JP2003312521A

JP2003312521A - 電動式パワーステアリング制御装置

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Publication number: JP2003312521A
Application number: JP2002124701A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Tanaka; 英之田中; Masahiko Kurishige; 正彦栗重; Tomoyuki Inoue; 知之井上; Kazumichi Tsutsumi; 和道堤; Shigeki Otagaki; 滋樹太田垣
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2022-04-25
Also published as: JP3895635B2

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、操舵速度と車速の両方の値に応じて、路面反力検出
器のローパスフィルタの時定数を決定する技術は提案さ
れていなかったので、路面反力推定精度に問題があっ
た。【解決手段】車速検出器１１によって検出された車速
と、モータ速度検出器１３によって検出されたモータ速
度とに応じて時定数が決定されるローパスフィルタを有
する路面反力検出器１５を用いて、ステアリング軸反力
検出器によって検出されたステアリング軸反力を、ロー
パスフィルタに通すことにより路面反力推定値を得るよ
うにして、路面反力検出器１５による路面反力推定の精
度を上げるようにした。

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、自動車の運転者
の操舵トルクを補助するアシストトルクを発生させるモ
ータを制御する電動式パワーステアリング制御装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電動式パワーステアリング制御装
置は、路面反力トルクを推定するために、１段以上の１
次ローパスフィルタで構成し、このローパスフィルタの
時定数を、操舵速度に応じて変更するものが、特開２０
０１−２３９９５１号公報に、また、ローパスフィルタ
の時定数を車速に応じて変更するものが、特開２００１
−１２２１４６号公報にそれぞれ記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、操舵速度にのみ応じてローパスフィルタ
の時定数を決定するものは、車速が上がってくると路面
反力トルクの推定精度が低下するという問題があり、ま
た、車速にのみ応じてローパスフィルタの時定数を決定
するものは、操舵速度が早くなってくると路面反力トル
クの推定精度が低下するという問題があった。これまで
に、操舵速度と車速の両方の値に応じて、ローパスフィ
ルタの時定数を決定する技術は、提案されていなかっ
た。

【０００４】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、ローパスフィルタの時定数を操
舵速度及び車速の両方の値を用いて決定するように構成
することにより、路面反力トルクの推定精度を向上させ
ることができる電動式パワーステアリング制御装置を得
ることを目的にしている。

【０００５】

【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
トルクを補助するアシストトルクを発生させるモータを
制御する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と、モータの速度を検出す
るモータ速度検出手段と、ステアリング軸反力を検出す
るステアリング軸反力検出手段と、このステアリング軸
反力検出手段によって検出されたステアリング軸反力を
ローパスフィルタに通すことによって、アシストトルク
の制御に用いられる路面反力推定値を得る路面反力検出
手段を備え、車速検出手段によって検出された車速及び
モータ速度検出手段によって検出されたモータ速度に応
じてローパスフィルタの時定数を決定するようにしたも
のである。

【０００６】また、運転者の操舵トルクを可変ギア比倍
したギア出力トルクを制御する第一のモータ及びギア出
力トルクに応じて実操舵角を補助するアシストトルクを
発生させる第二のモータを有する舵角スーパーインポー
ズ構成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と、第二のモータの速度を
検出するモータ速度検出手段と、ステアリング軸反力を
検出するステアリング軸反力検出手段と、このステアリ
ング軸反力検出手段によって検出されたステアリング軸
反力をローパスフィルタに通すことによって、操舵反力
制御及び実タイヤ角制御に用いられる路面反力推定値を
得る路面反力検出手段を備え、車速検出手段によって検
出された車速及びモータ速度検出手段によって検出され
たモータ速度に応じてローパスフィルタの時定数を決定
するようにしたものである。

【０００７】また、ハンドルとタイヤの機械的な連結が
なく、ハンドルに伝わる操舵反力を制御する第三のモー
タと、タイヤの実操舵角を補助するアシストトルクを発
生させる第四のモータを有するステアバイワイヤ構成の
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と、第四のモータの速度を検出する
モータ速度検出手段と、ステアリング軸反力を検出する
ステアリング軸反力検出手段と、このステアリング軸反
力検出手段によって検出されたステアリング軸反力をロ
ーパスフィルタに通すことによって、操舵反力制御及び
実タイヤ角制御に用いられる路面反力推定値を得る路面
反力検出手段を備え、車速検出手段によって検出された
車速及びモータ速度検出手段によって検出されたモータ
速度に応じてローパスフィルタの時定数を決定するよう
にしたものである。

【０００８】さらに、モータからステアリング軸へアシ
ストトルクを伝達する減速ギアのギア比をＧｇｅａｒ、
モータの定常摩擦トルクをＴｆｒｉｃ、操舵機構内の摩
擦トルクをＴｆｒｐ、車速に応じた路面反力と操舵角の
比をＫａｌｉｇｎ、モータ速度より得られる操舵速度を
ωｓとするとき、ローパスフィルタの時定数τｅｓｔ
は、

【数２】に示される式により決定されるものである。

【０００９】また、ローパスフィルタに通されるステア
リング軸反力には、ステアリング軸加速度に比例ゲイン
を乗じたものが加えられているものである。

【００１０】また、ローパスフィルタの時定数は、上限
及び下限を有するものである。

【００１１】さらにまた、ローパスフィルタの時定数
は、車速に応じた上限及び下限を有するものである。

【００１２】

【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
置を示す概略図である。図１において、１は自動車の運
転者が操舵するハンドル、２はタイヤ、３はハンドル１
からタイヤ２までの操舵トルク伝達機構中に設けられ、
運転者のハンドル操作による操舵トルクを検出するトル
クセンサ、４はハンドル１からタイヤ２までの操舵トル
ク伝達機構中に設けられ、操舵トルクを補助するアシス
トトルクを発生させるＥＰＳ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏ
ｗｅｒＳｔｅｅｒｉｎｇ）モータ、５はＥＰＳモータ
４を制御するＥＰＳＥＣＵ、６はハンドル１のハンド
ル角を検出するように設けられたハンドル角センサであ
る。７は減速ギアである。また、θｈｄｌはハンドル
角、θｓｅｎｓはハンドル検出信号、Ｔｓｅｎｓは操舵
トルク検出信号、Ｉｍｔｒ＿ｓｅｎｓは電流検出信号、
Ｖｔ＿ｓｅｎｓは電圧検出信号、Ｖｓｕｐｐｌｙは印加
電圧、Ｔａｓｓｉｓｔはアシストトルク、Ｔｈｄｌは操
舵トルク、Ｔｔｒａｎはステアリング軸反力トルク、Ｔ
ｆｒｐは摩擦トルク、Ｔａｌｉｇｎは路面反力トルクで
ある。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路面反力推定を示す図であ
る。図２において、Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔは路面反力推定
値、τｅｓｔはローパスフィルタの時定数である。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
リング制御装置の路面反力と摩擦の和を示す図である。
図３において、縦軸はトルク（Ｎｍ）、横軸は時間
（秒）である。

