JP2023040817A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来例とは異なる新規な方法であそびを補償したモータ制御を行うことができる車両用操舵装置を提供する。【解決手段】電動モータ制御部は、あそび範囲内での所定時間毎の操舵角変化量を零に設定して、ハンドル中立位置から現在までの所定時間毎の操舵角変化量を積算した値に相当する値を、あそび補償用操舵角とすると、操舵角を用いてあそび補償用操舵角を推定するあそび補償用操舵角推定部と、自動操舵のための目標操舵角である操舵角指令値とあそび補償用操舵角との偏差が零に近づくように電動モータを制御する角度制御部とを含む。【選択図】図３

Description

この発明は、車両用操舵装置に関する。

トラック、バス等の大型車両では、左右の車輪がアクスルビームで連結されているリジットアクスルサスペンションが広く用いられている。リジットアクスルサスペンションを有する車両では、ボールねじ式油圧パワーステアリング機構を備えた操舵装置が広く採用されている。このような大型車両の操舵装置は、ハンドル、ステアリングコラム、ステアリングギアボックス、ピットマンアーム、ドラッグリング、ナックルアーム、タイロッド等を備えており、インデペンデントサスペンションが用いられている乗用車の操舵装置に比べて複雑である。また、大型車両の操舵装置は乗用車の操舵装置に比べて、ステアリングシャフト等の長さが長い。

特許文献１には、前述のような大型車両の操舵装置のステアリングコラムに電動モータを追加し、この電動モータを使用して、目標軌道に沿って自動走行させる技術が開示されている。このような自動走行制御（自動操舵制御）は、例えば、次のようにして行われる。すなわち、まず、目標軌跡と自車両位置との関係から、転舵輪の目標タイヤ角（目標転舵角）を算出し、その値にステアリングギア比（タイヤ角に対する操舵角の比）を乗算して目標操舵角を算出する。そして、目標操舵角と操舵角との偏差が零になるように、電動モータに対して角度フィードバック制御を行う。

特開２００６-２６４６２２号公報 特開２０１６-１３５６７６号公報

前述したように、大型車両の操舵装置は、乗用車の操舵装置よりも複雑であり、ステアリングシャフトに生じる捻じれや撓みが比較的大きいため、ハンドルから転舵輪までの間のあそび（allowance）が大きい。このため、大型車両の操舵装置に対して例えば前述のような自動走行制御を行った場合には、目標操舵角を与えても、転舵輪のタイヤ角が目標タイヤ角に一致しないため、軌跡追従性が悪くなる。なお、乗用車においても、大型車両ほどではないが、ステアリングホイールから転舵輪までの間にあそびが存在するので、同様な問題がある。

そこで、特許文献２には、軌跡追従性を向上させるために、操舵不感帯をΔＨとすると、切り始め時には、ΔＨ／２を目標操舵角に加算することにより目標操舵角を補正し、切り返し時には、ΔＨを目標操舵角に加算することにより目標操舵角を補正する技術（以下、「従来例」という。）が開示されている。つまり、特許文献２には、あそびを補償したモータ制御を行う方法が開示されている。

なお、この明細書において、「切り始め」とは、操舵角が変化していない状態から操舵角が変化し始めることをいう。「切り返し」とは、操舵方向が逆転するように操舵角が変化することをいう。

この発明の目的は、従来例とは異なる新規な方法であそびを補償したモータ制御を行うことができる車両用操舵装置を提供することである。

本発明の一実施形態は、ハンドルに連結されたステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトに連結され、左右の転舵輪を転舵させるための転舵機構と、前記ステアリングシャフトを回転させるための電動モータと、前記ステアリングシャフトの回転角である操舵角を検出するための操舵角検出部と、前記電動モータを制御する電動モータ制御部とを含み、前記電動モータ制御部は、あそび範囲内での所定時間毎の操舵角変化量を零に設定して、ハンドル中立位置から現在までの所定時間毎の操舵角変化量を積算した値に相当する値を、あそび補償用操舵角とすると、前記操舵角を用いて前記あそび補償用操舵角を推定するあそび補償用操舵角推定部と、自動操舵のための目標操舵角である操舵角指令値と前記あそび補償用操舵角との偏差が零に近づくように前記電動モータを制御する角度制御部とを含む、車両用操舵装置を提供する。

この構成では、従来例とは異なる新規な方法であそびを補償したモータ制御を行うことができるようになる。

図１は、車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。 図２は、車両用操舵装置の電気的構成を示すブロック図である。 図３は、モータ制御用ＥＣＵの電気的構成であって、自動操舵モード時に電動モータを駆動制御するための電気的構成を示すブロック図である。 図４は、操舵角θ_Ｈとタイヤ角δとの関係を示すグラフである。 図５Ａは、あそび補償用操舵角推定部によるあそび補償用操舵角推定処理の手順の一部を示すフローチャートである。 図５Ｂは、あそび補償用操舵角推定部によるあそび補償用操舵角推定処理の手順の一部を示すフローチャートである。 図５Ｃは、あそび補償用操舵角推定部によるあそび補償用操舵角推定処理の手順の一部を示すフローチャートである。 図６は、θ_Ｈ、θ_αおよびθ_Ｈ’の変化の一例を示すタイムチャートである。 図７は、操舵角θ_Ｈをｓｉｎ波状に変化させた場合の、操舵角θ_Ｈ、操舵角変化量ｄθ_Ｈ／ｄｔ、ｑ軸電流Ｉ_ｑおよびｑ軸電流変化量ｄＩ_ｑ／ｄｔの変化を示すタイムチャートである。

［本発明の実施形態の説明］
本発明の一実施形態は、ハンドルに連結されたステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトに連結され、左右の転舵輪を転舵させるための転舵機構と、前記ステアリングシャフトを回転させるための電動モータと、前記ステアリングシャフトの回転角である操舵角を検出するための操舵角検出部と、前記電動モータを制御する電動モータ制御部とを含み、前記電動モータ制御部は、あそび範囲内での所定時間毎の操舵角変化量を零に設定して、ハンドル中立位置から現在までの所定時間毎の操舵角変化量を積算した値に相当する値を、あそび補償用操舵角とすると、前記操舵角を用いて前記あそび補償用操舵角を推定するあそび補償用操舵角推定部と、自動操舵のための目標操舵角である操舵角指令値と前記あそび補償用操舵角との偏差が零に近づくように前記電動モータを制御する角度制御部とを含む、車両用操舵装置を提供する。

この構成では、従来例とは異なる新規な方法であそびを補償したモータ制御を行うことができるようになる。

本発明の一実施形態では、前記あそび補償用操舵角推定部は、所定の基本あそび量と前記操舵角とに基づいて、前記あそび補償用操舵角を推定するように構成されている。

本発明の一実施形態では、前記あそび補償用操舵角推定部は、前記基本あそび量をαとし、前記基本あそび量の中心に相当するハンドル中立位置からの一定時間毎の操舵角変化量の積分値であって、かつα／２以上になるとα／２となり、－α／２以下になると－α／２となるθ_αを演算し、前記操舵角から前記θ_αを減算することにより、前記あそび補償用操舵角を推定するように構成されている。

