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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2021-31054(P2021-31054A)
(43)【公開日】2021年3月1日
(54)【発明の名称】電動パワーステアリング装置
(51)【国際特許分類】
B62D 6/00 20060101AFI20210201BHJP
B62D 101/00 20060101ALN20210201BHJP
B62D 113/00 20060101ALN20210201BHJP
B62D 137/00 20060101ALN20210201BHJP
【ＦＩ】
B62D6/00
B62D101:00
B62D113:00
B62D137:00
【審査請求】未請求
【請求項の数】27
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】27
(21)【出願番号】特願2020-125983(P2020-125983)
(22)【出願日】2020年7月24日
(31)【優先権主張番号】特願2019-148462(P2019-148462)
(32)【優先日】2019年8月13日
(33)【優先権主張国】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000004204
【氏名又は名称】日本精工株式会社
(72)【発明者】
【氏名】椿 貴弘
(72)【発明者】
【氏名】上仲 寛太
【テーマコード（参考）】
3D232
【Ｆターム（参考）】
3D232CC03
3D232CC08
3D232DA03
3D232DA09
3D232DA10
3D232DA15
3D232DA20
3D232DA23
3D232DA46
3D232DA63
3D232DA64
3D232DC03
3D232DC08
3D232DC12
3D232DC21
3D232DD01
3D232DD02
3D232DD06
3D232DD17
(57)【要約】
【課題】路面の状態に影響されず、操舵角等の車両情報に対して同等の操舵トルクを容易に実現す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。【解決手段】車両のハンドルのコラム軸にトーションバーを備え、コラム軸に接続されたモータを電流指令値に基づいて駆動制御することにより、操舵系をアシスト制御する電動パワーステアリング装置において、少なくとも操舵角を含む車両運転情報に基づいて目標操舵トルクを生成する目標操舵トルク生成部と、目標操舵トルクを目標捩れ角に変換する変換部と、少なくとも目標捩れ角、操舵トルク及びトーションバーの捩れ角に基づいて電流指令値を算出する捩れ角制御部とを備え、捩れ角を操舵角に追従するように制御する。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両のハンドルのコラム軸にトーションバーを備え、前記コラム軸に接続されたモータを電流指令値に基づいて駆動制御することにより、操舵系をアシスト制御する電動パワーステアリング装置において、
少なくとも操舵角を含む車両運転情報に基づいて目標操舵トルクを生成する目標操舵トルク生成部と、
前記目標操舵トルクを目標捩れ角に変換する変換部と、
少なくとも前記目標捩れ角と、前記トーションバーの捩れ角とに基づいて前記電流指令値を算出する捩れ角制御部と、
を備え、
前記捩れ角を前記操舵角に追従するように制御することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
少なくとも操舵角を含む車両運転情報に基づいて目標操舵トルクを生成する目標操舵トルク生成部と、
前記目標操舵トルクを目標捩れ角に変換する変換部と、
少なくとも前記目標捩れ角と、前記トーションバーの捩れ角とに基づいて前記電流指令値を算出する捩れ角制御部と、
を備え、
前記捩れ角を前記操舵角に追従するように制御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】
前記目標操舵トルク生成部が、
前記操舵角に応じて車速感応の第１のトルク信号を出力する基本マップと、
前記操舵角を含む前記車両運転情報に基づいてセルフアライニングトルク（ＳＡＴ）補正トルクを出力するＳＡＴ情報補正部と、
前記第１のトルク信号及び前記ＳＡＴ補正トルクを加算して前記目標操舵トルクを出力する出力部と、
で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。
前記操舵角に応じて車速感応の第１のトルク信号を出力する基本マップと、
前記操舵角を含む前記車両運転情報に基づいてセルフアライニングトルク（ＳＡＴ）補正トルクを出力するＳＡＴ情報補正部と、
前記第１のトルク信号及び前記ＳＡＴ補正トルクを加算して前記目標操舵トルクを出力する出力部と、
で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】
前記目標操舵トルク生成部が更に、
前記操舵角の微分値に車速感応ダンパゲインを乗算して第２のトルク信号を出力するダンパゲイン部と、
前記車両の操舵状態及び前記操舵角に応じてヒステリシス特性を有する第３のトルク信号を出力するヒステリシス補正部と、
を具備し、
前記出力部が、前記第２のトルク信号及び前記第３のトルク信号を加算するようになっている請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
前記操舵角の微分値に車速感応ダンパゲインを乗算して第２のトルク信号を出力するダンパゲイン部と、
前記車両の操舵状態及び前記操舵角に応じてヒステリシス特性を有する第３のトルク信号を出力するヒステリシス補正部と、
を具備し、
前記出力部が、前記第２のトルク信号及び前記第３のトルク信号を加算するようになっている請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項4】
前記操舵状態が前記ハンドルの切増し又は切戻しである請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項5】
前記ＳＡＴ情報補正部が、
前記操舵角及び車速に基づいてＳＡＴ基準値を演算するＳＡＴ基準値演算部と、
前記電流指令値、操舵トルク及び操舵位置情報に基づいてＳＡＴ推定値を推定するＳＡＴ推定部と、
前記ＳＡＴ基準値から前記ＳＡＴ推定値を減算して第１の差分ＳＡＴ値を演算する第１の減算部と、
前記第１の差分ＳＡＴ値を不感帯処理する不感帯部と、
前記不感帯部からの第４のトルク信号を出力処理して前記ＳＡＴ補正トルクを出力する出力処理部と、
で構成されている請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
前記操舵角及び車速に基づいてＳＡＴ基準値を演算するＳＡＴ基準値演算部と、
前記電流指令値、操舵トルク及び操舵位置情報に基づいてＳＡＴ推定値を推定するＳＡＴ推定部と、
前記ＳＡＴ基準値から前記ＳＡＴ推定値を減算して第１の差分ＳＡＴ値を演算する第１の減算部と、
前記第１の差分ＳＡＴ値を不感帯処理する不感帯部と、
前記不感帯部からの第４のトルク信号を出力処理して前記ＳＡＴ補正トルクを出力する出力処理部と、
で構成されている請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項6】
前記第１の差分ＳＡＴ値を負に反転して前記不感帯部に入力するゲイン部が設けられている請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項7】
前記ＳＡＴ情報補正部が、
前記操舵角及び車速に基づいてＳＡＴ基準値を演算するＳＡＴ基準値演算部と、
前記電流指令値、操舵トルク及び操舵位置情報に基づいてＳＡＴ推定値を推定するＳＡＴ推定部と、
前記ＳＡＴ推定値から前記ＳＡＴ基準値を減算して第２の差分ＳＡＴ値を演算する第２の減算部と、
前記第２の差分ＳＡＴ値を不感帯処理する不感帯部と、
前記不感帯部からの第４のトルク信号を出力処理して前記ＳＡＴ補正トルクを出力する出力処理部と、
で構成されている請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
前記操舵角及び車速に基づいてＳＡＴ基準値を演算するＳＡＴ基準値演算部と、
前記電流指令値、操舵トルク及び操舵位置情報に基づいてＳＡＴ推定値を推定するＳＡＴ推定部と、
前記ＳＡＴ推定値から前記ＳＡＴ基準値を減算して第２の差分ＳＡＴ値を演算する第２の減算部と、
前記第２の差分ＳＡＴ値を不感帯処理する不感帯部と、
前記不感帯部からの第４のトルク信号を出力処理して前記ＳＡＴ補正トルクを出力する出力処理部と、
で構成されている請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項8】
前記ＳＡＴ情報補正部が、
前記操舵角及び車速に基づいてＳＡＴ基準値を演算するＳＡＴ基準値演算部と、
前記電流指令値、操舵トルク及び操舵位置情報に基づいてＳＡＴ推定値を推定するＳＡＴ推定部と、
前記ＳＡＴ基準値から前記ＳＡＴ推定値を減算して第１の差分ＳＡＴ値を演算する第１の減算部と、
前記第１の差分ＳＡＴ値をオフセット処理するオフセット調整部と、
前記オフセット調整部からの第５のトルク信号を出力処理して前記ＳＡＴ補正トルクを出力する出力処理部と、