【００１３】図４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構成図であり、
図中一点鎖線で囲まれた部分が、モータに印加する電流
の目標値を演算するブロックである。図４において、１
１は車速を検出する車速検出器（車速検出手段）、１２
は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）、１３はモータ回転角速度を検出するモータ
速度検出器（モータ速度検出手段）、１４はモータ速度
検出器１３の出力にもとづきモータ回転角加速度を検出
するモータ加速度検出器、１５はステアリング軸反力ト
ルクが入力され、車速検出器１１及びモータ速度検出器
１３の出力を用いて、路面反力を検出する路面反力検出
器（路面反力検出手段）である。１６は１１〜１４の出
力を基にして、操舵トルクを補助するアシストトルクを
決定するアシストトルク決定ブロック、１７はアシスト
トルク決定ブロック１６の出力に基づきモータ電流を決
定するモータ電流決定器、１８はモータ電流決定器１７
の出力及びモータ電流検出器によって検出されたモータ
電流によりモータ１９を駆動するモータ駆動器、２０は
モータ１９の電流を検出するモータ電流検出器（モータ
電流検出手段）である。

【００１４】図５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路面反力検出器を示
す構成図であり、一点鎖線で囲まれた部分が、路面反力
検出器に相当する。図５において、２１はステアリング
軸反力トルク信号を基にして、ステアリング軸反力を検
出するステアリング軸反力検出部、２２は車速信号を基
にしてアライメントトルク（路面反力）と操舵角の比を
演算するアライメントトルク操舵角比演算部、２３はア
ライメントトルク操舵角比演算部２２の出力及びモータ
速度信号に基づきローパスフィルタの時定数を演算する
ローパスフィルタ時定数演算部、２４はステアリング軸
反力検出部２１とローパスフィルタ時定数演算部２３の
出力を基にして、路面反力トルク信号を演算するローパ
スフィルタ演算部である。

【００１５】図６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モータ速度演算部を
示す図である。図６において、１６１はモータ、１６２
はトルク定数Ｋｔ、１６３はゲイン、１６４は積分器、
１６５は逆起電圧定数である。図７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路
面反力検出器の動作を示すフローチャートである。図８
は、この発明の実施の形態１による電動式パワーステア
リング制御装置の車速とアライメントトルク／操舵角と
の関係を示す図である。図８は、横軸は車速、縦軸はア
ライメントトルクに対する操舵角の比である。車速が小
さい場合は、アライメントトルクに対する操舵角の比は
小さく、車速が大きくなるに従って上記比は大きくな
る。

【００１６】次に、動作について説明する。電動式パワ
ーステアリング制御装置は、ドライバがハンドル１を切
った時の操舵トルクをトルクセンサ３で測定し、その操
舵トルクに応じて、操舵トルクを補助するアシストトル
クを発生させることを主な機能とするものである。ま
た、より良い操舵フィーリングや操縦安定性を実現する
ため、ハンドル角、モータ角、或は、モータ角速度（微
分してモータ角加速度を得る場合も有り）を測定するセ
ンサを有するものもある。また、モータに流れる電流
と、モータ端子間にかかる電圧も制御のために取り込ま
れる。

【００１７】力学的には、操舵トルクＴｈｄｌとアシス
トトルクＴａｓｓｉｓｔの和が、ステアリング軸反力ト
ルクＴｔｒａｎに抗してステアリングを回転させる。ま
た、ハンドル１を回転させる時には、モータの慣性項
（Ｊはモータの慣性ゲイン）も作用し、結局次式の関係
が成立する。Ｔｔｒａｎ＝Ｔｈｄｌ＋Ｔａｓｓｉｓｔ − Ｊ・ｄω／ｄｔ（１）モータによるアシストトルクは、次式の関係が成立す
る。Ｔａｓｓｉｓｔ＝Ｇｇｅａｒ・Ｋｔ・Ｉｍｔｒ（２）ここで、Ｇｇｅａｒは電動パワーステアリング装置の減
速ギア比である。また、ステアリング軸反力トルクＴｔ
ｒａｎは、路面反力トルクＴａｌｉｇｎとステアリング
機構内の摩擦トルクＴｆｒｉｃ＿ａｌｌの和である。Ｔｔｒａｎ＝Ｔａｌｉｇｎ＋Ｔｆｒｉｃ＿ａｌｌ（３）電動式パワーステアリング制御装置の制御装置であるＥ
ＰＳＥＣＵ５では、上述のセンサ信号から電流の目標
値を演算し、これに対して、モータの実電流が一致する
ように電流制御がなされて、モータは電流値にトルク定
数とギア比（モータからステアリング軸間）を乗じた所
定のトルクを発生し、ドライバが操舵する時の操舵トル
クをアシストする構成となっている。

【００１８】次に、路面反力推定方式について説明す
る。電動式パワーステアリング制御装置における、従来
の路面反力検出器は、中低速でのレーンチェンジ操舵を
想定して構築されているために、正確に路面反力推定を
行える条件が、中低速での低周波操舵に限定されてい
る。この発明は、より広い動作条件で正確に路面反力推
定を行えるようにし、さらに正確に路面反力推定が行え
る動作範囲の拡大によりハンドルとタイヤが機械的に連
結されていないステアバイワイヤ装置における、操舵ト
ルク発生装置の目標値としても使用可能とすることを目
的とする。

