JP2014213779A - 電動ステアリング制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵をモータにてアシストする電動ステアリング制御装置において、状況に応じたより適切なアシスト操舵力を出力できるようにする。
【解決手段】電動パワーステアリングシステムにおいて、目標生成部２２は、操舵トルクに基づいてハンドル操作をアシストするための基本アシスト量を生成する。そして、補正部３０は、基本アシスト量を補正するためのアシスト補償量を、車両のハンドルの切り増し、切り戻し、保舵の状態を認識し得る物理量を表す操舵状態量および車両の走行速度に応じて生成する。さらに、加算器４１は、基本アシスト量を、アシスト補償量によって補正することにより、補正アシスト量を生成する。また、電流ＦＢ部４２は、補正アシスト量に基づいてモータ６を駆動させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハンドル軸に加わる操舵トルクに応じたアシスト操舵力をモータによって出力することで操舵特性を制御する電動ステアリング制御装置に関する。

上記の電動ステアリング制御装置として、ドライバのハンドル操作に応じて適切なアシスト操舵力をモータに発生させるべく、ドライバのハンドル操作等によってハンドルの軸に加えられる操舵トルク等の各種入力信号に基づいてアシスト操舵力を演算し、その演算結果に基づいてモータを駆動させるものが知られている。

このような電動ステアリング制御装置には、操舵の方向（切り増し、切り戻し）に応じて操舵トルクおよび操舵速度の積である操舵仕事率によってダンピング力を変更するものがある（例えば特許文献１参照）。

特許第４１０３７４７号公報

しかしながら、上記の電動ステアリング制御装置では、ハンドルを切り戻す際にダンピング力が減少することで慣性力による戻り難さは改善するものの、緩やかな操舵をする際の反力と車両運動の一体感が出ない問題点があった。

そこで、このような問題点を鑑み、操舵をモータにてアシストする電動ステアリング制御装置において、状況に応じたアシスト操舵力を出力できるようにすることを本発明の目的とする。

かかる目的を達成するために成された本発明の電動ステアリング制御装置において、基本アシスト量生成手段は、操舵トルクに基づいてハンドル操作をアシストするための基本アシスト量を生成する。そして、アシスト補償量生成手段は、基本アシスト量を補正するためのアシスト補償量を、車両のハンドルの切り増し、切り戻し、保舵の状態を認識し得る物理量を表す操舵状態量および車両の走行速度に応じて生成する。

さらに、アシスト量補正手段は、基本アシスト量を、アシスト補償量によって補正することにより、補正アシスト量を生成する。また、モータ駆動手段は、補正アシスト量に基づいてモータを駆動させる。

このような電動ステアリング制御装置によれば、操舵状態量および車両の走行速度から車両の状況（走行状態や走行環境等）を良好に認識することができるので、状況に応じた適切なアシスト操舵力を出力することができる。

なお、上記目的を達成するためには、コンピュータを、電動ステアリング制御装置する各手段として実現するための電動ステアリング制御プログラムとしてもよい。
また、各請求項の記載は、可能な限りにおいて任意に組み合わせることができる。この際、発明の目的を達成できる範囲内において一部構成を除外してもよい。

実施形態の電動パワーステアリングシステムの概略構成を表す構成図である。 ＥＣＵの制御機構の概略構成を表すブロック図である。 負荷推定器の概略構成を表すブロック図である。 トルク補正部の概略構成を表すブロック図である。 ダンピングゲイン演算部においてゲインを設定する際に利用されるマップを示すグラフである。 ダンピング制御部においてダンピング制御トルクＴｄ生成用のマップを示すグラフである。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［本実施形態の構成］
本実施形態の電動パワーステアリングシステム１は、図１に示すように、ドライバによるハンドル２の操作をモータ６によってアシストするものである。ハンドル２は、ステアリングシャフト３の一端に固定され、ステアリングシャフト３の他端にはトルクセンサ４が接続されており、このトルクセンサ４の他端には、インターミディエイトシャフト５が接続されている。なお、以下の説明では、ステアリングシャフト３からトルクセンサ４を経てインターミディエイトシャフト５に至る軸体全体を、まとめてハンドル軸ともいう。

トルクセンサ４は、操舵トルクＴｓを検出するためのセンサである。具体的には、ステアリングシャフト３とインターミディエイトシャフト５とを連結するトーションバーを有し、このトーションバーのねじれ角に基づいてそのトーションバーに加えられているトルクを検出する。