で構成されている請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
前記操舵角及び車速に基づいてＳＡＴ基準値を演算するＳＡＴ基準値演算部と、
前記電流指令値、操舵トルク及び操舵位置情報に基づいてＳＡＴ推定値を推定するＳＡＴ推定部と、
前記ＳＡＴ基準値から前記ＳＡＴ推定値を減算して第１の差分ＳＡＴ値を演算する第１の減算部と、
前記第１の差分ＳＡＴ値をオフセット処理するオフセット調整部と、
前記オフセット調整部からの第５のトルク信号を出力処理して前記ＳＡＴ補正トルクを出力する出力処理部と、
で構成されている請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項9】
前記ＳＡＴ情報補正部が、
前記操舵角及び車速に基づいてＳＡＴ基準値を演算するＳＡＴ基準値演算部と、
前記電流指令値、操舵トルク及び操舵位置情報に基づいてＳＡＴ推定値を推定するＳＡＴ推定部と、
前記ＳＡＴ基準値から前記ＳＡＴ推定値を減算して第１の差分ＳＡＴ値を演算する第１の減算部と、
前記第１の差分ＳＡＴ値をゲイン倍するゲイン調整部と、
前記ゲイン調整部からの第６のトルク信号を出力処理して前記ＳＡＴ補正トルクを出力する出力処理部と、
で構成されている請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
前記操舵角及び車速に基づいてＳＡＴ基準値を演算するＳＡＴ基準値演算部と、
前記電流指令値、操舵トルク及び操舵位置情報に基づいてＳＡＴ推定値を推定するＳＡＴ推定部と、
前記ＳＡＴ基準値から前記ＳＡＴ推定値を減算して第１の差分ＳＡＴ値を演算する第１の減算部と、
前記第１の差分ＳＡＴ値をゲイン倍するゲイン調整部と、
前記ゲイン調整部からの第６のトルク信号を出力処理して前記ＳＡＴ補正トルクを出力する出力処理部と、
で構成されている請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項10】
前記捩れ角制御部が、
前記目標捩れ角及び前記捩れ角の偏差に対して目標コラム角速度を出力する捩れ角フィードバック補償部と、
前記目標コラム角速度及び前記捩れ角の微分値に基づいて前記電流指令値を出力する速度制御部とで構成されている請求項１乃至９のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
前記目標捩れ角及び前記捩れ角の偏差に対して目標コラム角速度を出力する捩れ角フィードバック補償部と、
前記目標コラム角速度及び前記捩れ角の微分値に基づいて前記電流指令値を出力する速度制御部とで構成されている請求項１乃至９のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項11】
前記捩れ角制御部が、
前記目標捩れ角及び前記捩れ角の偏差に対して目標コラム角速度を出力する捩れ角フィードバック補償部と、
前記目標コラム角速度及びモータ角速度から得られたコラム角速度に基づいて前記電流指令値を出力する速度制御部とで構成されている請求項１乃至９のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
前記目標捩れ角及び前記捩れ角の偏差に対して目標コラム角速度を出力する捩れ角フィードバック補償部と、
前記目標コラム角速度及びモータ角速度から得られたコラム角速度に基づいて前記電流指令値を出力する速度制御部とで構成されている請求項１乃至９のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項12】
前記電流指令値の過去の値である過去電流指令値を保持する過去値保持部を備え、
前記捩れ角制御部が、
前記目標捩れ角と前記捩れ角との差分に基づきフィードバック電流指令値を出力する追従制御部と、
少なくとも前記過去電流指令値に基づきＳＡＴ電流補正値を出力するＳＡＴ電流補正部と、
を含み、
前記フィードバック電流指令値と、前記ＳＡＴ電流補正値とに基づき、前記電流指令値を出力することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
前記捩れ角制御部が、
前記目標捩れ角と前記捩れ角との差分に基づきフィードバック電流指令値を出力する追従制御部と、
少なくとも前記過去電流指令値に基づきＳＡＴ電流補正値を出力するＳＡＴ電流補正部と、
を含み、
前記フィードバック電流指令値と、前記ＳＡＴ電流補正値とに基づき、前記電流指令値を出力することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項13】
前記ＳＡＴ補正部が、
少なくとも前記過去電流指令値に基づきＳＡＴ推定値を出力するＳＡＴ推定部と、
前記ＳＡＴ推定値に応じて、車速感応の前記ＳＡＴ電流補正値を出力するＳＡＴ補正値決定部と、
を備える請求項１２に記載の電動パワーステアリング装置。
少なくとも前記過去電流指令値に基づきＳＡＴ推定値を出力するＳＡＴ推定部と、
前記ＳＡＴ推定値に応じて、車速感応の前記ＳＡＴ電流補正値を出力するＳＡＴ補正値決定部と、
を備える請求項１２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項14】
前記ＳＡＴ推定部は、
少なくとも、前記電流過去指令値と前記捩れ角とに基づき、前記ＳＡＴ推定値を出力することを特徴とする請求項１３に記載の電動パワーステアリング装置。
少なくとも、前記電流過去指令値と前記捩れ角とに基づき、前記ＳＡＴ推定値を出力することを特徴とする請求項１３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項15】
前記ＳＡＴ推定部は、
さらに前記コラム軸の回転速度であるコラム角速度に基づき、前記ＳＡＴ推定値を出力することを特徴とする請求項１４に記載の電動パワーステアリング装置。
さらに前記コラム軸の回転速度であるコラム角速度に基づき、前記ＳＡＴ推定値を出力することを特徴とする請求項１４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項16】
さらに前記捩れ角に基づき操舵トルクを出力する操舵トルク演算部を備え、
前記ＳＡＴ推定部は、
前記過去電流指令値に基づき、前記モータが前記コラム軸に付与するアシストトルクを出力するアシストトルク演算部を備え、
前記操舵トルクと、前記アシストトルクとに基づき、前記ＳＡＴ推定値を出力することを特徴とする請求項１５に記載の電動パワーステアリング装置。
前記ＳＡＴ推定部は、
前記過去電流指令値に基づき、前記モータが前記コラム軸に付与するアシストトルクを出力するアシストトルク演算部を備え、
前記操舵トルクと、前記アシストトルクとに基づき、前記ＳＡＴ推定値を出力することを特徴とする請求項１５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項17】
前記ＳＡＴ推定部は、
前記コラム角速度と、前記コラム軸の慣性モーメントと、前記コラム軸の粘性係数とに基づき、
前記ＳＡＴ推定値を出力することを特徴とする請求項１６に記載の電動パワーステアリング装置。
前記コラム角速度と、前記コラム軸の慣性モーメントと、前記コラム軸の粘性係数とに基づき、
前記ＳＡＴ推定値を出力することを特徴とする請求項１６に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項18】
前記ＳＡＴ推定部は、前記ＳＡＴ推定値に含まれるノイズを除去するローパスフィルタを備えることを特徴とする請求項１７に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項19】
前記ＳＡＴ補正値決定部は、
前記ＳＡＴ推定値と、前記ＳＡＴ電流補正値との関係に関するＳＡＴマップを備え、
前記ＳＡＴマップは、
前記ＳＡＴ推定値の絶対値が増加すると、前記ＳＡＴ電流補正値の絶対値が増加し、
０より大きい第１のＳＡＴ推定値における、第１のＳＡＴ電流補正値の増加率に比べ、
前記第1のＳＡＴ推定値より大きい第2のＳＡＴ推定値における、第２のＳＡＴ電流補正値の増加率の方が小さく、
前記ＳＡＴ推定値の絶対値が同一である場合、前記車速が第１の車速である場合の第１車速ＳＡＴ電流補正値の絶対値に比べ、前記車速が第1の車速よりも大きい第２の車速である場合の第２車速ＳＡＴ電流補正値の絶対値の方が大きい、
ことを特徴とする請求項１８に記載の電動パワーステアリング装置。
前記ＳＡＴ推定値と、前記ＳＡＴ電流補正値との関係に関するＳＡＴマップを備え、
前記ＳＡＴマップは、
前記ＳＡＴ推定値の絶対値が増加すると、前記ＳＡＴ電流補正値の絶対値が増加し、
０より大きい第１のＳＡＴ推定値における、第１のＳＡＴ電流補正値の増加率に比べ、
前記第1のＳＡＴ推定値より大きい第2のＳＡＴ推定値における、第２のＳＡＴ電流補正値の増加率の方が小さく、
前記ＳＡＴ推定値の絶対値が同一である場合、前記車速が第１の車速である場合の第１車速ＳＡＴ電流補正値の絶対値に比べ、前記車速が第1の車速よりも大きい第２の車速である場合の第２車速ＳＡＴ電流補正値の絶対値の方が大きい、
ことを特徴とする請求項１８に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項20】
前記モータに供給される電流であるモータ電流値を検出するモータ電流センサを備え、
前記捩れ角制御部が、
