JP4404689B2 - 電動式パワーステアリング制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、アシストモータによりアシストトルクを発生させ、自動車のステアリング機構への操舵力をアシストする自動車用の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。

例えば、特開２００３−３１２５２１号公報に示された従来の電動パワーステアリング制御装置は、車速を検出する車速検出手段、アシストモータの回転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トルク（路面反力トルク＋ステアリング機構の摩擦トルク）を検出するステアリング軸反力トルク検出手段、このステアリング軸反力トルク検出手段によって検出されたステアリング軸反力トルクをローパスフィルタ処理することによって、アシストトルク制御や車両走行状態推定に用いる路面反力トルクを推定する路面反力トルク推定手段を備えており、上記ローパスフィルタ処理の時定数は、予め定めたステアリングハンドルからタイヤまでの操舵方向の摩擦トルクと、予め定めた路面反力トルク・操舵角比（路面反力トルクと操舵角の比）を用いて決定する。

特開２００３−３１２５２１号公報

このような従来の電動パワーステアリング制御装置では、ステアリング軸反力トルク検出手段によって検出されたステアリング軸反力トルクをローパスフィルタ処理に通す際、ローパスフィルタの時定数は、予め定めた摩擦トルクと、予め定めた路面反力トルク・操舵角比を用いて決定するため、滑りやすい路面や特殊な走行環境によって、上記の予め定めた値が最適でなくなった場合、ステアリング軸反力トルクをローパスフィルタ処理する際の時定数が最適で無くなり、その結果、路面反力トルクの推定精度が低下し、最適な操舵トルクアシストが困難になるという問題があった。

この発明は上記のような問題を解決するためのものであり、予め定めたステアリング機構の摩擦トルク及び路面反力トルク・操舵角比が最適で無い場合でも、ステアリング機構の摩擦トルクと、路面反力トルク・操舵角比との少なくともいずれか一方を演算し推定することで、ステアリング軸反力トルクのローパスフィルタ処理における時定数を最適にし、常に最適な操舵トルクアシストを行なう電動パワーステアリング制御装置を得ることを目的としている。

この発明による電動式パワーステアリング制御装置は、自動車のステアリング機構に与えられる操舵トルクをアシストするアシストトルクを発生するアシストモータを有する電動式パワーステアリング制御装置であって、自動車の車速を表わす車速信号を発生する車速信号発生手段、前記ステアリング機構のステアリング軸の回転速度を表わす回転速度信号を発生する回転速度信号発生手段、路面からの路面反力に基づき前記ステアリング機構に作用するステアリング軸反力トルクを表わすステアリング軸反力トルク信号を発生するステアリング軸反力トルク信号演算手段、及び前記ステアリング軸反力トルク信号をローパスフィルタ処理することにより路面反力トルクを推定する路面反力トルク推定手段を備え、前記ローパスフィルタ処理における時定数を演算するのに、前記ステアリング機構の摩擦トルクを表わす摩擦トルク信号、および／または路面からの路面反力トルクと前記ステアリング機構の操舵角との比を表わす路面反力トルク・操舵角比信号が使用され、前記摩擦トルク信号と前記路面反力トルク・操舵角比信号との少なくともいずれか一方を、前記車速信号と、前記回転速度信号と、前記ステアリング軸反力トルク信号を用いて演算推定することを特徴とする。

この発明の電動パワーステアリング制御装置によれば、予め定めたステアリング機構の摩擦トルク信号及び路面反力トルク・操舵角比信号が最適で無い場合でも、摩擦トルク信号及び路面反力トルク・操舵角比信号の少なくとも一方を演算推定することで、ステアリング軸反力トルク信号のローパスフィルタ処理における時定数を最適なものにでき、推定精度の良い路面反力値が得られ、最適な操舵トルクアシストを行なう電動パワーステアリング制御装置が得られる。

以下、この発明による電動式パワーステアリング制御装置のいくつかの実施の形態について、図面を参照して説明する。

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に示す電動式パワーステアリング制御装置は、自動車に搭載される。自動車は、ステアリング機構１を有し、このステアリング機構１は、運転者が操舵するステアリングハンドル２と、このステアリングハンドル２に連結されたステアリング軸３と、このステアリング軸３に設けられた減速ギヤ４と、タイヤ５を含んでいる。減速ギヤ４は、ステアリング軸３とアシストモータ７とを連結するギヤである。

ステアリングハンドル２には、運転者により操舵トルクＴhdlが与えられ、この操舵トルクＴhdlはステアリング軸３に与えられ、タイヤ５に伝達される。ステアリングハンドル２の操舵角をθhdlとし、ステアリング機構１の摩擦トルクをＴfricとし、路面からタイヤ２に与えられる路面反力トルクをTalignとし、この路面反力トルクTalignに基づきステアリング機構１に与えられるステアリング軸反力トルクをTtranとする。