モータ６は、ハンドル２の操舵力をアシスト（補助）するものであり、減速機構６ａを介してその回転がインターミディエイトシャフト５に伝達される。すなわち、減速機構６ａは、モータ６の回転軸の先端に設けられたウォームギアと、このウォームギアと噛み合った状態でインターミディエイトシャフト５に同軸状に設けられたウォームホイールとにより構成されており、これにより、モータ６の回転がインターミディエイトシャフト５に伝達される。逆に、ハンドル２の操作や路面からの反力（路面反力）によってインターミディエイトシャフト５が回転されると、その回転が減速機構６ａを介してモータ６に伝達され、モータ６も回転されることになる。

また、モータ６は、本実施形態ではブラシレスモータであり、内部にレゾルバ等の回転センサを備え、モータ６の回転状態を出力可能に構成されている。本実施形態のモータ６は、回転センサからの回転状態として、少なくともモータ速度ω（回転角速度を示す情報で、以下ハンドル軸の回転速度の次元で扱う）を出力可能に構成されている。

インターミディエイトシャフト５における、トルクセンサ４が接続された一端とは反対側の他端は、ステアリングギアボックス７に接続されている。ステアリングギアボックス７は、ラックとピニオンギアからなるギア機構にて構成されており、インターミディエイトシャフト５の他端に設けられたピニオンギアに、ラックの歯が噛み合っている。そのため、ドライバがハンドル２を回すと、インターミディエイトシャフト５が回転（すなわちピニオンギアが回転）し、これによりラックが左右に移動する。

ラックの両端にはそれぞれタイロッド８が取り付けられており、ラックとともにタイロッド８が左右の往復運動を行う。これにより、タイロッド８がその先のナックルアーム９を引っ張ったり押したりすることで、操舵輪である各タイヤ１０の向きが変わる。また、車両における所定の部位には、車両速度Ｖを検出するための車速センサ１１が設けられている。

このような構成により、ドライバがハンドル２を回転（操舵）させると、その回転がステアリングシャフト３、トルクセンサ４、およびインターミディエイトシャフト５を介してステアリングギアボックス７に伝達される。そして、ステアリングギアボックス７内で、インターミディエイトシャフト５の回転がタイロッド８の左右移動に変換され、タイロッド８が動くことによって、左右の両タイヤ１０が操舵される。

ＥＣＵ１５は、図示しない車載バッテリからの電力によって動作し、トルクセンサ４にて検出された操舵トルクＴｓ、モータ６のモータ速度ω、および車速センサ１１にて検出された車両速度Ｖに基づいて、アシストトルク指令Ｔａを演算する。そして、その演算結果に応じた駆動電圧Ｖｄをモータ６へ印加することにより、ドライバがハンドル２を回す力（延いては両タイヤ１０を操舵する力）のアシスト量を制御するものである。

本実施形態ではモータ６がブラシレスモータであるため、ＥＣＵ１５からモータ６へ出力（印加）される駆動電圧Ｖｄは、詳しくは、３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電圧Ｖｄｕ，Ｖｄｖ，Ｖｄｗである。ＥＣＵ１５からモータ６へこれら各相の駆動電圧Ｖｄｕ，Ｖｄｖ，Ｖｄｗを印加（各相の駆動電流を通電）することで、モータ６の回転トルクが制御される。ブラシレスモータを３相の駆動電圧で駆動（例えばＰＷＭ駆動）する方法やその３相の駆動電圧を生成する駆動回路（例えば３相インバータ）についてはよく知られているため、ここではその詳細説明は省略する。

ＥＣＵ１５は、直接的にはモータ６へ印加する駆動電圧Ｖｄを制御することによりモータ６を制御するものであるが、モータ６を制御することで結果としてそのモータ６により駆動される操舵系メカ１００を制御するものであるといえ、よってＥＣＵ１５の制御対象はこの操舵系メカ１００であるといえる。なお、操舵系メカ１００は、図１に示したシステム構成図のうちＥＣＵ１５を除く機構全体、すなわちハンドル２から各タイヤ１０に至る、ハンドル２の操舵力が伝達される機構全体を示す。