前記目標捩れ角と前記捩れ角との差分に基づきフィードバック電流指令値を出力する追従制御部と、
少なくとも前記モータ電流値に基づきＳＡＴ電流補正値を出力するＳＡＴ電流補正部と、
を含み、
前記フィードバック電流指令値と、前記ＳＡＴ電流補正値とに基づき、前記電流指令値を出力することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
前記捩れ角制御部が、
前記目標捩れ角と前記捩れ角との差分に基づきフィードバック電流指令値を出力する追従制御部と、
少なくとも前記モータ電流値に基づきＳＡＴ電流補正値を出力するＳＡＴ電流補正部と、
を含み、
前記フィードバック電流指令値と、前記ＳＡＴ電流補正値とに基づき、前記電流指令値を出力することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項21】
前記ＳＡＴ補正部が、
少なくとも前記モータ電流値に基づきＳＡＴ推定値を出力するＳＡＴ推定部と、
前記ＳＡＴ推定値に応じて、車速感応の前記ＳＡＴ電流補正値を出力するＳＡＴ補正値決定部と、
を備える請求項２０に記載の電動パワーステアリング装置。
少なくとも前記モータ電流値に基づきＳＡＴ推定値を出力するＳＡＴ推定部と、
前記ＳＡＴ推定値に応じて、車速感応の前記ＳＡＴ電流補正値を出力するＳＡＴ補正値決定部と、
を備える請求項２０に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項22】
前記ＳＡＴ推定部は、
少なくとも、前記モータ電流値と前記捩れ角とに基づき、前記ＳＡＴ推定値を出力することを特徴とする請求項２１に記載の電動パワーステアリング装置。
少なくとも、前記モータ電流値と前記捩れ角とに基づき、前記ＳＡＴ推定値を出力することを特徴とする請求項２１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項23】
前記ＳＡＴ推定部は、
さらに前記コラム軸の回転速度であるコラム角速度に基づき、前記ＳＡＴ推定値を出力することを特徴とする請求項２２に記載の電動パワーステアリング装置。
さらに前記コラム軸の回転速度であるコラム角速度に基づき、前記ＳＡＴ推定値を出力することを特徴とする請求項２２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項24】
さらに前記捩れ角に基づき操舵トルクを出力する操舵トルク演算部を備え、
前記ＳＡＴ推定部は、
前記モータ電流値に基づき、前記モータが前記コラム軸に付与するアシストトルクを出力するアシストトルク演算部を備え、
前記操舵トルクと、前記アシストトルクとに基づき、前記ＳＡＴ推定値を出力することを特徴とする請求項２１に記載の電動パワーステアリング装置。
前記ＳＡＴ推定部は、
前記モータ電流値に基づき、前記モータが前記コラム軸に付与するアシストトルクを出力するアシストトルク演算部を備え、
前記操舵トルクと、前記アシストトルクとに基づき、前記ＳＡＴ推定値を出力することを特徴とする請求項２１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項25】
前記ＳＡＴ推定部は、
前記コラム角速度と、前記コラム軸の慣性モーメントと、前記コラム軸の粘性係数とに基づき、
前記ＳＡＴ推定値を出力することを特徴とする請求項２１に記載の電動パワーステアリング装置。
前記コラム角速度と、前記コラム軸の慣性モーメントと、前記コラム軸の粘性係数とに基づき、
前記ＳＡＴ推定値を出力することを特徴とする請求項２１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項26】
前記ＳＡＴ推定部は、前記ＳＡＴ推定値に含まれるノイズを除去するローパスフィルタを備えることを特徴とする請求項２１〜２５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項27】
前記ＳＡＴ補正値決定部は、
前記ＳＡＴ推定値と、前記ＳＡＴ電流補正値との関係に関するＳＡＴマップを備え、
前記ＳＡＴマップは、
前記ＳＡＴ推定値の絶対値が増加すると、前記ＳＡＴ電流補正値の絶対値が増加し、
０より大きい第１のＳＡＴ推定値における、第１のＳＡＴ電流補正値の増加率に比べ、
前記第1のＳＡＴ推定値より大きい第2のＳＡＴ推定値における、第２のＳＡＴ電流補正値の増加率の方が小さく、
前記ＳＡＴ推定値の絶対値が同一である場合、前記車速が第１の車速である場合の第１車速ＳＡＴ電流補正値の絶対値に比べ、前記車速が第1の車速よりも大きい第２の車速である場合の第２車速ＳＡＴ電流補正値の絶対値の方が大きい、
ことを特徴とする請求項２１に記載の電動パワーステアリング装置。
前記ＳＡＴ推定値と、前記ＳＡＴ電流補正値との関係に関するＳＡＴマップを備え、
前記ＳＡＴマップは、
前記ＳＡＴ推定値の絶対値が増加すると、前記ＳＡＴ電流補正値の絶対値が増加し、
０より大きい第１のＳＡＴ推定値における、第１のＳＡＴ電流補正値の増加率に比べ、
前記第1のＳＡＴ推定値より大きい第2のＳＡＴ推定値における、第２のＳＡＴ電流補正値の増加率の方が小さく、
前記ＳＡＴ推定値の絶対値が同一である場合、前記車速が第１の車速である場合の第１車速ＳＡＴ電流補正値の絶対値に比べ、前記車速が第1の車速よりも大きい第２の車速である場合の第２車速ＳＡＴ電流補正値の絶対値の方が大きい、
ことを特徴とする請求項２１に記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）に備えられているトーションバーの捩れ角（操舵トルク）を、操舵角に応じた値に追従するように制御することにより所望の操舵トルクを実現し、路面の状態に影響されず、操舵角に対して同等の操舵トルクを実現する電動パワーステアリング装置に関する。特に、通常路面走行時には運転者に伝える必要はなく、氷路面などの低μ路面でタイヤが滑った際に、操舵トルクとして運転者に伝えることができる電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【0002】
モータ制御装置を搭載した装置として電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）があり、電動パワーステアリング装置は、車両の操舵系にモータの回転力でアシスト力（操舵補助力）を付与するものであり、インバータから供給される電力で制御されるモータの駆動力を、減速機構を含む伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸にアシスト力を付与する。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシスト力を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、操舵補助指令値（電流指令値）とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデューティの調整で行っている。
【0003】
電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図１に示して説明すると、ハンドル１のコラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）２は減速機構（ウォームとウォームホイールの噛み合い機構で減速比＝Ｎ）３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、更にハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。また、トーションバーを有するコラム軸２には、ハンドル１の操舵トルクＴｓを検出するトルクセンサ１０及び操舵角θｈを検出する舵角センサ１４が設けられており、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速機構３を介してコラム軸２に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）３０には、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｓと車速センサ１２で検出された車速Ｖｓとに基づいてアシスト（操舵補助）指令の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電圧制御指令値Ｖｒｅｆによって、ＥＰＳ用モータ２０に供給する電流を制御する。
【0004】
コントロールユニット３０には、車両の各種情報を授受するＣＡＮ（Controller Area Network）４０が接続されており、車速ＶｓはＣＡＮ４０から受信することも可能である。また、コントロールユニット３０には、ＣＡＮ４０以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ４１も接続可能である。
【0005】
コントロールユニット３０は主としてＣＰＵ（ＭＣＵ、ＭＰＵ等も含む）で構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと、図２のようになる。
【0006】
