電動式パワーステアリング装置
【目的】 高車速時の収斂性および低車速時のハンドルの戻り特性を共に向上させる。
【構成】 操舵系に連結され、操舵補助トルクを発生するモータ６と、操舵系の操舵トルクを検出するトルクセンサ２１と、車速を検出する車速センサ２２と、前記トルクセンサ２１および車速センサ２２の出力に基づいてモータ６の駆動を制御する制御手段１００とを備えた電動式パワーステアリング装置において、前記トルクセンサ２１の出力を複数回微分してモータ６の慣性補償値を演算する慣性補償部３０を設け、前記制御手段１００は、慣性補償部３０の出力に基づいて前記モータ６の駆動を制御する制御値を補正する。
【構成】 操舵系に連結され、操舵補助トルクを発生するモータ６と、操舵系の操舵トルクを検出するトルクセンサ２１と、車速を検出する車速センサ２２と、前記トルクセンサ２１および車速センサ２２の出力に基づいてモータ６の駆動を制御する制御手段１００とを備えた電動式パワーステアリング装置において、前記トルクセンサ２１の出力を複数回微分してモータ６の慣性補償値を演算する慣性補償部３０を設け、前記制御手段１００は、慣性補償部３０の出力に基づいて前記モータ６の駆動を制御する制御値を補正する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両に用いて好適な電動式パワーステアリング装置に係わり、詳しくはモータの回転出力によって操舵力を補助するパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、車両のパワーステアリング装置として油圧式に代えてモータを用いた電動式のものが使用されており、モータはアクチュエータとして小型、軽量等の利点から今後とも増加傾向にある。
【０００３】従来のパワーステアリング装置では、トルクセンサによって操舵系の操舵トルクを検出するとともに、車速センサによって車速を検出し、これらの検出結果に基づいて操舵系に連結されたモータの駆動を制御し、パワーアシストを行っている。そして、一般的には車速感応型であり、低速域では軽く、高速域では重くなるようにトルクセンサ入力に応じてアシスト力を制御している。
【０００４】ところで、上記従来装置では、アシスト用モータのトルクをギヤで減速してラック軸等に伝達する構成であるため、アシスト用モータの慣性モーメントがあたかも大きくなったように作用し、またギヤのフリクションが影響して高車速時の収斂性が悪化したり、低車速時のハンドル戻りが悪化するという不具合があった。
【０００５】そのため、かかる不具合を解消するために、例えば高車速時については制動用の回路を設け、ハンドルの中立位置近傍においてアシストモータを制動する装置が考えられている（例えば、実開昭６１ー１６９６７５号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような改良の従来装置にあっては、高車速時の不安定性を粘性制動によって安定化する構成となっているため、安定性を改善することはできるものの、特に低車速時のハンドルの戻り速度が不足し、運転者が疲労感や不安感を覚えるという問題点があった。また、高車速時の収斂性についても十分ではなかった。
【０００７】そこで本発明は、高車速時の収斂性および低車速時のハンドルの戻り特性を共に向上させることができる電動式パワーステアリング装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明による電動式パワーステアリング装置は、操舵系に連結され、操舵補助トルクを発生するモータと、操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記操舵トルク検出手段および車速検出手段の出力に基づいて前記モータの駆動を制御する制御手段と、を備えた電動式パワーステアリング装置において、前記操舵トルク検出手段の出力を複数回微分してモータの慣性補償値を演算する慣性補償手段を設け、前記制御手段は、慣性補償手段の出力に基づいて前記モータの駆動を制御する制御値を補正することを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明では、操舵トルク検出手段の出力が複数回（例えば、２回）微分され、この微分値からモータの慣性補償ゲインが演算されてアシストモータの駆動を制御するアシスト指令値に加算される。
