JP2016088435A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アシストトルクおよび自動操舵トルクを発生させるモータの制御において、モータが駆動されたときに発生するステアリングの振動を抑制できるようにする。【解決手段】本発明の電動ステアリングシステム１において、アシスト制御演算部２０は、操舵トルクの検出値に応じて操舵負荷を軽減するアシストトルクを発生させるためのアシスト指令を生成する。また、目標追従制御演算部３０は、操舵に関わる物理量の目標値を取得し、この目標値に物理量の検出値を追従させる自動操舵トルクを発生させるための追従指令を生成する。また、電動ステアリングシステム１において振動抑制制御演算部４０は、伝達特性に基づいて出力トルクにより生じる操舵トルクを抑制するための操舵補正トルクを演算し、この操舵補正トルクを発生させるための操舵補正指令を生成する。そして、モータ駆動手段は、各指令の加算値に従って、モータを駆動させる。【選択図】図２

Description

本発明は、アシストトルクおよび自動操舵トルクを発生させるモータを制御する技術に関する。

車両の前方を撮像するカメラからの画像情報に基づき、走行中の車線と時車両の位置関係を検出し、レーンに沿って走行を実現するレーンキープ制御と、ドライバによる操舵操作をアシストするためのアシストトルクを発生させるパワーステアリング制御とを、一つのアクチュエータ（モータ）で実現する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−２２１０５３号公報

ところで、このような装置では、モータ取り付け位置からステアリング側にトーションバーおよびトーションバーの捻れに基づき操舵トルクを検出するセンサを備えていることが一般的である。しかし、トーションバーはステアリングが操作されたときだけでなく、自動操舵トルクを発生させる際にモータが駆動する場合にも捻れが生じる。このため、自動操舵トルクを発生させる際には、この捻れによってステアリングに振動が発生するという問題点がある。

そこで、このような問題点を鑑み、アシストトルクおよび自動操舵トルクを発生させるモータの制御において、モータが駆動されたときに発生するステアリングの振動を抑制できるようにすることを本発明の目的とする。

本発明のモータ制御装置において、アシスト制御手段は、操舵トルクの検出値に応じて操舵負荷を軽減するアシストトルクを発生させるためのアシスト指令を生成する。また、追従制御手段は、操舵に関わる物理量の目標値を取得し、この目標値に物理量の検出値を追従させる自動操舵トルクを発生させるための追従指令を生成する。

また、トルク補正制御手段は、舵角を変位させるモータによる出力トルクが操舵トルクの少なくとも一部として伝達する際の伝達特性に基づいて、出力トルクにより生じる操舵トルクを抑制するための操舵補正トルクを演算し、この補正トルクを発生させるための操舵補正指令を生成する。そして、モータ駆動手段は、アシスト指令、追従指令、および操舵補正指令の加算値に従って、モータを駆動させる。

このようなモータ制御装置によれば、伝達特性に基づき操舵トルクを抑制するための操舵補正トルクを演算し、この操舵補正トルクを加味してモータを駆動させるので、モータからの出力トルクによるステアリングの振動の振幅そのものを抑制することができる。よって、ステアリングの振動を抑制することができる。

