JP2001233231A - 電動式パワーステアリング制御装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の電動式パワーステアリング制御装置で
は、タイヤの路面反力トルクが小さい範囲で操舵する場
合には、ドライバがハンドルを戻す方向にトルクを加え
る必要があった。 【解決手段】 操舵トルク検出器１によって検出された
運転者の操舵トルクとモータ加速度検出器５によって検
出されたモータ加速度とモータ電流検出器１１によって
検出されたモータ電流から第一の路面反力トルクを推定
し、操舵角センサによって検出された操舵角と車速検出
器１４によって検出された車速から第二の路面反力トル
クを推定し、さらに、路面反力トルクから第一のハンド
ル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トル
ク信号を演算して、演算結果により、ハンドルを原点復
帰させる方向にモータ１０のトルクを制御するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、モータにより、
運転者による操舵トルクを補助するトルクを発生させ、
ステアリング系の操舵力を補助する自動車用の電動式パ
ワーステアリング制御装置及びその制御方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図１３は、例えば、特開平７−１８６９
９４号公報に記載された従来の電動式パワーステアリン
グ制御装置の構成を示すブロック図である。図１３にお
いて、１は運転者が操舵した場合の操舵トルクを検出す
る操舵トルク検出器、２は操舵トルク検出器１の出力に
基づいて補助トルク信号を演算する操舵トルク制御器、
３はモータ速度を検出するモータ速度検出器、４はモー
タ速度検出器３によって検出されたモータ速度に基づい
てダンピング補償信号を演算するダンピング補償器、５
はモータ速度検出器３の出力を用いてモータ加速度を検
出するモータ加速度検出器、６はモータ加速度検出器５
によって検出されたモータ加速度に基づいて慣性補償信
号を演算する慣性補償器である。７は操舵トルク検出器
１の出力とモータ速度検出器３の出力の向きが同一であ
るか否かを判定する判定器で、判定結果を操舵トルク制
御器２、ダンピング補償器４及び慣性補償器６にそれぞ
れ出力する。８は補助トルク信号、ダンピング補償信号
及び慣性補償信号の和を演算する第一の加算器、９は第
一の加算器８によって演算される補助トルク信号、ダン
ピング補償信号及び慣性補償信号の和である目標トルク
から目標電流信号を演算するモータ電流決定器、１０は
モータで、印加された電圧に応じたモータ電流値が生
じ、モータ電流値に略比例関係にある補助トルクを発生
してステアリング機構を駆動する。１１はモータ１０の
電流値を検出するモータ電流検出器、１２はモータ電流
決定器９の出力である目標電流信号とモータ電流検出器
１１によって検出されたモータ電流値との差を求める第
二の加算器である。１３はモータ電流決定器９で演算さ
れた目標電流信号とモータ電流検出器１１によって検出
されたモータ電流値との誤差に基づいてモータ１０に印
加する電圧を決定し、モータ１０に決定した電圧を印加
するモータ駆動器である。また、１４は車速を検出する
とともに、検出された車速信号を操舵トルク制御器２、
ダンピング補償器４及び慣性補償器６に出力する車速検
出器である。

【０００３】次に、このように構成された従来の電動式
パワーステアリング制御装置の動作について説明する。
自動車の運転者がハンドルを操舵すると、その時の操舵
トルクは操舵トルク検出器１で測定され、操舵トルク制
御器２に出力される。操舵トルク制御器２では、操舵ト
ルク検出器１の出力信号に略比例関係にある補助トルク
信号を演算し、この補助トルク信号に基づいてモータ１
０を駆動して運転者の操舵トルクをアシストすることに
より、運転者による操舵トルクを軽減する。

【０００４】このとき、判定器７では、操舵トルク検出
器１の出力と、モータ速度検出器３の出力の向きが同一
であるか否かを判定し、同一であればダンピング補償器
４及び慣性補償器６は動作させず、操舵トルク制御器２
のみを動作させる。操舵トルク制御器２は、操舵トルク
検出器１の出力と車速検出器１４からの車速信号とに応
じて補助トルク信号を決定する。ここで決定された補助
トルク信号に基づいて目標トルクが定められ、モータ電
流決定器９によりモータ駆動電流が定められる。また、
同一でない場合には、操舵トルク制御器２は動作させ
ず、ダンピング補償器４と慣性補償器６を動作させる。
ダンピング補償器４と慣性補償器６との出力に基づいて
目標トルクが定められるとともに、モータ電流決定器９
によりモータ駆動電流が定められる。なお、このとき、
車速が低速の場合には、目標トルクの方向がモータ回転
方向と同一方向となるように、また車速が高速の場合
は、モータ回転方向と逆方向となるようにしている。し
たがって、ドライバがハンドルを切り込んでいる場合に
は、操舵に必要なトルクを軽減するように運転者の操舵
トルクをアシストする。また、ドライバがハンドルを戻
している場合には、車速が低速である時はハンドルが原
点に戻るのを補助し、車速が高速である時はハンドルが
過度な運転速度で戻ろうとするのを防止するようにモー
タ１０が制御される。

【０００５】ドライバは、一般に、道路の湾曲部や交差
点を曲がる際に操舵し、その後直線走行に復帰する際
に、タイヤの路面反力トルクによるハンドルの自発的な
戻り力を利用してハンドルを戻すことを行う。しかしな
がら、車速が低速時や高速時の微小操舵時にはタイヤの
路面反力トルクが弱いため、路面反力トルクがステアリ
ング機構内の摩擦トルク以下となってしまい、直線復帰
時にハンドルが戻らない場合が多い。したがって、この
場合には、ドライバがハンドルにトルクを加えてハンド
ルを戻さなければならず、そのため操舵フィーリングが
低下してしまうといった問題点があった。これに対し
て、従来の技術では、車速が低速時に、操舵トルク検出
器１の出力とモータ速度検出器３の出力とが同一である
か否かを判定し、異なる場合には、モータ回転方向と同
一方向にモータ１０を回転させるようにモータ駆動電流
を定めることにより、低速におけるハンドル戻り性を向
上させている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では、低速で交差点を曲がる場合や、高速で緩い道
路の湾曲部を曲がる場合のように、タイヤの路面反力ト
ルクが小さい範囲で操舵した場合には、ドライバがハン
ドルを戻す方向にトルクを加えない限り、ハンドルは止
まっており、モータ１０は回転しない。この際、判定器
７では、操舵トルク検出器１の出力とモータ速度検出器
３の出力の向きが同一であるか否かを判定することがで
きないので、モータ回転方向と同一方向にモータを回転
させるようにモータ駆動電流を定めることができず、ハ
ンドル戻り性を向上させることができないといった問題
点があった。さらに、従来の技術では、高速走行時に
は、モータ回転方向と逆方向にモータを回転させるよう
にモータ駆動電流を定めることしかできないので、ハン
ドル戻り性を向上させることができない等の問題点があ
った。また、路面の状態に応じた制御を行っていなかっ
たので、例えば、雪道等の滑りやすい路面では、ハンド
ルが戻りすぎて走行が困難になり易いという問題があっ
た。