次に、ＥＣＵ１５の概略構成（制御機構）を図２のブロック図に示す。なお、図２に示したＥＣＵ１５の制御機構のうち、電流フィードバック（ＦＢ）部４２を除く各部、および電流ＦＢ部４２の機能の一部は、実際には、ＥＣＵ１５が備える図示しないＣＰＵが所定の制御プログラムを実行することによって実現されるものである。

つまり、ＣＰＵによって実現される各種機能を機能ブロック毎に分けて図示したものが図２である。ただし、これら各図に示した制御機構がソフトウェアにて実現されることはあくまでも一例であり、図２等に示した制御機構全体または一部を例えばロジック回路等のハードウェアにて実現するようにしてもよいことはいうまでもない。

ＥＣＵ１５は、図２に示すように、ベースアシスト指令Ｔｂ^*を生成するベースアシスト部２０と、補正トルク指令Ｔｒを生成する補正部３０と、ベースアシスト指令Ｔｂ^*と補正トルク指令Ｔｒを加算することによりアシストトルク指令Ｔａを生成する加算器４１と、アシストトルク指令Ｔａに基づいてモータ６へ駆動電圧Ｖｄを印加することによりモータ６を通電駆動する電流フィードバック（ＦＢ）部４２と、を備えている。

ベースアシスト部２０は、路面反力（路面負荷）に応じた操舵反力（操舵トルク）の特性の実現、すなわち路面負荷に対応した反応（反力）が準定常的にドライバへ伝達されるようにすることで車両の状態や路面の状態をドライバが把握しやすくなるようにすることを実現するためのブロックであり、負荷推定器２１と、目標生成部２２と、偏差演算器２３と、コントローラ部２４とを備えている。すなわち、このベースアシスト部２０は、操舵トルクＴｓに基づき、その操舵トルクＴｓが路面から各車輪１０に加えられる路面負荷に応じて変化するようにハンドル２の操作をアシストするための、ベースアシスト指令Ｔｂ^*を生成するものである。

負荷推定器２１は、ベースアシスト指令Ｔｂ^*と操舵トルクＴｓとに基づいて路面負荷を推定する。目標生成部２２は、負荷推定器２１にて推定された路面負荷（推定負荷Ｔｘ）と自車両の走行速度（車速Ｖ）とに基づいて、操舵トルクの目標値である目標操舵トルクＴｓ^*を生成する。

この目標生成部２２は、路面反力に応じてドライバがハンドル操作を重いまたは軽いと感じることができるようにするための、或いは路面反力の上昇に対するドライバの操舵反力（或いは操舵トルク）の上昇度合い（勾配）を実現するための、目標操舵トルクＴｓ^*を生成するものである。

本実施形態の目標生成部２２は、実際には、推定負荷Ｔｘおよび車速Ｖに対応する目標操舵トルクＴｓ^*がマップ化されており、そのマップをもとに目標操舵トルクＴｓ^*を生成する。

偏差演算器２３は、操舵トルクＴｓと目標操舵トルクＴｓ^*との差であるトルク偏差を演算する。また、コントローラ部２４は、微分器や積分器等を備えた周知のＰＩＤ制御器として構成されている。

コントローラ部２４は、トルク偏差（操舵トルクＴｓと目標操舵トルクＴｓ*との差）に基づき、トルク偏差が０になるよう、すなわち路面負荷に応じたアシスト操舵力（アシストトルクまたはアシスト量ともいう）を発生させるための、そのアシスト操舵力を示すベースアシスト指令Ｔｂ^*を生成する。

このようにして生成されたベースアシスト指令Ｔｂ^*は、路面負荷に応じたアシスト操舵力を発生させるためのトルク指令であるため、このベースアシスト指令Ｔｂ^*を電流ＦＢ部４２に入力するだけでも、少なくとも路面負荷に応じた操舵反力の特性を実現することは可能である。

一方、補正部３０は、ドライバのハンドル操作に対する車両運動特性や操舵メカ系の伝達を、ドライバの意図に沿うように（具体的には車両が適切に収斂するとか、スムーズな車両旋回を発生させるなど）するためのブロックであり、トルク補正部３１を備えている。このトルク補正部３１は、操舵トルクＴｓとモータ速度ωに基づき、上述した不安定な挙動を抑制（収斂）するための補正トルク指令Ｔｒを生成する。

そして、ベースアシスト部２０で生成されたベースアシスト指令Ｔｂ^*と補正部３０で生成された補正トルク指令Ｔｒとが加算器４１で加算されることにより、アシストトルク指令Ｔａが生成される。