本発明の一実施形態では、前記転舵輪のタイヤ角の絶対値が所定の第１閾値以下または前記操舵角の絶対値が所定の第２閾値以下である場合と、前記タイヤ角の絶対値が前記第１閾値よりも大きいまたは前記操舵角の絶対値が前記第２閾値よりも大きい場合とで、前記あそび補償用操舵角推定部による前記あそび補償用操舵角の推定方法が異なる。

本発明の一実施形態では、前記あそび補償用操舵角推定部は、前記転舵輪のタイヤ角の絶対値が前記第１閾値以下または前記操舵角の絶対値が前記第２閾値以下である場合には、所定の基本あそび量と前記操舵角とに基づいて、前記あそび補償用操舵角を推定し、前記転舵輪のタイヤ角の絶対値が前記第１閾値よりも大きいまたは前記操舵角の絶対値が前記第２閾値よりも大きい場合には、タイヤ角推定処理によって前記タイヤ角を推定し、推定したタイヤ角にオーバーオールギヤ比を乗算することによって前記あそび補償用操舵角を推定するように構成されており、前記タイヤ角推定処理では、ハンドル位置があそびの範囲内にある場合には、前記あそび補償用操舵角推定部は、前回のタイヤ角を今回のタイヤ角として推定し、ハンドル位置があそびの範囲外にある場合には、前記あそび補償用操舵角推定部は、切り返し動作後においてあそびが詰まったと判定したときに推定される比であって、あそびが詰まった直後の操舵角変化量に対するタイヤ角変化量の比と、前回の前記タイヤ角と、前記操舵角の変化量と、前記オーバーオールギヤ比とに基づいて、前記タイヤ角を推定する。

本発明の一実施形態では、車両走行中に前記基本あそび量を演算する基本あそび量演算部をさらに含み、前記基本あそび量演算部によって演算される前記基本あそび量に基づいて、前記基本あそび量が更新される。

［本発明の実施形態の詳細な説明］
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。図１において破線２９の左側は、車両を側方から見た側面図であり、破線２９の右側は、車両を上方から見た平面図である。

この車両用操舵装置１は、ハンドル（ステアリングホイール）２、ステアリングシャフト３を有するステアリングコラム４、ベベルギア部５、動力伝達軸６、ボールねじ式油圧パワーステアリング機構（以下、「油圧パワーステアリング機構７」という。）、転舵機構８、電動モータ９等を備えている。

ハンドル２は、ステアリングシャフト３を介してベベルギア部５の入力軸に連結されている。ベベルギア部５の出力軸は、動力伝達軸６を介して油圧パワーステアリング機構７の入力軸に連結されている。

転舵機構８は、ピットマンアーム１１、ドラッグリンク１２、ナックルアーム１３、キングピン軸１４，１５、タイロッドアーム１６およびタイロッド１７を備える。

ピットマンアーム１１の一端は、油圧パワーステアリング機構７のセクターシャフトに連結されている。ピットマンアーム１１の他端には、ドラッグリンク１２の一端が連結されている。ドラッグリンク１２の他端は、右転舵輪（右前輪）２２のナックルアーム１３の一端に連結されている。ナックルアーム１３の他端は、右転舵輪２２のキングピン軸１４に連結されている。右転舵輪２２のキングピン軸１４と左転舵輪（左前輪）２１のキングピン軸１５とは、タイロッドアーム１６およびタイロッド１７によって連結されている。図の破線１８は、アクスルビームである。

電動モータ９は、ステアリングコラム４に設けられており、図示しない減速機を介してステアリングシャフト３に連結されている。減速機は、ウォームギヤと、このウォームギヤと噛み合うウォームホイールとを含むウォームギヤ機構からなる。以下において、減速機の減速比をＮで表す。減速比Ｎは、ウォームホイールの回転角であるウォームホイール角に対するウォームギヤの回転角であるウォームギヤ角の比として定義される。電動モータ９のロータ回転角θ_ｍは、回転角センサ２５によって検出される。

ハンドル２が回転すると、この回転トルクが、ステアリングシャフト３、ベベルギア部５、動力伝達軸６およびボールねじ式油圧パワーステアリング機構７に伝達されて、ピットマンアーム１１が揺動される。このピットマンアーム１１の揺動により、ドラッグリンク１２が前後方向に移動され、ナックルアーム１３が揺動され、転舵輪２１，２２が転舵される。

電動モータ９が回転されると、この回転トルクがステアリングシャフト３に伝達されるので、前述と同様な動力伝達経路を介して転舵輪２１，２２が転舵される。すなわち、電動モータ９によってステアリングシャフト３を回転させることにより、転舵輪２１，２２の転舵が可能となる。

図２は、車両用操舵装置の電気的構成を示すブロック図である。

車両には、上位ＥＣＵ１０１およびモータ制御用ＥＣＵ１０２が設けられている。モータ制御用ＥＣＵ１０２は、本発明の電動モータ制御部の一例である。

上位ＥＣＵ１０１は、操舵モードが自動操舵モードであるか手動操舵モードであるかを示すモード信号Ｓ_ｍｏｄｅを出力する。また、上位ＥＣＵ１０１は、自動操舵モード時に、自動操舵のための操舵角指令値θ_ｃｍｄを生成する。

操舵角指令値θ_ｃｍｄは、自動操舵モード時における操舵角（ステアリングシャフト３の回転角）θ_Ｈの目標値である。この実施形態では、操舵角θ_Ｈは、ハンドル２の中立位置（操舵中立位置）からのステアリングシャフト３の正逆両方向の回転量（回転角）であり、操舵中立位置から右方向への回転量が正の値で表され、操舵中立位置から左方向への回転量が負の値で表される。この実施形態では、操舵角θ_Ｈは、回転角センサ２５によって検出されるロータ回転角θ_ｍから演算される。

モード信号Ｓ_ｍｏｄｅおよび操舵角指令値θ_ｃｍｄは、モータ制御用ＥＣＵ１０２に与えられる。

モータ制御用ＥＣＵ１０２は、モード信号Ｓ_ｍｏｄｅに基づいて、操舵モードが手動操舵モードか自動操舵モードであるかを判別する。そして、モータ制御用ＥＣＵ１０２は、操舵モードが自動操舵モードである場合にのみ、操舵角指令値θ_ｃｍｄおよび回転角センサ２５の出力信号に基づいて、電動モータ９を駆動制御する。

図３は、モータ制御用ＥＣＵ１０２の電気的構成であって、自動操舵モード時に電動モータ９を駆動制御するための電気的構成を示すブロック図である。

モータ制御用ＥＣＵ１０２は、マイクロコンピュータ３１と、マイクロコンピュータ３１によって制御され、電動モータ９に電力を供給する駆動回路（インバータ回路）３２と、電動モータ９に流れるモータ電流を検出する電流検出部３３とを備えている。