【０００７】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、低速で交差点を曲がる場合や、
高速で緩い道路の湾曲部を曲がる場合等のように、タイ
ヤの路面反力トルクが小さい範囲で操舵した際に、ドラ
イバがハンドルを戻す方向にトルクを加えることなくハ
ンドルを戻すことができると共に、ドライバの意志に対
応する操舵角を使用してハンドル戻り制御し、全ての運
転状態でハンドル戻り性を向上させることができる電動
式ステアリング装置を得ることを第一の目的としてい
る。また、そのような電動式パワーステアリング制御方
法を得ることを第二の目的にしている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる電動式
パワーステアリング制御装置においては、運転者の操舵
トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵角を検出
する操舵角検出手段と、操舵トルク検出手段により検出
された操舵トルクを用いて第一の路面反力トルクを推定
する第一の路面反力トルク推定手段と、操舵角検出手段
により検出された操舵角を用いて第二の路面反力トルク
を推定する第二の路面反力トルク推定手段と、第一の路
面反力トルク推定手段により推定された第一の路面反力
トルクからモータを制御する第一のハンドル戻し補助ト
ルク信号を演算すると共に第二の路面反力トルク推定手
段により推定された第二の路面反力トルクからモータを
制御する第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算する
戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、演
算結果得られた第一のハンドル戻し補助トルク信号及び
第二のハンドル戻し補助トルク信号を用いて、ハンドル
を原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御する
ものである。

【０００９】また、車速を検出する車速検出手段と、運
転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操
舵角を検出する操舵角検出手段と、モータの加速度を検
出するモータ加速度検出手段と、モータに流れる電流を
検出するモータ電流検出手段と、操舵トルク検出手段に
より検出された操舵トルクとモータ加速度検出手段によ
り検出されたモータ加速度とモータ電流検出手段により
検出されたモータ電流とを用いて演算した演算結果を、
ローパスフィルタを通して第一の路面反力トルクを推定
する第一の路面反力トルク推定手段と、車速検出手段に
より検出された車速及び操舵角検出手段により検出され
た操舵角を用いて第二の路面反力トルクを推定する第二
の路面反力トルク推定手段と、第一の路面反力トルク推
定手段により推定された第一の路面反力トルクからモー
タを制御する第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算
すると共に第二の路面反力トルク推定手段により推定さ
れた第二の路面反力トルクからモータを制御する第二の
ハンドル戻し補助トルク信号を演算する戻しトルク補償
手段を備え、戻しトルク補償手段は、演算結果得られた
第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル
戻し補助トルク信号を用いて、ハンドルを原点復帰させ
る方向にモータの補助トルクを制御するものである。ま
た、戻しトルク補償手段は、第二の路面反力トルク推定
手段によって推定された第二の路面反力トルクにゲイン
を乗じると共に、ゲイン乗算後の最大値をリミッタによ
り制限して第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算す
るものである。

【００１０】さらに、運転者の操舵トルクを検出する操
舵トルク検出手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段
と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを
用いて第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力
トルク推定手段と、この第一の路面反力トルク推定手段
によって推定された第一の路面反力トルクからモータを
制御する第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算する
と共に操舵角検出手段により検出された操舵角を用いて
モータを制御する第二のハンドル戻し補助トルク信号を
演算する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手
段は、演算結果得られた第一のハンドル戻し補助トルク
信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号を用いて、
ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを
制御するものである。

【００１１】また、車速を検出する車速検出手段と、運
転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操
舵角を検出する操舵角検出手段と、モータの加速度を検
出するモータ加速度検出手段と、モータに流れる電流を
検出するモータ電流検出手段と、操舵トルク検出手段に
より検出された操舵トルクとモータ加速度検出手段によ
り検出されたモータ加速度とモータ電流検出手段により
検出されたモータ電流とを用いて演算した演算結果を、
ローパスフィルタを通して第一の路面反力トルクを推定
する第一の路面反力トルク推定手段と、この第一の路面
反力トルク推定手段によって推定された第一の路面反力
トルクからモータを制御する第一のハンドル戻し補助ト
ルク信号を演算すると共に車速検出手段により検出され
た車速及び操舵角検出手段により検出された操舵角を用
いてモータを制御する第二のハンドル戻し補助トルク信
号を演算する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補
償手段は、演算結果得られた第一のハンドル戻し補助ト
ルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号を用い
て、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トル
クを制御するものである。

【００１２】また、戻しトルク補償手段は、第一の路面
反力トルク推定手段によって推定された第一の路面反力
トルクに、ゲインを乗じると共に、ゲイン乗算後の最大
値をリミッタにより制限して第一のハンドル戻し補助ト
ルク信号を演算するものである。さらにまた、戻しトル
ク補償手段は、第一のハンドル戻し補助トルク信号及び
第二のハンドル戻し補助トルク信号に重み係数を乗じる
重み付けを行って、モータの補助トルクを制御するもの
である。

【００１３】また、戻しトルク補償手段によって行われ
る重み付けは、車速および路面のバンク角のいずれか一
方または両方に基づき行われるものである。また、重み
付けに用いられる重み係数は、第一の路面反力トルクと
第二の路面反力トルクとの比較に基づき設定されるもの
である。加えて、重み付けに用いられる重み係数は、第
一の路面反力トルクと第二の路面反力トルクとの差また
は比率に基づき設定されるものである。

【００１４】また、第一の路面反力トルクおよび第二の
路面反力トルクを用いて、路面の状態を判定する路面状
態判定手段を備えたものである。また、路面状態判定手
段は、第一の路面反力トルクの絶対値と第二の路面反力
トルクの絶対値との比較を行い、第二の路面反力トルク
の方が大きく、かつ絶対値の差または比率が所定値を越
えたとき、非高μ路と判定するものである。

【００１５】さらに、路面状態判定手段による判定結果
は、重み付け係数の補正に用いられるものである。ま
た、路面状態判定手段による判定結果、非高μ路と判定
されたとき、戻しトルク補償手段は、第一のハンドル戻
し補助トルク信号に乗じられる重み係数を大きくするも
のである。また、路面状態判定手段による判定結果、高
μ路と判定されたとき、戻しトルク補償手段は、第二の
ハンドル戻し補助トルク信号に基づいてモータの補助ト
ルクを制御すると共に、非高μ路と判定されたとき、第
二のハンドル戻し補助トルク信号に乗じる重み係数を小
さくしてモータの補助トルクを制御するものである。