なお、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、一部構成を除外してもよい。

第１実施形態の電動ステアリングシステムの全体構成図である。 ＥＰＳ−ＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。 振動抑制制御演算部４０の構成を示すブロック図である。 共振抑制演算部４１が用いるステアリングメカの構成を示す概略図である。 振動抑制の効果例を示す時間と操舵トルクＴｓとの関係のグラフである。 共振抑制演算部４１からの補正トルクの出力例を示す周波数とゲインとの関係を示すグラフ（ＬＰＦなし、ＨＰＦなし）である。 共振抑制演算部４１からの補正トルクの出力例を示す周波数とゲインとの関係を示すグラフ（ＬＰＦあり、ＨＰＦなし）である。 共振抑制演算部４１からの補正トルクの出力例を示す周波数とゲインとの関係を示すグラフ（ＬＰＦなし、ＨＰＦあり）である。 共振抑制演算部４１からの補正トルクの出力例を示す周波数とゲインとの関係を示すグラフ（ＬＰＦあり、ＨＰＦあり）である。 ねじれ抑制演算部４３が用いるステアリングメカの構成を示す概略図である。 車速と等価負荷バネＫ２との関係の一例を示すグラフである。 路面反力と等価負荷バネＫ２との関係の一例を示すグラフである。 路面μと等価負荷バネＫ２との関係の一例を示すグラフである。 外気温とモータ粘性Ｃ２との関係の一例を示すグラフである。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［本実施形態の構成］
＜全体構成＞
本実施形態の電動ステアリングシステム１は、ドライバによるハンドル（ステアリング）２の操作をモータ６によってアシストするアシスト制御、および走行レーンに設定された目標コースに沿った自動操舵をモータ６によって実現する目標追従制御（ここではレーンキープ制御や自動走行時の操舵制御等）を実行するものである。

電動ステアリングシステム１は、図１に示すように、ハンドル２、ステアリングシャフト３、トルクセンサ４、インターミディエイトシャフト５、モータ６、ステアリングギアボックス７、タイロッド８、ナックルアーム９、およびタイヤ１０を備えている。また、電動ステアリングシステム１は、ＥＰＳ（電動パワーステアリング）−ＥＣＵ１５、およびＬＫ（レーンキープ）−ＥＣＵ１６を備えている。

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、まとめて操舵軸ともいう。

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、アシスト制御に基づくアシストトルクや目標追従制御に基づく自動操舵トルクを発生させるためのものであり、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いる。

この構成により、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が回転すると、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も回転することになる。

また、モータ６は、例えばブラシレスモータからなり、内部にレゾルバ等の回転センサを備えている。回転センサは、少なくともモータ回転角θ、モータ回転角速度ω、モータ回転角加速度αを含むモータ状態を出力する。ただし、モータ状態の代わりに、これらモータ回転角θ、モータ回転角速度ω、モータ回転角加速度αに減速機構６ａのギア比を乗じることで求められる操舵角、操舵角速度、操舵角加速度を用いてもよい。

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、車速Ｖを検出するための車速センサ１１が設けられている。以下では、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総称して、操舵系メカ１００ともいう。

このような構成を有する操舵系メカ１００では、ドライバの操舵によりハンドル２が回転すると、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。

ＬＫ−ＥＣＵ１６は、図示しない車載バッテリからの電力によって動作し、図示しない車載カメラによって撮像された車両前方の画像から、走行レーンや走行レーンにおける自車両の位置を検出し、その検出結果に基づいて目標コースを設定する。さらに、車速や舵角の検出値等に基づいて、目標コースに沿って走行するためのモータ回転角（或いは操舵角）の目標値である目標角度θ^＊を設定し、この目標角度θ^＊をＥＰＳ−ＥＣＵ１５に出力する。なお、このような目標角度θ^＊を設定する処理は、レーンキープ制御において周知のものであるため、ここでは説明を省略する。

ＥＰＳ−ＥＣＵ１５は、図示しない車載バッテリからの電力によって動作する。そして、ＬＫ−ＥＣＵ１６で求められた目標角度θ^＊、トルクセンサ４にて検出された操舵トルクＴｓ、モータ６からのモータ回転角θ，モータ回転角速度ω、モータ回転角加速度α、および車速センサ１１にて検出された車速Ｖに基づいて、最終指令ＤＣを演算する。

最終指令ＤＣは、アシストトルクを発生させるための電流指令値であるアシスト指令ＡＣ、自動操舵トルクを発生させるための電流指令値である追従指令ＴＣ、振動を抑制するための電流指令値である補正指令ＣＣを足し合わせたものである。そして、その最終指令ＤＣに応じた駆動電圧Ｖｄをモータ６へ印加することにより、アシストトルク、および自動操舵トルクを発生させる。

つまり、ＥＰＳ−ＥＣＵ１５は、駆動電圧Ｖｄによってモータ６を制御することによって操舵特性を制御し、ひいてはモータ６により駆動される操舵系メカ１００を制御することになる。