図２を参照してコントロールユニット３０の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｓ及び車速センサ１２で検出された（若しくはＣＡＮ４０からの）車速Ｖｓは、電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する電流指令値演算部３１に入力される。電流指令値演算部３１は、入力された操舵トルクＴｓ及び車速Ｖｓに基づいてアシストマップ等を用いて、モータ２０に供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する。電流指令値Ｉｒｅｆ１は加算部３２Ａを経て電流制限部３３に入力され、最大電流を制限された電流指令値Ｉｒｅｆｍが減算部３２Ｂに入力され、フィードバックされているモータ電流値Ｉｍとの電流偏差ΔＩ（＝Ｉｒｅｆｍ−Ｉｍ）が演算され、その電流偏差ΔＩが操舵動作の特性改善のためのＰＩ（比例積分）制御部３５に入力される。ＰＩ制御部３５で特性改善された電圧制御指令値ＶｒｅｆがＰＷＭ制御部３６に入力され、更に駆動部としてのインバータ３７を介してモータ２０がＰＷＭ駆動される。モータ２０のモータ電流値Ｉｍはモータ電流検出器３８で検出され、減算部３２Ｂにフィードバックされる。
【0007】
加算部３２Ａには補償信号生成部３４からの補償信号ＣＭが加算されており、補償信号ＣＭの加算によって操舵システム系の特性補償を行い、収れん性や慣性特性等を改善するようになっている。補償信号生成部３４は、測定若しくは推定されたセルフアライニングトルク（ＳＡＴ）３４−３と慣性３４−２を加算部３４−４で加算し、その加算結果に更に収れん性３４−１を加算部３４−５で加算し、加算部３４−５の加算結果を補償信号ＣＭとしている。
【0008】
このように従来のアシスト制御では、運転者の手入力にて加えた操舵トルク（トーションバーの捻れトルク）をトルクセンサで検出し、主にそのトルクに応じたアシスト電流としてモータ電流を制御している。しかしながら、この手法では、路面の状態（例えば傾斜）の違いにより、操舵角によって異なる操舵トルクとなってしまうことがある。また、モータ出力特性の経年、製品によるバラツキにもより、異なる操舵特性になってしまう。
【0009】
かかる問題を解決する車両制御装置として、例えば特許第５２０８８９４号公報（特許文献１）に示されるものがある。特許文献１の装置は、運転者の触覚特性に基づく適切な操舵トルクを与えることができるように、操舵角検出手段と、目標設定手段と、目標設定手段によって設定された操舵トルクの目標値が実現されるように制御する制御手段とを具備している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特許第５２０８８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
しかしながら、特許文献１の装置では、操舵角と操舵トルクとの対応関係を、操舵角又は操舵トルクと手応え量との関係に基づいて予め求めておく必要があり、その対応関係から操舵角に対応する操舵トルクを目標値として設定しなければならない煩雑さがある。また、特許文献１の装置は、操舵トルクの目標値と検出される操舵トルクとの偏差に対してＰＩ制御を用いている。
【0012】
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、捩れ角を操舵角に応じた値に追従するように制御することにより所望の操舵トルクを実現し、路面の状態に影響されず、操舵角に対して同等の操舵トルクを実現す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】
【0013】
本発明は、車両のハンドルのコラム軸にトーションバーを備え、前記コラム軸に接続されたモータを電流指令値に基づいて駆動制御することにより、操舵系をアシスト制御する電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、少なくとも操舵角を含む車両運転情報に基づいて目標操舵トルクを生成する目標操舵トルク生成部と、前記目標操舵トルクを目標捩れ角に変換する変換部と、少なくとも前記目標捩れ角、前記操舵トルク及び前記トーションバーの捩れ角に基づいて前記電流指令値を算出する捩れ角制御部とを備え、前記捩れ角を前記操舵角に追従するように制御することにより達成される。
【発明の効果】
【0014】
本発明の電動パワーステアリング装置によれば、目標操舵トルク生成部内に、操舵角、操舵トルク等の車両運転情報からＳＡＴ補正トルクを演算するＳＡＴ情報補正部を設けており、操舵角及び操舵状態に基づいて演算されるトルク信号に対してＳＡＴ補正トルクを加算して目標操舵トルクを生成し、目標操舵トルクから算出された目標捩れ角と、検出された捩れ角との偏差に補償値（伝達関数）を乗算した結果を速度制御するようにしているので、目標捩れ角に捩れ角が追従するように動作し、操舵角に対して所望の操舵トルクを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】従来の電動パワーステアリング装置の概要を示す構成図である。
【図2】電動パワーステアリング装置のコントロールユニット（ＥＣＵ）内の制御構成例を示すブロック図である。
【図3】本発明の基本構成を示すブロック図である。
【図4】ＥＰＳ操舵系と各種センサの設置例を示す構造図である。
【図5】本発明の基本的な動作例を示すフローチャートである。
【図6】目標操舵トルク生成部の構成例を示すブロック図である。
【図7】基本マップの特性例を示す線図である。
【図8】車速感応ダンパゲインマップの特性例を示す線図である。
【図9】操舵の切増し／切戻しを説明するための線図である。
【図10】ヒステリシス補正部の特性例を示す線図である。
【図11】ＳＡＴ情報補正部（実施例１）の構成例を示すブロック図である。
【図12】ＳＡＴ基準値演算部の構成例を示すブロック図である。
【図13】不感帯処理部の特性例を示す特性図である。
【図14】車速感応ゲイン部の特性例を示す特性図である。
【図15】目標操舵トルク生成部の動作例を示すフローチャートである。
【図16】ＳＡＴ情報補正部（実施例１）の動作例を示すフローチャートである。
【図17】捩れ角制御部の構成例を示すブロック図である。
【図18】捩れ角制御部の他の構成例を示すブロック図である。
【図21】ＳＡＴ推定値とＳＡＴ基準値の特性例を示す特性図である。
【図22】通常路面走行時と低μ路面走行時の特性例を示す特性図である。
【図23】ＳＡＴ情報補正部（実施例２）の構成例を示すブロック図である。
【図24】ＳＡＴ情報補正部（実施例３）の構成例を示すブロック図である。
【図25】ＳＡＴ情報補正部（実施例４）の構成例を示すブロック図である。
【図26】オフセット調整部の構成例を示すブロック図である。
【図27】操舵角に対して調整するオフセット量及びゲイン量の特性例を示す特性図である。
【図28】ＳＡＴ情報補正部（実施例５）の構成例を示すブロック図である。
【図29】ゲイン調整部の構成例を示すブロック図である。
【図30】本発明の効果を説明するための特性図である。
【図31】実施例６の構成を示すブロック図である。
【図32】実施例６の目標操舵トルク生成部を示すブロック図である。
【図33】実施例６の捩れ角制御部の構成例を示す図である。
【図34】ＳＡＴ推定部１５０Ｚ−２１の変形例例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明は、路面の状態に影響されず、操舵角に対して同等の操舵トルクを実現するための電動パワーステアリング装置であり、コラム軸に備えられているトーションバー（ステアバイワイヤ（ＳＢＷ）の反力装置に具備される場合を含む）の捩れ角を、操舵角に応じた値に追従するように制御することにより所望の操舵トルクを実現している。
【0017】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0018】
図３は本発明の基本構成を示すブロック図であり、運転者のハンドル操舵はＥＰＳプラント（操舵系＋車両系）１００内のモータでアシスト制御される。操舵角θｈ、車速Ｖｓ、操舵トルクＴｓ、操舵位置情報としてのモータ角度θｍ、電流指令値Ｉｒｅｆ、モータ角速度ωｍ等の車両運転情報は目標操舵トルク生成部１２０に入力され、目標操舵トルク生成部１２０で生成された目標操舵トルクＴｒｅｆは、トーションバー２Ａのバネ定数をＫｔとして、“１／Ｋｔ”の特性を有する変換部１０１で目標捩れ角Δθｒｅｆに変換され、目標捩れ角Δθｒｅｆは捩れ角制御部１５０に入力される。捩れ角制御部１５０には目標捩れ角Δθｒｅｆ（実施例に応じてモータ角速度ωｍ）が入力されると共に、検出されたトーションバーの捩れ角ΔθがＥＰＳプラント１００から入力されており、捩れ角制御部１５０で捩れ角Δθが目標捩れ角Δθｒｅｆとなるような電流指令値Ｉｒｅｆが演算され、電流指令値ＩｒｅｆによりＥＰＳのモータが駆動される。
【0019】
ＥＰＳ操舵系と各種センサの設置例は図４に示すようになっており、コラム軸２にはトーションバー２Ａが備えられている。操向車輪８Ｌ,８Ｒには路面反力Ｆｒ及び路面情報μが作用し、トーションバー２Ａを挟んでコラム軸２のハンドル側には上側角度センサ（角度θ１）が設けられ、トーションバー２Ａを挟んでコラム軸２の操向車輪側には下側角度センサ（角度θ２）が設けられている。操舵角θｈはコラム軸２の上部に設けられた舵角センサで検出され、上側角度センサの角度θ１及び下側角度センサの角度θ２の偏差から、下記数１及び数２によってトーションバー捩れ角Δθ及びトーションバートルクＴｔを求めることができる。なお、Ｋｔはトーションバー２Ａのバネ定数である。（数１）