【００１０】したがって、操舵トルクの複数微分値に基づき、過渡状態におけるモータのロータ慣性の影響が打ち消され、低車速時における手放し時のハンドル戻り時間が短くなり、また高車速時の収斂性が高まる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図１R>１〜図６は本発明に係る電動式パワーステアリング装置の一実施例を示す図である。図１は本装置の全体を機能的に示すブロック図である。図２はこのパワーステアリング装置が適用されるステアリング機械系の一例を示す構成図である。
【００１２】まず、図２に示すパワーステアリング機械系について説明しておく。図２において、操舵ハンドル１の回転力はハンドル軸を介してピニオンギアを含むステアリングギア２に伝達されるとともに、上記ピニオンギアによりラック軸３に伝達され、さらにナックルアーム等を経て車輪４が転向される。また、コントロール装置５により制御駆動される操舵アシスト（補助）モータ（ＤＣモータ）６の回転力はピニオンギアを含むステアリングギア７とラック軸３との噛み合いによりラック軸３に伝達され、ハンドル１による操舵を補助することになる。ハンドル１とモータ６の回転軸はギア２、７およびラック軸３により機械的に連結されている。
【００１３】一方、後述の操舵トルクセンサ２１（図１参照）により、操舵トルク（戻りトルク）が検出され、車速センサ２２（図１参照）より車速が検出される。そして、これらの検出トルク、車速等に基づきコントロール装置５によってモータ６が制御される。コントロール装置５およびモータ６には車両に搭載されたバッテリ８から、その動作電力が供給される。
【００１４】コントロール装置５は電流検出器、電圧検出器等の検出器、モータ６を駆動する駆動回路、モータ６の全体的な制御を統括するコンピュータ（ＣＰＵ、例えばマイクロプロセッサ）、メモリ、コンピュータと上記入／出力機器とのインターフェース回路等から構成されている。
【００１５】次に、図１はコントロール装置５に内蔵されたコンピュータの各種機能をブロック的に、他の入／出力機器、各種回路を示すブロックとともに、描いたものである。この図において、アシスト指令部２０にはトルクセンサ（操舵トルク検出手段）２１の検出トルクＶTと車速センサ（車速検出手段）２２の検出車速ＶSとが与えられる。アシスト指令部２０内のアシストトルク値指示関数部２３は検出トルクＶTに応じてモータ６によって発生すべきアシストトルクを表す指令値を出力する。
【００１６】また、乗算定数関数部２４は検出車速ＶSに応じて定数を発生し、この定数が乗算演算部２５において上記アシストトルク指令値に乗じられる。この結果、乗算演算部２５から出力されるアシストトルク値（又はモータ電流指令値）は図３に示すように、検出トルクＶTと検出車速ＶSによって定められた値となる。
【００１７】図３は、操舵トルクＶTに応じて、一定範囲の操舵トルクＶTに対してはこれにほぼ比例するモータ電流が流れ（アシストトルクが発生し）、上記範囲を超えると、ある一定のモータ電流が流れる（アシストトルクが発生する）ように、また車速ＶSに応じて、車速ＶSが速いときにはモータ電流（アシストトルク）を少なくし、車速ＶSが遅いときにはモータ電流（アシストトルク）を多くするように、モータ６を制御するためのアシスト指令が発生することを表している。
【００１８】検出トルクＶTは位相補償部２６にも与えられ、この位相補償部２６によって検出トルクＶTの微分値が乗算演算部２５の出力に加算されることにより、アシスト指令部２０の出力（基準電流指令値）となって電流制御部４０に供給されるる。
【００１９】また、この基準電流指令値には後述する慣性補償のための指令値が加算された後、目標電流指令値として電流制御部４０に与えられる。電流制御部４０はその全部をハードウエアの回路で構成してもよいし、その一部をコンピュータ・ソフトウエアで実現することもできる。
【００２０】電流制御部４０は、例えば４個のスイッチング素子を含むＨブリッジ駆動法に従うＰＷＭ（Pulse Width Modulation）パルスを用いたチョッパ動作によってモータ６を駆動制御するもので、電流フィードバック制御を行う。すなわち、電機子電流検出部４６によってモータ６の電機子電流ｉａが検出され、電流偏差演算部４１において与えられた目標電流指令値と検出電流ｉａとの偏差が演算される。この偏差の絶対値が絶対値変換部４４で得られ、この絶対値に基づきデューティ生成部４５でＰＷＭパルスのデューティ比が決定される。