＜ＥＰＳ−ＥＣＵ＞
ＥＰＳ−ＥＣＵ１５は、図２に示すように、アシスト制御演算部２０、目標追従制御演算部３０、振動抑制制御演算部４０、加算器５０、減算器５５、モータ駆動回路６０を備えている。アシスト制御演算部２０は、アシスト指令ＡＣを生成する。

目標追従制御演算部３０は、追従指令ＴＣを生成する。振動抑制制御演算部４０は、補正指令ＣＣを生成する。
減算器５５は、追従指令ＴＣから補正指令ＣＣを減算した補正後の追従指令ＴＣを生成する。加算器５０は、アシスト指令ＡＣと補正後の追従指令ＴＣを加算することによりモータを駆動するための電流指令値となる駆動指令ＤＣを生成する。

モータ駆動回路６０は、駆動指令ＤＣに基づいてモータ６へ駆動電圧Ｖｄ（図示しないが３相モータであれば３相分印加する）を印加することによりモータ６を通電駆動する。なお、アシスト制御演算部２０、目標追従制御演算部３０、振動抑制制御演算部４０、加算器５０、減算器５５の機能は、ＥＰＳ−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てもよい。

この場合、目標追従制御（レーンキープ制御）に必要な応答性を確保するために、上記制御プログラムを任意の周期で実行する。この際の周期は、例えば数百ｕｓ〜数百ｍｓのいずれかで、目標追従制御を実行する上で問題なければ何でもよい。

ＥＰＳ−ＥＣＵ１５は、この周期で駆動指令ＤＣを更新するように構成されている。ただし、これら各部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、これらの少なくとも一部を、例えばロジック回路等のハードウェアによって実現してもよい。

<<モータ駆動回路>>
モータ駆動回路６０は、駆動指令ＤＣに基づき、駆動指令ＤＣに対応したトルク（アシストトルクおよび自動操舵トルク）が操舵軸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、駆動指令ＤＣを目標電流とし、モータ６に流れる通電電流Ｉｍが目標電流と一致するように駆動電圧Ｖｄをフィードバック制御することで、操舵軸に対して所望のトルクを発生させる。なお、このようなモータ駆動回路６０は公知の技術（例えば、特開２０１３−５２７９３号公報参照）であるため、その詳細についての説明は省略する。

<<アシスト制御演算部>>
アシスト制御演算部２０は、操舵トルクＴｓ、モータ回転角速度ω、車速Ｖに基づき、アシスト指令ＡＣを生成する。アシスト指令ＡＣは、路面反力（路面負荷）に応じた伝達感や、操舵状態に応じたフィール等が実現されるようにハンドル２の操作をアシストするためのトルクである。

具体的には、例えば、操舵トルクＴｓおよび車速Ｖに基づき路面反力に応じた伝達感を得るための基本アシスト量を演算し、操舵トルクＴｓおよびモータ回転角速度ωに応じて操舵状態に応じたアシスト補償量を演算し、そのアシスト補償量に、車速Ｖに応じたゲインを乗じたものを基本アシスト量に加算することでアシスト指令ＡＣを生成する。ただし、アシスト指令ＡＣの演算方法は、これに限るものではなく、公知の任意の手法を使用することが可能である。

<<目標追従制御演算部>>
目標追従制御演算部３０は、目標角度θ^＊、モータ回転角（以下「実角度」ともいう）θに基づき、追従指令ＴＣを生成する。追従指令ＴＣとは、実角度θを目標角度θ^＊に追従させるのに必要な自動操舵トルクを発生させるための電流指令値を表す。

具体的には、目標追従制御演算部３０は、例えば、目標角度θ^＊に対する実角度θの偏差Δθ（＝θ^＊−θ）を求め、この偏差ΔθにＰＩＤゲインを付与することで制御特性を決定づける。そして、制御特性に応じた追従指令ＴＣを出力する。