θ１−θ２＝Δθ
（数２）
Ｋｔ・Δθ＝Ｋｔ・（θ１−θ２）＝Ｔｔ
なお、トーションバートルクＴｔは、例えば特開２００８−２１６１７２号公報で示されるトルクセンサを用いて検出することができる。
【0020】
このような構成において、本発明の動作例を図５のフローチャートを参照して説明する。
【0021】
先ず、操舵角θｈ、車速Ｖｓ、操舵トルクＴｓ、モータ角度θｍ及び電流指令値Ｉｒｅｆが目標操舵トルク生成部１２０に入力され（ステップＳ１）、目標操舵トルク生成部１２０は目標操舵トルクＴｒｅｆを生成する（ステップＳ１０）。目標操舵トルクＴｒｅｆは変換部１０１に入力され、変換部１０１でバネ定数Ｋｔの逆数“１／Ｋｔ”を乗算されて目標捩れ角Δθｒｅｆに変換される（ステップＳ３０）。変換部１０１からの目標捩れ角Δθｒｅｆ、ＥＰＳプラント１００からの捩れ角Δθ（必要に応じてモータ角速度ωｍ）がそれぞれ捩れ角制御部１５０に入力され（ステップＳ３１）、捩れ角制御部１５０は捩れ角制御により、捩れ角Δθが目標捩れ角Δθｒｅｆに追従するような電流指令値Ｉｒｅｆを演算し（ステップＳ４０）、電流指令値Ｉｒｅｆに基づいてモータを駆動し、電流制御が実施される（ステップＳ６０）。
【0022】
なお、図５におけるデータの入力順番は適宜変更可能である。
【0023】
図６は目標操舵トルク生成部１２０の構成例を示しており、操舵角θｈは基本マップ１２１及び微分部１２２に入力されると共に、後述するヒステリシス補正部１３１、切増し／切戻し判定部１３０及びＳＡＴ情報補正部１４０に入力される。基本マップ１２１は、図７に示すような構成であり、操舵角θｈは車速Ｖｓをパラメータとするマップ１２１Ａに入力されると共に、符号部１２１Ｂに入力される。マップ１２１Ａからは車速Ｖｓをパラメータとするトルク信号Ｔｒｅｆａが出力され、符号部１２１Ｂからは判定された正又は負の符号ＳＧＮが出力される。トルク信号Ｔｒｅｆａは乗算部１２１Ｃで符号ＳＧＮと乗算され、乗算結果であるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａが出力される。図７では操舵角θｈの絶対値｜θｈ｜でマップを構成しているが、正負の符号を判定し、符号を乗算した操舵角θｈに応じてトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａを出力するようにしても良い。トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａは加算部１２３に入力される。
【0024】
また、微分部１２２からは、操舵角θｈを微分して得られる舵角速度ωｈが出力され、舵角速度ωｈは乗算部１２５に入力される。乗算部１２５には車速感応ダンパゲインマップ１２４から車速感応ダンパゲインＤＧが入力されており、乗算結果（＝ＤＧ・ωｈ）であるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｂは加算部１２６に入力される。車速感応ダンパゲインＤＧは車速感応ダンパゲインマップ１２４から車速Ｖｓに応じて出力され、例えば図８に示すように、車速Ｖｓが高くなるに従って徐々に大きくなり、高い高速域では変化が少なくなる特性である。
【0025】
切増し／切戻し判定部１３０は例えば図９に示すように、操舵角θｈ及びモータ角速度ωの正負関係で切増し／切戻し操舵の判定を行い、判定結果である操舵状態ＳＴｓをヒステリシス補正部１３１に入力する。また、特開２００３−１７０８５６号公報で示されるように、操舵トルクＴｓの符号と操舵トルク変化率の符号とが同一で、かつ操舵トルク変化率の絶対値が所定値以上のときに切増しと判定し、操舵トルクＴｓの符号と操舵トルク変化率の符号とが異符号で、かつ操舵トルク変化率の絶対値が所定値以上のときに切戻しと判定するようにしても良い。更に、操舵トルクＴｓとモータ速度の符号が同一の場合に切増しと判定し、異符号の場合に切戻しと判定するようにしても良い。
【0026】
ヒステリシス補正部１３１には操舵状態ＳＴｓ及び操舵角θｈが入力されており、ヒステリシス補正部１３１は操舵角θｈ及び操舵状態ＳＴｓに基づき、下記数３に従ってトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃを演算する。ただし、ｘ＝θｈ、ｙ＝Ｔｒｅｆ＿ｃとしている。トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃは加算部１２７に入力される。
【0027】
【数3】
【0028】
【数4】
【0029】
また、目標操舵トルク生成部１２０内のＳＡＴ情報補正部１４０には、操舵角θｈ、車速Ｖｓ、電流指令値Ｉｒｅｆ、操舵トルクＴｓ及びモータ角度θｍが入力され、その構成例（実施例１）は図１１に示すようになっている。即ち、ＳＡＴ情報補正部１４０は大きく分けて、ＳＡＴ基準値演算部１４１とＳＡＴ推定部１４６とで構成され、ＳＡＴ基準値演算部１４１で演算されたＳＡＴ基準値 SAT_baseと、ＳＡＴ推定部１４６で推定されたＳＡＴ推定値SATesの位相補償後の補償後ＳＡＴ推定値SATescとの偏差である差分ＳＡＴ値ΔSAT（＝SAT_base - SATesc）を減算部１４２で求め、差分ＳＡＴ値ΔSATを不感帯処理部１４３、車速感応ゲイン部１４４及びリミッタ１４５を経て出力処理し、ＳＡＴ補正トルクＴｒｅｆ＿ｄを出力する。
【0030】
ＳＡＴ基準値演算部１４１は、車速Ｖｓ及び操舵角θｈに応じたＳＡＴ基準値SAT_baseを演算する。ＳＡＴ基準値演算部１４１の構成例は図１２であり、操舵角θｈは絶対値部１４１Ａで絶対値化され、操舵角絶対値｜θｈ｜は車速感応のＳＡＴ基準マップ出力部１４１Ｂに入力され、ＳＡＴ基準マップ出力部１４１Ｂから出力される車速Ｖｓに応じたＳＡＴ基準マップ出力は乗算部１４１Ｄに入力される。また、操舵角θｈは符号部１４１Ｃに入力され、判定された正負の符号ＳＮが乗算部１４１Ｄに入力され、ＳＡＴ基準マップ出力に符号ＳＮを乗算されたＳＡＴ基準値SAT_baseが出力される。なお、車両が通常路面で駆動した場合の操舵角θｈとＳＡＴ検出値を基に、ＳＡＴ基準マップ出力部１４１Ｂを予め設定しても良い。
【0031】
ＳＡＴ推定部１４６は、電流指令値Ｉｒｅｆを基にコラム軸換算したモータ発生トルクＴＭを求める換算部１４６Ａと、モータ角度θｍを基にコラム軸換算した角速度ωＭを演算する角速度演算部１４６Ｊと、モータ発生トルクＴＭと操舵トルクＴｓを加算する加算部１４６Ｂと、角速度ωＭから角加速度αＭを演算する角加速度演算部１４６Ｃと、角加速度αＭにモータのイナーシャＪを乗算する乗算部１４６Ｄと、加算部１４６Ｂの加算結果から、イナーシャＪの乗算値（＝Ｊ・αＭ）を減算する減算部１４６Ｅと、角速度ωＭの符号sign(ωＭ)を判定する符号部１４６Ｆと、符号sign(ωＭ)に摩擦（静摩擦）Ｆｒを乗算する乗算部１４６Ｇと、角速度ωＭにダンパ係数ＤＭを乗算する乗算部１４６Ｋと、減算部１４６Ｈとで構成されている。モータ角度θｍに代えてコラム軸角度を入力し、角速度ωＭを求めても良い。モータ角度θｍ及びコラム軸角度を操舵位置情報とする。このような構成のＳＡＴ推定部１４６は、下記数５に従ってＳＡＴ推定値SATesを推定して出力する。即ち、運転者がハンドルを操舵することによって操舵トルクＴｓが発生し、その操舵トルクＴｓに従ってモータがモータ発生トルクＴＭを発生する。その結果、車輪が転舵され、反力としてＳＡＴが発生する。その際、モータのイナーシャＪ及び摩擦Ｆｒによってハンドル操舵の抵抗となるトルクが生じるので、これらの力の釣り合いを考えると、下記数５が成立する。
【0032】
【数5】
【0033】
【数6】
【0034】
【数7】
【0035】
位相補償フィルタ１４７で位相補償処理を施された補償後ＳＡＴ推定値SATescは減算部１４２に入力され、ＳＡＴ基準値SAT_baseとの差分ＳＡＴ値ΔSATが算出され、差分ＳＡＴ値ΔSATは不感帯処理部１４３に入力される。ＳＡＴ基準値SAT_baseと補償後ＳＡＴ推定値SATescの値が近い場合には、差分ＳＡＴ値ΔSATの値が“０”近傍で小さいため、ＳＡＴ補正トルクＴref_dとして反映させる必要はない。そのため、不感帯処理部１４３を設けることにより、差分ＳＡＴ値ΔSATが“０”近傍の際には、“０”出力となるように処理する。不感帯処理部１４３の特性は、例えば図１３（Ａ）に示すように“＋ΔSAT1”〜“−ΔSAT1”の範囲で出力ＳＡＴａを“０”とする。不感帯処理部１４３の他の例として、図１３（Ｂ）のように湾曲部を持たせた特性とすることで連続的なフィーリングにすることもできる。また、“０”近傍から徐々に立ち上がらせ、更に大きくなるに従って徐々に飽和するような特性でも良い。
【0036】
不感帯処理部１４３から出力されたトルク信号ＳＡＴａは車速Ｖｓに感応する車速感応ゲイン部１４４に入力され、例えば図１４に示すような、高速時の感度が高くなる特性のゲインＧｖを乗算される。即ち、図１４の例では、車速５０ｋｍ／ｈまではゲインＧｖ＝０．７で一定であり、車速５０ｋｍ／ｈ〜７０ｋｍ／ｈで線形に増加し、車速７０ｋｍ／ｈ以上ではゲインＧｖ＝１．０で一定となっている。なお、非線形で増加する特性でも良い。
【0037】
ゲインＧｖを乗算された車速感応ゲイン部１４４からのトルク信号ＳＡＴｂはリミッタ１４５に入力され、上下限値を制限されたＳＡＴ補正トルクＴref_dが出力される。
【0039】