【００１６】加えて、この発明に係わる電動式パワース
テアリング制御方法においては、操舵トルクを用いて第
一の路面反力トルク及び操舵角を用いて第二の路面反力
トルクをそれぞれ推定すると共に、推定された第一の路
面反力トルクから第一のハンドル戻し補助トルク信号を
演算し、第二の路面反力トルクから第二のハンドル戻し
補助トルク信号を演算して、演算結果の第一のハンドル
戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク
信号に基づき、ハンドルを原点復帰させる方向にモータ
の補助トルクを制御するものである。また、第一のハン
ドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助ト
ルク信号は、重み付けされてモータの補助トルクの制御
に用いられるものである。また、第一の路面反力トルク
及び第二の路面反力トルクから路面の状態を判定し、判
定結果により重み付けに用いる重み係数を補正するもの
である。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装
置を示すブロック図である。図１において、１は運転者
が操舵した場合の操舵トルクを検出する操舵トルク検出
器（操舵トルク検出手段）、２は操舵トルク検出器１の
出力に基づいて補助トルク信号を演算する操舵トルク制
御器、３はモータ速度を検出するモータ速度検出器、４
はモータ速度検出器３によって検出されたモータ速度に
基づいてダンピング補償信号を演算するダンピング補償
器、５はモータ速度検出器３の出力を用いてモータ加速
度を検出するモータ加速度検出器（モータ加速度検出手
段）、６はモータ加速度検出器５によって検出されたモ
ータ加速度に基づいて慣性補償信号を演算する慣性補償
器である。８は補助トルク信号と、後述するハンドル戻
し補助トルク信号と、ダンピング補償信号と、慣性補償
信号との和を演算する第一の加算器、９は第一の加算器
８によって演算される補助トルク信号、ハンドル戻し補
助トルク信号、ダンピング補償信号及び慣性補償信号の
和である目標トルクから目標電流信号を演算するモータ
電流決定器、１０はモータで、印加された電圧に応じた
モータ電流値が生じ、モータ電流値に略比例関係にある
補助トルクを発生してステアリング機構を駆動する。１
１はモータ１０の電流値を検出するモータ電流検出器
（モータ電流検出手段）、１２はモータ電流決定器９の
出力である目標電流信号とモータ電流検出器１１によっ
て検出されたモータ電流値との差を求める第二の加算器
である。１３はモータ電流決定器９で演算された目標電
流信号とモータ電流検出器１１によって検出されたモー
タ電流値との誤差に基づいてモータ１０に印加する電圧
を決定し、モータ１０に決定した電圧を印加するモータ
駆動器である。また、１４は車速を検出するとともに、
検出された車速信号を、操舵トルク制御器２とダンピン
グ補償器４と慣性補償器６と後述する戻しトルク補償器
に出力する車速検出器（車速検出手段）である。

【００１８】１５は操舵トルク検出器１によって検出さ
れた運転者の操舵トルクと、モータ加速度検出器５によ
って検出されたモータ加速度と、モータ電流検出器１１
によって検出されたモータ電流値を用いて、前輪の舵
角、即ちハンドルを原点に復帰させようとする第一の路
面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定器
（第一の路面反力トルク推定手段）で、ローパスフィル
タが設けられている。１６はハンドル軸に装着された操
舵角センサ（操舵角検出手段）によって検出される操舵
角及び車速から第二の路面反力トルクを推定する第二の
路面反力トルク推定器（第二の路面反力推定手段）であ
る。１７は第一及び第二の路面反力トルクに基づいて、
ハンドルを原点に復帰させる方向にモータ１０に補助ト
ルクを発生させるためのハンドル戻し補助トルク信号を
演算して出力する戻しトルク補償器（戻しトルク補償手
段）である。また、モータ速度検出器３としては、例え
ばタコジェネレータ等のモータ速度センサを用いること
もでき、またロータリエンコーダのパルス出力を差分し
てモータ速度を検出するものを用いることもでき、ある
いはモータに印加する電圧から、モータに通電される電
流値とコイル抵抗値の積を減じるなどして得られる逆起
電圧からモータ速度を検出する構成のものでもよい。

【００１９】図２は、この発明の実施の形態１による電
動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフロ
ーチャートである。図３は、この発明の実施の形態１に
よる電動式パワーステアリング制御装置の第二の路面反
力トルクの特性を説明する図である。実施の形態１は、
第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク
推定器１５と、第二の路面反力トルクを推定する第二の
路面反力トルク推定器１６を有しており、ハンドル戻し
補助トルク信号を発生させるものである。

【００２０】次に、上記のように構成された電動式パワ
ーステアリング制御装置の動作について、図２のフロー
チャートに基づき説明する。まず、ステップＳ１０１
で、操舵トルク検出器１により操舵トルク（Ｔｈｄｌ）
を読み込み、メモリに記憶し、ステップＳ１０２で、操
舵トルク制御器２により、補助トルク信号Ｉｂａｓｅを
演算する。次いで、ステップＳ１０３で、モータ速度検
出器３によりモータ速度信号を読み込み、ステップＳ１
０４で、モータ加速度検出器５により、モータ速度信号
を微分し、モータ加速度信号を演算する。

【００２１】ステップＳ１０５で、モータ電流検出器１
１によりモータ電流（Ｉｍｔｒ）を読み込み、メモリに
記憶する。次いで、ステップＳ１０６で、第一の路面反
力推定器１５により、第一の路面反力トルクを推定演算
する。次いで、ステップＳ１０７で、戻しトルク補償器
１７により、第一の路面反力トルクに、一段または複数
段のゲインを乗じると共に、最大値をリミッタにより制
限して、第一のハンドル戻し補助トルク信号（Ｉｔｉｒ
ｅ＿ｔｒｑ）を演算する。ステップＳ１０８で、操舵角
（θｈｄｌ）を読み込み、メモリに記憶する。さらに、
ステップＳ１０９で、車速検出器１４により、車速（Ｖ
ｘ）を読み込み、メモリに記憶する。次いで、ステップ
Ｓ１１０で、第二の路面反力推定器１６により、第二の
路面反力トルク推定を演算する。ステップＳ１１１で、
戻しトルク補償器１７により、第二の路面反力トルク
に、一段または複数段のゲインを乗じると共に、最大値
をリミッタにより制限して、第二のハンドル戻し補助ト
ルク信号（Ｉｔｉｒｅ＿ａｇｌ）を演算する。ステップ
Ｓ１１２で、戻しトルク補償器１７により、車速に対し
て予め固定値が記憶されている記憶装置のテーブルルッ
クアップにより、重み係数ｗを演算して、ステップＳ１
１３で、戻しトルク補償器１７により、重み係数ｗを用
いたＩｔｉｒｅ＝ｗ・Ｉｔｉｒｅ＿ｔｒｑ＋（１−ｗ）
Ｉｔｉｒｅ＿ａｇｌの演算式により、ハンドル戻し補助
トルク信号を演算する。ただし、重み係数ｗは、０≦ｗ
≦１であり、ステップＳ１１２で述べたように、この重
み係数は車速に依存している。次いで、ステップＳ１１
４で、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａｓ
ｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求め、こ
の目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算する。な
お、この時のゲインは、モータ１０のステアリング換算
でのトルク定数の逆数としておく。

【００２２】次に、第一の路面反力トルクを推定する第
一の路面反力トルク推定器１５のステップＳ１０６にお
ける動作について、詳細に説明する。まず、操舵トルク
信号Ｔsensとステアリング軸回転加速度に相当するモー
タ加速度信号ｄωとモータ電流信号Ｉmtr とを用いて、
下記の式（１）により、定常反力信号Ｔ'rea＿est を得
る。 Ｔ'rea＿est ＝Ｔsens＋Ｋt ・Ｉmtr −Ｊ・ｄω‥‥‥‥（１） Ｋt ：モータのトルク定数（ステアリング軸換算） Ｊ ：ステアリング機構の慣性モーメント 次に、定常反力信号を用いて、第一の路面反力トルク推
定器１５に設けられたローパスフィルタにより、下記の
式（２）に示すような１次フィルタ演算を行って、第一
の路面反力トルク信号Ｔrea ＿est を得る。 ｄＴrea ＿est ／ｄｔ＝−Ｔrea ＿est ／Ｔ1 ＋Ｔ'rea＿est ／Ｔ1 ‥‥ ‥‥（２） ここで、Ｔ1 は、１次フィルタの時定数で、折点周波数
ｆc ＝１／（２π・Ｔ1 ）が０．０５〜１．０Ｈｚの間
になるように定める。