電動式パワーステアリング制御装置は、この自動車のステアリング機構１と協働する。この電動式パワーステアリング制御装置は、操舵トルク信号発生手段６と、ＥＰＳ（Electric Power Steering）アシストモータ７と、ＥＰＳコントローラ（ＥＰＳ ＥＣＵ）８と、操舵角信号発生手段９とを含んでいる。

操舵トルク信号発生手段６は、操舵トルクＴhdlを検出するセンサであり、操舵トルクＴhdlを表わす操舵トルク信号Ｔsensを発生する。アシストモータ７はステアリング軸３に、運転者による操舵トルクをアシストするアシストトルクＴassistを与える。アシストトルクＴassistは減速ギヤ４を介して、ステアリング軸３に与えられる。アシストモータ７からは、電流信号Ｉmtr_sensと、電圧信号Ｖt_sensが取り出される。電流信号Ｉmtr_sensは、アシストモータ７に流れる駆動電流Ｉmtrを表わす信号であり、電圧信号Ｖt_sensは、アシストモータ７に印加される電圧Ｖtを表わす信号である。操舵角信号発生手段９は、操舵角θhdlを表わす操舵角信号θsensを発生する操舵角センサであり、ステアリングハンドル２に設けられる。この操舵角信号発生手段は、ステアリング軸３に設けることもできる。

ＥＰＳコントローラ８は、操舵トルク信号Ｔsens、操舵角信号θsens、電流信号Ｉmtr_sens、電圧信号Ｖt_sensなどを受けて、アシストモータ７によるアシストトルクＴassistを制御する。ＥＰＳコントローラ８は、駆動電圧Ｖsupplyをアシストモータ７に供給する。

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における路面反力トルク推定動作を示す機能ブロック図である。図２において、ブロックＥＳは、１／｛（τest×ｓ）＋１｝の演算を行なう演算ブロックを示す。Ｔalign_estは路面反力トルク推定値、τestはローパスフィルタ動作の時定数、ｓはラプラス演算子である。機能ブロックＥＳは、ＥＰＳコントローラ８を構成するマイクロコンピュータによって実行され、そのローパスフィルタ動作もマイクロコンピュータにより実行されるものであって、特別なハードウエアとしてのローパスフィルタは必要ではない。

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における路面反力トルクＴalignと摩擦トルクＴfricと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。

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ブロック図であり、図中一点鎖線で囲まれた部分が、アシストモータ７に対する駆動電流の目標値Ｉtargetを演算する演算ブロック１０であり、この演算ブロック１０には、モータ駆動系２０が付設される。

演算ブロック１０は、図１のＥＰＳコントローラ8に含まれる。演算ブロック１０は、車速検出器（車速信号発生手段）１１と、操舵トルク検出器（操舵トルク信号発生手段）１２と、速度検出器（回転速度信号発生手段）１３と、加速度検出器（加速度信号発生手段）１４と、路面反力推定器（路面反力トルク推定手段）３０と、アシストトルク決定ブロック１５と、モータ電流決定器（モータ電流決定手段）１６を含んでいる。

モータ駆動系２０は、アシストモータ２１と、モータ電流検出器２２と、演算器２３と、モータ駆動器２４を含んでいる。

演算ブロック１０の車速検出器（車速信号発生手段）１１は、自動車の車速Ｖを受け、この車速を表わす車速信号Ｓｖを発生する。操舵トルク検出器（操舵トルク信号発生手段）１２は、図１の操舵トルク信号発生手段６により構成され、操舵トルクＴhdlを表わす操舵トルク信号Ｔsensを発生する。速度検出器（回転速度信号発生手段）１３は、ステアリング軸３の回転速度ωsを表わす回転速度信号Ｓ（ωs）を発生する。この速度検出器（回転速度信号発生手段）１３は、アシストモータ７の回転数Ｎｍを検出するようにアシストモータ７に付設されるので、ステアリング軸３の回転速度ωsを表わす回転速度信号Ｓ(ωs)は、アシストモータ７の回転数Ｎｍを、アシストモータ７とステアリング軸３との間のギヤ比Ｇgearで除した値となる。なお、この速度検出器（回転速度信号発生手段）１３は、ステアリング軸３に直接設け、ステアリング軸３の回転速度ωsを表わす回転速度信号Ｓ(ωs)を直接発生するようにしてもよい。加速度検出器（加速度信号発生手段）１４は、速度検出器（回転速度信号発生手段）１３からの回転速度信号Ｓ(ωs)に基づき、ステアリング軸３の回転加速度ｄωs／ｄｔを表わす回転加速度信号Ｓ（ｄωs／ｄｔ）を出力する。なお、アシストモータ７の回転数Ｎmは、アシストモータ７に付加される回転数検出装置により検出されるが、特開２００３−３１２５２１などに記載されるように、アシストモータ７の逆起電圧から算出することもできる。