そして、電流ＦＢ部４２が、アシストトルク指令Ｔａに基づき、そのアシストトルク指令Ｔａに対応したトルク（アシスト操舵力）がハンドル軸（特にトルクセンサ４よりもタイヤ１０側）に付与されるようにモータ６へ駆動電圧Ｖｄを印加する。具体的には、アシストトルク指令Ｔａに基づいて、モータ６の各相へ通電すべき目標電流（相毎の目標電流）を設定する。そして、各相の通電電流値Ｉｍを検出・フィードバックして、その検出値（各相の通電電流Ｉｍ）がそれぞれ目標電流と一致するように駆動電圧Ｖｄを制御（通電電流を制御）することで、ハンドル軸に対して所望のアシスト操舵力を発生させる。

負荷推定器２１は、図３に示すように、ベースアシスト指令Ｔｂ^*と操舵トルクＴｓとを加算する加算器２１ａと、その加算結果から所定の周波数以下の帯域の成分を抽出するローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１ｂとを備え、このＬＰＦ２１ｂにより抽出された周波数成分が推定負荷Ｔｘとして出力される。

通常、ドライバは、主に１０Ｈｚ以下の操舵反力情報を頼りに運転をしており、それより高い周波数成分、例えばバネ下（ホイールやサスペンション周り）の十数Ｈｚ〜２０Ｈｚの帯域の振動は、ドライバにとっては不快に感じることが知られている。そのため、本実施形態では、そういった不快な振動がドライバに伝達されないよう、ＬＰＦ２１ｂの遮断周波数を１０Ｈｚに設定し、概ね１０Ｈｚ以下の周波数成分を通過（抽出）させ、１０Ｈｚより高い周波数成分は遮断するようにしている。

図２に戻り、補正部３０内のトルク補正部３１について説明する。トルク補正部３１は、車両全体としての適切な操作安定性（適切な車両運動特性）を実現する手段であり、図４に示すように、ドライバ仕事率演算部３２と、ダンピングゲイン演算部３３と、ダンピング制御部３４と、ダンピング積算器３５とを備えている。

ドライバ仕事率演算部３２は、モータ速度ω（例えば左方向が正）と操舵トルクＴｓ（例えば左方向が正）との積を演算し、演算結果をドライバ仕事率Ｗとして出力する。本実施形態では、このドライバ仕事率Ｗを、ドライバの操舵状態が切り込んでいるか戻しているかを連続的な物理量で表現するために利用している。

ドライバ仕事率Ｗは、操舵トルクＴｓとモータ速度（ハンドル軸換算）ωとの積で表されているので、切り込み操作が強いほど正の大きな値をとり、戻される強さが高いほど負の大きな値をとるものである。この仕事率に応じて補正トルク指令Ｔｒの強弱や符号を変えるためのゲインＫｗ（仕事率感応ゲイン）を求める。

ダンピングゲイン演算部３３は、例えば図５に示すような、ドライバ仕事率Ｗ（操舵状態量）とゲインＫｗとが対応付けられたマップを用いてドライバ仕事率Ｗに応じたゲインＫｗを出力する。ここで、このマップでは、走行速度に応じて異なるマップが選択されるよう構成されている。

なお、中間の速度については、線形補間で求めるようにすればよい。ゲインＫｗは、例えば、車速レンジに応じて次のような特性に設定される。
（１）停車時においては、Ｗ＜０、すなわち、ハンドルが戻し状態（切り戻し）のとき高めのゲインＫｗとする。

例えばハンドルを左から右に切り戻している状態（操舵トルクTsは正、操舵速度ωは負）の場合、ベースアシスト指令Ｔｂ^*は正の値（ハンドル左方向へのアシスト）となる。一方で、ダンピング制御トルクＴｄ（図６参照）は正の値となるため、補正トルク指令Ｔｒは正の値となり、ハンドル左方向へのアシストが増えてハンドル右方向への戻りを抑制する作用をする（ハンドル操作にブレーキが掛かる）。つまり、この特性によってハンドルを持つ手の力を緩めて戻るようなときに、ハンドルがふらつくことなく迅速にハンドル回転が抑えられる。