【００２１】上記偏差の極性（正又は負）は正負判別部４２で判別され、生成されたデューティ比と判別された極性はモータ駆動部４３に与えられ、モータ駆動部４３はこれらの値に基づいてＨブリッジ型に配線された４個のスイッチング素子をオン／オフ制御してモータ６を駆動する。
【００２２】一方、前述したトルクセンサ２１の検出トルクＶTは慣性補償部３０にも入力されており、慣性補償部３０（慣性補償手段に相当）は微分回路３１、３２および慣性補償ゲイン演算回路３３によって構成されている。微分回路３１はトルクセンサ２１の出力である検出トルクＶTを微分してトルク微分値ｄＶT／ｄｔを算出し、さらに微分回路３２は微分回路３１の出力（すなわち、トルク微分値ｄＶT／ｄｔを）を微分してトルク２回微分値ｄ2ＶT／ｄｔ2を算出する。したがって、検出トルクＶTは２回微分されることになる。そして、検出トルクＶTの２回微分値（すなわち、トルク２回微分値ｄ2ＶT／ｄｔ2）は慣性補償ゲイン演算回路３３に入力される。
【００２３】なお、以下の説明において、図面上は操舵トルクをθ、操舵トルクの微分値ｄθ／ｄｔはθの上にドットを１つ付加して表し、さらに操舵トルクの２回微分値ｄ2θ／ｄｔ2はθの上にドットを２つ付加して表す。一方、明細書本文ではθの上にドットを付加して表すことが困難であるため、この表示は行わない。
【００２４】慣性補償ゲイン演算回路３３はトルク２回微分値ｄ2ＶT／ｄｔ2から慣性補償ゲインを演算し、この慣性補償ゲインはアシスト指令部２０の出力（基準電流指令値）に加算され、目標電流指令値として電流制御部４０に供給される。
【００２５】ここで、慣性補償部３０はモータ６のロータ慣性があたかも小さくなったかのように制御するもので、急ハンドル時にモータ６がハンドルの回転に追従しないことにより生じる重さを解消したり、手放し時の戻りスピードを早くしたりするように制御するための慣性補償ゲインをアシスト指令部２０の出力に加える。上記アシスト指令部２０および電流制御部４０は制御手段１００を構成する。
【００２６】次に、本装置の作用を説明する。まず、トルクセンサ２１により操舵系の操舵トルクＶTが検出されるとともに、車速センサ２２によって車速ＶSが検出され、これらの検出結果に基づいて操舵系に連結されたモータ６駆動が制御されて、パワーアシストが行われる。この制御では、一般的な車速感応型の制御、すなわち、低速域では軽く、高速域では重くなるように操舵トルクＶTに応じてアシスト力が制御される。
【００２７】一方、操舵系の操舵トルクＶTは慣性補償部３０に入力されてトルク２回微分値ｄ2ＶT／ｄｔ2が算出され、このトルク２回微分値ｄ2ＶT／ｄｔ2から慣性補償ゲインが演算される。そして、この慣性補償ゲインはアシスト指令部２０の出力（基準電流指令値）に加算され、目標電流指令値として電流制御部４０に供給される。
【００２８】トルク２回微分値ｄ2ＶT／ｄｔ2は、ロータの慣性であるいわゆる「ＧＤ2」に関連する値であるから、慣性補償ゲインがアシスト指令部２０に加算されることにより、過渡状態におけるモータ６のロータ慣性があたかも小さくなったかのように補償制御され（すなわち、ロータ慣性の影響が打ち消され）、特に急ハンドル時にモータ６がハンドルの回転に追従しないことにより生じる重さが解消されるとともに、低車速時におけるハンドル手放し時の戻りスピードが早くなり、しかも高車速時の収斂性が高められる。
【００２９】具体的に説明すると、図３は車速が１２０Ｋｍ／ｈのときの制御状態を示す図である。この図から明らかであるように、高車速のときは操舵トルクと操舵角とが非常によく似た波形となる。したがって、操舵トルクＶTの２回微分値ｄ2ＶT／ｄｔ2に基づく慣性補償ゲインがアシスト指令部２０の出力（基準電流指令値）に加算されると、操舵角加速度の正帰還と同様の作用をし、モータ６のロータ慣性の影響を打ち消す効果がある。
【００３０】図４は車速が１２０Ｋｍ／ｈのときで慣性補償がない場合の操舵トルクに関する制御状態を示す図である。この図から明らかであるように、慣性補償のない高車速のときは操舵トルクの変化に対して操舵速度ｄθ／ｄｔおよび操舵加速度ｄ2θ／ｄｔ2の変化が長期間にわたって収斂せず、ハンドル手放し時の戻りスピードが遅く、高車速時の収斂性が悪い。