路面反力推定器（路面反力推定手段）３０は、車速検出器（車速信号発生手段）１１からの車速信号Ｓｖと、操舵トルク検出器（操舵トルク信号発生手段）１２からの操舵トルク信号Ｔsensと、操舵角信号発生手段９からの操舵角信号θsensと、速度検出器（回転速度信号発生手段）１３からの回転速度信号Ｓ（ωs）と、加速度検出器（加速度信号発生手段）１４からの加速度信号Ｓ（ｄωs／ｄｔ）と、モータ電流検出器２２からの電流信号Ｉmtr_sensとに基づいて、路面反力トルクＴalignをオンラインで推定し、路面反力トルク推定値Ｔalign_estを出力する。

アシストトルク決定ブロック１５は、車速検出器（車速信号発生手段）１１からの車速信号Ｓｖと、操舵トルク検出器（操舵トルク信号発生手段）１２からの操舵トルク信号Ｔsensと、路面反力トルク推定器３０からの路面反力トルク推定値Ｔalign_estと、速度検出器（回転速度信号発生手段）１３からの回転速度信号Ｓ（ωs）と、加速度検出器（加速度信号発生手段）１４からの加速度信号Ｓ（ｄωs／ｄｔ）に基づき、アシストモータ７に対する目標アシストトルクＴtargetを決定する。モータ電流決定器１６は、この目標アシストトルクＴtargetに基づき、この目標アシストトルクＴtargetに見合ったアシストモータ７のモータ電流目標値Ｉtargetを決定する。

アシストモータ２１は、アシストモータ７であり、アシストトルクＴassistを発生する。モータ電流検出器２２は、アシストモータ７のモータ電流Ｉmtrを表わす電流信号Ｉmtr_sensを発生する。演算器２３は、モータ電流目標値Ｉtargetから電流信号Ｉmtr_sensを引き算し、モータ駆動器２４は、電流信号Ｉmtr_sensが、モータ電流目標値Ｉtargetに等しくなるように、アシストモータ７のモータ電流Ｉmtrを調整する。

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における路面反力推定器（路面反力トルク推定手段）３０を示すブロック図であり、点線で囲まれた部分が、路面反力推定器３０に相当する。この路面反力推定器３０はステアリング軸反力トルク信号演算手段３１と、摩擦トルク及び路面反力トルク・操舵角比推定部３２と、ローパスフィルタ演算部３３と、ローパスフィルタ時定数演算部３４とを含んでいる。ローパスフィルタ演算部３３は、マイクロコンピュータによって、ローパスフィルタを通過させたと同じ信号処理を行なうローパスフィルタ処理を実行する。

ステアリング軸反力トルク信号演算手段３１は、操舵トルク信号Ｔsensによる操舵トルクＴhdlと、電流検出信号Ｉmtr_sensによるモータ電流Ｉmtrと、加速度検出器１４からの加速度信号Ｓ（ｄωs／ｄｔ）とに基づき、下記の式（１）及び式（２）式に従いステアリング軸反力トルクＴtranを表わすステアリング軸反力トルク信号を演算する。摩擦トルク及び路面反力トルク・操舵角比推定部３２は、とくにこの発明が特開２００３−３１２５２１に対して異なる部分であり、ステアリング軸反力トルク信号演算手段３１からのステアリング軸反力トルクＴtranを表わすステアリング軸反力トルク信号と、車速検出器１１からの車速出力Ｓｖと、操舵角信号発生手段９からの操舵角信号θsensと、速度検出器１３からの回転速度信号Ｓ（ωs）とに基づいて、ステアリング機構１の摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号を演算推定し、また路面反力トルク・操舵角比Kalign＝路面反力トルク／操舵角を表わす路面反力トルク・操舵角比信号を演算推定する。

ローパスフィルタ時定数演算部３４は、摩擦トルク及び路面反力トルク・操舵角比推定部３２からの摩擦トルク信号と、路面反力トルク・操舵角比Ｋalign信号と、速度検出器１３からの回転速度信号Ｓ（ωs）とに基づき、ローパスフィルタ演算における時定数τestを演算する。ローパスフィルタ演算部３３は、ステアリング軸反力トルク信号演算手段３１の出力と、ローパスフィルタ時定数演算部３４の時定数出力τestとに基づき、路面反力推定値Ｔalign_estを出力する。

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における、車速と路面反力トルク・操舵角比Kalignとの関係を示す図である。図７では、横軸は車速であり、縦軸は操舵角に対する路面反力トルクの比Kalignである。車速が小さい場合には、操舵角に対する路面反力トルクの比Kalignは小さく、車速が大きくなるに従って比Kalignは大きくなる。

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、運転者がステアリングハンドル２を切った時の操舵トルクＴhdlを操舵トルク信号発生手段６で測定し、その操舵トルクＴhdlに応じて、操舵トルクＴhdlを補助するアシストトルクＴassist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、操舵角θhdlを検出する操舵角信号発生手段９、ステアリング軸３の回転速度ωsを検出する速度検出器（回転速度信号発生手段）１３及びステアリング軸３の加速度ｄωs／ｄｔを検出する加速度検出器（加速度信号発生手段）１４を有する。併せて、アシストモータ７に流れるモータ電流Ｉmtrを表わす電流検出信号Ｉmtr_sensがモータ電流検出器２２により検出され、またアシストモータ７の端子間に印加される電圧Ｖｔを表わす電圧検出信号Ｖt_sensも制御のために取り込まれる。