（２）車両の発進直後のような極低速時においては、Ｗ＜０のとき小さめのゲインＫｗ、場合によっては負のゲインＫｗに設定する。
例えばモータ速度ωが負の値（左から右への切り戻し）の場合において、正の値のゲインＫｗを小さくすると、補正トルク指令Ｔｒは正の小さな値となり、ハンドル操作にはほとんどブレーキが掛からない。また、同様の場合において、負の値のゲインＫｗを設定すると、補正トルク指令Ｔｒは負の値となりハンドルが右に回転しやすくなる方向で、ハンドル操作が軽快になる。すなわち、車両の発進直後のような極低速時においては、車両の特性として操舵角あたりのセルフアライニングトルクが小さい。そのためハンドルの中立への復元を阻害しないよう上記のように設定する。

（３）車速が上がり所定速度（例えば６０ｋｍ／ｈ程度）になるとＷ＜０のときのゲインＫｗは大きく設定する。
この場合は、上記（１）の場合と同様に、ハンドル操作にはブレーキが掛かる。すなわち、所定速度以上の高速走行ではセルフアライニングトルクの強さゆえにハンドルが強く戻されようとする。そこでこの場合は切り込み（Ｗ＞０）のときよりも大き目のゲインＫｗを設定しておくと、ハンドルの戻され感が低減してレーンチェンジなどでの操舵力の繋がり（操作性）が向上する。

（４）停止時以外においてハンドル中立で直進している場合や、操舵後の保持（保舵）したときは、ゲインＫｗは他のドライバ仕事率領域よりも小さめの値に設定する。
例えばモータ速度ωが０から正の値（ハンドルを止めた状態から左への切り出し）に変化する場合において、正の値のゲインＫｗを小さくする。すると、補正トルク指令Ｔｒは負の小さな値となり、ハンドル操作にはほとんどブレーキが掛からない。すなわち、直進からの切り出しといったＷ≒０の領域では、ダンピング作用が小さいため、上記のように構成することでスムーズに旋回挙動が出せる。

また保舵からの切り出しでも同様にスムーズに旋回動作に移行することができる。特に保舵時は操舵メカ系のフリクションも強く、ハンドルが動き出しにくい状態にあるため、小さめのＫｗにすることでスムーズに旋回動作に移行する効果が大きくなる。

次に、ダンピング制御部３４は、図６に示すように、モータ速度ωとダンピング制御トルクＴｄとが対応付けられたマップを利用してモータ速度ωに応じたダンピング制御トルクＴｄを出力する。

ここで、ダンピング制御トルクＴｄは、操舵速度に応じて設定され、ハンドルの回転動作（舵角の変化）を止める作用をする。ダンピング制御トルクＴｄを設定するためのマップにおいて、ダンピング制御トルクＴｄは操舵速度が大きくなるにつれてその絶対値が大きくなる傾向があるが、モータ速度ω（操舵速度）500deg/s以上では変化しないように設定されている。このようにするのは、緊急回避のような急操舵の際にハンドル操作が過剰に重くならないようにするためである。

次に、ダンピング積算器３５は、ダンピング制御トルクＴｄにドライバ仕事率Ｗに応じたゲインを乗じることで補正トルク指令Ｔｒを生成し、出力する。
［本実施形態による効果］
以上のように詳述した電動パワーステアリングシステム１において、目標生成部２２は、操舵トルクに基づいてハンドル操作をアシストするためのベースアシスト指令Ｔｂ^*を生成する。そして、補正部３０は、ベースアシスト指令Ｔｂ^*を補正するための補正トルク指令Ｔｒを、車両のハンドルの切り増し、切り戻し、保舵の状態を認識し得る物理量を表す操舵状態量および車両の走行速度に応じて生成する。

さらに、加算器４１は、ベースアシスト指令Ｔｂ^*を、補正トルク指令Ｔｒによって補正することにより、アシストトルク指令Ｔａを生成する。また、電流ＦＢ部４２は、アシストトルク指令Ｔａに基づいてモータ６を駆動させる。

このような電動パワーステアリングシステム１によれば、操舵状態量および車両の走行速度から車両の状況（走行状態や走行環境等）を良好に認識することができるので、この状況に応じた適切なアシスト操舵力を出力することができる。よって、緩やかな操舵をする際の反力と車両運動との一体感が出すことができる。つまり、車両運動感覚の繋がりを向上させることができる。