【００２３】次に、式（１）及び式（２）により、第一
の路面反力トルクの検出が可能となる理由について説明
する。ステアリング機構の運動方程式は、下記の式
（３）で表される。 Ｊ・ｄωs ／ｄｔ＝Ｔhdl ＋Ｔmtr −Ｔfric−Ｔreact …‥‥（３） ｄωs ／ｄｔ：ステアリング軸回転加速度 Ｔhdl ：操舵トルク Ｔmtr ：モータ出力トルク（ステアリング軸換算） Ｔfric ：ステアリング機構内の摩擦トルク Ｔreact ：路面反力トルク（ステアリング軸換算） 式（３）を路面反力トルクＴreact について解くと、以
下の式（４）のようになる。 Ｔreact ＝Ｔhdl ＋Ｔmtr −Ｊ・ｄωs ／ｄｔ−Ｔfric…‥‥（４）

【００２４】したがって、操舵トルク、モータ出力トル
ク、ステアリング軸回転加速度、ステアリング機構内の
摩擦トルクの各値を用いることにより、第一の路面反力
トルクＴreact を求めることができる。操舵トルクＴhd
l としては、操舵トルク信号Ｔsensを使用することがで
き、モータ出力トルクＴmtr としては、モータ電流信号
Ｉmtr にトルク定数Ｋt を乗じた値を使用することがで
きる。また、ステアリング軸回転加速度（ｄωs ／ｄ
ｔ）としては、モータ加速度信号ｄωを使用することが
できる。したがって、ステアリング機構内の摩擦トルク
Ｔfricの影響を除いた路面反力トルクは、式（１）で検
出可能である。

【００２５】一方、摩擦トルクＴfricは、ステアリング
機構の回転速度に対してリレーとして作用する。また、
リレーは制御工学上、等価線形化法により、等価的にゲ
インと位相で表すことができることは広く知られてい
る。したがって、式（１）で検出された定常反力信号
Ｔ'rea＿est のゲインと位相とを、式（２）の１次フィ
ルタにより調整することにより、第一の路面反力トルク
信号Ｔrea ＿est を得ることができる。

【００２６】すなわち、ゲインと位相とを調整する最も
一般的な方法としてフィルタが用いられる。フィルタで
ゲインと位相を調整可能なのは、折点周波数以上の周波
数領域であり、調整したい周波数の０．５〜１倍の範囲
に折点周波数を設定すれば、ゲインはおよそ１〜０．５
倍、位相はおよそ０〜−２０deg の範囲で調整可能であ
り、摩擦トルクの影響は大抵の場合キャンセルすること
ができる。自動車において一般的に行われる操舵周波数
は、０．１〜１Ｈｚ程度の範囲であり、折点周波数を操
舵周波数の０．５〜１倍、すなわち概ね０．０５Ｈｚか
ら１Ｈｚの範囲に設定しておけば、摩擦トルクの影響の
キャンセルが可能となる。なお、具体的な折点周波数
は、検出された路面反力トルク信号に基づく制御を最も
効かせたい操舵周波数を狙って設定される。

【００２７】次に、図３に示す操舵角と路面反力の特性
関係に基づき、操舵角（θhdl ）及び車速（Vx）から第
二の路面反力トルクを推定する第二の路面反力トルク推
定器１６のステップＳ１１０における動作について、詳
細に説明する。操舵角から路面反力トルク（セルフアラ
イニングトルク）を算定出来るのは、以下のような関係
に基づく。コーナリングフォースが、タイヤの路面接地
面の後ろ寄りに作用するため、走行中にタイヤは常に車
両進行方向に向くようなセルフアライニングトルクを受
けている。タイヤの横滑り角が小さい領域（例えば４〜
６度まで）では、横滑り角とコーナリングフォースとは
比例関係となり、セルフアライニングトルクもほぼ横滑
り角に比例する。この横滑り角は、同じくタイヤの横滑
り角が小さい領域では、車速を固定すると一対一の関係
で操舵角と対応する。従って、操舵角からセルフアライ
ニングトルクを求めることが出来る。

【００２８】そして、この横滑り角と操舵角との関係
は、車速毎に決まり、さらにコーナリングフォースとセ
ルフアライニングトルクも、路面状態を決めると車速毎
に横滑り角即ち操舵角と一対一の関係が存在する。そこ
で、各車速毎に操舵角に対するセルフアライニングトル
ク即ち路面反力トルクを、対象とする車両で高μ路面に
対して、実験データに基づき決めておき、この特性関係
を、路面反力トルクとして、電動パワーステアリング制
御装置に備えた第二の路面反力トルク推定器１６で算定
することが可能となる。

【００２９】また、図３の特性関係は高μ（摩擦係数）
路面に対して予め決めておくが、路面状態に対して低μ
になるほどコーナリングパワーが小さくなり、次式の関
係で与えられるセルフアライニングトルクT rea が低μ
になるほどが小さくなる関係が存在する。 T rea ＝ξ・Kf・βf ξ：キャスタートレイルとニューマチックトレイルとの
和 Kf：前輪のコーナリングパワー βf ：前輪タイヤの横滑り角 この関係より高μ路面に対して予め決められた第二の路
面反力トルク推定演算値は、第一の路面反力トルク推定
演算値と差異が生じる基本的な関係が存在する。

【００３０】実施の形態１によれば、第一の路面反力ト
ルク推定器１５及び第二の路面反力トルク推定器１６を
用いて、路面反力トルクを推定することにより、操舵角
変化幅が小さく操舵角センサの分解能不足となる高速走
行条件でも、全ての運転状態で、適切なモータの補助ト
ルクを発生させることができ、ハンドル戻し性を向上さ
せることができる。

【００３１】実施の形態２．図４は、この発明の実施の
形態２による電動式パワーステアリング制御装置の動作
を説明するフローチャートである。図５は、この発明の
実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置
の第一と第二の路面反力トルク推定値の関係を示す特性
図である。図６は、この発明の実施の形態２による電動
式パワーステアリング制御装置の第一と第二の路面反力
トルク推定値の差と重み係数との関係を説明する図であ
る。図６において、△Ｔｔｉｒｅは、第一と第二の路面
反力トルク推定値の差であり、△Ｔｔｉｒｅ０は両推定
値の許容誤差のしきい値である。ｗ０は、△Ｔｔｉｒｅ
０に対応する重み係数である。図７は、この発明の実施
の形態２による電動式パワーステアリング制御装置のバ
ンク角と重み係数との関係を説明する図である。

【００３２】実施の形態２では、図５の第一と第二の路
面反力トルク推定値の関係を示す特性図における第一と
第二の路面反力トルク推定値の差に基づき、図６の関係
より重み係数ｗを決定する。また、車両が走行する路面
が進行方向に対し傾き（以下、バンク角という）を有す
る場合、本発明で説明を省略したブレーキ制御装置内で
演算推定されたバンク角推定値を、制御装置間の通信に
より得て、このバンク角に基づき重み係数を求める際使
用する関係図が図７である。図３の操舵角と路面反力ト
ルクとの関係は、バンク角がゼロを前提としており、バ
ンク角が大きくなると第二の路面反力トルク推定値は誤
差を生じるので、第二の路面反力トルク推定値を反映す
る量を減少させるように重み係数ｗを大きくする。

