JP2003081119A - 自動車の電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動モータ２２の制御によりハンドル操舵を
補助する自動車の電動パワーステアリング装置におい
て、 所望のアシスト特性又は所望の車両挙動が常に得
られるようにしつつ、操舵感の向上を図る。 【解決手段】 ハンドル操舵トルクｕにゲインＫ_aを掛
けて制御量とするアシスト制御部５１と、ハンドル操舵
トルクｕから演算した目標モータ回転速度と実際のモー
タ回転速度ωとの偏差に基づいて制御量を決定する舵角
速度フィードバック制御部５４と、各制御量を加減算し
た制御量でもって電動モータ２２を制御するモータ制御
部５３とを備える。舵角速度フィードバック制御部５４
は、ハンドル操舵トルクｕの検出値に所定のフリクショ
ン成分を含める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータを備
え、該電動モータの制御によりハンドル操舵を補助する
自動車の電動パワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電動モータや油圧によってハ
ンドル操舵を補助するパワーステアリング装置が知られ
ており、このものでは、ハンドル操舵トルクやハンドル
操舵回転速度（ハンドル操舵角度の微分値）に応じて電
動モータの制御量又は油圧量の調整を行い、所定のアシ
スト特性を実現している。また、上記アシスト特性を、
例えば車速に応じて変更するものや、車速に加えて横加
速度及びヨーレートに応じて変更するもの（例えば、特
開平８−７２７３４号公報参照）も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の電動
パワーステアリング装置、すなわち電動モータを用いた
パワーステアリング装置においては、通常、ハンドルと
車輪との間に設けられてハンドル操舵トルクを検出する
トルクセンサ（トーションバー）の検出値に、所定のゲ
イン（アシスト制御ゲイン）を掛けることによって電動
モータの制御量を決定している。そして、上記アシスト
制御ゲインの値は、所定の自動車でテストを行い所望の
アシスト特性となるように調整されている。

【０００４】ところが、この電動パワーステアリング装
置においては、例えばイナーシャの大きさがばらついて
しまったり、電動モータ又はこの電動モータとステアリ
ングシャフトとの間に設けられる減速ギヤ等におけるフ
リクションの大きさが部品毎にばらついてしまったりす
ることによって、製品毎にアシスト特性がばらついてし
まう場合があって、所望の操舵感が得られないこともあ
るという不都合がある。

【０００５】また、所望の操舵感が得られないだけでな
く、例えばイナーシャの大きさのばらつきや、フリクシ
ョンの大きさのばらつきによって、操舵力に対して発生
する車両の挙動（ヨーレート）がばらついてしまい、操
舵力に対して所望のヨーレートが車両に発生しない場合
がある。このため、所望のヨーレートとなるように運転
者が操舵力を調整しなければならない場合があるという
不都合がある。

【０００６】そこで、例えばトルクセンサの検出値に基
づいて第１制御量（アシスト制御量）を設定するのに加
え、トルクセンサの検出値に基づき目標車輪舵角変化率
を算出すると共に、この目標車輪舵角変化率と実際の車
輪舵角変化率との偏差に応じて上記電動モータの第２制
御量を設定し、この第１制御量と第２制御量とを加算し
たモータ制御量でもって電動モータを制御することが考
えられる。

【０００７】また、第２制御量を、目標車輪舵角変化率
と、実際の車輪舵角変化率との偏差に応じて設定するの
ではなく、トルクセンサの検出値に基づき目標ヨーレー
トを算出すると共に、この目標ヨーレートと実際に車両
に発生しているヨーレートとの偏差に応じて第２制御量
を設定することも考えられる。

【０００８】こうすることで、第１制御量だけでは所望
の車輪舵角変化率が得られないときでも、目標車輪舵角
変化率と実際の車輪舵角変化率との偏差に基づく第２制
御量によって所望の車輪舵角変化率を発生させることが
できるようになったり、第１制御量だけでは所望のヨー
レートが発生しないときでも、目標ヨーレートと実際に
車両に発生しているヨーレートとの偏差に基づく第２制
御量によって所望のヨーレートを発生させることができ
るようになったりする考えられる。

【０００９】しかしながら、こうした目標値と実際値と
の偏差に基づく第２制御量によって電動モータを制御す
ると、操舵感が損なわれる虞がある。

【００１０】すなわち、通常の自動車においては、図６
に示すように、ハンドル操舵トルクｕとハンドル舵角θ
_Hとの間の特性がヒステリシスになる。このヒステリシ
ス特性は、ステアリング系のフリクション等によって生
じるものであるが、上記第２制御量により電動モータを
制御すると、そのフリクションの影響が低下、又は影響
が全くなくなってしまう。このため、同図の一点鎖線で
示すように、操舵トルクｕとハンドル舵角θ_Hとの間の
ヒステリシス特性が失われる虞がある。このようにハン
ドル操舵トルクｕとハンドル舵角θ_Hとの間の特性が、
通常の自動車とは異なる特性となる結果、操舵感が損わ
れるようになる。

【００１１】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、電動モータの
制御によりハンドル操舵を補助する自動車の電動パワー
ステアリング装置において、所望のアシスト特性又は所
望の車両挙動が常に得られるようにしつつ、操舵感の向
上を図ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、目標車輪舵角変化率の演算、又は目標ヨ
ーレートの演算に係るトルクセンサの検出値に所定のフ
リクション成分を含ませるようにした。

【００１３】具体的に、請求項１記載の発明は、電動モ
ータを有し、該電動モータの制御によりハンドル操舵を
補助する自動車の電動パワーステアリング装置を対象と
する。

【００１４】そして、ハンドルと車輪との間に設けられ
てハンドル操舵トルクを検出するトルクセンサと、上記
トルクセンサの検出値が無くなるように上記電動モータ
の第１制御量を決定する第１の制御部と、上記トルクセ
ンサの検出値に基づいて目標車輪舵角変化率を演算し、
該目標車輪舵角変化率から実際の車輪舵角変化率を減算
することによって上記電動モータの第２制御量を決定す
る第２の制御部と、上記第１の制御部による第１制御量
と第２の制御部による第２制御量とを加算した制御量で
もって上記電動モータを制御するモータ制御部とを備え
るようにし、上記第２の制御部を、上記トルクセンサの
検出値に所定のフリクション成分を含めた上で、上記目
標車輪舵角変化率を演算するように構成することを特定
事項とするものである。

【００１５】請求項１記載の発明の場合、ハンドルを操
舵すると、ハンドルと車輪との間に設けられたトルクセ
ンサがハンドル操舵トルクを検出する。

【００１６】第１の制御部は、上記トルクセンサの検出
値が無くなるように、すなわち、該トルクセンサの検出
値に所定のゲインを掛けて第１制御量を決定する。これ
は、従来のアシスト制御に対応する。

【００１７】一方、第２の制御部は、上記トルクセンサ
の検出値から目標車輪舵角変化率を演算し、該目標車輪
舵角変化率から実際の車輪舵角変化率を減算することに
よって第２制御量を決定する。ここで、目標車輪舵角変
化率の演算は、例えば上記トルクセンサから車輪（タイ
ヤ）までの系をモデル化した車両モデルに基づいて行っ
てもよく、この車両モデルとしては、例えば電動モータ
やナックルアーム等のイナーシャ、タイヤのばね成分及
びタイヤの減衰成分を考慮したモデルとしてもよい。