従来技術では、例えば車速が高速になるとタイヤからの復元力が強くなるため、戻し時のダンピング力低減では戻される感覚が強くなる。すなわちドライバの意思よりも車両の運動が早まろうとする。一方で切り増し時はダンピング力が戻し時に比べて増やすとなると、車両の運動が抑えられる。すなわちドライバの意思よりも車両の運動が遅れようとする。したがって、切り増しと戻しでの車両運動感覚の繋がりを向上させることが困難であったが、本実施形態の構成によると車両運動感覚の繋がりを向上させることができる。

また、上記の電動パワーステアリングシステム１において、補正部３０は、ドライバがハンドルを切り戻す際において、車両の走行速度が第１速度および第２速度にて規定される基準速度範囲内である場合、車両の走行速度が基準速度範囲外である場合と比較して、ハンドル操作が軽くなるような補正トルク指令Ｔｒを生成する。

このような電動パワーステアリングシステム１によれば、速度範囲に応じて比較的低速で切り返す場合とそうでない場合を想定し、切り返しを行う場合の切り戻し時にハンドル操作が軽くなるようにすることができる。

さらに、上記の電動パワーステアリングシステム１において、補正部３０は、ドライバがハンドルを切り戻す際において、車両の走行速度が第１速度および第２速度にて規定される基準速度範囲外である場合、車両の走行速度が基準速度範囲内である場合と比較して、ハンドル操作にブレーキを掛けるための補正トルク指令Ｔｒを生成する。

このような電動パワーステアリングシステム１によれば、高速移動時や停止時等において進行方向と一致する方向に舵角を戻す場合を想定し、舵角を進行方向に一致させやすくすることができる。

また、上記の電動パワーステアリングシステム１において、補正部３０は、ハンドル操作速度に応じて制御トルクを算出するダンピング制御部３４と、ドライバの操舵状態量および車両の走行速度に応じてゲインを設定するダンピングゲイン演算部３３と、制御トルクにゲインを乗じた値を補正トルク指令Ｔｒとするダンピング積算器３５と、を備えている。

そして、加算器４１は、補正トルク指令Ｔｒとベースアシスト指令Ｔｂ^*を加算する。ダンピングゲイン演算部３３は、ドライバがハンドルを切り戻す際において、車両の走行速度が基準速度範囲内である場合、車両の走行速度が基準速度範囲外である場合に比べて、ダンピング制御トルクＴｄに乗算するゲインを正の小さな値、或いは負の値に設定する。

このような電動パワーステアリングシステム１によれば、車両の走行速度が基準速度範囲内（比較的低速）である場合、ハンドル戻し状態のときベースアシスト指令Ｔｂ^*に加えるダンピング量（補正トルク指令Ｔｒ）を小さくすることができるので、ハンドルの戻り動作を軽快にすることができる。

さらに、上記の電動パワーステアリングシステム１において、ダンピングゲイン演算部３３は、ドライバがハンドルを切り戻す際において、車両の走行速度が基準速度範囲外である場合、ダンピング制御トルクＴｄに乗算するゲインを正の大きな値に設定する。

このような電動パワーステアリングシステム１によれば、車両の走行速度が基準速度範囲外（比較的高速または停止に準ずる速度）である場合、ハンドル戻し状態のときベースアシスト指令Ｔｂ^*を補正トルク指令Ｔｒの分だけ大きくすることができるので、ハンドル戻り動作へのブレーキを大きくすることができる。

また、上記の電動パワーステアリングシステム１において、ダンピングゲイン演算部３３は、ドライバがハンドルを停止させた状態からハンドルを動かす状態に遷移させるときに、既にドライバがハンドルを動かしている状態のときよりも、補正トルク指令Ｔｒが絶対値として小さな値となるようゲインを小さな値に設定する。

このような電動パワーステアリングシステム１によれば、ドライバがハンドルを停止させた状態からハンドルを動かす状態に遷移させるときに、ベースアシスト指令Ｔｂ^*に加えるダンピング量（補正トルク指令Ｔｒ）を小さくすることができるので、ハンドルの切り出し操作を軽くすることができる。

つまり、ハンドル操作開始時の操作性を向上させることができる。また、既にドライバがハンドルを動かしている状態のときにはベースアシスト指令Ｔｂ*に加えるダンピング量（補正トルク指令Ｔｒ）が通常値（前述したハンドルを停止させた状態での値に比べると大きい値）になっているため、舵角をドライバが意図した角度で停止させやすくすることができる。

［その他の実施形態］
本発明は、上記の実施形態によって何ら限定して解釈されない。また、上記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記の複数の実施形態を適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。また、上記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。