【００３３】次に、図４により、実施の形態２による電
動式パワーステアリング制御装置の動作について説明す
る。ステップＳ２０１〜Ｓ２１１は、図２のステップＳ
１０１〜Ｓ１１１と同様に処理を行う。ステップＳ２１
１に次いで、戻しトルク補償器１７で、以下のステップ
を実行する。ステップＳ２１２で、第一の路面反力推定
値Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１と第二の路面反力推定値Ｔｔｉ
ｒｅ＿ｅｓｔ２の差を、△Ｔｔｉｒｅ＝Ｔｔｉｒｅ＿ｅ
ｓｔ２−Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１の演算式により演算す
る。次いで、ステップＳ２１３で、第一と第二の路面反
力推定値の差をしきい値と比較し、△Ｔｔｉｒｅ＞△Ｔ
ｔｉｒｅ０なら、ステップＳ２１４に行き、重み係数ｗ
を、△Ｔｔｉｒｅより、予め固定値が記憶されている記
憶装置のテーブルルックアップにより決定する。ステッ
プＳ２１３で、△Ｔｔｉｒｅ＞△Ｔｔｉｒｅ０でなけれ
ば、ステップＳ２１５で、重み係数ｗ＝ｗ０とする。ス
テップＳ２１４またはステップＳ２１５の実行後、ステ
ップＳ２１６で、Ｉｔｉｒｅ＝ｗ・Ｉｔｉｒｅ＿ｔｒｑ
＋（１−ｗ）Ｉｔｉｒｅ＿ａｇｌの演算式により、ハン
ドル戻し補助トルク信号を演算する。次いで、ステップ
Ｓ２１７で、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉ
ｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求
め、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算す
る。なお、この時のゲインは、モータ１０のステアリン
グ換算でのトルク定数の逆数としておく。

【００３４】実施の形態２によれば、バンク角に応じ
て、第一の路面反力トルク推定値と第二の路面反力トル
ク推定値に重み付けを行うので、バンク角があっても、
適切なハンドル戻し補助トルクを与えることができる。

【００３５】実施の形態３．図８は、この発明の実施の
形態３による電動式パワーステアリング制御装置の構成
を示すブロック図である。図８において、１〜６、８〜
１５、１７は図１におけるものと同一のものである。実
施の形態３では、操舵角と車速から直接、第二のハンド
ル戻し補助トルク信号を算定する。すなわち、第一の路
面反力トルク推定値から演算された第一のハンドル戻し
補助トルク信号と第二のハンドル戻し補助トルク信号か
ら、ハンドル戻し補助トルク信号を演算するようにして
いる。図９は、この発明の実施の形態３による電動式パ
ワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャ
ートである。

【００３６】以下、図９に基づき、実施の形態３による
電動式パワーステアリング制御装置の動作について説明
する。ステップＳ３０１〜Ｓ３０５は、図２のステップ
Ｓ１０１〜Ｓ１０５と同様に処理を行う。ステップＳ３
０５に次いで、ステップＳ３０６で、操舵角（θｈｄ
ｌ）を読み込み、メモリに記憶する。また、ステップＳ
３０７で、車速検出器１４により、車速（Ｖｘ）を読み
込み、メモリに記憶する。次いで、ステップＳ３０８
で、第一の路面反力トルク推定器１５により、第一の路
面反力トルク推定演算する。次いで、戻しトルク補償器
１７により、ステップＳ３０９で、第一のハンドル戻し
補助トルク信号（Ｉｔｉｒｅ＿ｔｒｑ）を演算し、ステ
ップＳ３１０で、操舵角θｈｄｌ、車速Ｖｘから第二の
ハンドル戻し補助トルク信号（Ｉｔｉｒｅ＿ａｇｌ）を
演算し、ステップＳ３１１で、重み係数ｗを演算して、
ステップＳ３１２で、Ｉｔｉｒｅ＝ｗ・Ｉｔｉｒｅ＿ｔ
ｒｑ＋（１−ｗ）Ｉｔｉｒｅ＿ａｇｌの演算式により、
ハンドル戻し補助トルク信号を演算する。次いで、ステ
ップＳ３１３で、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ
＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルク
を求め、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演
算する。なお、この時のゲインは、モータ１０のステア
リング換算でのトルク定数の逆数としておく。

【００３７】実施の形態３によれば、操舵角と車速から
直接、第二のハンドル戻し補助トルクを算定するように
したので、第二の路面反力トルク推定器を省略すること
ができる。

【００３８】実施の形態４．図１０は、この発明の実施
の形態４による電動式パワーステアリング制御装置の構
成を示すブロック図である。図１０において、１〜６、
８〜１７は図１におけるものと同一のものである。１８
は第一と第二の路面反力トルク推定値より路面の状態を
判定する路面状態判定器である。図１１は、この発明の
実施の形態４による電動式パワーステアリング制御装置
の動作を説明するフローチャートである。

【００３９】実施の形態４は、路面の状態を判定する路
面状態判定器１８を設けたところに特徴がある。第一の
路面反力トルク推定値は、実際の路面反力から求めるも
のであるので、路面μ（摩擦係数）が小さい場合には推
定値が小さくなる。これに対し、第二の路面反力トルク
推定値の絶対値は、高μ路でのモデルに基づいているの
で、路面μが小さい場合には推定値の絶対値が小さくな
ることはない。従って、第一の路面反力トルク推定値よ
りも、第二の路面反力トルク推定値の方が、所定以上大
きい場合（差もしくは比率による）は、低μ路であると
判定することができる。実施の形態４は、低μ路と判定
された場合には、第一のハンドル戻し補助トルク信号を
演算する際の重み係数を大きくする。

【００４０】次に、図１１を用いて、実施の形態４によ
る電動式パワーステアリング制御装置の動作について説
明する。ステップＳ４０１〜Ｓ４１１は、図２のステッ
プＳ１０１〜Ｓ１１１と同様に処理を行う。ステップＳ
４１１に次いで、ステップＳ４１２で、路面状態判定器
１８は、第一と第二の路面反力トルク推定値より路面μ
の判定を行う。戻しトルク補償器１７は、路面状態判定
器１８の判定結果を受けて、高μ路であれば、ステップ
Ｓ４１３で、重み係数ｗを、車速に対するマップよりテ
ーブルルックアップにより決定する。

【００４１】ステップＳ４１２で、非高μ路であれば、
ステップＳ４１４で、重み係数ｗを車速に対するマップ
よりテーブルルックアップにより、高μ路の場合より大
きく設定する。そして、戻しトルク補償器１７は、ステ
ップＳ４１３またはステップＳ４１４の実行後、ステッ
プＳ４１５で、ハンドル戻し補助トルク信号をＩｔｉｒ
ｅ＝ｗ・Ｉｔｉｒｅ＿ｔｒｑ＋（１−ｗ）Ｉｔｉｒｅ＿
ａｇｌの演算式により演算する。次いで、ステップＳ４
１６で、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａ
ｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求め、
この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算する。
なお、この時のゲインは、モータ１０のステアリング換
算でのトルク定数の逆数としておく。