マイクロコンピュータ３１は、ＣＰＵおよびメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリなど）を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、回転角演算部４１と、減速比除算部（操舵角演算部）４２と、ＵＶＷ／ｄｑ変換部４３と、あそび補償用操舵角推定部４４と、角度偏差演算部４５と、ＰＤ制御部４６と、電流指令値設定部４７と、電流偏差演算部４８と、ＰＩ（比例積分）制御部４９と、ｄｑ／ＵＶＷ変換部５０と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部５１とを含む。

回転角演算部４１は、回転角センサ２５の出力信号に基づいて、電動モータ９のロータの回転角θ_ｍ（以下、「ロータ回転角θ_ｍ」という。）を演算する。回転角演算部４１によって演算されるロータ回転角θ_ｍは、ｄｑ／ＵＶＷ変換部５０、ＵＶＷ／ｄｑ変換部４３および減速比除算部５２に与えられる。

減速比除算部４２は、回転角演算部４１によって演算されるロータ回転角θ_ｍを減速比Ｎで除算することにより、操舵角θ_Ｈを演算する。操舵角θ_Ｈは、あそび補償用操舵角推定部４４に与えられる。回転角センサ２５、回転角演算部４１および減速比除算部４２は、本発明の操舵角検出部の一例である。

電流検出部３３は、電動モータ９のＵ相電流Ｉ_Ｕ、Ｖ相電流Ｉ_ＶおよびＷ相電流Ｉ_Ｗ（以下、これらを総称するときは、「三相検出電流Ｉ_ＵＶＷ」という。）を検出する。電流検出部３３によって検出された三相検出電流Ｉ_ＵＶＷは、ＵＶＷ／ｄｑ変換部４３に与えられる。

ＵＶＷ／ｄｑ変換部４３は、電流検出部３３によって検出されるＵＶＷ座標系の三相検出電流Ｉ_ＵＶＷ（Ｕ相電流Ｉ_Ｕ、Ｖ相電流Ｉ_ＶおよびＷ相電流Ｉ_Ｗ）を、ｄｑ座標系の二相検出電流Ｉ_ｄおよびＩ_ｑ（以下、これらを総称するときには「二相検出電流Ｉ_ｄｑ」という。）に座標変換する。この座標変換には、回転角演算部４１によって演算されるロータ回転角θ_ｍが用いられる。ＵＶＷ／ｄｑ変換部４３によって演算される二相検出電流Ｉ_ｄｑは、電流偏差演算部４８に与えられる。ＵＶＷ／ｄｑ変換部４３によって演算されるｑ軸電流Ｉ_ｑは、あそび補償用操舵角推定部４４に与えられる。

あそび補償用操舵角推定部４４は、基本あそび量α、操舵角θ_Ｈおよびｑ軸電流Ｉ_ｑに基づいて、あそび補償用操舵角θ_Ｈ’を推定する。操舵角θ_Ｈは、ハンドル中立位置から現在までの所定時間毎の操舵角変化量の積算値に相当する。あそび補償用操舵角θ_Ｈ’は、あそび範囲内での所定時間毎の操舵角変化量を零に設定して、ハンドル中立位置から現在までの所定時間毎の操舵角変化量を積算した値に相当する。

さらに言い換えれば、あそび補償用操舵角θ_Ｈ’は、現在の転舵輪２１，２２のタイヤ角（転舵角）δにオールオーバーギヤ比γを乗算した値に相当する。オーバーオールギヤ比γは、転舵輪２１，２２のタイヤ角（操舵角）δに対するハンドル２の回転角（ステアリングシャフト３の回転角θ_Ｈ）の比であり、予め設定されている。あそび補償用操舵角推定部４４の動作の詳細については、後述する。あそび補償用操舵角推定部４４によって推定されたあそび補償用操舵角θ_Ｈ’は角度偏差演算部４５に与えられる。

角度偏差演算部４５は、操舵角指令値θ_ｃｍｄとあそび補償用操舵角θ_Ｈ’との偏差Δθ（θ_ｃｍｄ－θ_Ｈ’）を演算する。

ＰＤ制御部４６は、角度偏差演算部４５によって演算された角度偏差Δθに対してＰＤ演算（比例微分演算）を行うことにより、トルク指令値Ｔ_ｃｍｄを演算する。

電流指令値設定部４７は、トルク指令値Ｔ_ｃｍｄに基づいて、ｄ軸電流指令値Ｉ_{ｄ，ｃｍｄ}およびｑ軸電流指令値Ｉ_{ｑ，ｃｍｄ}（以下、これらを総称するときには「二相電流指令値Ｉ_{ｄｑ，ｃｍｄ}」という。）を設定する。

具体的には、電流指令値設定部４７は、ｑ軸電流指令値Ｉ_{ｑ，ｃｍｄ}を有意値とする一方で、ｄ軸電流指令値Ｉ_{ｄ，ｃｍｄ}を零とする。より具体的には、電流指令値設定部４７は、ＰＤ制御部４６によって演算されたトルク指令値Ｔ_ｃｍｄを、電動モータ９のトルク定数Ｋ_Ｔで除算することにより、ｑ軸電流指令値Ｉ_{ｑ，ｃｍｄ}を設定する。電流指令値設定部４７によって設定された二相電流指令値Ｉ_{ｄｑ，ｃｍｄ}は、電流偏差演算部４８に与えられる。

電流偏差演算部４８は、電流指令値設定部４７によって設定される二相電流指令値Ｉ_{ｄｑ，ｃｍｄ}と、ＵＶＷ／ｄｑ変換部４３から与えられる二相検出電流Ｉ_ｄｑとの偏差を演算する。より具体的には、電流偏差演算部４８は、ｄ軸電流指令値Ｉ_{ｄ，ｃｍｄ}に対するｄ軸検出電流Ｉ_ｄの偏差およびｑ軸電流指令値Ｉ_{ｑ，ｃｍｄ}に対するｑ軸検出電流Ｉ_ｑの偏差を演算する。これらの偏差は、ＰＩ制御部４９に与えられる。

ＰＩ制御部４９は、電流偏差演算部４８によって演算された電流偏差に対するＰＩ（比例積分）演算を行なうことにより、電動モータ９に印加すべき二相電圧指令値Ｖ_{ｄｑ，ｃｍｄ}（ｄ軸電圧指令値Ｖ_{ｄ，ｃｍｄ}およびｑ軸電圧指令値Ｖ_{ｑ，ｃｍｄ}）を生成する。この二相電圧指令値Ｖ_{ｄｑ，ｃｍｄ}は、ｄｑ／ＵＶＷ変換部５０に与えられる。

ｄｑ／ＵＶＷ変換部５０は、二相電圧指令値Ｖ_{ｄｑ，ｃｍｄ}を三相電圧指令値Ｖ_{ＵＶＷ，ｃｍｄ}に座標変換する。この座標変換には、回転角演算部４１によって演算されるロータ回転角θ_ｍが用いられる。三相電圧指令値Ｖ_{ＵＶＷ，ｃｍｄ}は、Ｕ相電圧指令値Ｖ_{Ｕ，ｃｍｄ}、Ｖ相電圧指令値Ｖ_{Ｖ，ｃｍｄ}およびＷ相電圧指令値Ｖ_{Ｗ，ｃｍｄ}からなる。この三相電圧指令値Ｖ_{ＵＶＷ，ｃｍｄ}は、ＰＷＭ制御部５１に与えられる。