なお、追従指令ＴＣの値における、目標追従制御の応答性は、ＰＩＤゲインが大きいほど向上し、ゲインが小さいほど低下するよう設定される。
<<振動抑制制御演算部>>
振動抑制制御演算部４０は、図３に示すように、共振抑制演算部４１と、ねじれ抑制演算部４３と、加算部４５とを備えている。共振抑制演算部４１は、操舵トルクＴｓの振動を抑制することで、制御対象１００のステアメカ共振によるステアリング振動を抑制する。

詳細には、図４に示すように、各値を定義する。すると、次のようにラプラス変換後のｓ領域において運動方程式を立てることができる。

すなわち、操舵トルクＴｓは、ハンドル回転角度θ１とモータ回転角度θ２との差に比例する。操舵トルクＴｓを抑制できれば，ステアメカ共振によるステアリング振動も抑制できるといえる。

共振抑制演算部４１では、制御対象１００の伝達特性に基づいて、アシストトルクＴａ入力時に発生する操舵トルクＴｓを打ち消すように、伝達特性に応じた逆数を操舵トルクＴｓに対して乗じた値をアシストトルクＴａとする。

つまり、アシストトルクＴａ入力時に発生する操舵トルクＴｓは、

となるので、アシストトルクＴａを以下のように設定すれば、操舵トルクＴｓの発生量を抑制できることになる。

なお、操舵トルクＴｓが含まれる項において、Ｔｓの前の部分が伝達特性に応じた逆数となる。また、ＬＰＦは一般的なローパスフィルタを表し、相対次数を０以上とし、共振抑制演算部４１をプロパーにする目的で追加される。

共振抑制演算部４１が、このように求めたアシストトルクＴａに応じた補正トルクＣ１を出力する場合の操舵トルクＴｓの一例を図５に示す。振動抑制制御をしない場合の実線に示す波形と比較して、振動抑制制御を行う場合の破線に示す波形は、操舵トルクＴｓのピーク値が小さくなることが分かる。つまり、ステアリングの振動を抑制できることが分かる。

この場合のアシストトルクＴａの周波数特性は、図６に示すように、操舵トルクＴｓの共振周波数にゲインが極小となる反共振点（［Ａ］参照）を有する。
なお、アシストトルクＴａの周波数特性は、図７に示すように、操舵トルクＴｓの共振周波数よりも高い周波数帯域においてゲインが極大となる共振点（［Ｂ］参照）を有するようにしてもよい。また、アシストトルクＴａの周波数特性は、図８に示すように、操舵トルクＴｓの共振周波数よりも低い周波数帯域においてゲインが極大となる共振点（［Ｃ］参照）を有するようにしてもよい。

さらに、アシストトルクＴａの周波数特性は、図９に示すように、操舵トルクＴｓの共振周波数よりも高い周波数帯域および低い周波数帯域においてゲインが極大となる共振点（［Ｂ］［Ｃ］参照）をそれぞれ有するようにしてもよい。

このような周波数特性にするためには、例えば、以下のようにアシストトルクＴａを設定するとよい。

ここで、［ＬＰＦ］が共振点［Ｂ］に対応する項であり、［ＨＰＦ］（ハイパスフィルタ）が共振点［Ｃ］に対応する項である。［ＬＰＦ］および［ＨＰＦ］は、操舵トルクＴｓの共振周波数から離れた周波数領域でのゲインが過剰に大きくなることを抑制する。

次に、ねじれ抑制演算部４３は、共振抑制演算部４１と概ね同様の思想でステアリングの振動を抑制するが、特に、操舵トルクＴｓの値を０に近づけることで、振動を抑制する。詳細には、図１０に示すように、各値を定義する。

すると、次のようにラプラス変換後のｓ領域において運動方程式を立てることができる。

これらの式に基づいて、操舵トルクＴｓを０とするためのアシストトルクＴａを求めると次のようになる。

ねじれ抑制演算部４３は、このようにして求められたアシストトルクＴａに基づく補正トルクＣ２を出力する。

次に、加算部４５は、共振抑制演算部４１により出力された補正トルクＣ１と、ねじれ抑制演算部４３により出力された補正トルクＣ２とを加算した、補正トルクＣＣを生成し、出力する。