【００１８】そして、制御手段は、上記第１制御量と第
２制御量とを加算した制御量でもって上記電動モータを
制御する。

【００１９】ここで、第１制御量でもって電動モータを
制御しても、フリクション又はイナーシャによって所望
の車輪舵角変化率とならないときには、トルクセンサが
検出したハンドル操舵トルクに基づき演算された目標車
輪舵角変化率と実際の車輪舵角変化率との偏差が生じて
いる。このため、上記偏差によって決定された第２制御
量でもって電動モータが制御されることにより、目標車
輪舵角変化率（所望の車輪舵角変化率）となるために不
足しているモータ推力が上記電動モータに発生して、車
輪舵角変化率が所望の車輪舵角変化率にされる。

【００２０】ここで、上記第２制御量は、フリクション
やイナーシャの大きさのばらつきとは無関係な目標車輪
舵角変化率に基づいて設定されるため、フリクションや
イナーシャの大きさが異なっていても、ハンドル操舵に
対して常に所望の車輪舵角変化率が得られる。従って、
例えば製品間でのアシスト特性のばらつきがなくなる。

【００２１】しかしながら、上記第２制御量がフリクシ
ョンの大きさとは無関係な目標車輪舵角変化率に基づい
て設定されると、上述したように、この第２制御量によ
る制御がされることで、ハンドル操舵トルクとハンドル
舵角との間のヒステリシス特性が失われることになる。

【００２２】そこで、上記第２の制御部において、上記
目標車輪舵角変化率の演算に係るトルクセンサの検出値
に所定のフリクション成分を含めるようにする。すなわ
ち、トルクセンサの検出値に、舵角速度の方向とは逆向
きのフリクション成分（フリクショントルク）を加え
る。こうして、所定のフリクション成分を含んだトルク
センサの検出値に基づいて目標車輪舵角変化率を演算す
ることにより、この目標車輪舵角変化率と実際の車輪舵
角変化率との偏差に基づく第２制御量によって電動モー
タの制御を行っても、上記フリクション成分の分だけ制
御が抑制される。これにより、ハンドル操舵トルクとハ
ンドル舵角との間には、所定のヒステリシス特性を有す
るようになる。こうして、ハンドル操舵に対する車輪舵
角変化率を常に所望の変化率させつつ、ハンドル操舵ト
ルクとハンドル舵角とのヒステリシス特性を残すことが
可能になる。

【００２３】また、トルクセンサの検出値に含ませるフ
リクション成分の大きさを調整することで、ハンドル操
舵トルクとハンドル舵角との間のヒステリシスの幅を調
整することが可能になる。このため、単に製品間でのア
シスト特性のばらつきがなくなるだけでなく、操舵力特
性（操舵感）を常に設計どおりの特性にすることが可能
になる。

【００２４】請求項２記載の発明は自動車の電動パワー
ステアリング装置を対象とし、ハンドルと車輪との間に
設けられてハンドル操舵トルクを検出するトルクセンサ
と、上記トルクセンサの検出値が無くなるように上記電
動モータの第１制御量を決定する第１の制御部と、上記
トルクセンサの検出値に基づいて目標ヨーレートを演算
し、該目標ヨーレートから実際に車両に発生しているヨ
ーレートを減算することによって上記電動モータの第２
制御量を決定する第２の制御部と、上記第１の制御部に
よる第１制御量と第２の制御部による第２制御量とを加
算したモータ制御量でもって上記電動モータを制御する
モータ制御部とを備えるようにする。

【００２５】そして、上記第２の制御部を、上記トルク
センサの検出値に所定のフリクション成分を含めた上
で、上記目標ヨーレートを演算するように構成すること
を特定事項とするものである。

【００２６】すなわち、請求項２記載の発明では、第２
の制御部は、上記トルクセンサの検出値から目標ヨーレ
ートを演算し、該目標ヨーレートから実際に車両に発生
しているヨーレートを減算することによって第２制御量
を決定するように構成されている。ここで、目標ヨーレ
ートの演算は、例えばホイールベース等の車両諸元及び
車速等に基づいて予め設定した、ハンドル操舵トルクに
対するマップ（ゲイン）によって演算すればよい。

【００２７】そして、モータ制御部が、上記第１制御量
と第２制御量とを加算した制御量でもって上記電動モー
タを制御することにより、第１制御量でもって電動モー
タを制御しても所望の車両挙動（ヨーレート）とならな
いときでも、目標ヨーレートと実際のヨーレートとの偏
差によって決定された第２制御量でもって電動モータが
制御されるため、所望のヨーレートが車両に生じるよう
になる。こうして、運転者のハンドル操作（ハンドル操
舵トルク）に対して、常に所望のヨーレートが車両に生
じるようになる。

【００２８】そして、上記第２の制御部において、上記
目標ヨーレートの演算に係るトルクセンサの検出値に所
定のフリクション成分が含められているため、上述した
ように、ハンドル操舵に対する車両の挙動を常に所望の
挙動させつつ、ハンドル操舵トルクとハンドル舵角との
間のヒステリシス特性を残すことが可能になる。こうし
て、操舵感の向上が図られる。

【００２９】これらの自動車の電動パワーステアリング
装置においては、例えば請求項３記載の如く、フリクシ
ョン成分を、車速が高い程小さくしてもよい。

【００３０】こうすることで、高速走行時においては、
ハンドルの復元力が高まり、ハンドルの戻り感が良くな
る。

【００３１】また、請求項４記載の如く、フリクション
成分を、車輪舵角が大きい程大きくしてもよい。

【００３２】こうすることで、車輪舵角の大きい領域で
は車両の安定性が向上し、車輪舵角の小さい領域では車
両の応答性が向上する。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明における自
動車の電動パワーステアリング装置によれば、トルクセ
ンサの検出値に基づく第１制御量と、目標車輪舵角変化
率又は目標ヨーレートに基づく第２制御量とでもって電
動モータが制御されるため、フリクションやイナーシャ
の大きさに関わらず、ハンドル操舵に対して常に所望の
アシスト特性又は車両挙動を得ることができ、例えば製
品間での性能差を無くすことができる。

【００３４】これと共に、上記目標車輪舵角変化率又は
目標ヨーレートの演算の際に、トルクセンサの検出値に
所定のフリクション成分を含ませることで、ハンドル操
舵トルク−ハンドル舵角の特性をヒステリシスにするこ
とができ、これにより、操舵感の向上を図ることができ
る。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。

【００３６】＜第１実施形態＞図１は、自動車の電動パ
ワーステアリング装置を示していて、１１はハンドル、
１２は上記ハンドル１１に連結されてこのハンドル１１
の回転力（操舵力）を伝達するステアリングシャフト、
１３は自在継ぎ手を介してこのステアリングシャフト１
２に連結された中間シャフト、２１は上記中間シャフト
１３の下端に設けられたステアリングギヤボックス、３
１はこのステアリングギヤボックス２１の両側に配設さ
れたタイロッド、３２はこのタイロッド３１が連結され
るタイヤ（車輪）である。