ＰＷＭ制御部５１は、Ｕ相電圧指令値Ｖ_{Ｕ，ｃｍｄ}、Ｖ相電圧指令値Ｖ_{Ｖ，ｃｍｄ}およびＷ相電圧指令値Ｖ_{Ｗ，ｃｍｄ}にそれぞれ対応するデューティのＵ相ＰＷＭ制御信号、Ｖ相ＰＷＭ制御信号およびＷ相ＰＷＭ制御信号を生成し、駆動回路３２に供給する。

駆動回路３２は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応した三相インバータ回路からなる。このインバータ回路を構成するパワー素子がＰＷＭ制御部５１から与えられるＰＷＭ制御信号によって制御されることにより、三相電圧指令値Ｖ_{ＵＶＷ，ｃｍｄ}に相当する電圧が電動モータ９の各相のステータ巻線に印加されることになる。

角度偏差演算部４５およびＰＤ制御部４６は、角度フィードバック制御手段（角度制御部）を構成している。この角度フィードバック制御手段の働きによって、操舵角指令値θ_ｃｍｄとあそび補償用操舵角操舵角θ_Ｈ’との偏差（θ_ｃｍｄ－θ_Ｈ’）が零に近づくように、電動モータ９が制御される。これにより、あそびが補償された角度制御を行うことができるので、操舵角指令値θ_ｃｍｄと操舵角θ_Ｈとの偏差（θ_ｃｍｄ－θ_Ｈ）が零に近づくように、電動モータ９を制御する場合に比べて、軌跡追従性を向上させることができる。

以下、あそび補償用操舵角推定部４４について、詳しく説明する。

まず、あそび補償用操舵角推定部４４によるあそび補償用操舵角推定方法の考え方について説明する。

図４は、操舵角θ_Ｈとタイヤ角δとの関係を示すグラフである。

図４の実線（Ｏ－Ａ－Ｂ－Ｃ－Ｅ－Ｆ－Ａ）は、中立位置Ｏから零よりも大きい所定の第１操舵角θ_Ｈ１まで操舵角θ_Ｈを連続的に変化させた後、操舵角θ_Ｈを零よりも小さい所定の第２操舵角θ_Ｈ２まで連続的に変化させ、さらに操舵角θ_Ｈを第１操舵角θ_Ｈ１に向かって連続的に変化させた場合の、タイヤ角δの軌跡を示している。

ハンドル２から転舵輪２１，２２までの間にはあそび（がた）が存在している。このため、操舵角θ_Ｈが０°から増加しても、すぐには、タイヤ角δは増加しない。つまり、切り始め状態においては、操舵角θ_Ｈが変化しても、すぐには、タイヤ角δは変化しない。操舵角θ_Ｈの増加によってあそび詰まると（Ａ点）、タイヤ角δが増加し始める。

そして、操舵角θ_Ｈが第１操舵角θ_Ｈ１に達し(Ｂ点)、右から左への切り返し動作が行われると、操舵角θ_Ｈが減少される。この場合も、あそびがあるため、すぐには、タイヤ角δは減少しない。つまり、切り返し状態においては、操舵角θ_Ｈが変化しても、すぐには、タイヤ角δは変化しない。操舵角θ_Ｈの減少によってあそびが詰まると（Ｃ点）、タイヤ角δが減少し始める。したがって、タイヤ角δが零になったときに（Ｄ点）、操舵角θ_Ｈは０以下の値となる。

操舵角θ_Ｈが第２操舵角θ_Ｈ２に達し(Ｅ点)、左から右への切り返し動作が行われると、操舵角θ_Ｈが増加される。この場合にも、あそびがあるため、すぐには、タイヤ角δは増加しない。操舵角θ_Ｈの増加によってあそびが詰まると（Ｆ点）、タイヤ角δが増加し始める。

Ａ点とＤ点（またはＢ点とＣ点、またはＥ点とＦ点）との間の操舵角θ_Ｈの変化量の絶対値が、基本あそび量αである。

図４の実線（Ｏ－Ａ－Ｂ－Ｃ－Ｅ－Ｆ－Ａ）を用いて説明した操舵角θ_Ｈとタイヤ角δとの関係は、タイヤ角δ（操舵角θ_Ｈ）の絶対値が比較的小さい範囲（例えば、タイヤ角δでは－δ_αから＋δ_αまでの範囲）では成り立つが、タイヤ角δ（操舵角θ_Ｈ）の絶対値が比較的大きい範囲では成り立たないおそれがあることが判明した。

これは、タイヤ角δ（操舵角θ_Ｈ）の絶対値が比較的大きい範囲において、車速が比較的大きい場合に切り返し動作が行われると、図４に破線Ｌａ，Ｌｂで示すように、セルフアライニングトルクの影響によって、基本あそび量αに相当する操舵角分のハンドルの切り返しが行われるよりも早い段階で、転舵輪２１，２２が戻り始めるからである。このため、タイヤ角δが比較的大きい範囲においては、図４の実線（Ｏ－Ａ－Ｂ－Ｃ－Ｅ－Ｆ－Ａ）を用いて説明した操舵角θ_Ｈとタイヤ角δとの関係に従ってタイヤ角δやあそび補償用操舵角θ_Ｈ’を求めると誤差が生じるおそれがある。

具体的には、操舵角θ_Ｈが＋δ_αに相当するθ_Ｈαに達した後（Ｇ点）に操舵角θ_Ｈが増加し、Ｂ点において右から左への切り返し動作が行われた場合、操舵角θ_Ｈが基本あそび量αに相当する操舵角分のハンドルの切り返しが行われるよりも早い段階(Ｈ点）であそびが詰まる。そして、タイヤ角δは、Ｈ点から破線Ｌａに従って減少していき、＋δ_αに達する（点Ｉ）。

また、操舵角θ_Ｈが－δ_αに相当するθ_Ｈαに達した後（Ｊ点）に操舵角θ_Ｈが減少し、Ｅ点において左から右への切り返し動作が行われた場合、操舵角θ_Ｈが基本あそび量αに相当する操舵角分のハンドルの切り返しが行われるよりも早い段階(Ｋ点）であそびが詰まる。そして、タイヤ角δは、Ｋ点から破線Ｌｂに従って増加していき、－δ_αに達する（点Ｌ）。

以下において、図４の実線（Ｏ－Ａ－Ｂ－Ｃ－Ｅ－Ｆ－Ａ）を用いて説明した操舵角θ_Ｈとタイヤ角δとの関係が成り立つと考えられるタイヤ角範囲（－δ_αから＋δ_αまでの範囲）を、「バックラッシモデル適用可能範囲」という場合がある。δ_αは、例えば、０．３６ｄｅｇ程度である。図４の実線（Ｏ－Ａ－Ｂ－Ｃ－Ｅ－Ｆ－Ａ）を用いて説明した操舵角θ_Ｈとタイヤ角δとの関係が成り立つと考えられる操舵角範囲を、－θ_Ｈαから＋θ_Ｈαまでの範囲とすると、θ_Ｈαは、例えば、１２ｄｅｇ程度である。