【００１９】路面反力検出器１５は、図２に示される路
面反力トルクの物理式をもとに、推定を行うものであ
る。電動式パワーステアリング制御装置においては、ス
テアリング軸速度を高精度に検出できないので、摩擦項
の影響を直接除去することは困難である。そのためフィ
ルタを用いて推定を実施してきた。路面反力推定値（Ｔ
ｔｉｒｅ＿ｅｓｔ）は、図２の通り、ステアリング軸反
力トルクをフィルタに通して推定される。まず、操舵
は、カーブ、レーンチェンジ等様々な場面で実施される
が、それらの操舵パターンは、所定時間内の範囲におい
ては一定速度のランプ状とみなす。その場合の路面反力
と摩擦項の和は、図３のようになる。また、これを式で
表すと路面反力（Ｔａｌｉｇｎ）及び路面反力と摩擦項
の和、すなわちステアリング軸反力トルクＴｔｒａｎ
は、次式のようになる。ここで、Ｓはラプラス演算子で
ある。

【００２０】

【数３】

【００２１】

【数４】ここで、Ｔｇｒａｄは路面反力トルクの時間変化率、Ｇ
ｇｅａｒは電動パワーステアリング装置の減速ギア比、
Ｔｆｒｉｃはモータの定常摩擦トルク、Ｔｆｒｐは操舵
機構内の摩擦トルクである。ステアリング軸反力トルク
をローパスフィルタを通して得られる路面反力推定値
（Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ）は、次式で得られる。

【００２２】

【数５】この時、推定すべき状態量である路面反力（Ｔａｌｉｇ
ｎ）と路面反力推定値（Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ）の推定誤
差Ｅ（ｓ）は、次式となる。

【００２３】

【数６】したがって、ローパスフィルタの時定数（τｅｓｔ）が
（８）式の関係式で表せるときに推定誤差がなくなる。
（図３参照）

【００２４】

【数７】ここで、路面反力トルクの時間変化率Ｔｇｒａｄは、次
式の通り路面反力と操舵角の比（Ｋａｌｉｇｎ）と、操
舵速度ωｓの積で表せられる。

【００２５】

【数８】このうち路面反力と操舵角の比（Ｋａｌｉｇｎ）は、図
８のように、車種が決まれば車速毎に決まる。また操舵
速度は検出可能である。従って次式によりローパスフィ
ルタの時定数の最適値が定まる。

【００２６】

【数９】そこでローパスフィルタの時定数を図５のブロック線図
に示される通り、可変にすることにより、操舵速度、車
速が変化しても路面反力の推定が可能となる。

【００２７】図４及び図５は、実施の形態１による構成
を示している。実施の形態１において、電動式パワース
テアリングの制御量を決定するものは、車速検出器１
１、操舵トルク検出器１２、路面反力検出器１５、モー
タ速度検出器１３、モータ加速度検出器１４から成り立
っている。ここで、この発明における新規の要素は、路
面反力検出に関するものなので、以下に路面反力検出器
１５について詳述する。実施の形態１において、路面反
力検出器１５は、ステアリング軸反力トルク信号、車速
信号及びモータ速度信号が入力される。ステアリング軸
反力トルク信号は、ステアリング軸コラムにロードセル
などの検出器（ステアリング軸反力検出手段）を取り付
けることで、その状態量を測定することが可能となり、
ステアリング軸コラムに発生するトルク（ステアリング
軸反力トルク）として検出される。また、モータ速度信
号は、モータ速度検出器１３の出力を用いていたが、モ
ータ電流の出力を用い（１１）式に従いモータ速度を求
めても全く同様である。

【００２８】なお、実施の形態１及び以下の実施の形態
において、モータ速度検出器１３は測定及び演算のどち
らによっても、モータ速度を検出できる。例えば、図６
は、演算によりモータ速度を検出するものである。図６
は、モータ速度を推定する構成を示している。モータ印
加電圧Ｖｔ、モータの逆起電圧Ｖｅ、及びモータによっ
て定まる定数で、コイル抵抗Ｒ、コイルインダクタンス
Ｌを用い、（１１）式に基づいて、モータ速度ωを演算
することが可能である。ここで、Ｋｔはトルク定数、Ｊ
はモータの慣性定数ゲイン、Ｋｂは逆起電圧定数、Ｓは
ラプラス演算子である。Ｉｍｔｒはモータが発生する電
流である。

【００２９】

【数１０】

【００３０】次に、路面反力検出器の動作を図７のフロ
ーチャートに基づいて説明する。このとき、Ｓ１０５に
おいては、（１０）式に基づいて時定数を定める。ステ
ップＳ１０１で、ステアリング軸反力トルクを読み込み
メモリに記憶する。ステップＳ１０２で、車速を読み込
みメモリに記憶する。次いで、ステップＳ１０３で、モ
ータ速度を読み込みメモリに記憶する。ステップＳ１０
４で、車速に基づき、図８に従って、アライメントトル
クと操舵角の比を求める。ステップＳ１０５で、モータ
速度と、アライメントトルクと操舵角の比から、ローパ
スフィルタの時定数を求める。次いで、ステップＳ１０
６で、ステアリング軸反力をローパスフィルタに通す。
そして、ステップＳ１０７で、路面反力推定値を得る。

【００３１】実施の形態１によれば、車速及び操舵速度
に応じてローパスフィルタの時定数を決定することで、
操舵速度が変化した場合や、車速が変化した場合におい
ても路面反力の推定が可能となる。

【００３２】実施の形態２．図９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を示す
構成図であり、図中一点鎖線で囲まれた部分が、モータ
に印加する電流の目標値を演算するブロックである。図
９において、１１〜２０は図４におけるものと同一のも
のであるが、路面反力検出器１５へは、図４の車速検出
器１１及びモータ速度検出器１３の出力に加えて、操舵
トルク検出器１２とモータ加速度検出器１４とモータ電
流検出器２０との出力が入力され、図４のステアリング
軸反力トルクの入力を削除している。図１０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
装置の路面反力検出器を示す構成図であり、一点鎖線で
囲まれた部分が、路面反力検出器に相当する。図１０に
おいて、２１〜２４は図５におけるものと同一のもので
ある。図１０では、操舵トルク信号とモータ電流信号と
モータ加速度信号とにより、ステアリング軸反力を演算
する。図１１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路面反力検出器の動作を
示すフローチャートである。

【００３３】路面反力トルク信号を得るために、ステア
リング軸反力をローパスフィルタに通すが、このときの
ステアリング軸反力を、実施の形態１では、ステアリン
グ軸反力を測定していたのに対して、実施の形態２で
は、（１）−（３）式に従い演算したステアリング軸反
力トルクの出力を用いる。これ以外は、実施の形態１と
全く同様である。