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機構１を回転させる。また、ステアリングハンドル２を回転させる時には、アシストモータ７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・ｄωs／ｄｔ （１）
ここで、ｄωs／ｄｔはステアリング軸３の回転加速度である。
アシストモータ７によるアシストトルクＴassistには、次式の関係が成立する。
Ｔassist ＝ Ｇgear・Ｋt・Ｉmtr （２）

ここで、Ｇgearはアシストモータ７からステアリング軸３への減速ギア比、Ｋtはアシストモータ７のトルク定数、Ｉmtrはアシストモータ７のモータ電流である。また、ステアリング軸反力トルクＴtranは、路面反力トルクＴalignと、アシストモータ７を含むステアリング機構１の摩擦トルクＴfricとの和である。Ｔf_absは摩擦トルクＴfricの絶対値である。
Ｔtran＝ Ｔalign ＋ Ｔfric （３）
Ｔfric＝ Ｔf_abs×ｓｉｇｎ（ωs） （４）
ここで、ｓｉｇｎ（ωs）はステアリング軸３の回転方向（符号）である。

電動式パワーステアリングの制御装置であるＥＰＳコントローラ８では、上述のように各センサの出力からアシストモータ７のモータ電流の目標値Ｉtargetを演算し、これに対して、アシストモータ７からモータ電流検出器２２により検出される実際のモータ電流Ｉmtrが一致するように電流制御がなされて、アシストモータ７はモータ電流Ｉmtrにトルク定数Ｋtとギア比Ｇgear（アシストモータ７からステアリング軸３への減速ギア）を乗じたアシストトルクＴassistを発生し、運転者が操舵する時の操舵トルクＴhdlをアシストする構成となっている。

次に、路面反力トルク推定動作について説明する。路面反力検出器３０は、図２に示すように、ステアリング軸反力トルクＴtranを表わすステアリング軸反力トルク信号をローパスフィルタ処理することにより路面反力トルク推定値Ｔalign_estを得る。まず、操舵は、道路のカーブ、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ことができる。その場合の路面反力トルクＴalignと摩擦トルクＴfricとの和は、図３のように波形となる。また、これを式で表わすと路面反力トルクＴalign及び、路面反力トルクＴalignと摩擦トルクＴfricとの和、すなわちステアリング軸反力トルクＴtranは、次式（５）（６）のように表わすことができる。ここで、ｓはラプラス演算子である。

Ｔalign＝Ｔgrad／ｓ^２ （５）
Ｔtran=（Ｔgrad／ｓ^２）＋（Ｔf_abs）／ｓ （６）

ここで、Ｔgradは路面反力トルクＴalignの時間変化率、Ｇgearはアシストモータ７からステアリング軸３への減速ギア比、Ｔf_absはアシストモータ７を含むステアリング機構１内の摩擦トルクの絶対値である。ステアリング軸反力トルクＴtranを表わすステアリング軸反力トルク信号をローパスフィルタ処理して得られる路面反力トルク推定値Ｔalign_estは、次式（７）で得られる。

Ｔalign_est＝｛（Ｔgrad／ｓ^２）＋（Ｔf_abs）／ｓ｝×｛１／（τest×ｓ＋１）｝（７）
この時、推定すべき状態量である路面反力トルクＴalignと路面反力トルク推定値Ｔalign_estの推定誤差Ｅ(s)は、次式（８）となる。

Ｅ(s)＝（Ｔgrad／ｓ^２）−｛（Ｔgrad／ｓ^２）＋（Ｔf_abs／ｓ）｝×
｛１／（τest×ｓ＋１）｝
＝｛Ｔgrad×τest−（Ｔf_abs）｝／ｓ（τest×ｓ＋１） （８）
したがって、式（８）の分子が０、すなわち、ローパスフィルタ動作の時定数τestが次式（９）で表せるときに推定誤差がなくなる。

τest＝Ｔf_abs／Ｔgrad （９）
ここで、路面反力トルクの時間変化率Ｔgradは、次式（１０）の通り路面反力トルク・操舵角比Ｋalignと、ステアリング軸３の回転速度ωｓの積で表わされる。

Ｔgrad＝（ｄＴalign／ｄｔ）＝（ｄＴalign／ｄθs）×（ｄθs／ｄｔ）
＝Ｋalign×ωs （１０）
従って次式（１１）によりローパスフィルタ処理の時定数の最適値τestが定まる。