図４においては、操舵中立位置Ｏから＋θ_Ｈαまでタイヤ角θ_Ｈを連続的に変化させた後、操舵角θ_Ｈを－θ_Ｈαまで連続的に変化させ、さらに操舵角θ_Ｈを＋θ_Ｈαに向かって連続的に変化させた場合のタイヤ角δの軌跡が太い実線（Ｏ－Ａ－Ｇ－Ｉ－Ｊ－Ｌ－Ａ）で示されている。

あそび補償用操舵角推定部４４は、タイヤ角δ（より詳しくは推定されるタイヤ角δ）がバックラッシモデル適用可能範囲内であれば、図４の実線（Ｏ－Ａ－Ｂ－Ｃ－Ｅ－Ｆ－Ａ）を用いて説明した操舵角θ_Ｈとタイヤ角δとの関係から推定されるタイヤ角δにオーバーオールギヤ比γを乗算した値に相当する値を、あそび補償用操舵角θ_Ｈ’として演算する。

あそび補償用操舵角推定部４４は、タイヤ角δがバックラッシモデル適用可能範囲外であれば、図４にＧ－Ｂ－Ｈ－Ｉで示される破線Ｌａを含む特性またはＪ－Ｅ－Ｋ－Ｌで示される破線Ｌｂを含む特性にしたがってタイヤ角δを推定し、推定した操舵角θ_Ｈにオーバーオールギヤ比γを乗算することにより、あそび補償用操舵角θ_Ｈ’を演算する。

図５Ａ～図５Ｃは、あそび補償用操舵角推定部４４によるあそび補償用操舵角推定処理の手順を示すフローチャートである。図５Ａ～図５Ｃに示されるあそび補償用操舵角推定処理は、所定の演算周期毎に繰り返し実行される。

説明の便宜上、ハンドル位置（タイヤ角δ）は、初期状態では、中立位置にあるものとする。

あそび補償用操舵角推定部４４は、まず、操舵角θ_Ｈの今回値θ_Ｈｔおよびｑ軸電流Ｉ_ｑの今回値Ｉ_ｑｔを取得する（ステップＳ１）。次に、あそび補償用操舵角推定部４４は、タイヤ角δ_ｔ－１がバックラッシモデル適用可能範囲内（－δ_α≦δ_ｔ－１≦－δ_α）であるか否かを判別する（ステップＳ２）。具体的には、あそび補償用操舵角推定部４４は、タイヤ角δ_ｔ－１の絶対値｜δ_ｔ－１｜がδ_α以下であれば、タイヤ角δ_ｔ－１がバックラッシモデル適用可能範囲内であると判定し、タイヤ角δ_ｔ－１の絶対値｜δ_ｔ－１｜がδ_αよりも大きければ、タイヤ角δ_ｔ－１がバックラッシモデル適用可能範囲外であると判別する。タイヤ角δ_ｔ－１は、タイヤ角δ_ｔの前回値である。ただし、タイヤ角δ_ｔの初期値は０である。

タイヤ角δ_ｔ－１がバックラッシモデル適用可能範囲内であれば（ステップＳ２：ＹＥＳ）、あそび補償用操舵角推定部４４は、次式（１）に基づいて、あそび補償用操舵角θ_Ｈ’を演算するとともに、次式（２）に基づいて、タイヤ角δ_ｔを演算する。そして、あそび補償用操舵角推定部４４は、今回の演算周期での処理を終了する。

θ_Ｈｔ’＝θ_Ｈｔ－θ_αｔ …（１）
ｉｆ －α／２≦Ｘ≦α／２， ｔｈｅｎ θ_αｔ＝Ｘ
ｉｆ Ｘ＞α／２， ｔｈｅｎ θ_αｔ＝α／２
ｉｆ Ｘ＜－α／２， ｔｈｅｎ θ_αｔ＝－α／２
Ｘ＝θ_αｔ－１＋（θ_Ｈｔ－θ_Ｈｔ－１）
δ_ｔ＝δ_ｔ－１＋（θ_Ｈｔ’－θ_Ｈｔ－１’）／γ …（２）
式（１）において、θ_αｔ－１は、θ_αの前回値であり、θ_Ｈｔ－１は、θ_Ｈの前回値である。θ_αｔは、基本あそび量αの中心に相当するハンドル中立位置からの一定時間毎の操舵角変化量の積分値であって、α／２以上になるとα／２となり、－α／２以下になると－α／２となる値である。式（２）において、θ_Ｈｔ－１’はθ_Ｈ’の前回値である。

基本あそび量αは、予め設定された基本あそび量αであってよい。基本あそび量αは、後述するステップＳ１３で演算される基本あそび量αに基づいて更新されることが好ましい。このようにすると、経年変化などによって変化する基本あそび量αを正確に演算することができる。

図６は、θ_Ｈ、θ_αおよびθ_Ｈ’の変化の一例を示すタイムチャートである。

時刻ｔ１において、ハンドル２が中立位置から時計方向に切り始められ、操舵角θ_Ｈが増加し始める。これに伴って、θ_αも増加し始める。ハンドル位置があそびの範囲内にある場合には、θ_αは、前記式（１）におけるＸの演算式にしたがって変動するが、θ_Ｈ’は変動しない。

時刻ｔ２でθ_αがα／２に達すると、θ_αはα／２を保持する。あそびが詰まったため、θ_Ｈの増加に伴ってθ_Ｈ’が増加し始める。

時刻ｔ３にて切り返し動作が開始されると、ハンドル位置があそびの範囲内に入るため、θ_αはＸの演算式にしたがって減少し始める。一方、θ_Ｈ’は変動しなくなる。

時刻ｔ４でθ_αが－α／２に達すると、θ_αは－α／２を保持する。あそびが詰まったため、θ_Ｈの減少に伴ってθ_Ｈ’が減少し始める。

図５Ａに戻り、ステップＳ２において、タイヤ角δ_ｔ－１がバックラッシモデル適用可能範囲外であると判別された場合には（ステップＳ２：ＮＯ）、あそび補償用操舵角推定部４４は、操舵角θ_Ｈの変化量（今回の操舵角θ_Ｈｔ－前回の操舵角θ_Ｈｔ－１）が、零でないか否かを判別する（ステップＳ４）。

操舵角θ_Ｈの変化量が零（θ_Ｈｔ－θ_Ｈｔ－１＝０）である場合には（ステップＳ４：ＮＯ）、あそび補償用操舵角推定部４４は、保舵状態であると判定し、タイヤ角δの前回値δ_ｔ－１を、現在のタイヤ角δ_ｔとして設定する（ステップＳ５）。そして、あそび補償用操舵角推定部４４は、現在のタイヤ角δ_ｔにオーバーオールギヤ比γを乗算することにより、あそび補償用操舵角θ_Ｈｔ’を演算する（ステップＳ６）。そして、あそび補償用操舵角推定部４４は、今回の演算周期での処理を終了する。