【００３４】次に、路面反力検出器の動作を図１１のフ
ローチャートに基づいて説明する。このとき、Ｓ２０８
においては、（１０）式に基づいて時定数を定める。ス
テップＳ２０１で、操舵トルク信号を読み込みメモリに
記憶する。ステップＳ２０２で、モータ電流信号を読み
込みメモリに記憶する。次いで、ステップＳ２０３で、
車速を読み込みメモリに記憶する。ステップＳ２０４
で、モータ速度を読み込みメモリに記憶する。ステップ
Ｓ２０５で、モータ加速度を読み込みメモリに記憶す
る。次いで、ステップＳ２０６（ステアリング軸反力検
出手段）で、操舵トルク信号、モータ電流信号、モータ
加速度信号からステアリング軸反力を演算して、ステッ
プＳ２０７で、車速に基づき、アライメントトルクと操
舵角の比を求める。ステップＳ２０８で、モータ速度
と、アライメントトルクと操舵角の比から、ローパスフ
ィルタの時定数を求める。次いで、ステップＳ２０９
で、ステアリング軸反力をローパスフィルタに通す。そ
して、ステップＳ２１０で、路面反力推定値を得る。

【００３５】実施の形態２によれば、ステアリング軸反
力が測定できない場合においても、ステアリング軸反力
を推定することで実施の形態１と同様の効果が得られ
る。

【００３６】実施の形態３．図１２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路
面反力と操舵角との関係を示す図である。図１２におい
て、縦軸はトルク（Ｎｍ）、横軸は時間（秒）である。
図１３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路面反力検出器を示す構成図で
あり、一点鎖線で囲まれた部分が、路面反力検出器に相
当する。図１３において、２１〜２４は図１０におけ
るものと同一のものである。Ｊはモータの慣性ゲイン、
Ｋはモータの加速度ゲインである。図１４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
置の路面反力検出器の動作を示すフローチャートであ
る。図１５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別の路面反力検出器を示す
構成図であり、一点鎖線で囲まれた部分が、路面反力検
出器に相当する。図１５において、２１〜２４は図１０
におけるものと同一のものであるが、操舵トルク信号と
モータ電流信号によりステアリング軸反力を演算してい
る。

【００３７】実施の形態２において、早い操舵を行った
場合に、図１２のように操舵角に対して路面反力が位相
進みを起こす場合がある。このため、ハンドルの切り返
し時に操舵速度の符号が反転する場合より、路面反力ト
ルクが減少し始める方が早くなり、ステアリング軸反力
に対して、（５）式が成立せず、路面反力トルクより遅
れた波形となる。この現象を補償するためには、ステア
リング軸速度の遅れを補償することが有効である。実施
の形態１及び実施の形態２における物理式（１）に対し
て、上記ステアリング軸速度の遅れを補償するために、
ステアリング軸加速度に比例ゲイン（Ｋ）を加えて補償
する。Ｔｔｒａｎ＝Ｔｈｄｌ＋Ｔａｓｓｉｓｔ − Ｊ・ｄω／ｄｔ＋Ｋ・ｄω／ｄｔ（１２）図１３においては、全体構成は実施の形態２と同様であ
るので、路面反力検出ブロックについてのみ記載する。
路面反力トルク信号を得るために、ステアリング軸反力
をローパスフィルタに通すが、このときのステアリング
軸反力が、実施の形態３では、ステアリング軸速度の遅
れを補償するために、（１２）式に従い、ステアリング
軸加速度に比例ゲインを加えて補償した。これ以外は、
実施の形態２と全く同様である。

【００３８】この動作を、図１４のフローチャートに基
づいて説明する。このとき、Ｓ３０９においては、（１
０）式に基づいて時定数を定める。ステップＳ３０１
で、操舵トルク信号を読み込みメモリに記憶する。ステ
ップＳ３０２で、モータ電流信号を読み込みメモリに記
憶する。次いで、ステップＳ３０３で、車速を読み込み
メモリに記憶する。ステップＳ３０４で、モータ速度を
読み込みメモリに記憶する。ステップＳ３０５で、モー
タ加速度を読み込みメモリに記憶する。次いで、ステッ
プＳ３０６で、操舵トルク信号、モータ電流信号、モー
タ加速度信号より位相補償前のステアリング軸反力を演
算して、ステップＳ３０７で、位相補償前のステアリン
グ軸反力にモータ加速度の比例ゲインを加えて位相補償
したステアリング軸反力を演算する。次いで、ステップ
Ｓ３０８で、車速に基づき、アライメントトルクと操舵
角の比を求める。ステップＳ３０９で、モータ速度と、
アライメントトルクと操舵角の比から、ローパスフィル
タの時定数を求める。次いで、ステップＳ３１０で、ス
テアリング軸反力をローパスフィルタに通す。そして、
ステップＳ３１１で、路面反力推定値を得る。

【００３９】実施の形態３によれば、早い操舵におい
て、操舵角に対して路面反力が位相進みを起こす場合が
あっても、ステアリング軸速度の影響を補償すること
で、実施の形態１と同様の効果が得られる。

【００４０】また、モータの慣性ゲインと加速度ゲイン
がほぼ一致する場合は、（１）式、（１２）式において
加速度項を無視した図１５のように構成することで、実
施の形態１と同様の効果が得られる。

【００４１】実施の形態４．実施の形態４の構成は、路
面反力検出器の構成のみが図４と異なり、他は同一のも
のである。よって、全体構成の記述は省略する。

【００４２】図１６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路面反力検出器を
示す構成図であり、一点鎖線で囲まれた部分が、路面反
力検出器に相当する。図１６において、２１〜２４は図
５におけるものと同一のものである。２９はローパスフ
ィルタ時定数演算部２３の出力を受けて、時定数の上下
限をクリップする時定数上下限クリップ部であり、その
出力はローパスフィルタ演算部２４に入力される。図１
７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路面反力検出器の動作を示すフロー
チャートである。実施の形態１〜実施の形態３では、ス
テアリング軸反力トルクを１次ローパスフィルタを通す
ことによって、路面反力トルクを得るが、実施の形態４
は、このときのローパスフィルタの時定数に上下限値を
設ける。これ以外は実施の形態１−３と全く同様であ
る。