先ず、操舵角θｈ、車速Ｖｓ、電流指令値Ｉｒｅｆ、操舵トルクＴｓ、モータ角度θｍ、モータ角速度ωｍが入力され（ステップＳ１１）、基本マップ１２１は図１２の構成及び特性に従い、操舵角θｈ及び車速Ｖｓに応じたトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａを生成して出力し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａを加算部１２３に加算する（ステップＳ１２）。操舵角θｈは微分部１２２及びヒステリシス補正部１３１にも入力され、微分部１２２は操舵角θｈを微分して舵角速度ωｈを出力し（ステップＳ１３）、車速感応ダンパゲインマップ１２４は車速Ｖｓに応じた車速感応ダンパゲインＤＧを出力し（ステップＳ１４）、乗算部１２５は舵角速度ωｈ及び車速感応ダンパゲインＤＧを乗算してトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｂを演算し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｂを加算部１２６に入力する（ステップＳ１５）。
【0040】
また、切増し／切戻し判定部１３０は操舵の切増し／切戻しを図９の特性に従って判定し、判定結果である操舵状態ＳＴｓをヒステリシス補正部１３１に入力する（ステップＳ１６）。ヒステリシス補正部１３１は操舵角θｈ及び操舵状態ＳＴｓに応じて数３及び数４の演算を行ってヒステリシス補正を実施し（ステップＳ１７）、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃを生成する（ステップＳ１８）。トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃは加算部１２７に入力される。更に、ＳＡＴ情報補正部１４０は操舵角θｈ、車速Ｖｓ、電流指令値Ｉｒｅｆ、操舵トルクＴｓ及びモータ角度θｍを入力し、後述する方法でＳＡＴ補正トルクＴｒｅｆ＿ｄを算出する（ステップＳ２０）。
【0041】
上述のようにして得られたトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｂ、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃ及びＳＡＴ補正トルクＴｒｅｆ＿ｄは、出力部を構成する加算部１２３、１２６及び１２７で加算され（ステップＳ１８）、加算結果である目標操舵トルクＴｒｅｆが出力される（ステップＳ１９）。即ち、ＳＡＴ補正トルクＴｒｅｆ＿ｄとトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃが加算部１２７で加算され、その加算結果にトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｂが加算部１２６で加算され、その加算結果にトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａが加算部１２３で加算され、その加算結果が目標操舵トルクＴｒｅｆとして出力される。
【0042】
なお、図１５のデータ入力及び演算等の順番は適宜変更可能である。また、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｂ及びトルク信号トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃによる目標操舵トルクの修正は必ずしも必要ではなく、適宜採用して良い。
【0044】
先ず、操舵角θｈ、車速Ｖｓ、電流指令値Ｉｒｅｆ、操舵トルクＴｓ、モータ角度θｍが入力され（ステップＳ２１）、ＳＡＴ基準値演算部１４１は図１２に示す構成及び動作に従ってＳＡＴ基準値SAT_baseを演算し、減算部１４２に加算入力する（ステップＳ２２）。ＳＡＴ推定部１４６は電流指令値Ｉｒｅｆ、操舵トルクＴｓ、モータ角度θｍに基づいて前記数５に従ってＳＡＴ推定値SATesを推定し、位相補償フィルタ１４７に入力する（ステップＳ２３）。位相補償フィルタ１４７で数６に従って位相補償された補償後ＳＡＴ推定値SATescは、減算部１４２に減算入力される（ステップＳ２４）。
【0045】
減算部１４２でＳＡＴ基準値SAT_baseと補償後ＳＡＴ推定値SATescの差分ＳＡＴ値ΔSATが演算され（ステップＳ２５）、差分ＳＡＴ値ΔSATは不感帯処理部１４３に入力され、図１３（Ａ）又は図１３（Ｂ）の特性に従って不感帯処理される（ステップＳ２６）。不感帯処理されたトルク信号STAaは車速感応ゲイン部１４４でゲインＧｖを乗算され（ステップＳ２７）、その後リミッタ１４５で上下限値を制限され（ステップＳ２８）、上下限値を制限されたＳＡＴ補正トルクSAT_dが出力される（ステップＳ２９）。
【0046】
次に、捩れ角制御部１５０について説明する。
【0047】
図１７は捩れ角制御部１５０の構成例を示すブロック図であり、目標捩れ角Δθｒｅｆと捩れ角Δθの角度偏差Δθ０が減算部１５１で算出され、角度偏差Δθ０は補償値ＣＦＢ（伝達関数）の捩れ角フィードバック（ＦＢ）補償部１５２に入力される。捩れ角ＦＢ補償部１５２は角度偏差Δθ０に対し補償値ＣＦＢ（伝達関数）を乗算し、目標捩れ角Δθｒｅｆに捩れ角Δθが追従するような目標コラム角速度ωｒｅｆｔを出力する。目標コラム角速度ωｒｅｆは、Ｉ−Ｐ制御（比例先行型ＰＩ制御）の速度制御部１５０に入力される。
【0048】
また、捩れ角Δθは微分部１５３に入力されて微分され、微分により得られたコラム角速度ωｃが速度制御部１５４に入力される。速度制御部１５４は、目標コラム角速度ωｒｅｆｔとコラム角速度ωｃの速度偏差Δωｔを求める減算部１５４Ａと、速度偏差Δωｔを積分処理（Ｋｖｉ／ｓ）する積分部１５４Ｂと、コラム角速度ωｃを比例処理（Ｋｖｐ）する比例部１５４Ｄと、積分部１５４Ｂの出力及び比例部１５４Ｄの出力の偏差である電流指令値Ｉｒｅｆｖを求める減算部１５４Ｃとで構成されている。Ｐ−Ｉ制御の速度制御部１５４は、目標コラム角速度ωｒｅｆｔにコラム角速度ωｃが追従するような電流指令値Ｉｒｅｆｖを算出する。速度制御部１５４の後段にリミッタ１５５が設けられており、電流指令値Ｉｒｅｖの上下限値を制限された電流指令値Ｉｒｅｆが出力される。
【0049】
なお、コラム角速度ωｃは図１８のように、モータ角速度ωｍに減速機構である減速比部１５６の減速比“１／Ｎ”を乗算する構成で、求めるようにしても良い。
【0051】
先ず目標捩れ角Δθｒｅｆ及び捩れ角Δθが入力され（ステップＳ３１）、減算部１５１で角度偏差Δθ０が算出される（ステップＳ４２）。角度偏差Δθ０は捩れ角ＦＢ補償部１５２に入力されて補償され（ステップＳ４３）、補償された目標コラム角速度ωｒｅｆｔが減算部１５４Ａに入力される。また、捩れ角Δθは微分部１５３に入力されてコラム角速度ωｃが演算され、コラム角速度ωｃは減算部１５４Ａ及び比例部１５４Ｄに入力される（ステップＳ４４）。減算部１５４Ａで速度偏差Δωｔが算出され（ステップＳ４５）、速度偏差Δωｔが積分部１５４Ｂで積分処理されて減算部１５４Ｃに加算入力される（ステップＳ４６）。コラム角速度ωｃを比例処理した比例部１５４Ｄからの比例出力は、減算部１５４Ｃに減算入力され（ステップＳ４７）、減算部１５４Ｃで電流指令値Ｉｒｅｆｖが演算される（ステップＳ４８）。速度制御部１５４からの電流指令値Ｉｒｅｆｖはリミッタ１５５で上下限値を制限され、電流指令値Ｉｒｅｆが出力される（ステップＳ４９）。
【0052】
捩れ角制御部１５０の構成が図１８の場合の動作例は図２０のフローチャートであり、目標捩れ角Δθｒｅｆ及び捩れ角Δθに加えてモータ角速度ωｍが入力される点（ステップＳ３１Ａ）、微分処理（ステップＳ４４）に代えてコラム角速度ωｃが演算される点（ステップＳ４４Ａ）が、図１９のフローチャートと相違し、他は同一である。
【0053】
捩れ角制御部１５０は捩れ角ＦＢ補償部１５２と速度制御部１５４があれば、基本的には目標捩れ角Δθｒｅｆに捩れ角Δθを追従させ、所望の操舵トルクを実現することが可能である。例えば、捩れ角ＦＢ補償値ＣＦＢは単純なゲインＫｐｐでも機能するし、ＰＩ制御などの一般的な補償器などでも良い。
【0054】
通常路面走行時の操舵角θｈの小さい範囲においては、ＳＡＴ推定値SATesは図２１に示すようにＳＡＴ基準値SAT_baseとほぼ同一の値である。従って、ＳＡＴ補正トルクTref_dの値としては“０”に近い値となる。これに対して、低μ路面を走行し、操舵角θｈが比較的大きくなった際には、ＳＡＴ推定値SATesの値は、通常路面を走行している値に対して小さい値になることから、ＳＡＴ補正トルクTref_dの値としては、正の値が発生する。このため、加算されるＳＡＴ補正トルクTref_dの影響により、目標操舵トルクＴｒｅｆが大きい値になることで、実際に発生する操舵トルクの値は、図２２に示すように通常路面を走行している値よりも大きい値になる。これにより、路面を滑った際に、運転者へ操舵トルクとして伝えることができる。つまり、上述の実施例１の形態によれば、低μ路走行時やタイヤが滑った際に、重い操舵を実現できる。
【0055】
上述の実施例１の形態では、低μ路走行時やタイヤが滑った際に、重い操舵としているが、軽い操舵とする場合には、補償後ＳＡＴ推定値SATescからＳＡＴ基準値SAT_baseを減算するか、若しくは差分ＳＡＴ値ΔＳＡＴ（= SAT_base - SATesc）に負のゲインを乗算すれば良い。
【0056】