ステップＳ４において、操舵角θ_Ｈの変化量が零ではない（θ_Ｈｔ－θ_Ｈｔ－１≠０）と判別された場合には（ステップＳ４：ＹＥＳ）、あそび補償用操舵角推定部４４は、切り返し動作が行われたか否かを判別する（ステップＳ７（図５Ｂ参照））。切り返し動作が行われたか否かは、今回の操舵角変化量（θ_Ｈｔ－θ_Ｈｔ－１）の符号が、前回の操舵角変化量（θ_Ｈｔ－１－θ_Ｈｔ－２）の符号と異なるか否かに基づいて判別される。θ_Ｈｔ－１は、操舵角θ_Ｈの前回値であり、θ_Ｈｔ－２は操舵角θ_Ｈの前々回値である。

より具体的には、あそび補償用操舵角推定部４４は、（θ_Ｈｔ－θ_Ｈｔ－１）×（θ_Ｈｔ－１－θ_Ｈｔ－２）＜０であれば切り返し動作が行われたと判別し、（θ_Ｈｔ－θ_Ｈｔ－１）×（θ_Ｈｔ－１－θ_Ｈｔ－２）≧０であれば切り返し動作が行われていないと判別する。

切り返し動作が行われたと判別された場合には（ステップＳ７：ＹＥＳ）、あそび補償用操舵角推定部４４は、θ_Ｈｔを切り返し動作開始時の操舵角θ_ｓとして記憶する（ステップＳ８）。そして、あそび補償用操舵角推定部４４は、ステップＳ９に進む。

ステップＳ７で切り返し動作が行われていないと判別された場合には（ステップＳ７：ＮＯ）、あそび補償用操舵角推定部４４は、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、あそび補償用操舵角推定部４４は、ハンドル位置があそびの範囲内であるか否かを判定する。具体的には、あそび補償用操舵角推定部４４は、ｑ軸電流変化量の絶対値｜ｄＩ_ｑｔ／ｄｔ｜が、所定の閾値Ａ(ただし、Ａ＞０)よりも大きいか否かに基づいて、ハンドル位置があそびの範囲内であるか否かを判定する。あそび補償用操舵角推定部４４は、｜ｄＩ_ｑｔ／ｄｔ｜＞Ａであれば、ハンドル位置があそびの範囲内にあると判別し、｜ｄＩ_ｑｔ／ｄｔ｜≦Ａであれば、ハンドル位置があそびの範囲外にあると判別する。｜ｄＩ_ｑｔ／ｄｔ｜は、例えば、｜Ｉ_ｑｔ－Ｉ_ｑｔ－１｜に基づいて演算されてもよい。Ｉ_ｑｔ－１は、ｑ軸電流Ｉ_ｑの前回値である。

ハンドル位置があそびの範囲内にあると判別された場合には（ステップＳ９：ＹＥＳ）、あそび補償用操舵角推定部４４は、フラグＦをセット（Ｆ＝１）した後（ステップＳ１０）、ステップＳ５（図５Ａ参照）に移行する。フラグＦの初期値は０である。ステップＳ５では、あそび補償用操舵角推定部４４は、タイヤ角δの前回値δ_ｔ－１を、現在のタイヤ角δ_ｔとして設定する。そして、あそび補償用操舵角推定部４４は、現在のタイヤ角δ_ｔにオーバーオールギヤ比γを乗算することにより、あそび補償用操舵角θ_Ｈ’を演算する（ステップＳ６）。そして、あそび補償用操舵角推定部４４は、今回の演算周期での処理を終了する。

図５Ｂに戻り、ハンドル位置があそびの範囲外にあると判別された場合には（ステップＳ９：ＮＯ）、あそび補償用操舵角推定部４４は、フラグＦがセットされているか否か判別する（ステップＳ１１）。フラグＦがセット（Ｆ＝１）されている場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、あそび補償用操舵角推定部４４は、現時点があそびが詰まったタイミングであると判定し、フラグＦ１をリセット（Ｆ１＝０）した後（ステップＳ１２）、ステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３では、あそび補償用操舵角推定部４４は、次式（３ａ）および（３ｂ）に基づいて、第１比γ_ａおよび第２比γ_ｂを演算する。また、あそび補償用操舵角推定部４４は、次式（４）に基づいて、基本あそび量αを演算する。

γ_ａ＝（δ_ｔ－δ_α）／θ_Ｈｔ …（３ａ）
γ_ｂ＝（δ_ｔ＋δ_α）／θ_Ｈｔ …（３ｂ）
α＝｜θ_ｓ－θ_Ｈｔ｜ …（４）
第１比γ_ａは、右から左への切り返し動作後にあそびが詰まった場合に、あそびが詰まった直後における操舵角変化量に対するタイヤ角変化量の比の推定値である。第１比γ_ａは、図４の破線Ｌａの傾きに相当する。

一方、第２比γ_ｂは、左から右への切り返し動作後にあそびが詰まった場合に、あそびが詰まった直後における操舵角変化量に対するタイヤ角変化量の比の推定値である。第２比γ_ｂは、図４の破線Ｌｂの傾きに相当する。

なお、図４のＨ点は、右から左への切り返し動作後にあそびが詰まったタイミングに相当し、図４のＫ点は、左から右への切り返し動作後にあそびが詰まったタイミングに相当する。ステップＳ７における切り返し動作の判定においては、右から左への切り返しか、左から右への切り返しかは判定されないため、ステップＳ１３においては、各方向への切り返しに対応した比γ_ａ，γ_ｂが演算されている。

ステップＳ１３の処理が行われると、あそび補償用操舵角推定部４４は、ステップＳ１４（図５Ｃ参照）に移行する。

ステップＳ１１において、フラグＦがリセット（Ｆ＝０）されていると判別された場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、あそび補償用操舵角推定部４４は、現時点が、あそびが詰まったタイミングではないと判定し、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４では、あそび補償用操舵角推定部４４は、ハンドルが中立位置よりも左側に切れているか否かを判別する。具体的には、あそび補償用操舵角推定部４４は、θ_Ｈｔ＜０であれば、ハンドル２が中立位置よりも左側に切れていると判別し、θ_Ｈｔ≧０であれば、ハンドル２が中立位置よりも右側に切れていると判別する。

ハンドル２が中立位置よりも左側に切れている場合には（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、あそび補償用操舵角推定部４４は、操舵方向が右方向であるか否かを判別する（ステップＳ１５）。操舵方向が右方向であれば（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、あそび補償用操舵角推定部４４は、左から右への切り返し動作が行われたと判定し、ステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６では、あそび補償用操舵角推定部４４は、次式（５）に基づいて、現在のタイヤ角δ_ｔを演算する。

δ_ｔ＝δ_ｔ－１＋（θ_Ｈｔ－θ_Ｈｔ－１）×γ_ｂ …（５）
そして、あそび補償用操舵角推定部４４は、ステップＳ６（図５Ａ参照）に移行して、現在のタイヤ角δ_ｔにオーバーオールギヤ比γを乗算することにより、あそび補償用操舵角θ_Ｈ’を演算する。そして、あそび補償用操舵角推定部４４は、今回の演算周期での処理を終了する。