【００３１】これに対して、図５は同じ条件で車速が１２０Ｋｍ／ｈのときであるが、慣性補償がある場合の操舵トルクに関する制御状態を示す図である。この図から明らかであるように、慣性補償のある高車速のときは操舵トルクの変化に対して操舵速度ｄθ／ｄｔおよび操舵加速度ｄ2θ／ｄｔ2の変化が短くすばやく収斂している。したがって、急ハンドルや切返し時のもったり感（おもりのついた感じ）が減少し、しかもハンドル手放し時の戻りスピードが向上し、また高車速時のハンドルの収斂性が向上する。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、操舵トルクの複数微分値に基づき、過渡状態におけるモータのロータ慣性の影響を打ち消すことができる。したがって、低車速時における手放し時のハンドル戻り時間を短くすることができる。その結果、例えば急ハンドルや切返し時のもったり感（おもりのついた感じ）が減少するという効果が得られる。また、高車速時における収斂性を高めることができ、操舵フィーリングや安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の一実施例の機能的ブロック図である。
【図２】同実施例のパワーステアリング機械系の一例を示す図である。
【図３】同実施例のアシストトルクの特性を示す図である。
【図４】同実施例の車速が１２０Ｋｍ／ｈのときの制御状態を示す図である。
【図５】同実施例の慣性補償がないときの制御状態を示す図である。
【図６】同実施例の慣性補償があるときの制御状態を示す図である。
【符号の説明】
１ 操舵ハンドル
６ モータ
２０ アシスト指令部
２１ 操舵トルクセンサ（操舵トルク検出手段）
２２ 車速センサ（車速検出手段）
３０ 慣性補償部（慣性補償手段）
３１、３２ 微分回路
３３ 慣性補償ゲイン演算回路
４０ 電流制御部
１００ 制御手段
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両に用いて好適な電動式パワーステアリング装置に係わり、詳しくはモータの回転出力によって操舵力を補助するパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、車両のパワーステアリング装置として油圧式に代えてモータを用いた電動式のものが使用されており、モータはアクチュエータとして小型、軽量等の利点から今後とも増加傾向にある。
【０００３】従来のパワーステアリング装置では、トルクセンサによって操舵系の操舵トルクを検出するとともに、車速センサによって車速を検出し、これらの検出結果に基づいて操舵系に連結されたモータの駆動を制御し、パワーアシストを行っている。そして、一般的には車速感応型であり、低速域では軽く、高速域では重くなるようにトルクセンサ入力に応じてアシスト力を制御している。
【０００４】ところで、上記従来装置では、アシスト用モータのトルクをギヤで減速してラック軸等に伝達する構成であるため、アシスト用モータの慣性モーメントがあたかも大きくなったように作用し、またギヤのフリクションが影響して高車速時の収斂性が悪化したり、低車速時のハンドル戻りが悪化するという不具合があった。
【０００５】そのため、かかる不具合を解消するために、例えば高車速時については制動用の回路を設け、ハンドルの中立位置近傍においてアシストモータを制動する装置が考えられている（例えば、実開昭６１ー１６９６７５号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような改良の従来装置にあっては、高車速時の不安定性を粘性制動によって安定化する構成となっているため、安定性を改善することはできるものの、特に低車速時のハンドルの戻り速度が不足し、運転者が疲労感や不安感を覚えるという問題点があった。また、高車速時の収斂性についても十分ではなかった。
【０００７】そこで本発明は、高車速時の収斂性および低車速時のハンドルの戻り特性を共に向上させることができる電動式パワーステアリング装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明による電動式パワーステアリング装置は、操舵系に連結され、操舵補助トルクを発生するモータと、操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記操舵トルク検出手段および車速検出手段の出力に基づいて前記モータの駆動を制御する制御手段と、を備えた電動式パワーステアリング装置において、前記操舵トルク検出手段の出力を複数回微分してモータの慣性補償値を演算する慣性補償手段を設け、前記制御手段は、慣性補償手段の出力に基づいて前記モータの駆動を制御する制御値を補正することを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明では、操舵トルク検出手段の出力が複数回（例えば、２回）微分され、この微分値からモータの慣性補償ゲインが演算されてアシストモータの駆動を制御するアシスト指令値に加算される。