τest＝（Ｔf_abs／Ｔgrad）＝（Ｔf_abs／Ｋalign×ωs） （１１）

図４及び図５は、実施の形態１によるパワーステアリング制御装置の構成を示したが、この発明における新規の要素は、路面反力トルクの推定に関するものなので、以下に路面反力推定器３０の動作を図６のフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートにおいて、まず、ステップＳ１において、ステアリング軸反力トルク信号演算手段３１が、（１）（２）式に基づき、操舵トルク信号Ｔsensによる操舵トルクＴhdl、モータ電流信号Ｉmtr_sensによるモータ電流Ｉmtr、加速度信号Ｓ（ｄωs／ｄｔ）によるモータの慣性項からステアリング軸反力トルクＴtranを表わすステアリング軸反力トルク信号を算出する。

次にステップＳ２において、摩擦トルク及び路面反力トルク・操舵角比推定部３２は、入力した車速Ｖに対応する摩擦トルクを表わす摩擦トルク信号及び路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号を推定済みであるか確認する。推定済みの場合は、ステップＳ３に進み、推定結果を基に、車速Ｖに対応する摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号及び路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号をローパスフィルタ時定数演算部３４に出力する。推定が完了していない場合には、ステップＳ４に進み、予め定めた、摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号及び路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号をローパスフィルタ時定数演算部３４に出力し、続いてステップＳ５により、摩擦トルクを表わす摩擦トルク信号及び路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号の推定を行なう。この動作については、詳細に後述する。

次にステップＳ６において、ローパスフィルタ時定数演算部３４が、回転速度信号Ｓ（ωｓ）、摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号、路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号から、（１１）式に基づき、ローパスフィルタ処理の時定数τestを求める。次いで、ステップＳ７において、ローパスフィルタ演算部３３がステアリング軸反力トルクＴtran信号をローパスフィルタ処理する。そして、ステップＳ８において、路面反力トルク推定値Ｔalign_estを得る。

摩擦トルク及び路面反力トルク・操舵角比推定部３２が、摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号及び路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号を推定する原理について、図８、１０を用いて説明する。図８は車速一定で走行しステアリングハンドル２を左右に往復操舵した際の、操舵角θhdl、ステアリング軸３の回転速度Ｓ（ωs）、路面反力トルクＴalign、ステアリング軸反力トルクＴtranの時間変化を示すグラフである。図８において、横軸は時間である。図８では、横軸、すなわち時間軸に沿って、領域Ａから領域Ｄまでの４つの領域が表わされている。領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、それぞれ操舵角θhdlが正方向に増加する領域、正方向で減少する領域、負方向で減少する領域、負方向で増加する領域である。

また、この際の、操舵角対路面反力トルク、操舵角対ステアリング軸反力トルクを示すリサージュ波形が図９である。この図９では、横軸が操舵角θhdlであり、縦軸がステアリング軸反力トルクＴtran及び路面反力トルクＴalignである。原点０を通る点線が路面反力トルクＴalignの変化を示し、その上下に、互いに平行に延びる実線がステアリング軸反力トルクＴtranの変化を示し、これらの各実線と点線の間がそれぞれ摩擦トルクＴfricである。図９の領域ＡからＤは、図８の領域ＡからＤに対応するが、図９では、領域Ａ、領域Ｂが横軸の正の領域で、縦軸方向に対向しており、また領域Ｃ、領域Ｄが横軸の負の領域で縦軸方向に対向している。

図９において、操舵角対ステアリング軸反力トルクはヒステリシスを持った特性になるが、ステアリング軸反力トルクＴtranは（３）（４）式の通りであり、図９における縦軸方向のヒステリシス幅は、ステアリング機構１内の摩擦トルクＴf_absの２倍にあたる。ステアリング機構１内の摩擦トルクＴf_absを求めるには、この図９における縦軸方向のヒステリシス幅の１／２を算出すれば良く、具体的には、領域ＡとＢのステアリング軸反力トルクの差、領域ＤとＣのステアリング軸反力トルクの差を求め１／２すれば良い。なお、領域ＡとＢは図８に示すようにステアリング軸３の回転速度ωsの正負で区別でき、同様に領域ＣとＤもこの回転速度ωsの正負で区別できる。なお、この回転速度ωsの正負は、ステアリングハンドル２の操舵方向に対応する。

また、路面反力トルク・操舵角比（路面反力トルクと操舵角の比）Ｋalignを求めるためには、図９における縦軸方向のヒステリシス幅の中間点を結んだ点線、すなわち、領域ＡとＢのステアリング軸反力トルクの中間点を結んだ点線の勾配、および領域ＤとＣのステアリング軸反力トルクの中間点を結んだ点線の勾配を算出すれば良い。なお、領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのそれぞれのステアリング軸反力トルクを結んだ線も、路面反力トルクと平行であるので、勾配を算出すれば、路面反力トルク・操舵角比Ｋalignとして利用可能である。

次に摩擦トルク及び路面反力トルク・操舵角比推定部３２が、図６のステップＳ６において、摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号及び路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号を推定する際の具体的な動作について、図１０のフローチャートを用いて説明する。まず、ここでは説明を簡単にするため、車速40km/hでの摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号及び路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号を推定する際の動作を説明する。

