストトルクから前記ダンパ制御量を減算して前記アシストトルクを設定するアシストトルク設定手段と、
走行路状態検出手段での検出結果に基づいて悪路判定を行う悪路判定手段と、
前記悪路判定手段で悪路と判定された場合、車輪速検出手段で検出した車輪速の変動幅に基づいて前記ダンパ制御量を減衰させる制御係数を設定する制御係数設定手段と
を有し、
前記ダンパ制御量設定手段は、前記制御係数設定手段で設定した前記制御係数で前記ダンパ制御量を補正して新たなダンパ制御量を設定する
ことを特徴とするパワーステアリング制御装置。
【請求項２】
前記ダンパ制御量設定手段は、今回の演算時に設定した前記制御係数に対し、前回の演算時に設定した制御係数から段階的に到達させる過渡制御を実行する
ことを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング制御装置。
【請求項３】
前記走行路状態検出手段は車輪速センサ或いは車速センサであり、
前記悪路判定手段は、予め設定されている区間時間内で前記車輪速センサで検出した車輪速の変化或いは前記車速センサで検出した車速の変化が、予め設定したしきい値を超過し、且つ該超過した回数が予め設定されている回数を超過したとき悪路走行と判定する
ことを特徴とする請求項１或いは２記載のパワーステアリング制御装置。
【請求項１】
ステアリングホイールに加えられる操舵トルクをアシストするアシストトルクを発生させる電動モータと、該電動モータから出力される前記アシストトルクを設定する制御手段とを備え、
前記制御手段が、
運転状態に基づいて基本アシストトルクを設定する基本アシストトルク設定手段と、
前記ステアリングホイールに加えられる操舵トルクと反対方向に付与するダンパ制御量を運転状態に基づいて設定するダンパ制御量設定手段と、
前記基本アシストトルクから前記ダンパ制御量を減算して前記アシストトルクを設定するアシストトルク設定手段と、
走行路状態検出手段での検出結果に基づいて悪路判定を行う悪路判定手段と、
前記悪路判定手段で悪路と判定された場合、車輪速検出手段で検出した車輪速の変動幅に基づいて前記ダンパ制御量を減衰させる制御係数を設定する制御係数設定手段と
を有し、
前記ダンパ制御量設定手段は、前記制御係数設定手段で設定した前記制御係数で前記ダンパ制御量を補正して新たなダンパ制御量を設定する
ことを特徴とするパワーステアリング制御装置。
【請求項２】
前記ダンパ制御量設定手段は、今回の演算時に設定した前記制御係数に対し、前回の演算時に設定した制御係数から段階的に到達させる過渡制御を実行する
ことを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング制御装置。
【請求項３】
前記走行路状態検出手段は車輪速センサ或いは車速センサであり、
前記悪路判定手段は、予め設定されている区間時間内で前記車輪速センサで検出した車輪速の変化或いは前記車速センサで検出した車速の変化が、予め設定したしきい値を超過し、且つ該超過した回数が予め設定されている回数を超過したとき悪路走行と判定する
ことを特徴とする請求項１或いは２記載のパワーステアリング制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１３２１３７（Ｐ２０１０−１３２１３７Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１００２１（Ｐ２００８−３１００２１）
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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