【００１０】したがって、操舵トルクの複数微分値に基づき、過渡状態におけるモータのロータ慣性の影響が打ち消され、低車速時における手放し時のハンドル戻り時間が短くなり、また高車速時の収斂性が高まる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図１R>１〜図６は本発明に係る電動式パワーステアリング装置の一実施例を示す図である。図１は本装置の全体を機能的に示すブロック図である。図２はこのパワーステアリング装置が適用されるステアリング機械系の一例を示す構成図である。
【００１２】まず、図２に示すパワーステアリング機械系について説明しておく。図２において、操舵ハンドル１の回転力はハンドル軸を介してピニオンギアを含むステアリングギア２に伝達されるとともに、上記ピニオンギアによりラック軸３に伝達され、さらにナックルアーム等を経て車輪４が転向される。また、コントロール装置５により制御駆動される操舵アシスト（補助）モータ（ＤＣモータ）６の回転力はピニオンギアを含むステアリングギア７とラック軸３との噛み合いによりラック軸３に伝達され、ハンドル１による操舵を補助することになる。ハンドル１とモータ６の回転軸はギア２、７およびラック軸３により機械的に連結されている。
【００１３】一方、後述の操舵トルクセンサ２１（図１参照）により、操舵トルク（戻りトルク）が検出され、車速センサ２２（図１参照）より車速が検出される。そして、これらの検出トルク、車速等に基づきコントロール装置５によってモータ６が制御される。コントロール装置５およびモータ６には車両に搭載されたバッテリ８から、その動作電力が供給される。
【００１４】コントロール装置５は電流検出器、電圧検出器等の検出器、モータ６を駆動する駆動回路、モータ６の全体的な制御を統括するコンピュータ（ＣＰＵ、例えばマイクロプロセッサ）、メモリ、コンピュータと上記入／出力機器とのインターフェース回路等から構成されている。
【００１５】次に、図１はコントロール装置５に内蔵されたコンピュータの各種機能をブロック的に、他の入／出力機器、各種回路を示すブロックとともに、描いたものである。この図において、アシスト指令部２０にはトルクセンサ（操舵トルク検出手段）２１の検出トルクＶTと車速センサ（車速検出手段）２２の検出車速ＶSとが与えられる。アシスト指令部２０内のアシストトルク値指示関数部２３は検出トルクＶTに応じてモータ６によって発生すべきアシストトルクを表す指令値を出力する。
【００１６】また、乗算定数関数部２４は検出車速ＶSに応じて定数を発生し、この定数が乗算演算部２５において上記アシストトルク指令値に乗じられる。この結果、乗算演算部２５から出力されるアシストトルク値（又はモータ電流指令値）は図３に示すように、検出トルクＶTと検出車速ＶSによって定められた値となる。
【００１７】図３は、操舵トルクＶTに応じて、一定範囲の操舵トルクＶTに対してはこれにほぼ比例するモータ電流が流れ（アシストトルクが発生し）、上記範囲を超えると、ある一定のモータ電流が流れる（アシストトルクが発生する）ように、また車速ＶSに応じて、車速ＶSが速いときにはモータ電流（アシストトルク）を少なくし、車速ＶSが遅いときにはモータ電流（アシストトルク）を多くするように、モータ６を制御するためのアシスト指令が発生することを表している。
【００１８】検出トルクＶTは位相補償部２６にも与えられ、この位相補償部２６によって検出トルクＶTの微分値が乗算演算部２５の出力に加算されることにより、アシスト指令部２０の出力（基準電流指令値）となって電流制御部４０に供給されるる。
【００１９】また、この基準電流指令値には後述する慣性補償のための指令値が加算された後、目標電流指令値として電流制御部４０に与えられる。電流制御部４０はその全部をハードウエアの回路で構成してもよいし、その一部をコンピュータ・ソフトウエアで実現することもできる。