【００４３】次に、実施の形態４による路面反力検出器
の動作を図１７のフローチャートに基づいて説明する。
ここで、Ｓ４１０においては、（１０）式に基づいて時
定数を定める。ステップＳ４０１で、ステアリング軸反
力トルクを読み込みメモリに記憶する。ステップＳ４０
２で、車速を読み込みメモリに記憶する。ステップＳ４
０３で、モータ速度を読み込みメモリに記憶する。ステ
ップＳ４０４で、車速に基づき、アライメントトルクと
操舵角の比を求める。次いで、ステップＳ４０５で、モ
ータ速度と、アライメントトルクと操舵角の比から、ロ
ーパスフィルタの時定数を求める。次いで、ステップＳ
４０６で、ローパスフィルタの時定数が閾値より大きい
かどうかを判断し、大きいとき、ステップＳ４０７で、
時定数を上限の設定値にクリップして、ステップＳ４１
０に行く。ステップＳ４０６で大きくないとき、ステッ
プＳ４０８で、ローパスフィルタの時定数が閾値より小
さいかどうかを判断し、小さいとき、ステップＳ４０９
で、時定数を下限の設定値にクリップして、ステップＳ
４１０に行く。ステップＳ４０８で、小さくないとき、
ステップＳ４１０で、ローパスフィルタの時定数を決定
する。次いで、ステップＳ４１１で、ステアリング軸反
力をローパスフィルタに通す。そして、ステップＳ４１
２で、路面反力推定値を得る。

【００４４】実施の形態４によれば、モータ速度と車速
から（１０）式の演算により、ローパスフィルタ時定数
を定めるとき、車速が低速の場合や操舵速度が小さい場
合に、時定数が大きくなり過ぎて、積分動作に近くな
り、ステアリング軸反力検出値の真値からのオフセット
成分の影響を受け易くなる。また、反対に高速の場合
や、操舵速度が大きい場合には時定数が小さくなり過ぎ
て、ローパスフィルタでなく、ゲイン特性に近くなり、
不要なノイズ成分を除去できなくなる。上下限値を設定
することにより、このような課題を解決できる。

【００４５】実施の形態５．図１８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路
面反力検出器を示す構成図であり、一点鎖線で囲まれた
部分が、路面反力検出器に相当する。図１８において、
２１〜２４は図５におけるものと同一のものである。３
０はモータ速度信号の入力を受けて、操舵速度を上下限
値でクリップする操舵速度上下限クリップ部である。

【００４６】走行中のドライバの操縦を考慮すると、一
般的な走行の場合のハンドル操作速度には限界がある。
ドライバの操舵速度を考慮して、例えば操舵速度の下限
値を１０ｄｅｇ／ｓ、操舵速度の上限値を４５０ｄｅｇ
／ｓとし、図１８のように路面反力検出器を構成する。
このようにすることで、ドライバの操舵速度に応じた時
定数を決定することができる。

【００４７】実施の形態５によれば、ドライバの操舵速
度に応じた時定数を決定することで、実施の形態４と同
様の効果が得られる。また、（１０）式の発散を防止す
る効果もある。

【００４８】実施の形態６．図１９は、この発明の実施
の形態６による電動式パワーステアリング制御装置の路
面反力検出器を示す構成図であり、一点鎖線で囲まれた
部分が、路面反力検出器に相当する。図１９において、
２１〜２４は図５におけるものと同一のものである。３
１はモータ速度信号と車速信号を受けて、操舵速度を車
速に応じた上下限値でクリップする操舵速度上下限クリ
ップ部である。

【００４９】走行中のドライバの操縦を考慮すると、一
般的な走行の場合においては、車速が低速域において
は、早い操舵を行う場合が多く、ゆっくり操舵する場合
は少ない。車速が高速域においては、ゆっくり操舵を行
う場合が多く、早い操舵を行う場合は少ない。このよう
に、操舵速度の上下限値を車速に応じて変化させ、図１
９のように路面反力検出器を構成する。こうすることに
より、ドライバの操舵速度及び車速に応じた時定数を決
定することができる。

【００５０】実施の形態６によれば、ドライバの操舵速
度及び車速に応じた時定数を決定することで、実施の形
態４と同様の効果が得られる。また、（１０）式の発散
を防止する効果もある。

【００５１】実施の形態７．図２０は、この発明の実施
の形態７による電動式パワーステアリング制御装置を示
す概略図である。図２０において、１〜３、５〜７は図
１におけるものと同一のものである。８は遊星ギア、９
ａは可変ギアモータ（第一のモータ）、９ｂはピニオン
軸モータ（第二のモータ）である。また、θｈｄｌはハ
ンドル角、θｓｅｎｓはハンドル検出信号、Ｔｓｅｎｓ
は操舵トルク検出信号、Ｉｍｔｒ＿ｓｅｎｓ１、Ｉｍｔ
ｒ＿ｓｅｎｓ２は電流検出信号、Ｖｔ＿ｓｅｎｓ１、Ｖ
ｔ＿ｓｅｎｓ２は電圧検出信号、Ｖｓｕｐｐｌｙ１、Ｖ
ｓｕｐｐｌｙ２は印加電圧、Ｔａｓｓｉｓｔはアシスト
トルク、Ｔｈｄｌは操舵トルク、Ｔｔｒａｎはステアリ
ング軸反力トルク、Ｔｆｒｐは摩擦トルク、Ｔａｌｉｇ
ｎは路面反力トルクである。

【００５２】ギア出力トルクを制御する可変ギア機構
と、実操舵角を制御するピニオン軸モータ９ｂを有する
舵角スーパーインポーズ機構の電動式パワーステアリン
グ制御装置は、ドライバがハンドルを切った時のトルク
をトルクセンサ３で測定し、そのトルクに応じて可変ギ
ア機構のギアを可変ギアモータ９ａで変更し、操舵トル
クＴｈｄｌを可変ギア比倍したギア出力トルクを発生さ
せ、ギア出力トルクに応じて電動モータで実操舵角をア
シストするアシストトルクを発生させることを主な機能
とするものである。また、より良い操舵フィーリングや
操縦安定性を実現するため、ハンドル角θｈｄｌ、モー
タ角、或は、モータ角速度（微分してモータ角加速度を
得る場合も有り）を測定するセンサを有する。また、モ
ータに流れる電流と、モータ端子間にかかる電圧も取り
込む。