図１０のフローチャートにおいて、まずステップＳ５１において、ステアリング軸反力トルク信号Ｔtran、車速信号Ｓv、ステアリング軸３の回転速度信号Ｓ（ωs）、操舵角信号θsensを入力する。次のステップＳ５２では、車速信号Ｓvが所定車速（ここでは40km/h）であるか判断し、その結果がYESの場合のみ、ステップＳ５３において、「操舵角θhdl」、「ステアリング軸回転速度ωsの正負」別にステアリング軸反力トルク信号Ｔtranの値を記録する。ここでは、例えば、図１１に示すように操舵角θhdlを示す「操舵角」、ステアリング軸３の回転速度ωsを示す「回転速度の正負」別に区分けした表を用意しておき、該当するセルにステアリング軸反力トルク信号の値を記憶する。例えば、操舵角20deg、回転速度が正の時にステアリング軸反力トルクが5Nmの場合、図１１のセルｄに5を記憶する。また、操舵角−40deg、回転速度が負でステアリング軸反力トルクが−10Nmの場合、図１１のセルｆに−10を記憶する。なお、ここでは同じセルに複数のステアリング軸反力トルク値を記憶できるものとする。

次に、ステップＳ５４において、図１１に示す表の全セル内に、例えば所定個数以上のステアリング軸反力トルク信号を記憶したかどうか判断し、その判断の結果がNoならば、その表を記憶したまま今回の処理を終了する。一方、ステップＳ５４における判断の結果がYesである場合は、ステップＳ５５からＳ５９に進み、摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号及び路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号の算出を行う。まず、ステップＳ５５では、図１１の表の各セル内の平均値（中央値でも良い）を算出し、ステップＳ５６において、各操舵角での摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号を次式（１２）により算出する。なお、ローパスフィルタの時定数τestの演算には、ステアリング機構１の摩擦トルクの絶対値が必要なため、式（１２）では絶対値を求める。

Ｔfric＝｜Ｔtran_pos−Ｔtran_neg｜／２ （１２）
ここで、Ｔtran_posは、回転速度ωsが正のときのステアリング軸反力トルク信号であり、また、Ｔtran_negは、回転速度ωsが負のときのステアリング軸反力トルク信号である。

例えば、操舵角20degでの摩擦トルクは、｜（図１１のセルｄ内のステアリング軸反力トルク信号の平均値）−（図１１のセルｉ内のステアリング軸反力トルク信号の平均値）｜／２となる。次のステップＳ５７では、こうして求めた各操舵角の摩擦トルクを表わす摩擦トルク信号を平均化し、車速40km/hでの摩擦トルク信号とする。

次のステップＳ５８では、各操舵角における「回転速度ωsが正のときのステアリング軸反力トルク信号Ｔtran_posと、回転速度ωsが負のときのステアリング軸反力トルク信号Ｔtran_negの中間値」を算出し、例えば最小二乗法によって、これらの値の回帰直線の勾配を求め、これを車速40km/hの路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号とする。

具体的には、次の座標ＡからＥを求め、さらに、これらの座標ＡからＥの回帰直線の勾配を求め、これを路面反力トルク・操舵角比Ｋalignとする。
座標Ａ＝｛（−４０），（図１１のセルａ内のＴtran_posの平均値＋セルｆ内のＴtran_negの平均値）／２｝
座標Ｂ＝｛（−２０），（図１１のセルｂ内のＴfric_posの平均値＋セルｇ内のＴtran_negの平均値）／２｝
座標Ｃ＝｛（ ０），（図１１のセルｃ内のＴtran_posの平均値＋セルｈ内のＴtran_negの平均値）／２｝
座標Ｄ＝｛（ ２０），（図１１のセルｄ内のＴtran_posの平均値＋セルｉ内のＴtran_negの平均値）／２｝
座標Ｅ＝｛（ ４０），（図１１のセルｅ内のＴtran_posの平均値＋セルｊ内のＴtran_negの平均値）／２｝

このようにして、車速40km/hでの摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号及び路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号を算出するが、ステップ５２〜５８を、他の車速についても同様に行い、各車速に応じた摩擦トルクＴalignを表わす摩擦トルク信号及び路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号を算出し、ステップＳ５９において、算出が完了した車速については、その旨を示すフラグをセットする。このフラグが図６のステップＳ２に対応するものとなる。

このようにして、実施の形態１では、摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号及び路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号をオンラインで演算推定し、それを基に路面反力トルク推定値Ｔalign_estを得るので、予め定めた摩擦トルク信号及び路面反力トルク操舵角比信号が最適でない場合でも、ステアリング軸反力トルク信号を通すローパスフィルタ動作の時定数τestを最適なものにでき、推定精度の良い路面反力トルク推定値が得られる。