［本実施形態による効果］
本発明の電動ステアリングシステム１において、アシスト制御演算部２０は、操舵トルクの検出値に応じてドライバの操舵負荷を軽減するアシストトルクを発生させるためのアシスト指令を生成する。また、目標追従制御演算部３０は、操舵に関わる物理量の目標値を取得し、この目標値に物理量の検出値を追従させる自動操舵トルクを発生させるための追従指令を生成する。

また、振動抑制制御演算部４０（共振抑制演算部４１）は、舵角を変位させるモータ６による出力トルクが操舵トルクの少なくとも一部として伝達する際の伝達特性に基づいて、出力トルクにより生じる操舵トルクの振動を抑制するための振動補正トルクを演算し、この振動補正トルクを発生させるための振動補正指令を生成する。そして、モータ駆動回路６０は、アシスト指令、追従指令、および振動補正指令の加算値に従って、モータ６を駆動させる。

このような電動ステアリングシステム１によれば、伝達特性に基づき振動を抑制する振動補正トルクを演算し、この振動補正トルクを加味してモータ６を駆動させるので、モータ６からの出力トルクによるステアリングの共振を抑制することができる。よって、ステアリングの振動を抑制することができる。

また、電動ステアリングシステム１において振動抑制制御演算部４０は、操舵トルクを用いて、振動補正トルクを演算する。
このような電動ステアリングシステム１によれば、操舵トルクを用いたフィードバック制御によってステアリングの共振を抑制することができる。

また、電動ステアリングシステム１において振動抑制制御演算部４０は、操舵トルク（つまりハンドル回転角とモータ回転角度との差）が変動するときの周波数に応じて、伝達特性の共振周波数において反共振点を有するよう振動補正トルクを設定する。

このような電動ステアリングシステム１によれば、伝達特性の共振周波数に反共振点を有するよう設定するので、ステアリング（操舵トルク）の共振を効果的に抑制することができる。

また、電動ステアリングシステム１において振動抑制制御演算部４０は、伝達特性の共振周波数よりも高周波側に１または複数の共振点を有するよう振動補正トルクを設定する。

このような電動ステアリングシステム１によれば、伝達特性の共振周波数よりも高周波側において振動補正トルクのゲインが増大し過ぎることを抑制することができる。
また、電動ステアリングシステム１において振動抑制制御演算部４０は、伝達特性の共振周波数よりも低周波側に１または複数の共振点を有するよう振動補正トルクを設定する。

このような電動ステアリングシステム１によれば、伝達特性の共振周波数よりも低周波側において振動補正トルクのゲインが増大し過ぎることを抑制することができる。
また、電動ステアリングシステム１において振動抑制制御演算部４０（ねじれ抑制演算部４３）は、伝達特性に基づいて出力トルクにより生じる操舵トルクを抑制するための操舵補正トルクを演算し、この操舵補正トルクを発生させるための操舵補正指令を生成する。そして、モータ駆動回路６０は、アシスト指令、追従指令、振動補正指令および操舵補正指令の加算値に従って、モータ６を駆動させる。

このような電動ステアリングシステム１によれば、出力トルクにより生じる操舵トルクそのものを抑制するので、ステアリングの振動を抑制することができる。
また、電動ステアリングシステム１において振動抑制制御演算部４０は、モータの回転速度、モータの角速度、モータの角加速度の少なくとも何れかを表すモータ状態を用いて、操舵補正トルクを演算する。

このような電動ステアリングシステム１によれば、モータ状態から伝達特性によって生じる操舵トルクを推定することができるので、出力トルクにより生じる操舵トルクを良好に抑制することができる。

また、電動ステアリングシステム１において振動抑制制御演算部４０は、モータ状態に加えて、車両の特性を示す物理パラメータを用いて、操舵補正トルクを演算する。
このような電動ステアリングシステム１によれば、操舵補正トルクを演算する際に車両の特性も用いるので、より適切な操舵補正トルクを求めることができる。