【００５３】力学的には、操舵トルクＴｈｄｌを可変ギ
ア機構で可変ギア倍Ｇｖａｇｅａｒし、ギア出力トルク
ＴｇｅａｒとアシストトルクＴａｓｓｉｓｔの和が、ス
テアリング軸反力トルクＴｔｒａｎに抗してステアリン
グを回転させる。また、ハンドルを回転させる時にはピ
ニオン軸モータ９ｂの慣性項も作用し、結局次（１３）
式の関係が成立する。Ｔｔｒａｎ＝Ｔｇｅａｒ＋Ｔａｓｓｉｓｔ − Ｊ・ｄω／ｄｔ（１３）ピニオン軸モータ９ｂによるアシストトルクＴａｓｓｉ
ｓｔには、次（１４）式の関係が成立する。Ｔａｓｓｉｓｔ＝Ｇｇｅａｒ・Ｋｔ・Ｉｍｔｒ（１４）また、ステアリング軸反力トルクＴｔｒａｎは、（１
５）式で示されるように、路面反力トルクＴａｌｉｇｎ
とステアリング機構内の摩擦トルクＴｆｒｉｃ＿ａｌｌ
の和である。Ｔｔｒａｎ＝Ｔａｌｉｇｎ＋Ｔｆｒｉｃ＿ａｌｌ（１５）電動式パワーステアリング制御装置の制御装置（ＥＰＳ
ＥＣＵ）では、上述のセンサ信号から電流の目標値を
演算し、これに対して、モータの実電流が一致するよう
に電流制御がなされて、ピニオン軸モータ９ｂは、電流
値にトルク定数とギア比（モータからステアリング軸
間）を乗じた所定のトルクを発生し、ドライバが操舵す
る時のトルクをアシストする構成となっている。

【００５４】この構成は、舵角スーパーインポーズと一
般に称され、ハンドルとタイヤを繋ぐリンク機構内にド
ライバトルクを可変ギア比倍してギア出力トルクを発生
する可変ギア機構を持ち、出力されたギア出力トルクを
アシストする形でピニオン軸モータ９ｂによりアシスト
を行うことを特徴とする。実施の形態７の特徴は、舵角
スーパーインポーズの構成において、路面反力を求める
ことが可能となることである。ギア出力トルクは、ステ
アリングシャフトのギア出力トルク発生部分にトルクセ
ンサ３を取り付けることで、測定可能となる。また、ス
テアリング軸反力トルクは、（１３）式のように演算に
よって求めることもできる。ステアリング軸反力を求め
てから、路面反力を求める手法は実施の形態１〜実施の
形態６で示した手法がそのまま適用できる。実施の形態
７では、ギア出力トルクはセンサを用いて検出すると示
したが、センサがない場合においても、可変ギア機構の
摩擦が小さい範囲では、操舵トルクを可変ギア比倍する
ことで同等の値は得られる。

【００５５】実施の形態７によれば、電動式パワーステ
アリング制御装置の構成において、舵角スーパーインポ
ーズ機構を有する構成でも、実施の形態１〜実施の形態
６と同様の効果を得ることができる。

【００５６】実施の形態８．図２１は、この発明の実施
の形態８による電動式パワーステアリング制御装置を示
す概略図である。図２１において、１〜３、５は図１に
おけるものと同一のものである。７ａ、７ｂは減速ギア
である。１０ａは操舵反力制御用モータ（第三のモー
タ）、１０ｂは実舵角制御用モータ（第四のモータ）で
ある。また、θｈｄｌはハンドル角、θｓｅｎｓはハン
ドル検出信号、Ｔｓｅｎｓは操舵トルク検出信号、Ｉｍ
ｔｒ＿ｓｅｎｓ１、Ｉｍｔｒ＿ｓｅｎｓ２は電流検出信
号、Ｖｔ＿ｓｅｎｓ１、Ｖｔ＿ｓｅｎｓ２は電圧検出信
号、Ｖｓｕｐｐｌｙ１、Ｖｓｕｐｐｌｙ２は印加電圧、
Ｔａｓｓｉｓｔ１、Ｔａｓｓｉｓｔ２はアシストトル
ク、Ｔｈｄｌは操舵トルク、Ｔｔｒａｎはステアリング
軸反力トルク、Ｔｆｒｐは摩擦トルク、Ｔａｌｉｇｎは
路面反力トルクである。

【００５７】操舵反力を制御する操舵反力制御用モータ
１０ａと、実操舵角を制御する実舵角制御用モータ１０
ｂを有し、ドライバの操作するハンドルとタイヤが機械
的に連結されていないステアバイワイヤ機構の電動式パ
ワーステアリング制御装置は、ドライバがハンドルを切
った時のトルクをトルクセンサ３で測定し、そのトルク
に応じて操舵反力制御用モータ１０ａで車両挙動に応じ
たドライバの操舵トルクを適切に制御する操舵反力を発
生し、また実舵角制御用モータ１０ｂでタイヤの実操舵
角を制御する実舵角制御アシストトルクを発生させるこ
とを主な機能とするものである。また、より良い操舵フ
ィーリングや操縦安定性を実現するため、ハンドル角θ
ｈｄｌ、モータ角、或は、モータ角速度（微分してモー
タ角加速度を得る場合も有り）を測定するセンサを有す
る。また、モータに流れる電流と、モータ端子間にかか
る電圧も取り込む。