例えば、上記実施形態において、ハンドル軸に加わる操舵トルクに応じたアシスト操舵力をモータ６によって出力することでドライバによるハンドル操作をアシストする電動ステアリング制御装置として構成したが、この構成に限らず、ハンドルのフィーリング（特性）を調整する電動ステアリング装置に採用することができる。

また、本実施形態においては、ドライバ仕事率演算部３２においてドライバ仕事率Ｗを演算するが、車両のハンドルの切り増し（車両の進行方向に対する操舵輪の角度を大きくすること）、切り戻し（車両の進行方向に対する操舵輪の角度を小さくすること）、保舵（車両の進行方向に対する操舵輪の角度を維持すること）の状態を認識し得る物理量を表す操舵状態量を演算してもよい。より詳細には、操舵状態量は下記のような値であってもよい。

・ハンドル軸に作用している軸トルク（例えばアシストトルク）と、ハンドル軸の回転速度の積。
・ハンドル軸ないしタイヤ操舵の回転量に応じて増減する物理量と、回転速度に応じて増減する物理量の積。

操舵状態量の具体例としては、前述のドライバ仕事率Ｗのほかに、例えば、ヨーレートと操舵速度の積、横加速度と操舵速度の積、操舵角と操舵速度の積等の値を採用することができる。

また、上記実施形態において、ダンピング制御部３４は、モータ速度ωに応じたダンピング制御トルクＴｄを出力したが、図６の破線に示した内側の構成を備えていてもよい。すなわち、車速Ｖとゲインとが対応付けられたマップを利用して車速Ｖに応じたゲインを求め、このゲインとダンピング制御トルクＴｄとを制御トルク乗算器５３を利用して乗算し、乗算後の新たなダンピング制御トルクＴｄを出力するようにしてもよい。

例えば、図６に示すダンピング制御部３４に車速感応ゲインＫｖを用意して、車速に依存する車両のダイナミクスに対応するようにしてもよい。ここで、一般に車速が上がると操舵量に対する車両横運動の感度が上がり、ヨー減衰が下がる。ダンピング制御ではハンドル軸に現われる回転速度を抑えるという減衰作用を奏するので、結果的にヨー減衰を高める効果をもたらす。

このため車速が上がるにつれてダンピング制御トルクＴｄを増やすよう、車速感応ゲインＫｖを設定すると、ヨー減衰を抑制し、車両横運動の感度を抑制することができる。
一方で、停車時は特殊な状態で、タイヤが地面で滑らないときはタイヤゴムのバネ力が操舵操作の負荷となっている。そしてタイヤが地面から滑っている状態ではタイヤゴムを引きずる摩擦負荷が生じている。これらの状態で最も必要なダンピング制御はタイヤゴムのバネ力による振動を消すことであり、特にハンドルから手を離したときの迅速な収束をするように、やや高めのゲインＫｖとする。

なお、仕事率感応ゲインＫｗが車速の関数なので、これだけでも車両ダイナミクスの車速依存性を吸収することはできるが、車速感応ゲインを別に用意しておけば、切る・戻すという動作に対する操舵フィールと車両ヨー減衰の調整を区別できるので適合がはるかにし易くなる。

［実施形態の構成と本発明の手段との対応関係］
上記実施形態における電動パワーステアリングシステム１は本発明でいう電動ステアリング制御装置に相当し、上記実施形態における目標生成部２２は本発明でいう基本アシスト量に相当する。また、上記実施形態における補正部３０は本発明でいうアシスト補償量生成手段に相当し、上記実施形態におけるダンピングゲイン演算部３３は本発明でいうゲイン設定手段に相当する。

さらに、上記実施形態における加算器４１は本発明でいうアシスト量補正手段に相当し、上記実施形態におけるダンピング制御部３４は本発明でいう制御トルク算出手段に相当する。また、上記実施形態におけるダンピング積算器３５は本発明でいうアシスト補償量算出手段に相当し、上記実施形態における電流ＦＢ部４２は本発明でいうモータ駆動手段に相当する。

１…電動パワーステアリングシステム、２…ハンドル、３…ステアリングシャフト、４…トルクセンサ、５…インターミディエイトシャフト、６…モータ、６ａ…減速機構、７…ステアリングギアボックス、８…タイロッド、９…ナックルアーム、１０…タイヤ、１１…車速センサ、２０…ベースアシスト部、２１…負荷推定器、２２…目標生成部、２３…偏差演算器、２４…コントローラ部、３０…補正部、３１…トルク補正部、３４…ダンピング制御部、３５…ダンピング積算器、４１…加算器、４２…電流ＦＢ部、１００…操舵系メカ。