【００３７】上記ステアリングギヤボックス２１内に
は、図１では図示を省略するラック・ピニオン機構が設
けられていて、上記ピニオンには、上記中間シャフト１
３の下端が連結されている。一方、上記ラックの両端部
はタイロッド３１を介してタイヤ３２に連結されてい
る。

【００３８】上記ステアリングギヤボックス２１には、
減速ギヤ（図１では図示省略）を介してピニオン側に力
を付与する電動モータ２２と、図１では図示を省略する
トルクセンサ４１（図２，図３及び図８〜図１０参照）
とが設けられていて、このトルクセンサ４１は上記中間
シャフト１３と減速ギアとの間に配設されている。これ
により、上記トルクセンサ４１は、ハンドル１１とタイ
ヤ３２との間に設けられてハンドル操舵トルクを検出す
るものとなっている。

【００３９】上記トルクセンサ４１及び電動モータ２２
は、それぞれコントローラ５（以下、第１〜第３実施形
態に係るコントローラについては、それぞれ５ａ〜５ｃ
の符号を付す）に接続されていて、このコントローラ５
によって電動モータ２２が制御される。

【００４０】次に、上記コントローラ５ａの構成につい
て、図２を参照しながら説明する。このコントローラ５
ａには、ハンドル操舵トルクｕを検出するトルクセンサ
４１、車速Ｖを検出する車速センサ４２、電動モータ２
２の回転速度ωを検出するモータ回転速度センサ４３の
各センサの検出値が入力される。尚、上記車速センサ４
２は、例えば各車輪に設けられた車輪速センサとしても
よい。また、上記モータ回転速度センサ４３は、電動モ
ータ２２の回転速度ωを直接的に検出するものとしても
よいし、上記電動モータ２２に印加される電圧等から推
定するものとしてもよい。

【００４１】上記コントローラ５ａには、上記トルクセ
ンサ４１の検出値が無くなるように第１制御量を決定す
る第１の制御部としてのアシスト制御部５１と、電動モ
ータ２２に付与するブレーキ制御量を決定するダンピン
グ制御部５２と、トルクセンサ４１の検出値から目標車
輪舵角変化率（目標車輪舵角速度）を演算し、この目標
車輪舵角速度から実際の車輪舵角速度を減算することに
よって第２制御量を決定する第２の制御部としての舵角
速度フィードバック制御部５４と、上記アシスト制御部
５１、ダンピング制御部５２及び舵角速度フィードバッ
ク制御部５４の各制御部における制御量を加減算するこ
とによって電動モータ２２の制御量を決定し、この制御
量でもって電動モータ２２を制御するモータ制御部５３
とを備えている。

【００４２】ここで、車輪３２と電動モータ２２とは、
ラック・ピニオン機構を介して互いに連結されているた
め、モータ回転速度ωは車輪舵角速度に比例する。従っ
て、本実施形態では、モータ回転速度センサ４３によっ
てモータ回転速度ωを検出し、これを実際の車輪舵角速
度の代わりとしている。これと共に、目標車輪舵角変化
率を演算する代わりに、目標モータ回転速度を演算して
いる。尚、これに限らず、車輪舵角速度を直接的に検出
すると共に、目標車輪舵角速度を演算するようにしても
よい。

【００４３】上記アシスト制御部５１は、トルクセンサ
４１の検出値であるハンドル操舵トルクｕに対してアシ
スト制御ゲインＫ_aを掛けることによって第１制御量
（Ｋ_a・ｕ）を決定するように構成されている。このア
シスト制御ゲインＫ_aは、車速Ｖ、ハンドル操舵トルク
ｕ及び該操舵トルクｕの微分値によって決定される変数
であって、非負（正又は０）の変数でありかつ車速Ｖに
関して非増加の（車速が高いとき（Ｈ）の方が、車速が
低いとき（Ｌ）に比べて小さい）変数とされている。こ
のアシスト制御ゲインＫ_aは、所定のアシスト特性とな
るように調整されている。

【００４４】また、ダンピング制御部５２は、モータ回
転速度ωに対してダンピング制御ゲインＫ_dを掛けるこ
とによって制御量（Ｋ_d・ω）を決定するように構成さ
れている。このダンピング制御ゲインＫ_dは、車速Ｖ、
ハンドル操舵トルクｕ、モータ回転数によって決定され
る非負の変数であり、所定のダンピング特性、すなわち
所定の収斂性が得られるように調整されている。

【００４５】上記舵角速度フィードバック制御部５４
は、後述する伝達関数Ｇ_v(s)の入力であるハンドル操舵
トルクｕに含ませるフリクション成分（フリクショント
ルクｕ _F）を設定するためのフリクションゲインＫ_Fを有
している。

【００４６】このフリクションゲインＫ_Fは、図４に示
すように、モータ回転速度ωの方向に応じてフリクショ
ントルクｕ_Fの正負を設定するようになっており、モー
タ回転速度ω（つまり、ハンドル操舵速度）が正のとき
は、フリクショントルクを＋ｕ_Fとし、モータ回転速度
ω（つまり、ハンドル操舵速度）が負のときは、フリク
ショントルクを−ｕ_Fとする。尚、モータ回転速度ωの
０（ゼロ）点においてフリクショントルクｕ_Fが不連続
になることにより、運転者の違和感を招く虞もあるた
め、例えば図５に示すように、モータ回転速度ωの０点
付近で、フリクショントルクｕ_Fが連続的につながるよ
うに、フリクションゲインＫ_Fを設定してもよい。つま
り、モータ回転速度ωの０点近傍で、フリクショントル
クｕ_Fの絶対値を減少させてもよい。

【００４７】そして、上記舵角速度フィードバック制御
部５４は、トルクセンサ４１におけるハンドル操舵トル
クｕからフリクショントルクｕ_Fを減じた値（ｕ−ｕ_F）
を入力とし、目標モータ回転速度を出力とする伝達関数
Ｇ_v(s)を有していて、上記ハンドル操舵トルクｕに基づ
いて、目標のモータ回転速度（Ｇ_v(s)・（ｕ−ｕ_F））
を演算するように構成されている。

【００４８】ここで、上記伝達関数Ｇ_v(s)は、図３に示
すように、トルクセンサ４１から車輪（タイヤ）３２ま
でをモデル化した車両モデルから決定される。すなわ
ち、この車両モデルではタイヤ３２の反力をばねで表現
していると共に、このばねの一端が固定されていると仮
定してモデル化を行っている。そして、このタイヤ３２
のばね成分Ｋ_t及び減衰成分Ｃ_tと、トルクセンサ４１か
らタイヤ３２までの系における電動モータ２２やナック
ルアーム等のピニオン軸回りのイナーシャＩ_mとを考慮
して、ハンドル操舵トルクｕを入力とし目標モータ回転
速度を出力とする伝達関数Ｇ_v(s)を式（１）で設定して
いる。