また、電動ステアリングシステム１において振動抑制制御演算部４０が用いる物理パラメータには、モータの角加速度に付与（乗算等）される値であり、かつモータを含めた操舵トルクを検出する部位よりもタイヤ側の慣性モーメントを含む。

また、電動ステアリングシステム１において振動抑制制御演算部４０が用いる物理パラメータには、モータの角速度に付与（乗算等）される値であり、モータを含めた操舵トルクを検出する部位よりもタイヤ側の粘性摩擦係数を含む。

また、電動ステアリングシステム１において振動抑制制御演算部４０が用いる物理パラメータには、モータの回転速度に付与（乗算等）される値であり、モータを含めた操舵トルクを検出する部位よりもタイヤ側の慣性体と路面との間の負荷バネ定数を含む。

これらのような電動ステアリングシステム１によれば、物理パラメータとして、慣性モーメント、粘性摩擦係数、負荷バネ定数を用いるので、車両特性を加味した操舵補正トルクを求めることができる。

［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。上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記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てもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。なお、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技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

上述した電動ステアリングシステム１の他、当該電動ステアリングシステム１の構成要素の一部となる装置、当該電動ステアリングシステム１を構成する機能をコンピュータに実行させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、電動ステアリング制御方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。

例えば、上記実施形態において、振動抑制制御演算部４０が用いる物理パラメータには、車両の走行状態に応じて変化する値を含んでいてもよい。例えば、共振抑制演算部４１およびねじれ抑制演算部４３が演算に用いる物理パラメータとしては、車速、路面反力、路面抵抗、外気温の少なくとも何れかに応じて変化する値を含ませることができる。

例えば、図１１に示すように、車速に応じて等価負荷バネＫ２の値を変更できる。等価負荷バネＫ２の値は、車速が０に近いときから車速が早くなるにつれて一旦小さくなり、極小値を取る速度から車速が大きくなるにつれて大きくなる。つまり、図１１に示すグラフでは、操舵の際に、停車時にはハンドルが重く、低速で走行しているときにはハンドルが軽く、また、高速で走行しているときにはハンドルが重くなる現象を再現している。

また、図１２および図１３に示すように、路面反力や路面ミュー（μ：摩擦係数）に応じて等価負荷バネＫ２の値を変更できる。これらの例では、路面反力や路面ミューが増加するに従って、等価負荷バネＫ２の値を大きく設定する。

また、図１４に示すように、外気温に応じてモータ粘性Ｃ２の値を変更できる。この例では、外気温が高くなるにつれてモータ粘性Ｃ２を小さくする。例えば潤滑油の粘性等が温度上昇とともに小さくなるからである。

ただし、潤滑油の粘性の変化は直線的に変化し続けるものではないため、モータ粘性Ｃ２の値には、上限値および下限値が設けられる。
このような電動ステアリングシステム１によれば、車両の走行状態に応じて値を変化させるので、車両の走行状態に対応した適切な操舵補正トルクを求めることができる。また、車速、路面反力、路面抵抗、外気温の何れかの変化に応じて適切な操舵補正トルクを求めることができる。

［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アシスト制御演算部２０は本発明でいうアシスト制御手段に相当し、上記実施形態における目標追従制御演算部３０は本発明でいう追従制御手段に相当する。また、上記実施形態における振動抑制制御演算部４０（共振抑制演算部４１）は本発明でいう振動補正制御手段に相当し、上記実施形態における振動抑制制御演算部４０（ねじれ抑制演算部４３）は本発明でいうトルク補正制御手段に相当する。

さらに、上記実施形態におけるモータ駆動回路６０は本発明でいうモータ駆動手段に相当する。

１…電動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、１０…タイヤ、１１…車速センサ、１５…ＥＰＳ−ＥＣＵ、１６…ＬＫＥ−ＥＣＵ、２０…アシスト制御演算部、３０…目標追従制御演算部、４０…振動抑制制御演算部、４１…共振抑制演算部、４３…抑制演算部、４５…加算部、５０…加算器、５５…減算器、６０…モータ駆動回路、１００…制御対象。

Claims (13)