【００２０】電流制御部４０は、例えば４個のスイッチング素子を含むＨブリッジ駆動法に従うＰＷＭ（Pulse Width Modulation）パルスを用いたチョッパ動作によってモータ６を駆動制御するもので、電流フィードバック制御を行う。すなわち、電機子電流検出部４６によってモータ６の電機子電流ｉａが検出され、電流偏差演算部４１において与えられた目標電流指令値と検出電流ｉａとの偏差が演算される。この偏差の絶対値が絶対値変換部４４で得られ、この絶対値に基づきデューティ生成部４５でＰＷＭパルスのデューティ比が決定される。
【００２１】上記偏差の極性（正又は負）は正負判別部４２で判別され、生成されたデューティ比と判別された極性はモータ駆動部４３に与えられ、モータ駆動部４３はこれらの値に基づいてＨブリッジ型に配線された４個のスイッチング素子をオン／オフ制御してモータ６を駆動する。
【００２２】一方、前述したトルクセンサ２１の検出トルクＶTは慣性補償部３０にも入力されており、慣性補償部３０（慣性補償手段に相当）は微分回路３１、３２および慣性補償ゲイン演算回路３３によって構成されている。微分回路３１はトルクセンサ２１の出力である検出トルクＶTを微分してトルク微分値ｄＶT／ｄｔを算出し、さらに微分回路３２は微分回路３１の出力（すなわち、トルク微分値ｄＶT／ｄｔを）を微分してトルク２回微分値ｄ2ＶT／ｄｔ2を算出する。したがって、検出トルクＶTは２回微分されることになる。そして、検出トルクＶTの２回微分値（すなわち、トルク２回微分値ｄ2ＶT／ｄｔ2）は慣性補償ゲイン演算回路３３に入力される。
【００２３】なお、以下の説明において、図面上は操舵トルクをθ、操舵トルクの微分値ｄθ／ｄｔはθの上にドットを１つ付加して表し、さらに操舵トルクの２回微分値ｄ2θ／ｄｔ2はθの上にドットを２つ付加して表す。一方、明細書本文ではθの上にドットを付加して表すことが困難であるため、この表示は行わない。
【００２４】慣性補償ゲイン演算回路３３はトルク２回微分値ｄ2ＶT／ｄｔ2から慣性補償ゲインを演算し、この慣性補償ゲインはアシスト指令部２０の出力（基準電流指令値）に加算され、目標電流指令値として電流制御部４０に供給される。
【００２５】ここで、慣性補償部３０はモータ６のロータ慣性があたかも小さくなったかのように制御するもので、急ハンドル時にモータ６がハンドルの回転に追従しないことにより生じる重さを解消したり、手放し時の戻りスピードを早くしたりするように制御するための慣性補償ゲインをアシスト指令部２０の出力に加える。上記アシスト指令部２０および電流制御部４０は制御手段１００を構成する。
【００２６】次に、本装置の作用を説明する。まず、トルクセンサ２１により操舵系の操舵トルクＶTが検出されるとともに、車速センサ２２によって車速ＶSが検出され、これらの検出結果に基づいて操舵系に連結されたモータ６駆動が制御されて、パワーアシストが行われる。この制御では、一般的な車速感応型の制御、すなわち、低速域では軽く、高速域では重くなるように操舵トルクＶTに応じてアシスト力が制御される。
【００２７】一方、操舵系の操舵トルクＶTは慣性補償部３０に入力されてトルク２回微分値ｄ2ＶT／ｄｔ2が算出され、このトルク２回微分値ｄ2ＶT／ｄｔ2から慣性補償ゲインが演算される。そして、この慣性補償ゲインはアシスト指令部２０の出力（基準電流指令値）に加算され、目標電流指令値として電流制御部４０に供給される。
【００２８】トルク２回微分値ｄ2ＶT／ｄｔ2は、ロータの慣性であるいわゆる「ＧＤ2」に関連する値であるから、慣性補償ゲインがアシスト指令部２０に加算されることにより、過渡状態におけるモータ６のロータ慣性があたかも小さくなったかのように補償制御され（すなわち、ロータ慣性の影響が打ち消され）、特に急ハンドル時にモータ６がハンドルの回転に追従しないことにより生じる重さが解消されるとともに、低車速時におけるハンドル手放し時の戻りスピードが早くなり、しかも高車速時の収斂性が高められる。
【００２９】具体的に説明すると、図３は車速が１２０Ｋｍ／ｈのときの制御状態を示す図である。この図から明らかであるように、高車速のときは操舵トルクと操舵角とが非常によく似た波形となる。したがって、操舵トルクＶTの２回微分値ｄ2ＶT／ｄｔ2に基づく慣性補償ゲインがアシスト指令部２０の出力（基準電流指令値）に加算されると、操舵角加速度の正帰還と同様の作用をし、モータ６のロータ慣性の影響を打ち消す効果がある。