なお、実施の形態１では、車速が所定車速であれば、「操舵角」、「回転速度の正負」別にステアリング軸反力トルクを記憶する例を示したが、さらに、操舵角信号θsens、回転速度信号Ｓ（ωｓ）、加速度信号Ｓ（ｄωｓ／ｄｔ）で表わされる、ステアリング軸３の操舵角θhdl、回転速度ωs、回転加速度ｄωs／ｄｔ等が所定条件に当てはまる場合のみ、ステアリング軸反力トルク信号を記憶するようにすれば、外乱や推定誤差を少なくでき、より推定精度の良い路面反力トルク推定値が得られる。

また、実施の形態１では、より好ましい例として、摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号及び路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号の双方をオンラインで演算推定する例を示したが、これに限るものでは無く、摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号のみオンラインで演算推定し、路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号は予め定めた値を用いたり、逆に、摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号は予め定めた値を用いて、路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号のみオンラインで演算推定するようにしても何ら問題は無い。

また、実施の形態１では、各車速に対応する摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号及び路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号を、一度推定すれば、以降はその推定結果を使用し続ける例を示したが、これに限るものでは無く、所定条件に従って再度推定を行なうようにすれば、ステアリング軸反力トルク信号Ｔtranを通すローパスフィルタ動作の時定数τestを常に最適なものにでき、推定精度の良い路面反力トルク推定値が常に得られる。また、推定した結果が、これまで用いた値から大きく異なる値であれば、推定結果を破棄し、これまで用いた値を引き続き用いたり、これまで用いた値と推定結果の平均値を新たに用いたりすれば、外乱や推定誤差の影響も少なくでき、より推定精度の良い路面反力トルク推定値が得られる。

また、実施の形態１では、図１１において、操舵角θhdlを−４０ｄｅｇ〜４０ｄｅｇと記載したが、これに限るものでは無く、操舵角θhdlの範囲や刻みは、操舵角信号発生手段９の性能、ＥＰＳコントローラ８を構成するマイクロコンピュータの計算能力やメモリ容量、車両のステアリング特性等に応じて定めれば良い。

また、実施の形態１では、摩擦トルク及び路面反力トルク・操舵角比推定部３２が摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号を推定する際に、操舵角θhdl別の摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号を算出した後、平均化し、車速40km/hでの摩擦トルク信号としたが、これに限るものでは無く、車速Ｖ及び操舵角θhdl別に摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号を記憶するようにし、車速Ｖと操舵角θhdlに対応する摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号をローパスフィルタ時定数演算部３４に出力するようにすれば、より好ましく、さらに推定精度の良い路面反力トルク推定値が得られる。

また、実施の形態１では、摩擦トルク及び路面反力トルク・操舵角比推定部３２が路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号を推定する際に、「回転速度ωsが正のときのステアリング軸反力トルク信号Ｔtran_posと回転速度ωsが負のときのステアリング軸反力トルク信号Ｔtran_negとの中間値」を算出し、最小二乗法によって、これらの値の回帰直線の勾配を求めたがこれに限るものでは無く、例えば、回転速度ωsが正のときと回転速度ωsが負のときのステアリング軸反力トルク信号Ｔtran_posとＴtran_negから直接、すなわち、上記のような中間値を算出せずに、回帰直線を求めても良いし、回転速度ωsが正のときのステアリング軸反力トルク信号Ｔtran_pos及び回転速度ωsが負のときのステアリング軸反力トルク信号Ｔtran_negの一方のみから回帰直線を求めても、同様の効果が得られる。また、所定操舵角範囲毎に、例えば、0〜20deg、20〜40deg、40〜60degというように区切って、回帰直線の勾配を求め、車速Ｖと操舵角θhdlに対応する路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号をローパスフィルタ時定数演算部３４に出力するようにすれば、より好ましく、さらに推定精度の良い路面反力トルク推定値が得られる。また、最小二乗法による回帰直線に限るものでは無く、他の手法による回帰直線でも良いし、回帰曲線から各操舵角θhdlでの勾配を求めても良い。

実施の形態２．
図１２は、この発明による電動式パワーステアリング制御装置の実施の形態２を示すブロック図である。この実施の形態２は、実施の形態１に比較して、操舵角信号発生手段９を持っておらず、したがって、図１２で用いられる路面反力トルク推定器３０Ａでは、操舵角信号θsensを利用せずに、路面反力トルク推定値Ｔalign_estが演算される。

図１３は実施の形態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トルク推定器３０Ａを示すブロック図である。実施の形態１に比較して、操舵角検出信号θsensが削除され、摩擦トルク及び路面反力トルク・操舵角比推定部３２が摩擦トルク推定部３５に代えられ、実施の形態１とは異なる方法で摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号を推定するものである。その他の構成は、実施の形態１と同じである。

図１４は、実施の形態２による路面反力トルク推定器３０Ａの動作を示すフローチャートである。実施の形態２による路面反力推定器３０Ａの動作を図１４に基づいて説明する。

まず、実施の形態１と同様に、ステップＳ１において、ステアリング軸反力トルク信号演算手段３１が、式（１）（２）に基づき、操舵トルクＴhdlを示す操舵トルク信号Ｔsens、アシストモータ７のモータ電流Ｉmtrを示す電流信号Ｉmtr_sens、ステアリング軸３の加速度信号Ｓ（ｄωs／ｄｔ）からステアリング軸反力トルクＴtranを表わすステアリング軸反力トルク信号を算出する。次に摩擦トルク推定部３５は、ステップＳ１２において、入力した車速Ｖに対応する摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号を推定済みであるか確認する。