【００５８】力学的には、ハンドルとタイヤが機械的な
連結で繋がっていないので、全く別の関係が成り立ち、
操舵トルクＴｈｄｌは操舵反力Ｔａｓｓｉｓｔ１とつり
合い、実舵角制御用モータ１０ｂで発生するアシストト
ルクＴａｓｓｉｓｔ２が、ステアリング軸反力トルクＴ
ｔｒａｎに抗してタイヤを回転させる。また、タイヤを
回転させる時には、実舵角制御用モータ１０ｂの慣性項
も作用し結局次（１６）式の関係が成立する。Ｔｔｒａｎ＝Ｔａｓｓｉｓｔ２− Ｊ・ｄω２／ｄｔ（１６）実舵角制御用モータ１０ｂによるアシストトルクは、次
（１７）式の関係が成立する。Ｔａｓｓｉｓｔ２＝Ｇｇｅａｒ２・Ｋｔ・Ｉｍｔｒ２（１７）また、ステアリング軸反力トルクＴｔｒａｎは、（１
８）式に示されるように、路面反力トルクＴａｌｉｇｎ
とステアリング機構内の摩擦トルクＴｆｒｉｃ＿ａｌｌ
の和である。Ｔｔｒａｎ＝Ｔａｌｉｇｎ＋Ｔｆｒｉｃ＿ａｌｌ（１８）電動式パワーステアリング制御装置の制御装置（ＥＰＳ
ＥＣＵ）では、上述のセンサ信号から電流の目標値を
演算し、これに対して、モータの実電流が一致するよう
に電流制御がなされて、モータは電流値にトルク定数と
ギア比（モータからステアリング軸間）を乗じた所定の
トルクを発生しドライバが操舵する時のトルクをアシス
トする構成となっている。

【００５９】この構成は、ステアバイワイヤと一般に称
され、ハンドルとタイヤの機械的な連結がなく、ドライ
バのハンドルへ伝わる操舵反力を制御する操舵反力制御
用モータ１０ａと、ドライバの操舵角及び車両状態量か
らタイヤの実操舵角を制御する実舵角制御用モータ１０
ｂを有することを特徴とし、本機構によれば機械的な連
結がなくなることで、車両のレイアウトの自由度が増
し、ドライバのハンドル操作に関係なく車両を安定化す
ることが可能となる。機械的な構成が異なるために、実
施の形態１で示した物理式と、ステアリング軸反力トル
クを求める式は異なるが、ステアリング軸反力を求める
手法は実施の形態１〜実施の形態６で示したように、ス
テアリング軸反力をセンサで検出してもよいし、（１
６）式に従い演算してもよい。ステアリング軸反力を求
めてから路面反力を求める手法は、実施の形態１〜実施
の形態６で示した手法がそのまま適用できる。

【００６０】実施の形態８によれば、電動式パワーステ
アリング制御装置の構成において、ステアバイワイヤの
構成においても、実施の形態１〜実施の形態６と同様の
効果を得ることができ、ハンドルとタイヤが機械的に連
結されていないステアバイワイヤ装置における、操舵ト
ルク発生装置の目標値としても使用可能となる。

【００６１】

【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
の操舵トルクを補助するアシストトルクを発生させるモ
ータを制御する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と、モータの速度を
検出するモータ速度検出手段と、ステアリング軸反力を
検出するステアリング軸反力検出手段と、このステアリ
ング軸反力検出手段によって検出されたステアリング軸
反力をローパスフィルタに通すことによって、アシスト
トルクの制御に用いられる路面反力推定値を得る路面反
力検出手段を備え、車速検出手段によって検出された車
速及びモータ速度検出手段によって検出されたモータ速
度に応じてローパスフィルタの時定数を決定するように
したので、ステアリング軸反力を検出することにより、
操舵速度が変化した場合や、車速が変化した場合におい
ても路面反力の推定が可能となる。

【００６２】また、運転者の操舵トルクを可変ギア比倍
したギア出力トルクを制御する第一のモータ及びギア出
力トルクに応じて実操舵角を補助するアシストトルクを
発生させる第二のモータを有する舵角スーパーインポー
ズ構成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と、第二のモータの速度を
検出するモータ速度検出手段と、ステアリング軸反力を
検出するステアリング軸反力検出手段と、このステアリ
ング軸反力検出手段によって検出されたステアリング軸
反力をローパスフィルタに通すことによって、操舵反力
制御及び実タイヤ角制御に用いられる路面反力推定値を
得る路面反力検出手段を備え、車速検出手段によって検
出された車速及びモータ速度検出手段によって検出され
たモータ速度に応じてローパスフィルタの時定数を決定
するようにしたので、舵角スーパーインポーズ構成であ
っても、ステアリング軸反力を検出することにより、操
舵速度が変化した場合や、車速が変化した場合において
も路面反力の推定が可能となる。

【００６３】また、ハンドルとタイヤの機械的な連結が
なく、ハンドルに伝わる操舵反力を制御する第三のモー
タと、タイヤの実操舵角を補助するアシストトルクを発
生させる第四のモータを有するステアバイワイヤ構成の
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と、第四のモータの速度を検出する
モータ速度検出手段と、ステアリング軸反力を検出する
ステアリング軸反力検出手段と、このステアリング軸反
力検出手段によって検出されたステアリング軸反力をロ
ーパスフィルタに通すことによって、操舵反力制御及び
実タイヤ角制御に用いられる路面反力推定値を得る路面
反力検出手段を備え、車速検出手段によって検出された
車速及びモータ速度検出手段によって検出されたモータ
速度に応じてローパスフィルタの時定数を決定するよう
にしたので、ステアバイワイヤ構成であっても、ステア
リング軸反力を検出することにより、操舵速度が変化し
た場合や、車速が変化した場合においても路面反力の推
定が可能となる。

【００６４】さらに、モータからステアリング軸へアシ
ストトルクを伝達する減速ギアのギア比をＧｇｅａｒ、
モータの定常摩擦トルクをＴｆｒｉｃ、操舵機構内の摩
擦トルクをＴｆｒｐ、車速に応じた路面反力と操舵角の
比をＫａｌｉｇｎ、モータ速度より得られる操舵速度を
ωｓとするとき、ローパスフィルタの時定数τｅｓｔ
は、

【数１１】に示される式により決定されるので、この式により、ロ
ーパスフィルタの時定数を変更する構成としたことによ
り、走行パターンに関らず推定誤差を最小にするローパ
スフィルタとすることができ、路面反力トルクの推定精
度が向上する。

【００６５】また、ローパスフィルタに通されるステア
リング軸反力には、ステアリング軸加速度に比例ゲイン
を乗じたものが加えられているので、操舵角に対して路
面反力が位相進みを起こす現象を補償し、早い操舵パタ
ーンにおいても路面反力の推定精度を向上することがで
きる。

【００６６】また、ローパスフィルタの時定数は、上限
及び下限を有するので、路面反力推定値が実値に対して
誤差が大きくなることを防止し、ローパスフィルタの時
定数の発散を防止することができる。