【００３０】図４は車速が１２０Ｋｍ／ｈのときで慣性補償がない場合の操舵トルクに関する制御状態を示す図である。この図から明らかであるように、慣性補償のない高車速のときは操舵トルクの変化に対して操舵速度ｄθ／ｄｔおよび操舵加速度ｄ2θ／ｄｔ2の変化が長期間にわたって収斂せず、ハンドル手放し時の戻りスピードが遅く、高車速時の収斂性が悪い。
【００３１】これに対して、図５は同じ条件で車速が１２０Ｋｍ／ｈのときであるが、慣性補償がある場合の操舵トルクに関する制御状態を示す図である。この図から明らかであるように、慣性補償のある高車速のときは操舵トルクの変化に対して操舵速度ｄθ／ｄｔおよび操舵加速度ｄ2θ／ｄｔ2の変化が短くすばやく収斂している。したがって、急ハンドルや切返し時のもったり感（おもりのついた感じ）が減少し、しかもハンドル手放し時の戻りスピードが向上し、また高車速時のハンドルの収斂性が向上する。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、操舵トルクの複数微分値に基づき、過渡状態におけるモータのロータ慣性の影響を打ち消すことができる。したがって、低車速時における手放し時のハンドル戻り時間を短くすることができる。その結果、例えば急ハンドルや切返し時のもったり感（おもりのついた感じ）が減少するという効果が得られる。また、高車速時における収斂性を高めることができ、操舵フィーリングや安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の一実施例の機能的ブロック図である。
【図２】同実施例のパワーステアリング機械系の一例を示す図である。
【図３】同実施例のアシストトルクの特性を示す図である。
【図４】同実施例の車速が１２０Ｋｍ／ｈのときの制御状態を示す図である。
【図５】同実施例の慣性補償がないときの制御状態を示す図である。
【図６】同実施例の慣性補償があるときの制御状態を示す図である。
【符号の説明】
１ 操舵ハンドル
６ モータ
２０ アシスト指令部
２１ 操舵トルクセンサ（操舵トルク検出手段）
２２ 車速センサ（車速検出手段）
３０ 慣性補償部（慣性補償手段）
３１、３２ 微分回路
３３ 慣性補償ゲイン演算回路
４０ 電流制御部
１００ 制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】 操舵系に連結され、操舵補助トルクを発生するモータと、操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記操舵トルク検出手段および車速検出手段の出力に基づいて前記モータの駆動を制御する制御手段と、を備えた電動式パワーステアリング装置において、前記操舵トルク検出手段の出力を複数回微分してモータの慣性補償値を演算する慣性補償手段を設け、前記制御手段は、慣性補償手段の出力に基づいて前記モータの駆動を制御する制御値を補正することを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
【請求項１】 操舵系に連結され、操舵補助トルクを発生するモータと、操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記操舵トルク検出手段および車速検出手段の出力に基づいて前記モータの駆動を制御する制御手段と、を備えた電動式パワーステアリング装置において、前記操舵トルク検出手段の出力を複数回微分してモータの慣性補償値を演算する慣性補償手段を設け、前記制御手段は、慣性補償手段の出力に基づいて前記モータの駆動を制御する制御値を補正することを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開平５−２３８４１０
【公開日】平成５年（１９９３）９月１７日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−７５４８１
【出願日】平成４年（１９９２）２月２５日
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【公開日】平成５年（１９９３）９月１７日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）２月２５日
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
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