【００４２】実施の形態４によれば、路面の状態によっ
て、ハンドル戻し補助トルク信号の演算を行うときの重
み係数を変えるので、路面状態に拘わらず、適切なハン
ドル戻し補助トルクを与えることができる。

【００４３】実施の形態５．実施の形態５は、路面が非
高μ路と判定された場合に、第二のハンドル戻し補助ト
ルク信号を小さくするようにしたものである。図１２
は、この発明の実施の形態５による電動式パワーステア
リング制御装置の動作を説明するフローチャートであ
り、以下に、図１２を用いて実施の形態５による電動式
パワーステアリング装置の動作について説明する。ステ
ップＳ５０１〜Ｓ５１１は、図１１のステップ４０１〜
Ｓ４１１と同様に処理を行う。

【００４４】ステップＳ５１１に次いで、ステップＳ５
１２で、路面状態判定器１８により、第一と第二の路面
反力推定値より路面μの判定する。戻しトルク補償器１
７は、路面状態判定器１８の判定結果を受けて、ステッ
プＳ５１２で、高μ路であれば、ステップＳ５１３で、
ハンドル戻し補助トルク信号をＩｔｉｒｅ＝Ｉｔｉｒｅ
＿ａｇｌの演算式により演算して、第二のハンドル戻し
補助トルク信号と等しくし、ステップＳ５１２で、非高
μ路であれば、ステップＳ５１４で、ハンドル戻し補助
トルク信号をＩｔｉｒｅ＝Ｉｔｉｒｅ＿ａｇｌ＊ｋｃｏ
ｍｐの演算式により演算して、第二のハンドル戻し補助
トルク信号の出力を小さく（ゼロを含む）する。ただ
し、係数ｋｃｏｍｐは、０≦ｋｃｏｍｐ＜１である。次
いで、ステップＳ５１５で、モータ電流決定器９によ
り、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づ
き目標トルクを求め、この目標トルクにゲインを乗じて
目標電流を演算する。なお、この時のゲインは、モータ
１０のステアリング換算でのトルク定数の逆数としてお
く。

【００４５】実施の形態５によれば、路面が非高μ路の
ときは、ハンドル戻し補助トルク信号を小さくするの
で、路面状態に拘わらず、適切なハンドル戻し補助トル
クを与えることができる。

【００４６】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。運転者
の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵角
を検出する操舵角検出手段と、操舵トルク検出手段によ
り検出された操舵トルクを用いて第一の路面反力トルク
を推定する第一の路面反力トルク推定手段と、操舵角検
出手段により検出された操舵角を用いて第二の路面反力
トルクを推定する第二の路面反力トルク推定手段と、第
一の路面反力トルク推定手段により推定された第一の路
面反力トルクからモータを制御する第一のハンドル戻し
補助トルク信号を演算すると共に第二の路面反力トルク
推定手段により推定された第二の路面反力トルクからモ
ータを制御する第二のハンドル戻し補助トルク信号を演
算する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段
は、演算結果得られた第一のハンドル戻し補助トルク信
号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号を用いて、ハ
ンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制
御するので、全ての運転状態で、適切なモータの補助ト
ルクを発生させることができる。

【００４７】また、車速を検出する車速検出手段と、運
転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操
舵角を検出する操舵角検出手段と、モータの加速度を検
出するモータ加速度検出手段と、モータに流れる電流を
検出するモータ電流検出手段と、操舵トルク検出手段に
より検出された操舵トルクとモータ加速度検出手段によ
り検出されたモータ加速度とモータ電流検出手段により
検出されたモータ電流とを用いて演算した結果を、ロー
パスフィルタを通して第一の路面反力トルクを推定する
第一の路面反力トルク推定手段と、車速検出手段により
検出された車速及び操舵角検出手段により検出された操
舵角を用いて第二の路面反力トルクを推定する第二の路
面反力トルク推定手段と、第一の路面反力トルク推定手
段により推定された第一の路面反力トルクからモータを
制御する第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算する
と共に第二の路面反力トルク推定手段により推定された
第二の路面反力トルクからモータを制御する第二のハン
ドル戻し補助トルク信号を演算する戻しトルク補償手段
を備え、戻しトルク補償手段は、演算結果得られた第一
のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し
補助トルク信号を用いて、ハンドルを原点復帰させる方
向にモータの補助トルクを制御するので、全ての運転状
態で、適切なモータの補助トルクを発生させることがで
きる。また、戻しトルク補償手段は、第二の路面反力ト
ルク推定手段によって推定された第二の路面反力トルク
にゲインを乗じると共に、ゲイン乗算後の最大値をリミ
ッタにより制限して第二のハンドル戻し補助トルク信号
を演算するので、適切なモータの補助トルクを発生させ
ることができる。

【００４８】さらに、運転者の操舵トルクを検出する操
舵トルク検出手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段
と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを
用いて第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力
トルク推定手段と、この第一の路面反力トルク推定手段
によって推定された第一の路面反力トルクからモータを
制御する第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算する
と共に操舵角検出手段により検出された操舵角を用いて
モータを制御する第二のハンドル戻し補助トルク信号を
演算する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手
段は、演算結果得られた第一のハンドル戻し補助トルク
信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号を用いて、
ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを
制御するので、全ての運転状態で、適切なモータの補助
トルクを発生させることができる。

【００４９】また、車速を検出する車速検出手段と、運
転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操
舵角を検出する操舵角検出手段と、モータの加速度を検
出するモータ加速度検出手段と、モータに流れる電流を
検出するモータ電流検出手段と、操舵トルク検出手段に
より検出された操舵トルクとモータ加速度検出手段によ
り検出されたモータ加速度とモータ電流検出手段により
検出されたモータ電流とを用いて演算した演算結果を、
ローパスフィルタを通して第一の路面反力トルクを推定
する第一の路面反力トルク推定手段と、この第一の路面
反力トルク推定手段によって推定された第一の路面反力
トルクからモータを制御する第一のハンドル戻し補助ト
ルク信号を演算すると共に車速検出手段により検出され
た車速及び操舵角検出手段により検出された操舵角を用
いてモータを制御する第二のハンドル戻し補助トルク信
号を演算する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補
償手段は、演算結果得られた第一のハンドル戻し補助ト
ルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号を用い
て、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トル
クを制御するので、全ての運転状態で、適切なモータの
補助トルクを発生させることができる。

【００５０】また、戻しトルク補償手段は、第一の路面
反力トルク推定手段によって推定された第一の路面反力
トルクに、ゲインを乗じると共に、ゲイン乗算後の最大
値をリミッタにより制限して第一のハンドル戻し補助ト
ルク信号を演算するので、適切なモータの補助トルクを
発生させることができる。さらにまた、戻しトルク補償
手段は、第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二の
ハンドル戻し補助トルク信号に重み係数を乗じる重み付
けを行って、モータの補助トルクを制御するので、適切
なモータの補助トルクを発生させることができる。

【００５１】また、戻しトルク補償手段によって行われ
る重み付けは、車速および路面のバンク角のいずれか一
方または両方に基づき行われるので、バンク角に応じた
モータの補助トルクの制御を行うことができる。また、
重み付けに用いられる重み係数は、第一の路面反力トル
クと第二の路面反力トルクとの比較に基づき設定される
ので、より細かくモータの補助トルクの制御を行うこと
ができる。