【００４９】 Ｇ_v(s)＝Ｋ_b×(Ｋ_a＋１)ｓ／｛Ｉ_mｓ²＋(Ｃ_t＋Ｋ_d)ｓ＋Ｋ_t｝…（１） ここで、ｓはラプラス演算子である。

【００５０】また、Ｋ_bは補正ゲインであり、このもの
は図７に示すように、車速に対し山形となるような特性
を有している。

【００５１】すなわち、所定車速Ｖ_M（４０〜５０ｋｍ
／ｈ）以下のときには、車速が高い程上記Ｋ_bが大きく
なるように設定されていると共に、所定車速Ｖ_Mよりも
高いときには車速が高い程上記Ｋ_bが小さくなるように
設定されている。これにより、上記伝達関数Ｇ_v(s)によ
って算出される目標モータ回転速度は、停車時及び低速
走行時には小さく、中速走行時は大きくかつ、高速走行
時は車速が高まるにつれて小さくなるというように設定
される。こうすることで、通常の自動車（パワーステア
リング装置のない自動車）における車速に対する操舵力
特性と同じ特性を、目標モータ回転速度が有することに
なる。

【００５２】つまり、通常の自動車においては、停車時
又は低速走行時にはタイヤの据え切りトルク等によりハ
ンドルが重い（つまり、ハンドル操舵トルクに対する車
輪舵角変化率が小さい）が、中速走行時はハンドルが軽
くなり、さらに、高速走行時はハンドルの復元力が高ま
るため、再びハンドルが重くなるという特性を有してい
る。ここで、もし車速に対する目標モータ回転速度の特
性が、通常の自動車における車速−操舵力特性と異なる
特性であると、運転者は違和感を感じてしまうようにな
る。

【００５３】また特に、高速走行時には直進安定性を高
める目的から、アシスト制御ゲインＫ_aによって第１制
御量（アシスト制御部５１による制御量）が抑制される
ため、第２制御量（舵角速度フィードバック制御部５４
による制御量）が第１制御量に対して相対的に大きくな
ってしまい、その結果、ハンドル操舵に対して車両の応
答が速すぎてしまうようになる。

【００５４】そこで、補正ゲインＫ_bによって、車速−
目標モータ回転速度の特性を、通常の自動車における車
速−操舵力特性に合わせることで、運転者の違和感を防
止して操舵感を向上させることができると共に、車両応
答性を適切に設定させることができる。

【００５５】そして、上記舵角速度フィードバック制御
部５４は、この目標モータ回転速度と、モータ回転速度
センサ４３によって検出された実際のモータ回転速度ω
との偏差（Ｇ_v(s)・（ｕ−ｕ_F）−ω）を演算し、この
偏差に対してゲインＧ_o(s)を掛けて制御量（第２制御
量）を決定するように構成されている。

【００５６】ここで、上記ゲインＧ_o(s)を定数Ｋ_oとし
たときは以下の〜の要件で調整を行うのがよい。

【００５７】すなわち、Ｋ_oを車速の変数として、車
速Ｖが高い程大きくするのがよい。これは、低速では、
フリクション等の影響が小さい上に、タイヤ３２をばね
で表現した車両モデルが現実の車両と合わなくなるため
である。

【００５８】また、Ｋ_oを路面μの変数として、路面
μが低い程小さくするのがよい。これも、低μ路ではタ
イヤのねじりに対する反力が小さくなり、タイヤ３２を
ばねで表現した車両モデルが現実と合わなくなるためで
ある。尚、路面μの検出は、例えば車輪速に基づいて行
ってもよいし、その他公知の方法により行ってもよい。

【００５９】さらに、Ｋ_oを車重の変数として、車重
が重い程大きくするのがよい。これは、車重が重いとき
はタイヤ３２が動き難くなるため、その分だけ電動モー
タ２２のモータ推力を増大させた方が好ましくなるため
である。尚、車重の検出は、ロードセンサを設けること
によって検出してもよいし、エンジンの負荷に基づいて
推定してもよい。

【００６０】加えて、Ｋ_oを車輪舵角の変数として、
車輪舵角が小さい程大きくするのがよい。このようにす
れば、収斂性のより一層の向上が図られて直進安定性が
向上する。

【００６１】さらに、Ｋ_oを車輪舵角速度の変数とし
て、車輪舵角速度が大きい程大きくするのがよい。これ
は車輪舵角速度が大きいときはイナーシャが大きくなっ
て車輪舵角速度がハンドルの操舵に対して遅れやすくな
るため、電動モータ２２に大きなモータ推力を与えた方
が好ましくなるためである。

【００６２】尚、上記のＫ_oを車輪舵角速度の変数で
あって、車輪舵角速度が大きい程大きくする場合に代え
て、ゲインＧ_o(s)をハイパスフィルターとしてもよい。
すなわち、 Ｇ_o(s)＝Ｋ_oω_nｓ／（ｓ＋ω_n）…（２） としても、車輪舵角速度が大きいときに舵角速度フィー
ドバック制御部５４の制御量の感度が上がる。尚、ω_n
は、調整パラメータであり適宜調整すればよい。

【００６３】このようにして、アシスト制御部５１、ダ
ンピング制御部５２及び舵角速度フィードバック制御部
５４において各制御量が決定されれば、モータ制御部５
３において、上記アシスト制御部５１及び舵角速度フィ
ードバック制御部５４の制御量を加算すると共に、ダン
ピング制御部５２の制御量を減算して、電動モータ２２
の制御量を決定し、この電動モータ２２を制御する。

【００６４】これにより第１実施形態においては、トル
クセンサ４１の値から目標となるモータ回転速度（車輪
舵角変化率）を演算し、この目標モータ回転速度となる
ように電動モータ２２が制御される。

【００６５】このため、アシスト制御部５１による制御
量（Ｋ_a・ｕ）でもって電動モータ２２を制御したとき
に、フリクション又はイナーシャによって所望のモータ
回転速度（目標モータ回転速度）とならないときであっ
ても、目標モータ回転速度となるように電動モータ２２
が制御される。このため、上記目標モータ回転速度とな
るために不足しているモータ推力が上記電動モータ２２
に発生する。このとき、上記目標モータ回転速度は、電
動パワーステアリング装置を構成する実際の部品のフリ
クションの大きさのばらつきや、イナーシャの大きさの
ばらつきとは無関係に設定されるため、フリクションや
イナーシャの大きさが異なっていても常に所望のモータ
回転速度となる。従って、常に所望のアシスト特性が得
られることになる。

【００６６】また、舵角速度フィードバック制御部５４
による制御量（第２制御量）がフリクションの大きさと
は無関係な目標モータ回転速度に基づいて設定される
と、ハンドル操舵トルクｕとハンドル舵角θ_Hとの間の
ヒステリシス特性が失われることになるが、この舵角速
度フィードバック制御部５４では、トルクセンサ４１の
検出値ｕに所定のフリクショントルクｕ_Fを含めた上で
目標モータ回転速度を演算している。これにより、上記
第２制御量により電動モータ２２の制御を行っても、上
記フリクショントルクｕ_Fの分だけ制御が抑制される。
これにより、ハンドル操舵トルクｕとハンドル舵角θ_H
との間には、図６に示すように所定のヒステリシス特性
が残るようになる。こうして、操舵感を向上させること
ができる。