補償後ＳＡＴ推定値SATescからＳＡＴ基準値SAT_baseを減算する実施例２の構成例を、図１１に対応させて図２３に示す。この実施例２では、減算部１４２Ａで補償後ＳＡＴ推定値SATescからＳＡＴ基準値SAT_baseを減算することで、目標操舵トルクＴｒｅｆが小さい値になる。これにより、実際に発生する操舵トルクの値は、通常路面を走行している値よりも小さい値になる。これにより、路面を滑った際に、運転者へ操舵トルクとして伝えることができる。つまり、実施例２の形態では、低μ路走行時やタイヤが滑った際に、軽い操舵を実現できる。
【0057】
また、差分ＳＡＴ値ΔＳＡＴ（= SAT_base - SATesc）に負のゲイン（例えば“-1.0”）を乗算するゲイン部１４９を設けた実施例３の構成例を、図１１に対応させて図２４に示す。ゲイン部１４９のゲインは負であれば良く、”-0.8”などでも良い。差分ＳＡＴ値ΔSATを負の値にすることにより、目標操舵トルクＴｒｅｆが小さい値になることで、実際に発生する操舵トルクの値は、通常路面を走行している値よりも小さい値になる。これにより、路面を滑った際に、運転者へ操舵トルクとして伝えることができる。つまり、実施例３の形態では、低μ路走行時やタイヤが滑った際に軽い操舵を実現でき、路面状態に応じた操舵感を得ることができる。
【0058】
上述のように実施例２及び３の形態では、低μ路走行時やタイヤが滑った際に軽い操舵を実現できるが、軽いままであると、運転者が過度に操作し、スピンなどの不安定な状態になる可能性がある。このため、オフセット又はゲインによって、操舵トルクの軽めと重めを調整することが考えられる。
【0059】
図２５は、オフセット量で操舵トルクを調整するオフセット調整部１４８Ａを設けた実施例４を図１１に対応させて示しており、オフセット調整部１４８Ａの構成例は図２６である。即ち、ＳＡＴ基準値SAT_baseと補償後ＳＡＴ推定値SATescの差分ＳＡＴ値ΔSATは減算部１４８Ａ−１に入力され、操舵角θｈは、オフセット量ＳＦを設定するオフセット設定部１４８Ａ−２、符号の正負ＳＮｈを判定する符号部１４８Ａ−３と、出力（調整後差分ＳＡＴ値SATa）の上下限値を設定する上下限設定部１４８Ａ−５に入力される。オフセット設定部１４８Ａ−２からのオフセット量ＳＦは、符号部１４８Ａ−３で判定された符号ＳＮｈと乗算部１４８Ａ−４で乗算され、乗算結果ＳＦ・ＳＮｈが減算部１４８Ａ−１に入力される。減算部１４８Ａ−１で、差分ＳＡＴ値ΔSATから乗算結果ＳＦ・ＳＮｈが減算され、その減算結果ΔSAT０がリミッタ１４８Ａ−６に入力される。リミッタ１４８Ａ−６から、上下限設定部１４８Ａ−５で設定された上下限値に制限された調整後差分ＳＡＴ値SATaが出力される。
【0060】
滑り角（操舵角θｈ）に対するオフセット量ＳＦは、例えば図２７に示すように設定される。このような特性であると、操舵角θｈ小さいときに大きくオフセット量ＳＦが与えられるため、操舵角θｈが０付近で不連続となってしまう。これを防ぐために、操舵角θｈが０のときに、上下限値が０で、操舵角θｈが大きくなるにつれて絶対値が大きくなる上下限値を、上下限設定部１４８Ａ−５で設定する。
【0061】
次に、ゲインによって操舵トルクの軽めと重めを調整する実施例５を、図２８に示して説明する。図２８は図１１に対応しており、差分ＳＡＴ値ΔSATをゲイン倍するゲイン調整部１４８Ｂが設けられており、ゲイン調整部１４８Ｂの構成例は図２９である。即ち、ＳＡＴ基準値SAT_baseと補償後ＳＡＴ推定値SATescの差分ＳＡＴ値ΔSATは乗算部１４８Ｂ−７に入力され、操舵角θｈは、絶対値化部１４８Ｂ−２と出力（調整後差分ＳＡＴ値SATa）の上下限値を設定する上下限設定部１４８Ｂ−５に入力される。絶対値化部１４８Ｂ−２からの操舵角絶対値｜θｈ｜は、ゲインＳＧを設定するゲイン設定部１４８Ｂ−３に入力される。ゲイン設定部１４８Ｂ−３からのゲインＳＧは乗算部１４８Ｂ−７に入力される。乗算部１４８Ｂ−７で、差分ＳＡＴ値ΔSATとゲインＳＧが乗算され、その乗算結果ΔSATｇがリミッタ１４８Ｂ−６に入力される。リミッタ１４８Ｂ−６から、上下限設定部１４８Ｂ−５で設定された上下限値に制限された調整後差分ＳＡＴ値SATaが出力される。
【0062】
操舵角θｈに対するゲインＳＧは、例えば図２７に示すように設定される。
【0063】
上述の実施例４及び５では、図１１で示す実施例１にオフセット調整又はゲイン調整する例を適用しているが、図２３及び図２４に示す実施例２及び実施例３に適用することも可能である。この場合には、オフセット及びゲインの極性を反転させることになる。また、上述ではオフセット調整とゲイン調整とを別々に実施する例で説明しているが、両者を組み合わせて調整するようにしても良い。
【0064】
オフセット調整又はゲイン調整することにより、図３０に示すような効果が得られた。図３０の特性Ａは、摩擦係数が”0.8”のときのＳＡＴ基準値であり、特性Ｂは、ＳＡＴ基準値と摩擦係数が”0.8”より小さいときのＳＡＴ値との差分を示している。また、特性Ｃはオフセット調整後の調整後差分ＳＡＴ値であり、特性Ｄはゲイン調整後の調整後差分ＳＡＴ値である。操舵を重くする実施例において、特性Ｂの差分から目標トルクを求めると重いままとなり、路面摩擦が低いにも拘わらず重くなり、運転者としては不都合である。しかし、オフセット調整（特性Ｃ）やゲイン調整（特性Ｄ）で差分Ｂよりも小さい値（最適には負側）に補正されると、操舵トルクを軽くすることできる。舵角が大きくなり、差分が大きくなったところでは操舵トルクが重くなり、過度の切増しが抑制され、車両の安定性を確保することができる。
【0065】
オフセット設定部１４８Ａ−２のオフセット量ＳＦ又はゲイン設定部１４８Ｂ−３のゲインＳＧの特性は、図２７に示したように操舵角θｈに応じて設定する。他の実施形態として、車速Ｖｓをパラメータとして複数のオフセット量ＳＦ又は複数のゲインＳＧを予め用意し、車速Ｖｓと操舵角θｈに応じて求める構成としても良い。このようにすることで、車速Ｖｓによって変化するＳＡＴ基準値及びＳＡＴ推定値に対して、適切なオフセット量ＳＦ又はゲインＳＧを求めることができ、運転者に適切な操舵トルクを与えることが可能となる。
【0066】
なお、操舵角θｈは、トーションバー２Ａの下側角度のコラム角θｃ（下側角度センサθ２）を入力し、算出するようにしても良い。即ち、捩れ角Δθ、操舵角θｈ及びコラム角θｃの関係は、数８となる。（数８）
Δθ＝θｃ−θｈ
数８を操舵角θｈについて変形すると、数９となる。
（数９）
θｈ＝θｃ−Δθ
よって、捩れ角Δθ及びコラムθｃを減算部に入力し、減算部で数９を演算することによって操舵角θｈを得ることもできる。
【0067】
また、ＳＡＴ補正トルクを目標操舵トルクに加算することによりＳＡＴ補償を行う実施例が実施例１〜５に開示されているが、本発明の実施形態はこれらに限定されるものではない。実施例６に示す要領で、過去のフィードバック電流指令値である過去電流指令値に基づき、ＳＡＴ電流補正値を演算し、ＳＡＴ電流補正値をフィードバック電流指令値に加算することにより、ＳＡＴ補償を行うことができる。図３１は実施例６の基本構成を示すブロック図である。なお、実施例６の説明においては、実施例１〜５と同様の構成に関し、説明を省略する場合がある。運転者のハンドル操舵はＥＰＳプラント（操舵系＋車両系）１００内のモータでアシスト制御される。
【0068】
目標操舵トルク生成部１２０Ｚには、操舵角θｈ、車速Ｖｓ、モータ角速度ωｍ等の車両運転情報が入力され、目標操舵トルクＴｒｅｆを出力する。なお、図３２に示すとおり、目標操舵トルク生成部１２０Ｚは、図６に示す実施例１〜５に記載の目標操舵トルク生成部１２０から、ＳＡＴ情報補正部１４０を除いたものと同様な構成であるため、説明を省略する。なお、目標操舵トルク生成部１２０Ｚで生成された目標操舵トルクＴｒｅｆは、トーションバー２Ａのバネ定数をＫｔとして、“１／Ｋｔ”の特性を有する変換部１０１で目標捩れ角Δθｒｅｆに変換され、目標捩れ角Δθｒｅｆは捩れ角制御部１５０Ｚに入力される。
【0069】
捩れ角制御部１５０Ｚには目標捩れ角Δθｒｅｆ、捩れ角Δθ、コラム角速度ωｃ、過去電流指令値Ｉｒｅｆ’が入力され、捩れ角Δθが目標捩れ角Δθｒｅｆに追従するような電流指令値Ｉｒｅｆが演算される。電流指令値ＩｒｅｆがＥＰＳプラント１００に入力され、電流指令値Ｉｒｅｆに基づき、ＥＰＳのモータが駆動される。また、電流指令値Ｉｒｅｆは、過去値保持部１６０に入力される。過去値保持部１６０は、電流指令値Ｉｒｅｆを、少なくとも1単位の計算周期以上保持し、保持した電流指令値Ｉｒｅｆに基づき、過去電流指令値Ｉｒｅｆ’を決定し、捩れ角制御部１５０Ｚに出力する。
例えば、過去値保持部１６０は、時点ｔｎにおける過去電流指令値として、前回の計算周期である時点ｔｎ−１における電流指令値Ｉｒｅｆを保持し、過去電流指令値Ｉｒｅｆ’として出力することができる。
また例えば、過去値保持部１６０は、過去の複数の計算周期である時点ｔｎ−αからｔｎ−１における電流指令値Ｉｒｅｆを保持し、保持した複数の電流指令値の平均値を、時点ｔｎにおける過去電流指令値として、出力することができる。
【0070】
図３３に実施例６の捩れ角制御部１５０Ｚの構成例を示す。捩れ角制御部１５０Ｚは、追従制御部１５０Ｚ−１、ＳＡＴ電流補償部１５０Ｚ―２、加算部１５０Ｚ−３、及び、上下限リミッタ１５０Ｚ−４を備える。
【0071】
追従制御部１５０Ｚ−１は、目標捩れ角Δθｒｅｆと、捩れ角Δθの差分に基づき、フィードバック電流指令値Ｉｆｃを出力する、いわゆる微分先行型ＰＩ−Ｄ制御器である。上下限リミッタ１５０Ｚ−１１には、目標捩れ角Δθｒｅｆが入力される。上下限リミッタ１５０Ｚ−１１は、目標捩れ角Δθｒｅｆの上下限の制限を行い、上下限が制限された目標捩れ角Δθｒｅｆ’を出力する。