【００６７】さらにまた、ローパスフィルタの時定数
は、車速に応じた上限及び下限を有するので、路面反力
推定値が実値に対して誤差が大きくなることを防止し、
ローパスフィルタの時定数の発散を防止すると共に、車
速に応じて上限値、下限値を可変とすることで走行状態
に応じた路面反力を得ることができる。

【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を示す概略図である。

【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路面反力推定を示す図である。

【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路面反力と摩擦の和を示す図で
ある。

【図４】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構成図である。

【図５】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路面反力検出器を示す構成図で
ある。

【図６】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モータ速度演算部を示す図であ
る。

【図７】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路面反力検出器の動作を示すフ
ローチャートである。

【図８】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車速とアライメントトルク／操
舵角との関係を示す図である。

【図９】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を示す構成図である。

【図１０】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路面反力検出器を示す構成図
である。

【図１１】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路面反力検出器の動作を示す
フローチャートである。

【図１２】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路面反力と操舵角との関係を
示す図である。

【図１３】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路面反力検出器を示す構成図
である。

【図１４】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路面反力検出器の動作を示す
フローチャートである。

【図１５】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別の路面反力検出器を示す構
成図である。

【図１６】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路面反力検出器を示す構成図
である。

【図１７】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路面反力検出器の動作を示す
フローチャートである。

【図１８】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路面反力検出器を示す構成図
である。

【図１９】この発明の実施の形態６による電動式パワ
ーステアリング制御装置の路面反力検出器を示す構成図
である。

【図２０】この発明の実施の形態７による電動式パワ
ーステアリング制御装置を示す概略図である。

【図２１】この発明の実施の形態８による電動式パワ
ーステアリング制御装置を示す概略図である。

【符号の説明】

１ハンドル、２タイヤ、３トルクセンサ、４Ｅ
ＰＳモータ、５ＥＰＳＥＣＵ、６ハンドル角セン
サ、７，７ａ，７ｂ減速ギア、８遊星ギア、９ａ
可変ギアモータ、９ｂピニオン軸モータ、１０ａ操
舵反力制御用モータ、１０ｂ実舵角制御用モータ、１
１車速検出器、１２操舵トルク検出器、１３モー
タ速度検出器、１４モータ加速度検出器、１５路面
反力検出器、１６アシストトルク決定ブロック、１７
モータ電流決定器、１８モータ駆動器、２０モー
タ電流検出器、２１ステアリング軸反力検出部、２２
アライメントトルク操舵角比演算部、２３ローパス
フィルタ時定数演算部、２４ローパスフィルタ演算
部、２９時定数上下限クリップ部、３０操舵速度上
下限クリップ部、３１操舵速度上下限クリップ部。

───────────────────────────────────────────────────── 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 121:00 Ｂ６２Ｄ 121:00 137:00 137:00 (72)発明者井上知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 (72)発明者堤和道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)発明者太田垣滋樹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 CC30 DA03 DA15 DA23 DA63 DA64 DA65 DC12 EB11 3D033 CA13 CA16 CA17 CA19 CA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】運転者の操舵トルクを補助するアシスト
トルクを発生させるモータを制御する電動式パワーステ
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、上記モータの速度を検出するモータ速度検出手段、
ステアリング軸反力を検出するステアリング軸反力検出
手段、このステアリング軸反力検出手段によって検出さ
れたステアリング軸反力をローパスフィルタに通すこと
によって、アシストトルクの制御に用いられる路面反力
推定値を得る路面反力検出手段を備え、上記車速検出手
段によって検出された車速及び上記モータ速度検出手段
によって検出されたモータ速度に応じて上記ローパスフ
ィルタの時定数を決定するようにしたことを特徴とする
電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項２】運転者の操舵トルクを可変ギア比倍した
ギア出力トルクを制御する第一のモータ及び上記ギア出
力トルクに応じて実操舵角を補助するアシストトルクを
発生させる第二のモータを有する舵角スーパーインポー
ズ構成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、上記第二のモータの速度
を検出するモータ速度検出手段、ステアリング軸反力を
検出するステアリング軸反力検出手段、このステアリン
グ軸反力検出手段によって検出されたステアリング軸反
力をローパスフィルタに通すことによって、操舵反力制
御及び実タイヤ角制御に用いられる路面反力推定値を得
る路面反力検出手段を備え、上記車速検出手段によって
検出された車速及び上記モータ速度検出手段によって検
出されたモータ速度に応じて上記ローパスフィルタの時
定数を決定するようにしたことを特徴とする電動式パワ
ーステアリング制御装置。
【請求項３】ハンドルとタイヤの機械的な連結がな
く、ハンドルに伝わる操舵反力を制御する第三のモータ
と、タイヤの実操舵角を補助するアシストトルクを発生
させる第四のモータを有するステアバイワイヤ構成の電
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、上記第四のモータの速度を検出する
モータ速度検出手段、ステアリング軸反力を検出するス
テアリング軸反力検出手段、このステアリング軸反力検
出手段によって検出されたステアリング軸反力をローパ
スフィルタに通すことによって、操舵反力制御及び実タ
イヤ角制御に用いられる路面反力推定値を得る路面反力
検出手段を備え、上記車速検出手段によって検出された
車速及び上記モータ速度検出手段によって検出されたモ
ータ速度に応じて上記ローパスフィルタの時定数を決定
するようにしたことを特徴とする電動式パワーステアリ
ング制御装置。
【請求項４】モータからステアリング軸へアシストト
ルクを伝達する減速ギアのギア比をＧｇｅａｒ、モータ
の定常摩擦トルクをＴｆｒｉｃ、操舵機構内の摩擦トル
クをＴｆｒｐ、車速に応じた路面反力と操舵角の比をＫ
ａｌｉｇｎ、モータ速度より得られる操舵速度をωｓと
するとき、ローパスフィルタの時定数τｅｓｔは、【数１】に示される式により決定されることを特徴とする請求項
１〜請求項３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。
【請求項５】ローパスフィルタに通されるステアリン
グ軸反力には、ステアリング軸加速度に比例ゲインを乗
じたものが加えられていることを特徴とする請求項１〜
請求項４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。
【請求項６】ローパスフィルタの時定数は、上限及び
下限を有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。
【請求項７】ローパスフィルタの時定数は、車速に応
じた上限及び下限を有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。