ステップＳ１５において、操舵方向が左方向であると判別された場合には（ステップＳ１５：ＮＯ）、あそび補償用操舵角推定部４４は、左操舵方向への切込み動作が行われたと判定し、ステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１７では、あそび補償用操舵角推定部４４は、次式（６）に基づいて、現在のタイヤ角δ_ｔを演算する。

δ_ｔ＝δ_ｔ－１＋（θ_Ｈｔ－θ_Ｈｔ－１）／γ …（６）
そして、あそび補償用操舵角推定部４４は、ステップＳ６（図５Ａ参照）に移行して、現在のタイヤ角δ_ｔにオーバーオールギヤ比γを乗算することにより、あそび補償用操舵角θ_Ｈ’を演算する。そして、あそび補償用操舵角推定部４４は、今回の演算周期での処理を終了する。

ステップＳ１４において、ハンドルが中立位置よりも右側に切れていると判別された場合には（ステップＳ１４：ＮＯ）、あそび補償用操舵角推定部４４は、操舵方向が右方向（ＣＷ方向）であるか否かを判別する（ステップＳ１８）。操舵方向が右方向であれば（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、あそび補償用操舵角推定部４４は、右操舵方向への切込み動作が行われたと判定し、ステップＳ１７に移行する。この場合には、前記式（６）に基づいて現在のタイヤ角δ_ｔが演算され、得られたδ_ｔにオーバーオールギヤ比γが乗算することによりあそび補償用操舵角θ_Ｈ’が演算される（ステップＳ６）。そして、あそび補償用操舵角推定部４４は、今回の演算周期での処理を終了する。

ステップＳ１８において、操舵方向が左方向（ＣＣＷ方向）であると判別された場合には（ステップＳ１８：ＮＯ）、あそび補償用操舵角推定部４４は、右から左への切り返し動作が行われたと判定し、ステップＳ１９に移行する。

ステップＳ１９では、あそび補償用操舵角推定部４４は、次式（７）に基づいて、現在のタイヤ角δ_ｔを演算する。

δ_ｔ＝δ_ｔ－１＋（θ_Ｈｔ－θ_Ｈｔ－１）×γ_ａ …（７）
そして、あそび補償用操舵角推定部４４は、ステップＳ６（図５Ａ参照）に移行し、現在のタイヤ角δ_ｔにオーバーオールギヤ比γを乗算することにより、あそび補償用操舵角θ_Ｈ’を演算する。そして、あそび補償用操舵角推定部４４は、今回の演算周期での処理を終了する。

図５ＢのステップＳ７で切り返し判定からステップＳ１１のあそびが詰まったタイミングの判定までの動作について、図７を参照して具体的に説明する。

図７は、操舵角θ_Ｈをｓｉｎ波状に変化させた場合の、操舵角θ_Ｈ、操舵角変化量（操舵角速度）ｄθ_Ｈ／ｄｔ、ｑ軸電流Ｉ_ｑおよびｑ軸電流変化量ｄＩ_ｑ／ｄｔの変化を示すタイムチャートである。

時刻ｔ１で、操舵角θ_Ｈが０から増加し始める。時刻ｔ１から時刻ｔ２の間、ハンドル位置があそびの範囲内にあるものとする。

操舵角θ_Ｈの時間微分である操舵角速度ｄθ_Ｈ／ｄｔは、時刻ｔ１で立ち上がった後、徐々に低下する。ｑ軸電流Ｉ_ｑは、時刻ｔ１から増加し始める。ｑ軸電流変化量ｄＩ_ｑ／ｄｔは、時刻ｔ１で立ち上がった後、その値を保持する。

時刻ｔ２であそびが詰まると、負荷が安定するため、ｑ軸電流Ｉ_ｑは、変化しなくなり、ほぼ一定となる。ｑ軸電流変化量ｄＩ_ｑ／ｄｔは、時刻ｔ２で立ち下がる。

時刻ｔ３で右から左への切り返し動作が開始されると、操舵角速度ｄθ_Ｈ／ｄｔの符号が反転するので、切り返し動作が開始されたと判別され（ステップＳ７参照）、その時点ｔ３での操舵角θ_Ｈが切り返し動作開始時の操舵角θ_ｓとして記憶される（ステップＳ８参照）。

ｑ軸電流Ｉ_ｑは、時刻ｔ３からハンドル位置があそびの範囲内に入るため、時刻ｔ３から減少し始める。ｑ軸電流変化量ｄＩ_ｑ／ｄｔは、時刻ｔ３で立ち下がった後、その値を保持する。ｑ軸電流変化量ｄＩ_ｑ／ｄｔの絶対値は、時刻ｔ３で閾値Ａよりも大きくなるので、ハンドル位置があそびの範囲内に入ったと判別される（ステップＳ９参照）。

時刻ｔ４であそびが詰まると、負荷が安定するため、ｑ軸電流Ｉ_ｑは、変化しなくなり、ほぼ一定となる。ｑ軸電流変化量ｄＩ_ｑ／ｄｔは、時刻ｔ４で立ち上がった後、その値を保持する。ｑ軸電流変化量ｄＩ_ｑ／ｄｔの絶対値は、時刻ｔ４で閾値Ａ以下となるので、あそびが詰まったと判別される（ステップＳ９，Ｓ１１参照）。時刻ｔ４での操舵角をθ_ｅとすると、｜θ_ｓ－θ_ｅ｜が基本あそび量αとして演算される（ステップＳ１３参照）。

時刻ｔ５で左から右への切り返し動作が開始されると、操舵角速度ｄθ_Ｈ／ｄｔの符号が反転するので、切り返し動作が開始されたと判別され（ステップＳ７参照）、その時点ｔ５での操舵角θ_Ｈが切り返し動作開始時の操舵角θ_ｓとして記憶される（ステップＳ８参照）。

ｑ軸電流Ｉ_ｑは、時刻ｔ５からハンドル位置があそびの範囲内に入るため、時刻ｔ５から増加し始める。ｑ軸電流変化量ｄＩ_ｑ／ｄｔは、時刻ｔ５で立ち上がった後、その値を保持する。ｑ軸電流変化量ｄＩ_ｑ／ｄｔの絶対値は、時刻ｔ５で閾値Ａよりも大きくなるので、ハンドル位置があそびの範囲内に入ったと判別される（ステップＳ９参照）。

時刻ｔ６であそびが詰まると、負荷が安定するため、ｑ軸電流Ｉ_ｑは、変化しなくなり、ほぼ一定となる。ｑ軸電流変化量ｄＩ_ｑ／ｄｔは、時刻ｔ６で立ち下がった後、その値を保持する。ｑ軸電流変化量ｄＩ_ｑ／ｄｔの絶対値は、時刻ｔ６で閾値Ａ以下となるので、あそびが詰まったと判別される（ステップＳ９，Ｓ１１参照）。時刻ｔ６での操舵角をθ_ｅとすると、｜θ_ｓ－θ_ｅ｜が基本あそび量αとして演算される（ステップＳ１３参照）。