レートリミッタ１５０Ｚ−１２には、上下限が制限された目標捩れ角Δθｒｅｆ’が入力される。レートリミッタ１５０Ｚ−１２は、上下限が制限された目標捩れ角Δθｒｅｆ’の単位時間あたりの変化量の制限を行い、補正後目標捩れ角Δθｒｅｆ“を出力する。
減算部１５０Ｚ−１３で、補正後目標捩れ角Δθｒｅｆ”から捩れ角Δθが減算され、捩れ角偏差Δθｅｒｒが出力される。
捩れ角偏差Δθｅｒｒは、比例制御器１５０Ｚ−１４と、積分制御器１５０Ｚ−１５に入力される。比例制御器１５０Ｚ−１４は、捩れ角偏差Δθｅｒｒに比例した比例制御値Ｉｐを出力する。
また、捩れ角偏差Δθｅｒｒは、積分制御器１５０Ｚ−１５に入力される。積分制御器１５０Ｚ−１５は、捩れ角偏差Δθｅｒｒの時間積分に比例した積分制御値Ｉｉを出力する。なお、時間積分の演算として、いわゆる矩形近似や台形近似を用いた近似積分を用いることができる。
加算部１５０Ｚ−１７は、比例制御値Ｉｐと積分制御値Ｉｉを加算し、ＰＩ制御値Ｉｐｉを出力する。
捩れ角Δθは、微分制御器１５０Ｚ−１６に入力される。微分制御器１５０Ｚ−１６は、捩れ角Δθの時間微分に比例した微分制御値Ｉｄを出力する。なお、時間微分の演算として、完全微分にローパスフィルタ特性を付与した、いわゆる擬似微分を用いることができる。
減算部１５０Ｚ−１８は、ＰＩ制御値Ｉｐｉとから微分制御値Ｉｄを減算し、フィードバック電流指令値Ｉｆｃを出力する。
【0072】
ＳＡＴ電流補償部１５０Ｚ―２は、少なくとも過去のモータ電流指令値である過去電流指令値Ｉｒｅｆ‘に基づき、ＳＡＴ推定値Ｔｓａｔ’を出力するＳＡＴ推定部１５０Ｚ−２１と、ＳＡＴ推定値Ｔｓａｔ’に基づいてＳＡＴ電流補正値Ｉｓａｔを出力するＳＡＴ電流補正値決定部１５０Ｚ−２２とを備える。
【0073】
ＳＡＴ推定部１５０Ｚ−２１は、以下に示す原理に基づき、ＳＡＴ推定値Ｔｓａｔ’を決定し、出力する。コラム軸の回転運動に関する運動方程式は数１０に示す通りである。
【数10】
数１０をラプラス変換し、Ｔｓａｔについて整理したものが数１１である。なお、Ωｃはラプラス変換後のωｃである。ただし、Ｔｃ、Ｔｔ、Ｔｓａｔについては、説明の便宜上、変換後も同じ記号としている。
【数11】
【0074】
数１１において、Ｊｃ、Ｄｃは前述したとおり既知の値である。すなわち、ωｃ、Ｔｔ，Ｔｃを求めることにより、Ｔｓａｔを決定することができる。以下に、ωｃ、Ｔｔ、Ｔｃを決定する方法について説明する。コラム角速度ωｃは、モータ角度θｍに基づき、決定することができる。具体的には、モータ角度θｍを時間微分することにより、モータ角速度ωｍを決定し、モータ角速度ωｍに減速機構３の減速比を乗算することにより、コラム角速度ωｃを決定することができる。
操舵トルクＴｔは、捩れ角Δθと、トーションバー２Aのバネ定数Ktに基づき、決定することができる。具体的には、捩れ角Δθにトーションバー２Ａのバネ定数を乗算することにより、操舵トルクＴｔを決定することができる。
モータ駆動トルクＴｃは、過去電流指令値Ｉｒｅｆ‘に基づき、決定することができる。具体的には、過去電流指令値Ｉｒｅｆ’に所定の係数を乗ずることにより、モータ駆動トルクＴｃを決定することができる。このＴｃの決定方法は、モータ２０が過去電流指令値Ｉｒｅｆに比例したモータ駆動トルクＴｃを出力するとの仮定に基づいている。
上述の要領により、ωｃ、Ｔｔ、Ｔｃを決定することができ、したがって、セルフアライニングトルクＴｓａｔを決定することができる。
なお、過去電流指令値Ｉｒｅｆ‘を用いることに代えて、モータ２０に実際に生じている電流であるモータ電流値Ｉｍを用いてもよい。モータ電流値Ｉｍは、モータ巻線に配置した電流センサにより検出することができる。電流センサとして、モータ巻線に配置したシャント抵抗の両端間電圧を計測する種類の電流センサや、モータ巻線に流れる電流が所持させる磁束密度を計測する種類の電流センサを用いることができる。
【0075】
数１２に示す通り、Ｔｓａｔに対し、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を用いてノイズ低減処理した信号を、ＳＡＴ推定値Ｔｓａｔ’と定義する。ＬＰＦとして1次遅れのＬＰＦを用いることができるが、これに限定されない。なお、Ｔｌｐｆは、ローパスフィルタの時定数である。【数12】
【0076】
図３４（Ａ）と（Ｂ）に、ＳＡＴ推定部１５０Ｚ−２１の変形例を示す。図３４（Ａ）は、図３３のＳＡＴ推定部１５０Ｚ−２１から、コラム角速度ωｃに基づき、ＳＡＴ推定値Ｔｓａｔ’を算出するブロックを削除したものである。これは、数１２から、コラム角速度Ωｃの項を削除し、操舵トルクＴｔ、モータ駆動トルクＴｃに基づき、ＳＡＴ推定値Ｔｓａｔ‘を決定することに相当する。コラム角速度Ωｃに関する演算を省略できるため、制御装置に与える計算負荷を軽減することができる。
また、図３４（Ｂ）は、図３４（Ａ）から、さらに操舵トルクＴｔに基づき、ＳＡＴ推定値Ｔｓａｔ’を算出するブロックを削除したものである。これは、数１２から、コラム角速度Ωｃと操舵トルクＴｔの項を削除し、モータ駆動トルクＴｃに基づき、ＳＡＴ推定値Ｔｓａｔ‘を決定することができる。コラム角速度Ωｃと操舵トルクＴｔに関する演算を省略できるため、制御装置に与える計算負荷を、さらに軽減することができる
【0077】
ＳＡＴ電流補正値決定部１５０Ｚ−２２は、ＳＡＴ推定値Ｔｓａｔ’に基づき、ＳＡＴ電流補正値Ｉｓａｔを決定する。ＳＡＴ推定値Ｔｓａｔ’とＳＡＴ電流補正値Ｉｓａｔとの関係は、図３３のＳＡＴ電流補正値決定部１５０Ｚ−２２に示ように、Ｔｓａｔ‘の絶対値が増加すると、Ｉｓａｔの絶対値が増加するような関係とすることができる。なお、以下の説明において、ＳＡＴ推定値Ｔｓａｔ’とＳＡＴ電流補正値Ｉｓａｔとの関係を、ＳＡＴ補正値特性と説明する場合がある。また、ＳＡＴ補正値特性を、車速により異なった特性とすることができる。例えば、同一のＳＡＴ推定値に対して、車速が第１の車速である場合のＳＡＴ電流補正値の絶対値に比べ、前記車速が第1の車速よりも大きい第２の車速である場合のＳＡＴ電流補正値の絶対値が、大きくなるようなＳＡＴ補正値特性とすることができる。
なお、ＳＡＴ補正値特性を設定する方法は、図３３のＳＡＴ電流補正値決定部１５０Ｚ−２２に示すようなマップとして設定することに限られない。例えば、任意のＳＡＴ推定値Ｔｓａｔ’に対するＳＡＴ電流補正値Ｉｓａｔに関係を記憶する、いわゆるルックアップテーブルとして設定してもよい。また、例えば任意のＳＡＴ推定値Ｔｓａｔ’に対するＳＡＴ電流補正値Ｉｓａｔの関数として設定してもよい。要するに、ＳＡＴ電流補正値決定部１５０Ｚ−２２は、任意のＳＡＴ推定値Ｔｓａｔ‘に対して、ＳＡＴ電流補正値Ｉｓａｔが決定できるような構成であれば良い。
【0078】
加算器１５０Ｚ−３は、減算部１５０Ｚ−１８から入力されるフィードバック電流指令値Ｉｆｃと、ＳＡＴ電流補正値決定部１５０Ｚ−２２から入力されるＳＡＴ電流補正値Ｉｓａｔを加算し、上下限リミッタ１５０Ｚ−４に出力する。上下限リミッタ１５０Ｚ−１４は、加算器１５０Ｚ−３から出力される信号の上下限の制限を行い、電流指令値Ｉｒｅｆを出力する。なお、上下限リミッタ１５０Ｚ−４を省略してもよい。
【0079】
また、基本マップ１２１及びヒステリシス補正部１３１は車速Ｖｓに感応したものでも良く、基本マップ１２１の後段若しくは前段に位相補償部を挿入してもよい。捩れ角制御部１５０の電流指令値Ｉｒｅｆに従来のアシスト制御の電流指令値、或いはＳＡＴ推定値の電流指令値、或いはハンドル振動抑制のための電流指令値を加算しても良い。
【0080】
更に、上述の実施形態では速度制御部をＩ−Ｐ制御（比例先行型ＰＩ制御）で構成しているが、ＰＩ制御、Ｐ制御、ＰＩＤ制御、ＰＩ−Ｄ制御、モデルマッチング制御、モデル規範制御などの一般的に用いられるものでも良い。
【0081】
上述の実施形態では、舵角速度は、操舵角θｈに対する微分演算により求めているが、高域のノイズの影響を低減するために適度にＬＰＦ処理を実施している。また、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）とゲインにより、微分演算とＬＰＦの処理を実施しても良い。
【0082】
更にまた、本発明をステアバイワイヤに適用する場合には、操舵角又は転舵角に基づいてＳＡＴ基準値を演算したり、転舵角モータに対する電流指定値を用いてＳＡＴ推定値を推定したりすることができる。この場合、操舵トルク（ステアバイワイヤの場合は反力トルク）を推定に用いない。
【符号の説明】
【0083】
１ ハンドル２ コラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）
３ 減速機構
１０ トルクセンサ
１２ 車速センサ
１４ 舵角センサ
２０ モータ
３０ コントロールユニット（ＥＣＵ）
１００ ＥＰＳプラント
１０１ 変換部
１２０ 目標操舵トルク生成部
１２１ 基本マップ
１２４ 車速感応ダンパゲインマップ
１３０ 切増し／切戻し判定部
１３１ ヒステリシス補正部
１４０ ＳＡＴ情報補正部
１４１ ＳＡＴ基準値演算部
１４３ 不感帯処理部
１４４ 車速感応ゲイン部
１４５ リミッタ
１４６ ＳＡＴ推定部
１４８Ａ オフセット調整部
１４８Ｂ ゲイン調整部
１５０ 捩れ角制御部
１５２ 捩れ角フィードバック（ＦＢ）補償部
１５４ 速度制御部