【００６７】また、上記フリクショントルクｕ_Fの大き
さを調整すれば、ハンドル操舵トルクｕとハンドル舵角
θ_Hとの関係におけるヒステリシスの幅を調整すること
ができる。このため、単に製品間でのアシスト特性のば
らつきがなくなるだけでなく、操舵力特性（操舵感）を
常に設計どおりの特性にすることが可能になる。

【００６８】また、上記フリクショントルクｕ_Fの大き
さを、車速又は車輪舵角に応じて変更しても良い。例え
ば、車速が高い程フリクショントルクｕ_Fを小さくして
もよい。こうすることで、高速走行時においては、ハン
ドルの戻り感を向上させることができる。さらに、上記
フリクショントルクｕ_Fを、車輪舵角が大きい程小さく
してもよい。こうすることで、車輪舵角の大きい領域で
は車両の安定性が向上し、車輪舵角の小さい領域では車
両の応答性が向上するようになる。

【００６９】＜第２実施形態＞図８は本発明の第２実施
形態に係るコントローラ５ｂの構成を示していて、この
ものは、舵角速度フィードバック制御部５４の構成が第
１実施形態とは異なる。尚、第２実施形態に係るコント
ローラ５ｂにおいて、アシスト制御部５１及びダンピン
グ制御部５２の構成は、上記第１実施形態のものと同様
であるため、その説明は省略する。

【００７０】上記舵角速度フィードバック制御部５４
は、伝達関数Ｇ_v(s)を有していて、この伝達関数Ｇ_v(s)
によって目標モータ回転速度を演算するように構成され
ている。この伝達関数Ｇ_v(s)の入力は、トルクセンサ４
１によって検出されたハンドル操舵トルクｕ（フリクシ
ョントルクｕ_Fを含んだもの）だけではなく、このハン
ドル操舵トルクｕと、モータ制御部５３の出力である電
動モータ２２の制御量との加算値になるように構成され
ている。

【００７１】また、上記伝達関数Ｇ_v(s)は、図３に示す
車両モデルより決定されるものであり、式（３）で設定
している。

【００７２】 Ｇ_v(s)＝Ｋ_bｓ／｛Ｉ_mｓ²＋(Ｃ_t＋Ｋ_d)ｓ＋Ｋ_t｝…（３） ここで、Ｋ_bは補正ゲインであり、上記第１実施形態で
説明したのと同様に、車速に対し山形の特性を有するよ
うに構成されている（図７参照）。尚、式（３）からわ
かるように、第２実施形態における舵角速度フィードバ
ック制御部５４は、アシスト制御ゲインＫ_aを備えてい
ない。

【００７３】この舵角速度フィードバック制御部５４
は、上記伝達関数Ｇ_v(s)によって演算された目標モータ
回転速度と、モータ回転速度センサ４３によって検出さ
れた実際のモータ回転速度ωとの偏差を演算し、この偏
差に対してゲインＧ_o(s)を掛けて制御量（第２制御量）
を決定する。そして、モータ制御部５３において、上記
アシスト制御部５１及び舵角速度フィードバック制御部
５４の制御量を加算すると共に、ダンピング制御部５２
の制御量を減算して電動モータ２２の制御量を決定し、
この電動モータ２２を制御するようにされている。尚、
この第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置に
おいても、上記ゲインＧ_o(s)を、上述したように適宜調
整するのが好ましい。

【００７４】この第２実施形態においては、上記第１実
施形態と同様に、モータ回転速度ωについてのフィード
バック制御を行うため、舵角速度フィードバック制御部
５４の制御量によって、目標モータ回転速度となるため
に不足しているモータ推力が電動モータ２２に発生す
る。これにより、常に所望のアシスト特性を得ることが
できる。

【００７５】また、上記舵角速度フィードバック制御部
５４は、電動モータ２２の制御量、つまりアシスト制御
部５１及びダンピング制御部５２による制御量から目標
モータ回転速度を演算するようにされている。ここで、
アシスト制御部５１による制御量にはアシスト制御ゲイ
ンＫ_aが既に考慮されていることから、伝達関数Ｇ_v(s)
に上記アシスト制御ゲインＫ_aを組み込む必要がない
（式（３）参照）。これに伴い、このアシスト制御ゲイ
ンＫ_aの決定に必要なハンドル操舵トルクｕの微分値等
も必要としない。このため、上記舵角速度フィードバッ
ク制御部５４の構成が簡略化すると共に、その演算処理
も簡略化する。また、上記アシスト制御ゲインＫ_a等を
記憶しておく必要もなくなり、メモリ容量が節約され
る。

【００７６】また、舵角速度フィードバック制御部５４
では、トルクセンサ４１の検出値ｕに所定のフリクショ
ントルクｕ_Fを含めた上で、目標モータ回転速度を演算
するため、ハンドル操舵トルクｕとハンドル舵角θ_Hと
の間には、図６に示すように、所定のヒステリシス特性
が残るようになり、上記第１実施形態と同様に、操舵感
を向上させることができる。

【００７７】＜第３実施形態＞図９は本発明の第３実施
形態に係るコントローラ５ｃの構成を示していて、この
ものは、アシスト制御部５１と、ヨーレートフィードバ
ック制御部５５と、モータ制御部５３とを備えている。

【００７８】すなわち、第３実施形態に係る自動車の電
動パワーステアリング装置は、図１０に示すように、ト
ルクセンサ４１の検出値から目標ヨーレートを演算する
と共に、この目標ヨーレートから上記ヨーレートセンサ
４４が検出した実際に車両に発生しているヨーレートψ
_sを減算することによって第２制御量を決定するように
構成されている。尚、同図は、車両を２輪モデルで示し
ていて、２３は減速ギヤ、２４はラック・ピニオン機
構、３３は後輪、Ｌｆは前輪から車両の重心位置までの
距離、Ｌｒは後輪から車両の重心位置までの距離をそれ
ぞれ示している。

【００７９】次に、図９を参照しながら、上記コントロ
ーラ５ｃの構成について説明する。このコントローラ５
ｃにおいて、アシスト制御部５１の構成は第１実施形態
のものと同様であるため、その説明は省略する。

【００８０】上記ヨーレートフィードバック制御部５５
は、トルクセンサ４１の検出値から目標ヨーレートを演
算し、この目標ヨーレートから上記ヨーレートセンサ４
４が検出した実際に車両に発生しているヨーレートを減
算することによって第２制御量を決定する第２の制御部
であり、トルクセンサ４１の検出値ξの位相遅れを補償
する伝達関数Ｇ₁(s)を有している。この伝達関数Ｇ₁(s)
は、図１０に示すように、ハンドルイナーシャＩ_h，ト
ルクセンサ（トーションバー）４１の減衰係数Ｃ_b及び
トーションバー４１のばね定数Ｋ_bとして式（４）で設
定されている。

【００８１】 Ｇ₁(s)＝｛ω_h ²（Ｉ_hｓ²＋Ｃ_bｓ＋Ｋ_b）｝／｛Ｋ_b（ｓ²＋２η_hω_h＋ω_h ²）｝ …（４） ここで、ｓはラプラス演算子、η_h，ω_hは調整パラメー
タである。