【００５２】加えて、重み付けに用いられる重み係数
は、第一の路面反力トルクと第二の路面反力トルクとの
差または比率に基づき設定されるので、適切な重み付け
を行うことができる。また、第一の路面反力トルクおよ
び第二の路面反力トルクを用いて、路面の状態を判定す
る路面状態判定手段を備えたので、路面状態に応じたモ
ータの補助トルクの制御を行うことができる。

【００５３】また、路面状態判定手段は、第一の路面反
力トルクの絶対値と第二の路面反力トルクの絶対値との
比較を行い、第二の路面反力トルクの方が大きく、かつ
絶対値の差または比率が所定値を越えたとき、非高μ路
と判定するので、適切に路面状態を判定することができ
る。さらに、路面状態判定手段による判定結果は、重み
付け係数の補正に用いられるので、路面状態に関わら
ず、適切なモータの補助トルクの制御を行うことができ
る。

【００５４】また、路面状態判定手段による判定結果、
非高μ路と判定されたとき、戻しトルク補償手段は、第
一のハンドル戻し補助トルク信号に乗じられる重み係数
を大きくするので、非高μ路であっても、適切にモータ
の補助トルクの制御を行うことができる。また、路面状
態判定手段による判定結果、高μ路と判定されたとき、
戻しトルク補償手段は、第二のハンドル戻し補助トルク
信号に基づいてモータの補助トルクを制御すると共に、
非高μ路と判定されたとき、第二のハンドル戻し補助ト
ルク信号に乗じる重み係数を小さくしてモータの補助ト
ルクを制御するので、路面状態に応じてモータの補助ト
ルクを制御することができる。

【００５５】加えて、この発明に係わる電動式パワース
テアリング制御方法においては、操舵トルクを用いて第
一の路面反力トルク及び操舵角を用いて第二の路面反力
トルクをそれぞれ推定すると共に、推定された第一の路
面反力トルクから第一のハンドル戻し補助トルク信号を
演算し、第二の路面反力トルクから第二のハンドル戻し
補助トルク信号を演算して、演算結果の第一のハンドル
戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク
信号に基づき、ハンドルを原点復帰させる方向にモータ
の補助トルクを制御するので、全ての運転状態で、適切
なモータの補助トルクを発生させることができる。

【００５６】また、第一のハンドル戻し補助トルク信号
及び第二のハンドル戻し補助トルク信号は、重み付けさ
れてモータの補助トルクの制御に用いられるので、適切
なモータの補助トルクを発生させることができる。ま
た、第一の路面反力トルク及び第二の路面反力トルクか
ら路面の状態を判定し、判定結果により重み付けに用い
る重み係数を補正するので、路面状態に応じたモータの
補助トルクの制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による電動式パワー
ステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による電動式パワー
ステアリング制御装置の動作を説明するフローチャート
である。

【図３】 この発明の実施の形態１による電動式パワー
ステアリング制御装置の第二の路面反力トルクの特性を
説明する図である。

【図４】 この発明の実施の形態２による電動式パワー
ステアリング制御装置の動作を説明するフローチャート
である。

【図５】 この発明の実施の形態２による電動式パワー
ステアリング制御装置の第一と第二の路面反力トルク推
定値の関係を示す特性図である。

【図６】 この発明の実施の形態２による電動式パワー
ステアリング制御装置の第一と第二の路面反力トルク推
定値の差と重み係数との関係を説明する図である。

【図７】 この発明の実施の形態２による電動式パワー
ステアリング制御装置のバンク角と重み係数との関係を
説明する図である。

【図８】 この発明の実施の形態３による電動式パワー
ステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。

【図９】 この発明の実施の形態３による電動式パワー
ステアリング制御装置の動作を説明するフローチャート
である。

【図１０】 この発明の実施の形態４、５による電動式
パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図１１】 この発明の実施の形態４による電動式パワ
ーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャー
トである。

【図１２】 この発明の実施の形態５による電動式パワ
ーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャー
トである。

【図１３】 従来の電動式パワーステアリング制御装置
の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 操舵トルク検出器、２ 操舵トルク制御器、３ モ
ータ速度検出器、４ ダンピング補償器、５ モータ加
速度検出器、６ 慣性補償器、８ 第一の加算器、９
モータ電流決定器、１０ モータ、１１ モータ電流検
出器、１２ 第二の加算器、１３ モータ駆動器、１４
車速検出器、１５ 第一の路面反力トルク推定器、１
６ 第二の路面反力トルク推定器、１７ 戻しトルク補
償器、１８ 路面状態判定器。

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 133:00 Ｂ６２Ｄ 133:00 137:00 137:00 (72)発明者 西山 亮治 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 和田 俊一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 喜福 隆之 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3D032 CC01 DA03 DA15 DA23 DA63 DA64 DA65 DA82 DB11 DC12 DC40 DD06 EA01 EB11 EC23 FF01 GG01 3D033 CA03 CA11 CA13 CA16 CA17 CA20 CA21