Claims (8)

1. ハンドル軸に加わる操舵トルクに応じたアシスト操舵力をモータによって出力することで操舵特性を制御する電動ステアリング制御装置（１）であって、
   前記操舵トルクに基づいて前記ハンドル操作をアシストするための基本アシスト量を生成する基本アシスト量生成手段（２２）と、
   前記基本アシスト量を補正するためのアシスト補償量を、車両のハンドルの切り増し、切り戻し、保舵の状態を認識し得る物理量を表す操舵状態量、および前記車両の走行速度に応じて生成するアシスト補償量生成手段（３０）と、
   前記基本アシスト量を、前記アシスト補償量によって補正することにより、補正アシスト量を生成するアシスト量補正手段（４１）と、
   前記補正アシスト量に基づいて前記モータを駆動させるモータ駆動手段（４２）と、
   を備えたことを特徴とする電動ステアリング制御装置。
2. 請求項１に記載の電動ステアリング制御装置において、
   前記アシスト補償量生成手段は、ドライバがハンドルを切り戻す際において、前記車両の走行速度が予め設定された第１速度および第２速度にて規定される基準速度範囲内である場合、前記車両の走行速度が前記基準速度範囲外である場合と比較して、ハンドル操作が軽くなるようなアシスト補償量を生成すること
   を特徴とする電動ステアリング制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の電動ステアリング制御装置において、
   前記アシスト補償量生成手段は、ドライバがハンドルを切り戻す際において、前記車両の走行速度が予め設定された第１速度および第２速度にて規定される基準速度範囲外である場合、前記車両の走行速度が前記基準速度範囲内である場合と比較して、ハンドル操作にブレーキを掛けるためのアシスト補償量を生成すること
   を特徴とする電動ステアリング制御装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の電動ステアリング制御装置において、
   前記アシスト補償量生成手段は、ドライバがハンドルを停止させた状態からハンドルを動かす状態に遷移させるときに、既にドライバがハンドルを動かしている状態のときよりも、よりハンドルが動きやすくなるようなアシスト補正量を生成すること
   を特徴とする電動ステアリング制御装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の電動ステアリング制御装置において、
   前記アシスト補償量生成手段は、
   ハンドル操作速度に応じて制御トルクを算出する制御トルク算出手段（３４）と、
   前記操舵状態量および前記車両の走行速度に応じてゲインを設定するゲイン設定手段（３３）と、
   前記制御トルクに前記ゲインを乗じた値を前記アシスト補償量とするアシスト補償量算出手段（３５）と、
   を備えたことを特徴とする電動ステアリング制御装置。
6. 請求項５に記載の電動ステアリング制御装置において、
   前記アシスト量補正手段は、前記基本アシスト量と前記アシスト補償量との和を前記補正アシスト量とし、
   前記ゲイン設定手段は、ドライバがハンドルを切り戻す際において、前記車両の走行速度が予め設定された第１速度および第２速度にて規定される基準速度範囲内である場合、前記車両の走行速度が前記基準速度範囲外である場合と比較して、前記ゲインを小さな値、或いは負の値に設定すること
   を特徴とする電動ステアリング制御装置。
7. 請求項５または請求項６に記載の電動ステアリング制御装置において、
   前記アシスト量補正手段は、前記基本アシスト量と前記アシスト補償量との和を前記補正アシスト量とし、
   前記ゲイン設定手段は、ドライバがハンドルを切り戻す際において、前記車両の走行速度が前記基準速度範囲外である場合、前記ゲインを大きな値に設定すること
   を特徴とする電動ステアリング制御装置。
8. 請求項５〜請求項７の何れか１項に記載の電動ステアリング制御装置において、
   前記アシスト量補正手段は、前記基本アシスト量と前記アシスト補償量との和を前記補正アシスト量とし、
   前記ゲイン設定手段は、ドライバがハンドルを停止させた状態からハンドルを動かす状態に遷移させるときに、既にドライバがハンドルを動かしている状態のときよりも、よりハンドルが動きやすくなるよう前記ゲインを設定すること
   を特徴とする電動ステアリング制御装置。