【００８２】そして、上記伝達関数の出力（Ｇ₁(s)・
ξ）によって運転者が実際にハンドルに付与したハンド
ル操舵トルクｕを算出するようにされている。

【００８３】また、上記ヨーレートフィードバック制御
部５５は、ハンドル操舵トルクｕに含ませるフリクショ
ン成分（フリクショントルクｕ_F）を設定するためのフ
リクションゲインＫ_Fを有している（図４参照）。

【００８４】上記ヨーレートフィードバック制御部５５
は、上記ハンドル操舵トルクｕからフリクショントルク
ｕ_Fを減じた値（ｕ−ｕ_F）から目標ヨーレートを演算す
る目標ゲインＫ_yを有していて、この目標ゲインＫ_yは、
ホイールベース等の車両諸元や車速等に基づいて予め設
定されたものとなっている。すなわち、このヨーレート
フィードバック制御部５５による制御は、ハンドル操舵
トルクに対する車両応答が線形である領域（車両応答の
線形領域）を対象としている。尚、この目標ゲインＫ_y
の詳細については後述する。

【００８５】また、上記ヨーレートフィードバック制御
部５５は、上記目標ヨーレートからヨーレートセンサ４
４が検出した実際のヨーレートψ_sを減算し（Ｋ_y（Ｇ
₁(s)・ξ−ｕ_F）−ψ_s）、この偏差に対して制御ゲイン
Ｃ(s)を掛けて制御量（第２制御量）を決定するように
構成されている。上記制御ゲインＣ(s)は式（５）で設
定されている。

【００８６】Ｃ(s)＝ΣＢ_mｓ^m／ΣＡ_nｓⁿ …（５） 尚、ｍ＝０，１，２，…，Ｍ、ｎ＝０，１，２，…，Ｎ
である。

【００８７】このＣ(s)は、例えば目標ヨーレートと実
際のヨーレートとの偏差を０にするためのＰＩＤ制御理
論の伝達関数としてもよく、ＰＩＤ制御の場合では、Ａ
₀＝０，Ａ₁＝１，Ｂ₀＝積分ゲイン，Ｂ₁＝比例ゲイン，
Ｂ₂＝微分ゲインとすればよい。また、上記Ｃ(s)は、Ｐ
ＩＤ制御以外の制御理論を用いた伝達関数としてもよ
い。

【００８８】ここで、このヨーレートフィードバック制
御部５５の制御量の感度調整（目標ゲインＫ_y又は制御
ゲインＣ(s)の調整）は、次の〜のようにするのが
よい。

【００８９】車速Ｖが所定車速以下のときは、目標ゲ
インＫ_yを０とするのがよい。これは次の理由によるも
のである。つまり、ハンドル１１が操舵されることによ
りトルクセンサ４１の検出値から目標ヨーレートが演算
されるが、例えば低速旋回時は車両にヨーレートが発生
し難い（又は発生しない）。このため、低速旋回時にお
いて上記目標ヨーレートとなるように電動モータ２２を
制御しても、目標ヨーレートが達成されないという不具
合が生じる。従って、車速が所定車速以下のときは目標
ゲインＫ_yを０として、上記ヨーレートフィードバック
制御部５５における制御を行わないのがよい。これによ
り、車両が所定車速以下のときは、アシスト制御部５１
による制御のみが行われる。

【００９０】一方、車速が所定車速以上のときは、上記
アシスト制御部５１のアシストゲインＫ_aを０として、
ヨーレートフィードバック制御部５５による制御のみを
行うようにするのがよい。これは、上記アシスト制御部
５１と、ヨーレートフィードバック制御部５５とで制御
干渉が起きる虞があるためである。

【００９１】車速Ｖが高い程、制御ゲインＣ(s)を上
げるのがよい。これは、高速走行時の直進安定性を向上
させるためである。すなわち、例えば横風や路面不整等
によって車両に外乱が入力された場合には、運転者がハ
ンドル操舵をしていない、すなわち、ハンドル操舵トル
クが０であるにも関わらず、車両にヨーレートが生じる
ことになる。しかし、ヨーレートフィードバック制御部
５５の制御は、ハンドル操舵トルクが０、すなわち目標
ヨーレートは０であれば、直進状態を維持しようとする
制御になるため、車速Ｖが高い程、制御ゲインＣ(s)を
高めると、高速走行時の直進安定性が向上する。尚、上
記制御ゲインＣ(s)の調整は、Ａ_n，Ｂ_mを変更すること
によって行ってもよい（式（５）参照）。

【００９２】車速Ｖが、さらに高くなれば（所定車速
以上になれば）、車速が高い程目標ゲインＫ_yを下げる
のがよい。これは、高速走行時におけるハンドル操舵に
対する車両挙動を鈍くするためである。すなわち、中速
域では、ハンドル操舵に対して車両挙動（ヨーレート挙
動）が敏感に反応する方が、例えば回頭性が向上するこ
とになるため好ましいが、高速域では、ハンドル操舵に
対して、ヨーレート挙動が敏感に反応するのは、挙動が
不安定になってしまう虞があると共に、運転者に違和感
を与えてしまうことになる。そこで、車速Ｖがさらに高
くなれば、すなわち、高速走行時には目標ゲインＫ_yを
下げてハンドル操舵に対する車両挙動を鈍くするのが好
ましい。

【００９３】従って、上記〜によると、上記低速域
では、ヨーレートフィードバック制御部５５による制御
が行われない一方、中速域（Ｍ）では、上記ヨーレート
フィードバック制御部５５による制御が積極的に行われ
る。そして、高速域（Ｈ）では、中速域に比べてヨーレ
ートフィードバック制御部５５による制御が抑制される
こととなる。

【００９４】路面μが低い程、目標ゲインＫ_yを下げ
るのがよい。これは、路面μが低いときはタイヤ反力が
小さいため、トルクセンサ４１が値を検出しない（又は
検出値が小さい）にも関わらず、車両にはヨーレートが
発生する。このため、目標ヨーレートと実際のヨーレー
トψ_sとが合わなくなってしまうことから、路面μが低
い程目標ゲインＫ_yを下げて、目標ヨーレートの影響を
小さくするのが好ましい。

【００９５】車輪舵角が小さい程、目標ゲインＫ_yを
上げるのがよい。これは、直進安定性のより一層の向上
を図るためである。

【００９６】車輪舵角速度が大きい程、目標ゲインＫ
_yを上げるのがよい。これは、車輪舵角速度が大きいと
きはイナーシャが大きくなってハンドル１１の操舵に対
して車両挙動が遅れやすくなるため、電動モータ２２に
大きなモータ推力を与えた方が好ましくなるためであ
る。

【００９７】尚、上記，〜については、目標ゲイ
ンＫ_yを調整しているが、制御ゲインＣ(s)を調整するよ
うにしてもよい。逆に、上記については、制御ゲイン
Ｃ(s)を調整しているが、目標ゲインＫ_yを調整するよう
にしてもよい。