前述の実施形態では、あそび補償用操舵角推定部４４によって、あそび補償用操舵角θ_Ｈ’が推定され、操舵角指令値θ_ｃｍｄとあそび補償用操舵角θ_Ｈ’との偏差が零に近づくように、電動モータ９が角度フィードバック制御されている。これにより、あそび量が補償されたモータ制御が行えるので、軌跡追従性を向上させることができる。

また、前述の実施形態では、切り返し動作時のあそび量が、基本あそび量と一致しない可能性が高くなるタイヤ角範囲（操舵角範囲）においても、あそび補償用操舵角θ_Ｈ’を高い精度で推定することができるので、従来例に比べて、軌跡追従性を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。例えば、前述の実施形態では、図５ＡのステップＳ２において、タイヤ角δの絶対値｜δ｜が所定の閾値δ_α以下であるか否かに基づいて、タイヤ角δがバックラッシモデル適用可能範囲内であるか否かを判別している。しかし、操舵角θ_Ｈの絶対値｜θ_Ｈ｜が所定の閾値θ_Ｈα以下であるか否かに基づいて、操舵角θ_Ｈがバックラッシモデル適用可能範囲内であるか否かを判別するようにしてもよい。

また、前述の実施形態では、タイヤ角δがバックラッシモデル適用可能範囲外である場合には、タイヤ角δがバックラッシモデル適用可能範囲内であると判別された場合とは異なる方法であそび補償用操舵角θ_Ｈ’を推定している。しかし、タイヤ角δがバックラッシモデル適用可能範囲外である場合においても、タイヤ角δがバックラッシモデル適用可能範囲内であると判別された場合と同様な方法（前記ステップＳ３参照）であそび補償用操舵角θ_Ｈ’を推定してもよい。

また、前述のステップＳ３では、式（１）に基づいて、あそび補償用操舵角θ_Ｈ’を演算している。しかし、タイヤ角δがバックラッシモデル適用可能範囲内である場合の、操舵角θ_Ｈに対するタイヤ角δの関係を記憶した操舵角／タイヤ角テーブルと、今回の操舵角θ_Ｈｔとからタイヤ角δを推定し、推定されたタイヤ角δにオーバーオールギヤ比γを乗算することにより、あそび補償用操舵角θ_Ｈ’を演算するようにしてもよい。

また、前述の実施形態では、ロータ回転角を検出するための回転角センサ２５に基づいて操舵角θ_Ｈを検出しているが、ステアリングシャフト３の回転角を検出する舵角センサによって、操舵角θ_Ｈを検出するようにしてもよい。

本発明の実施形態について詳細に説明してきたが、これらは本発明の技術的内容を明らかにするために用いられた具体例に過ぎず、本発明はこれらの具体例に限定して解釈されるべきではなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲によってのみ限定される。

１…パワーステアリング装置、２…ハンドル、３…ステアリングシャフト、８…転舵機構、９…電動モータ、２１，２２…転舵輪、２５…回転角センサ、４１…回転角演算部、４２…減速比除算部、４３…ＵＶＷ／ｄｑ変換部、４４…あそび補償用操舵角推定部、４５…角度偏差演算部、４６…ＰＤ制御部、４７…電流指令値設定部、４８…電流偏差演算部、４９…ＰＩ（比例積分）制御部、５０…ｄｑ／ＵＶＷ変換部、５１…ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部、１０１…上位ＥＣＵ、１０２…モータ制御用ＥＣＵ

Claims (6)

1. ハンドルに連結されたステアリングシャフトと、
   前記ステアリングシャフトに連結され、左右の転舵輪を転舵させるための転舵機構と、
   前記ステアリングシャフトを回転させるための電動モータと、
   前記ステアリングシャフトの回転角である操舵角を検出するための操舵角検出部と、
   前記電動モータを制御する電動モータ制御部とを含み、
   前記電動モータ制御部は、
   あそび範囲内での所定時間毎の操舵角変化量を零に設定して、ハンドル中立位置から現在までの所定時間毎の操舵角変化量を積算した値に相当する値を、あそび補償用操舵角とすると、前記操舵角を用いて前記あそび補償用操舵角を推定するあそび補償用操舵角推定部と、
   自動操舵のための目標操舵角である操舵角指令値と前記あそび補償用操舵角との偏差が零に近づくように前記電動モータを制御する角度制御部とを含む、車両用操舵装置。
2. 前記あそび補償用操舵角推定部は、所定の基本あそび量と前記操舵角とに基づいて、前記あそび補償用操舵角を推定するように構成されている、請求項１に記載の車両用操舵装置。
3. 前記あそび補償用操舵角推定部は、
   前記基本あそび量をαとし、前記基本あそび量の中心に相当するハンドル中立位置からの一定時間毎の操舵角変化量の積分値であって、かつα／２以上になるとα／２となり、－α／２以下になると－α／２となるθ_αを演算し、
   前記操舵角から前記θ_αを減算することにより、前記あそび補償用操舵角を推定するように構成されている、請求項２に記載の車両用操舵装置。
4. 前記転舵輪のタイヤ角の絶対値が所定の第１閾値以下または前記操舵角の絶対値が所定の第２閾値以下である場合と、前記タイヤ角の絶対値が前記第１閾値よりも大きいまたは前記操舵角の絶対値が前記第２閾値よりも大きい場合とで、前記あそび補償用操舵角推定部による前記あそび補償用操舵角の推定方法が異なる、請求項１に記載の車両用操舵装置。
5. 前記あそび補償用操舵角推定部は、
   前記転舵輪のタイヤ角の絶対値が前記第１閾値以下または前記操舵角の絶対値が前記第２閾値以下である場合には、所定の基本あそび量と前記操舵角とに基づいて、前記あそび補償用操舵角を推定し、
   前記転舵輪のタイヤ角の絶対値が前記第１閾値よりも大きいまたは前記操舵角の絶対値が前記第２閾値よりも大きい場合には、タイヤ角推定処理によって前記タイヤ角を推定し、推定したタイヤ角にオーバーオールギヤ比を乗算することによって前記あそび補償用操舵角を推定するように構成されており、
   前記タイヤ角推定処理では、
   ハンドル位置があそびの範囲内にある場合には、前記あそび補償用操舵角推定部は、前回のタイヤ角を今回のタイヤ角として推定し、
   ハンドル位置があそびの範囲外にある場合には、前記あそび補償用操舵角推定部は、切り返し動作後においてあそびが詰まったと判定したときに推定される比であって、あそびが詰まった直後の操舵角変化量に対するタイヤ角変化量の比と、前回の前記タイヤ角と、前記操舵角の変化量と、前記オーバーオールギヤ比とに基づいて、前記タイヤ角を推定する、請求項４に記載の車両用操舵装置。
6. 車両走行中に前記基本あそび量を演算する基本あそび量演算部をさらに含み、
   前記基本あそび量演算部によって演算される前記基本あそび量に基づいて、前記基本あそび量が更新される、請求項２、３および５のいずれか一項に記載の車両用操舵装置。

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