1. 操舵トルクの検出値に応じて操舵負荷を軽減するアシストトルクを発生させるためのアシスト指令を生成するアシスト制御手段（２０）と、
   操舵に関わる物理量の目標値を取得し、該目標値に前記物理量の検出値を追従させる自動操舵トルクを発生させるための追従指令を生成する追従制御手段（３０）と、
   舵角を変位させるモータ（６）による出力トルクが前記操舵トルクの少なくとも一部として伝達する際の伝達特性に基づいて、前記出力トルクにより生じる前記操舵トルクを抑制するための操舵補正トルクを演算し、該補正トルクを発生させるための操舵補正指令を生成するトルク補正制御手段（４０：４３）、
   前記アシスト指令、前記追従指令、および前記操舵補正指令の加算値に従って、前記モータを駆動させるモータ駆動手段（６０）と、
   を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
2. 請求項１に記載のモータ制御装置において、
   前記トルク補正制御手段は、前記モータの回転速度、前記モータの角速度、前記モータの角加速度の少なくとも何れかを表すモータ状態を用いて、前記操舵補正トルクを演算すること
   を特徴とするモータ制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置において、
   前記トルク補正制御手段は、前記モータ状態に加えて、車両の特性を示す物理パラメータを用いて、前記操舵補正トルクを演算すること
   を特徴とするモータ制御装置。
4. 請求項３に記載のモータ制御装置において、
   前記物理パラメータには、前記モータの角加速度に付与される値であり、モータを含めた操舵トルクを検出する部位よりもタイヤ側の慣性モーメントを含むこと
   を特徴とするモータ制御装置。
5. 請求項３または請求項４に記載のモータ制御装置において、
   前記物理パラメータには、前記モータの角速度に付与される値であり、モータを含めた操舵トルクを検出する部位よりもタイヤ側の粘性摩擦係数を含むこと
   を特徴とするモータ制御装置。
6. 請求項３〜請求項５の何れか１項に記載のモータ制御装置において、
   前記物理パラメータには、前記モータの回転速度に付与される値であり、モータを含めた操舵トルクを検出する部位よりもタイヤ側の慣性体と路面との間の負荷バネ定数を含むこと
   を特徴とするモータ制御装置。
7. 請求項３〜請求項６の何れか１項に記載のモータ制御装置において、
   前記物理パラメータには、車両の走行状態に応じて変化する値を含むこと
   を特徴とするモータ制御装置。
8. 請求項７に記載のモータ制御装置において、
   前記物理パラメータには、車速、路面反力、路面抵抗、外気温の少なくとも何れかを含むこと
   を特徴とするモータ制御装置。
9. 請求項１〜請求項８の何れか１項に記載のモータ制御装置において、
   前記伝達特性に基づいて、前記出力トルクにより生じる前記操舵トルクの振動を抑制するための振動補正トルクを演算し、該振動補正トルクを発生させるための振動補正指令を生成する振動補正制御手段（４０：４１）、
   を備え、
   前記モータ駆動手段は、前記アシスト指令、前記追従指令、前記操舵補正指令、および前記振動補正指令の加算値に従って、前記モータを駆動させること
   を特徴とするモータ制御装置。
10. 請求項９に記載のモータ制御装置において、
    前記振動補正制御手段は、前記操舵トルクを用いて、前記振動補正トルクを演算すること
    を特徴とするモータ制御装置。
11. 請求項９または請求項１０に記載のモータ制御装置において、
    前記振動補正制御手段は、前記伝達特性の共振周波数において反共振点を有するよう前記振動補正トルクを設定すること
    を特徴とするモータ制御装置。
12. 請求項１１に記載のモータ制御装置において、
    前記振動補正制御手段は、前記伝達特性の共振周波数よりも高周波側に１または複数の共振点を有するよう前記振動補正トルクを設定すること
    を特徴とするモータ制御装置。
13. 請求項１１または請求項１２に記載のモータ制御装置において、
    前記振動補正制御手段は、前記伝達特性の共振周波数よりも低周波側に１または複数の共振点を有するよう前記振動補正トルクを設定すること
    を特徴とするモータ制御装置。