【００９８】上記ヨーレートフィードバック制御部５５
はまた、所定の仮想的なモデルにおいて、電動モータ２
２の出力と、トルクセンサ４１を介してハンドル１１か
ら車輪３２に伝達されるトルクとの和に対するモータ回
転速度を算出するための伝達関数Ｇ₄(s)を有していると
共に、上記所定の仮想的なモデルにおけるモータ回転速
度（舵角速度）と、実際のモータ回転速度ωとの偏差か
ら、ヨーレートフィードバック制御部５５の制御量を補
正する補正量を算出するための伝達関数Ｇ₅(s)を有して
いる。

【００９９】上記伝達関数Ｇ₄(s)は式（６）で設定され
ている。

【０１００】Ｇ₄(s)＝ΣＰ_kｓ^k／ΣＱ_lｓ^l …（６） 尚、ｋ＝０，１，２，…，Ｋ、ｌ＝０，１，２，…，Ｌ
である。また、Ｐ_k，Ｑ_lは車速に応じて変更してもよ
く、車速に応じて段階的に変更してもよい。このとき、
低車速ほどＰ_k，Ｑ_lを細かく変更してもよい（低車速ほ
ど、車速の変化に対してＰ_k，Ｑ_lを頻繁に変更してもよ
い）。

【０１０１】一方、上記伝達関数Ｇ₅(s)は式（７）で設
定されている。

【０１０２】Ｇ₅(s)＝ω_jＫ_w／（ｓ+ω_j） …（７） 尚、ω_j，Ｋ_wは調整パラメータである。

【０１０３】これら伝達関数Ｇ₄(s)，Ｇ₅(s)により、電
動モータ２２にダンピングを与えて、安定性を高めるよ
うにしている。

【０１０４】このようにして、アシスト制御部５１及び
ヨーレートフィードバック制御部５５において各制御量
が決定されれば、モータ制御部５３において、上記アシ
スト制御部５１及びヨーレートフィードバック制御部５
５の制御量を加算して、電動モータ２２を制御するため
のモータ制御量を決定する。

【０１０５】ここで、このモータ制御部５３は、補正手
段５６を有している。この補正手段５６は、ハンドル１
１と車輪３２との間でトルクセンサ４１を介して伝達さ
れるトルクが打ち消されるように、モータ制御量の補正
をするものである。

【０１０６】上記補正手段５６は、車速Ｖに応じて設定
される第１ゲインＫ₁と、ハンドル舵角θ_H及びハンドル
舵角速度θ_H´に応じて設定される第２ゲインＫ₂と、ト
ルクセンサ４１の検出値から上記ハンドル１１と車輪３
２との間で上記トルクセンサ４１を介して伝達されるト
ルク成分を演算するための伝達関数Ｇ₃(s)とを備えてい
る。

【０１０７】上記第１ゲインＫ₁は、図１１に示すよう
に、車速が第１車速Ｖ₁以下のときには、０であり、第
１車速Ｖ₁よりも高いときには、車速Ｖの増加に応じて
増加し、さらに、第２車速Ｖ₂以上のときには、車速に
拘わらず一定となるように設定されている。これによ
り、車両が停止しているとき又は低速走行時には、モー
タ制御量の補正が行われない。尚、第１車速Ｖ₁と第２
車速Ｖ₂との間において、第１ゲインＫ₁を連続的に変化
させなくても、第１車速Ｖ₁において不連続となるよう
に第１ゲインＫ₁を設定してもよい。

【０１０８】一方、第２ゲインＫ₂は、図１２に示すよ
うに、ハンドル舵角θ_Hが第１舵角θ ₁以下のときには、
舵角θ_Hに拘わらず一定値であり、上記第１舵角θ₁より
も大きいときには、舵角θ_Hの増大に応じて減少し、さ
らに、第２舵角θ₂よりも大きいときには、０になるよ
うに設定されている。これにより、ハンドル舵角θ
_Hが、第２舵角θ₂よりも大きいときには、モータ制御量
の補正が行われない。尚、第１舵角θ₁と第２舵角θ₂と
の間において、第２ゲインＫ₂を連続的に変化させなく
ても、第１舵角θ₁において不連続となるように第２ゲ
インＫ₂を設定してもよい。

【０１０９】また、上記第２舵角θ₂は舵角速度θ_H′に
応じて設定され、舵角速度θ_H′が高くなる程、第２舵
角θ₂が小さく設定される（同図の一点鎖線参照）。

【０１１０】また、上記伝達関数Ｇ₃(s)は式（８）で設
定されている。

【０１１１】 Ｇ₃(s)＝ω_i（Ｃ_bｓ+Ｋ_b）／｛Ｋ_b（ｓ+η_iω_i）｝…（８） ここで、ω_i，η_iは調整パラメータである。

【０１１２】こうして第１ゲインＫ₁、第２ゲインＫ₂、
及び伝達関数Ｇ₃(s)によって、ハンドル１１と車輪３２
との間でトルクセンサ４１を介して伝達されるトルクを
演算し、この演算したトルクをモータ制御量から減算す
る補正を行う。

【０１１３】こうして本実施形態においては、トルクセ
ンサ４１の値から目標となる目標ヨーレートを演算し、
この目標ヨーレートとなるように電動モータ２２が制御
されることで、アシスト制御部５１の制御量（Ｋ_a・
ξ）で電動モータ２２を制御することによって、所望の
ヨーレートが発生しない場合であっても、ヨーレートフ
ィードバック制御部５５の制御によって、目標ヨーレー
ト（所望のヨーレート）が車両に生じる。

【０１１４】このように目標ヨーレートとなるように電
動モータ２２が制御されるため、たとえフリクションや
イナーシャの大きさが異なる場合であっても、運転者の
ハンドル操舵（ハンドル操舵トルク）に対して、常に所
望のヨーレートが車両に生じるようになる。これによ
り、操舵フィーリングの向上や違和感の軽減が図られ、
運転者の疲労を軽減することができる。

【０１１５】また、ヨーレートフィードバック制御部５
５では、ハンドル操舵トルクｕに所定のフリクショント
ルクｕ_Fを含めた上で、目標ヨーレートを演算するた
め、ハンドル操舵トルクｕとハンドル舵角θ_Hとの間に
は所定のヒステリシス特性が残るようになり、上記第１
実施形態と同様に、操舵感を向上させることができる。

【０１１６】また、上記モータ制御部５３は、ハンドル
１１と車輪３２との間でトルクセンサ４１を介して伝達
されるトルク（推定トルク）を推定すると共に、この推
定トルクをモータ制御量から減算する補正手段５６を有
している。このため、この補正手段５６によりモータ制
御量を補正することで、ハンドル１１から車輪３２に実
際に伝達されるトルクと上記推定トルクとが相殺される
ことになり、制御上は、ハンドル１１から車輪３２にト
ルクが伝達されないことになる。こうして、車両が外乱
を受けたときにヨーレートフィードバック制御部５５に
おける制御が行われるのと同時に、運転者によるハンド
ル操舵トルクが車輪３２に伝達されることで、両者が干
渉してしまうことを回避することができる。