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータによって発生されるトルクを用い
   て運転者の操舵トルクを補助する自動車用の電動式パワ
   ーステアリング制御装置において、運転者の操舵トルク
   を検出する操舵トルク検出手段、操舵角を検出する操舵
   角検出手段、上記操舵トルク検出手段により検出された
   操舵トルクを用いて第一の路面反力トルクを推定する第
   一の路面反力トルク推定手段、上記操舵角検出手段によ
   り検出された操舵角を用いて第二の路面反力トルクを推
   定する第二の路面反力トルク推定手段、上記第一の路面
   反力トルク推定手段により推定された第一の路面反力ト
   ルクからモータを制御する第一のハンドル戻し補助トル
   ク信号を演算すると共に上記第二の路面反力トルク推定
   手段により推定された第二の路面反力トルクからモータ
   を制御する第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算す
   る戻しトルク補償手段を備え、上記戻しトルク補償手段
   は、演算結果得られた第一のハンドル戻し補助トルク信
   号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号を用いて、ハ
   ンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制
   御することを特徴とする電動式パワーステアリング制御
   装置。
2. 【請求項２】 モータによって発生されるトルクを用い
   て運転者の操舵トルクを補助する自動車用の電動式パワ
   ーステアリング制御装置において、車速を検出する車速
   検出手段、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検
   出手段、操舵角を検出する操舵角検出手段、上記モータ
   の加速度を検出するモータ加速度検出手段、上記モータ
   に流れる電流を検出するモータ電流検出手段、上記操舵
   トルク検出手段により検出された操舵トルクと上記モー
   タ加速度検出手段により検出されたモータ加速度と上記
   モータ電流検出手段により検出されたモータ電流とを用
   いて演算した演算結果を、ローパスフィルタを通して第
   一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推
   定手段、上記車速検出手段により検出された車速及び上
   記操舵角検出手段により検出された操舵角を用いて第二
   の路面反力トルクを推定する第二の路面反力トルク推定
   手段、上記第一の路面反力トルク推定手段により推定さ
   れた第一の路面反力トルクからモータを制御する第一の
   ハンドル戻し補助トルク信号を演算すると共に上記第二
   の路面反力トルク推定手段により推定された第二の路面
   反力トルクからモータを制御する第二のハンドル戻し補
   助トルク信号を演算する戻しトルク補償手段を備え、上
   記戻しトルク補償手段は、演算結果得られた第一のハン
   ドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助ト
   ルク信号を用いて、ハンドルを原点復帰させる方向にモ
   ータの補助トルクを制御することを特徴とする電動式パ
   ワーステアリング制御装置。
3. 【請求項３】 戻しトルク補償手段は、第二の路面反力
   トルク推定手段によって推定された第二の路面反力トル
   クにゲインを乗じると共に、上記ゲイン乗算後の最大値
   をリミッタにより制限して第二のハンドル戻し補助トル
   ク信号を演算することを特徴とする請求項１または請求
   項２記載の電動式パワーステアリング制御装置。
4. 【請求項４】 モータによって発生されるトルクを用い
   て運転者の操舵トルクを補助する自動車用の電動式パワ
   ーステアリング制御装置において、運転者の操舵トルク
   を検出する操舵トルク検出手段、操舵角を検出する操舵
   角検出手段、上記操舵トルク検出手段により検出された
   操舵トルクを用いて第一の路面反力トルクを推定する第
   一の路面反力トルク推定手段、この第一の路面反力トル
   ク推定手段によって推定された第一の路面反力トルクか
   らモータを制御する第一のハンドル戻し補助トルク信号
   を演算すると共に上記操舵角検出手段により検出された
   操舵角を用いてモータを制御する第二のハンドル戻し補
   助トルク信号を演算する戻しトルク補償手段を備え、上
   記戻しトルク補償手段は、演算結果得られた第一のハン
   ドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助ト
   ルク信号を用いて、ハンドルを原点復帰させる方向にモ
   ータの補助トルクを制御することを特徴とする電動式パ
   ワーステアリング制御装置。
5. 【請求項５】 モータによって発生されるトルクを用い
   て運転者の操舵トルクを補助する自動車用の電動式パワ
   ーステアリング制御装置において、車速を検出する車速
   検出手段、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検
   出手段、操舵角を検出する操舵角検出手段、上記モータ
   の加速度を検出するモータ加速度検出手段、上記モータ
   に流れる電流を検出するモータ電流検出手段、上記操舵
   トルク検出手段により検出された操舵トルクと上記モー
   タ加速度検出手段により検出されたモータ加速度と上記
   モータ電流検出手段により検出されたモータ電流とを用
   いて演算した演算結果を、ローパスフィルタを通して第
   一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推
   定手段、この第一の路面反力トルク推定手段によって推
   定された第一の路面反力トルクからモータを制御する第
   一のハンドル戻し補助トルク信号を演算すると共に上記
   車速検出手段により検出された車速及び操舵角検出手段
   により検出された操舵角を用いてモータを制御する第二
   のハンドル戻し補助トルク信号を演算する戻しトルク補
   償手段を備え、上記戻しトルク補償手段は、演算結果得
   られた第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハ
   ンドル戻し補助トルク信号を用いて、ハンドルを原点復
   帰させる方向にモータの補助トルクを制御することを特
   徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
6. 【請求項６】 戻しトルク補償手段は、第一の路面反力
   トルク推定手段によって推定された第一の路面反力トル
   クに、ゲインを乗じると共に、上記ゲイン乗算後の最大
   値をリミッタにより制限して第一のハンドル戻し補助ト
   ルク信号を演算することを特徴とする請求項１〜請求項
   ５のいずれか一項記載の電動式パワーステアリング制御
   装置。
7. 【請求項７】 戻しトルク補償手段は、第一のハンドル
   戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク
   信号に重み係数を乗じる重み付けを行って、モータの補
   助トルクを制御することを特徴とする請求項１〜請求項
   ６のいずれか一項記載の電動式パワーステアリング制御
   装置。
8. 【請求項８】 戻しトルク補償手段によって行われる重
   み付けは、車速および路面のバンク角のいずれか一方ま
   たは両方に基づき行われることを特徴とする請求項７記
   載の電動式パワーステアリング制御装置。
9. 【請求項９】 重み付けに用いられる重み係数は、第一
   の路面反力トルクと第二の路面反力トルクとの比較に基
   づき設定されることを特徴とする請求項７または請求項
   ８記載の電動式パワーステアリング制御装置。
10. 【請求項１０】 重み付けに用いられる重み係数は、第
    一の路面反力トルクと第二の路面反力トルクとの差また
    は比率に基づき設定されることを特徴とする請求項９記
    載の電動式パワーステアリング制御装置。
11. 【請求項１１】 第一の路面反力トルクおよび第二の路
    面反力トルクを用いて、路面の状態を判定する路面状態
    判定手段を備えたことを特徴とする請求項７〜請求項１
    ０のいずれか一項記載の電動式パワーステアリング制御
    装置。
12. 【請求項１２】 路面状態判定手段は、第一の路面反力
    トルクの絶対値と第二の路面反力トルクの絶対値との比
    較を行い、上記第二の路面反力トルクの方が大きく、か
    つ上記絶対値の差または比率が所定値を越えたとき、非
    高μ路と判定することを特徴とする請求項１１記載の電
    動式パワーステアリング制御装置。
13. 【請求項１３】 路面状態判定手段による判定結果は、
    重み付け係数の補正に用いられることを特徴とする請求
    項１１または請求項１２記載の電動式パワーステアリン
    グ制御装置。
14. 【請求項１４】 路面状態判定手段による判定結果、非
    高μ路と判定されたとき、戻しトルク補償手段は、第一
    のハンドル戻し補助トルク信号に乗じられる重み係数を
    大きくすることを特徴とする請求項１３記載の電動式パ
    ワーステアリング制御装置。
15. 【請求項１５】 路面状態判定手段による判定結果、高
    μ路と判定されたとき、戻しトルク補償手段は、第二の
    ハンドル戻し補助トルク信号に基づいてモータの補助ト
    ルクを制御すると共に、非高μ路と判定されたとき、上
    記第二のハンドル戻し補助トルク信号に乗じる重み係数
    を小さくしてモータの補助トルクを制御することを特徴
    とする請求項１３記載の電動式パワーステアリング制御
    装置。
16. 【請求項１６】 モータによって発生されるトルクを用
    いて運転者の操舵トルクを補助する自動車用の電動式パ
    ワーステアリング制御方法において、操舵トルクを用い
    て第一の路面反力トルク及び操舵角を用いて第二の路面
    反力トルクをそれぞれ推定すると共に、上記推定された
    第一の路面反力トルクから第一のハンドル戻し補助トル
    ク信号を演算し、第二の路面反力トルクから第二のハン
    ドル戻し補助トルク信号を演算して、演算結果の第一の
    ハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補
    助トルク信号に基づき、ハンドルを原点復帰させる方向
    にモータの補助トルクを制御することを特徴とする電動
    式パワーステアリング制御方法。
17. 【請求項１７】 第一のハンドル戻し補助トルク信号及
    び第二のハンドル戻し補助トルク信号は、重み付けされ
    てモータの補助トルクの制御に用いられることを特徴と
    する請求項１６記載の電動式パワーステアリング制御方
    法。
18. 【請求項１８】 第一の路面反力トルク及び第二の路面
    反力トルクから路面の状態を判定し、上記判定結果によ
    り重み付けに用いる重み係数を補正することを特徴とす
    る請求項１６または請求項１７記載の電動式パワーステ
    アリング制御方法。