【０１１７】また、上記補正手段５６は、車速に応じて
第１ゲインＫ₁を変更することで、モータ制御量の補正
の禁止・実行を切り替えるように構成されている。こう
することで、停車時又は低速走行時といったヨーレート
フィードバック制御部５５による制御を行わないときは
モータ制御量の補正が禁止されて、不必要なモータ制御
量の補正を回避する一方、、ヨーレートフィードバック
制御部５５の制御感度が高いときには、モータ制御量の
補正を行うことで制御干渉を回避することができる。

【０１１８】また、上記補正手段５６は、ハンドル舵角
θ_Hに応じて第２ゲインＫ₂を変更することで、モータ制
御量の補正の禁止・実行を切り替えるように構成されて
いる。こうすることで、ハンドル舵角の小さい車両応答
の線形領域においては、モータ制御量の補正を行うこと
で制御干渉を回避することができる一方、ハンドル舵角
の大きい車両応答の非線形領域においては、モータ制御
量の補正を禁止することで車輪３２からハンドル１１に
トルクを伝達させ、これにより、車輪等の状態を操舵反
力として運転者に的確に伝えることができる。

【０１１９】尚、ドリフトアウトやスピンといったヨー
イング方向の姿勢を制御するための車両安定性制御装置
（ＤＳＣ：Dynamic Stability Control）や、車輪のロ
ックを抑制するためのアンチロックブレーキシステム
（ＡＢＳ：Antilock Brake System）といった挙動制御
装置を車両が備えているときには、これらの挙動制御装
置が作動するときには、ヨーレートフィードバック制御
部５５の制御感度を低下させることが好ましい。

【０１２０】すなわち、車両のヨーイング方向の姿勢を
制御する挙動制御装置が作動しているときに、目標ヨー
レートと実ヨーレートとの偏差に基づくヨーレートフィ
ードバック制御部５５を作動させてしまうと、その制御
によって車両挙動（ヨーレート）が変化するため制御干
渉が生じ、挙動制御装置による制御の性能（挙動制御効
果）が低下してしまう虞がある。また、上記ヨーレート
フィードバック制御部５５は、タイヤがグリップしてい
る状態での制御を行うよう設定されていると共に、上述
したように、車両応答の線形領域における制御を目的と
している。一方、挙動制御装置が作動するのは、タイヤ
がスリップしているときや、車両応答の非線形領域であ
るときである。こうした挙動制御装置が作動するときに
ヨーレートフィードバック制御部５５の制御を行って
も、その制御は有効ではなく、挙動制御装置による制御
の性能低下を招くだけである。

【０１２１】そこで、挙動制御装置による制御が行われ
ているときには、ヨーレートフィードバック制御部５５
における制御を抑制する。具体的には図１３のフローに
従い、先ず、ステップＳ１で挙動制御装置が作動してい
るか否かを判定し、作動していないときにはステップＳ
２で通常のヨーレートフィードバック制御部５５の制御
を行う。一方、挙動制御装置が作動しているときには、
ステップＳ３でヨーレートフィードバック制御部５５の
感度を低下させる。尚、上記ステップＳ３では、ヨーレ
ートフィードバック制御部５５の制御を禁止してもよ
い。

【０１２２】＜他の実施形態＞尚、本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を
包含するものである。すなわち、上記実施形態では、電
動モータ２２の推力をピニオン側に付与するように構成
されているが、ラック側に付与するように構成してもよ
い。この場合は、車両モデルを適宜変更すればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る電動パワーステアリン
グ装置の構成を示す斜視図である。

【図２】第１実施形態に係るコントローラの構成を示す
ブロック図である。

【図３】車両モデルを示す図である。

【図４】フリクションゲインの一例を示す図である。

【図５】図４とは異なるフリクションゲインの一例を示
す図である。

【図６】ハンドル操舵トルクとハンドル舵角との関係を
示す図である。

【図７】補正ゲインの特性を示す図である。

【図８】第２実施形態に係るコントローラの構成を示す
図２対応図である。

【図９】第３実施形態に係るコントローラの構成を示す
図２対応図である。

【図１０】第３実施形態に係る電動パワーステアリング
装置の構成を示すブロック図である。

【図１１】補正手段における第１ゲインの特性を示す図
である。

【図１２】補正手段における第２ゲインの特性を示す図
である。

【図１３】挙動制御装置を備えたときのヨーレートフィ
ードバック制御部の制御フローチャートである。

【符号の説明】

１１ ハンドル ２２ 電動モータ ３２ 車輪 ４１ トルクセンサ ５１ アシスト制御部（第１の制御部） ５３ モータ制御部 ５４ 舵角速度フィードバック制御部（第２の
制御部） ５５ ヨーレートフィードバック制御部（第２
の制御部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 131:00 Ｂ６２Ｄ 131:00 137:00 137:00 Ｆターム(参考） 3D032 CC08 CC12 DA10 DA15 DA24 DA50 DA63 DA82 DB02 DB03 DB05 DC01 DC02 DC03 DC21 DC34 EA01 EB11 EB12 EB16 EC22 FF01 GG01 3D033 CA13 CA16 CA20 CA21

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータを有し、該電動モータの制御
   によりハンドル操舵を補助する自動車の電動パワーステ
   アリング装置であって、 ハンドルと車輪との間に設けられてハンドル操舵トルク
   を検出するトルクセンサと、 上記トルクセンサの検出値が無くなるように上記電動モ
   ータの第１制御量を決定する第１の制御部と、 上記トルクセンサの検出値に基づいて目標車輪舵角変化
   率を演算し、該目標車輪舵角変化率から実際の車輪舵角
   変化率を減算することによって上記電動モータの第２制
   御量を決定する第２の制御部と、 上記第１の制御部による第１制御量と第２の制御部によ
   る第２制御量とを加算した制御量でもって上記電動モー
   タを制御するモータ制御部とを備え、 上記第２の制御部は、上記トルクセンサの検出値に所定
   のフリクション成分を含めた上で、上記目標車輪舵角変
   化率を演算するように構成されていることを特徴とする
   自動車の電動パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 電動モータを有し、該電動モータの制御
   によりハンドル操舵を補助する自動車の電動パワーステ
   アリング装置であって、 ハンドルと車輪との間に設けられてハンドル操舵トルク
   を検出するトルクセンサと、 上記トルクセンサの検出値が無くなるように上記電動モ
   ータの第１制御量を決定する第１の制御部と、 上記トルクセンサの検出値に基づいて目標ヨーレートを
   演算し、該目標ヨーレートから実際に車両に発生してい
   るヨーレートを減算することによって上記電動モータの
   第２制御量を決定する第２の制御部と、 上記第１の制御部による第１制御量と第２の制御部によ
   る第２制御量とを加算したモータ制御量でもって上記電
   動モータを制御するモータ制御部とを備え、 上記第２の制御部は、上記トルクセンサの検出値に所定
   のフリクション成分を含めた上で、上記目標ヨーレート
   を演算するように構成されていることを特徴とする自動
   車の電動パワーステアリング装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２において、 第２の制御部は、フリクション成分を、車速が高い程小
   さくするように構成されていることを特徴とする自動車
   の電動パワーステアリング装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２において、 第２の制御部は、フリクション成分を、車輪舵角が大き
   い程大きくするように構成されていることを特徴とする
   自動車の電動パワーステアリング装置。