ステップＳ１２の判断の結果がYesの場合には、ステップＳ１３に進み、推定済みの車速Ｖに対応する摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号をローパスフィルタ時定数演算部３４に出力する。ステップＳ１２の判断結果がNoである場合には、ステップＳ１４に進み、予め定めた摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号をローパスフィルタ時定数演算部３４に出力し、次のステップＳ１５で摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号の推定を行なう。この動作については、詳細に後述する。

次にステップＳ６において、ローパスフィルタ時定数演算部３４が、回転速度ωsを表わす回転速度信号Ｓ（ωｓ）、摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号、路面反力トルク・操舵角比Ｋalignを表わす路面反力トルク・操舵角比信号から、式（１１）に基づき、ローパスフィルタ処理の時定数τestを求める。次いで、ステップＳ７において、ローパスフィルタ演算部３３がステアリング軸反力トルク信号Ｔtranをローパスフィルタ処理し、ステップＳ８において、路面反力トルク推定値Ｔalign_estを得る。

実施の形態２における摩擦トルク推定部３５が摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号を推定する原理について説明する。図１５は図８と同じく、車速Ｖが一定で走行し、ステアリングハンドル２を左右に往復操舵した際の、操舵角θhdl、ステアリング軸３の回転速度ωs、路面反力トルクＴalign、ステアリング軸反力トルクＴtranの時間変化を示すグラフである。また、図１６は図９と同じく、操舵角θhdl対路面反力トルクＴalign、及び操舵角θhdl対ステアリング軸反力トルクＴtranを示すリサージュ波形である。ここで、図１５中に示した時刻Ａ、Ｃは回転速度ωsが反転する直前、時刻Ｂ、Ｄは回転速度ωsが反転した直後であるが、この時刻でのステアリング軸反力トルクを図１６中に示す。

ここで、ステアリング軸反力トルクＴtranは式（３）（４）の通りであり、図１６における縦軸方向のヒステリシス幅は「ステアリング機構１内の摩擦トルクＴf_abs」の２倍にあたる。「ステアリング機構１内の摩擦トルクＴf_abs」を求めるためには、このヒステリシス幅の１／２を算出すれば良く、時刻Ａと時刻Ｂにおけるステアリング軸反力トルク信号の差、時刻Ｄと時刻Ｃのステアリング軸反力トルク信号の差を求め、１／２すれば良い。

次に摩擦トルク推定部３５が、図１４のステップＳ１５において摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号を推定する際の具体的な動作について、図１７を用いて説明する。まず、ステップＳ１５１において、車速信号Ｓｖ、回転速度信号Ｓ（ωs）、ステアリング軸反力トルク信号Ｔtranを入力する。次にステップＳ１５３において、車速信号Ｓｖ、回転速度信号Ｓ（ωs）の正負、ステアリング軸反力トルク信号Ｔtran、操舵角信号θsensを記録する。

ここでは、図１８に示すように車速信号Ｓｖ、回転速度信号Ｓ（ωs）の正負、ステアリング軸反力トルク信号Ｔtranを時系列で所定期間、記憶するための表を用意しておき、新しいデータを記憶する度に、最も古いデータを削除する（所謂、ＦＩＦＯ型メモリ）。そして、表に記憶したデータを基に摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号の算出を行なう。

まず、ステップＳ１５４において、車速信号Ｓｖが全て同じであるか判断し、その判断の結果がNoの場合は表を記憶したまま今回の処理を終了する。ステップＳ１５４における判断の結果がYesであれば、ステップＳ１５５に進み、回転速度ωsの正負の時系列パターンが、図１９又は図２０に示す所定のパターンであるか判断する。なお、図１８、図１９、図２０において、「回転速度の正負」は、回転速度信号Ｓ（ωｓ）で表わされるステアリング軸３の回転速度ωsの正負を示す。

ここで、図１９のパターンは最古データから最新データに向かって回転速度ωsが正から負に変化するパターンであり、また図２０のパターンは最古データから最新データに向かって回転速度ωsが負から正に変化するパターンである。回転速度ωsの正負の時系列パターンが、図１９又は図２０のいずれのパターンでもない場合には、ステップＳ１５５の判断結果はNoとなり、この場合には表を記憶したまま今回の処理を終了する。一方、回転速度ωsの時系列パターンが図１９又は図２０のパターンと一致した場合には、ステップＳ１５６に進み、この車速Ｖでの摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号を次式（１３）により算出する。なお、ローパスフィルタの時定数τestの演算には、ステアリング機構１の摩擦トルクの絶対値が必要なため、式（１３）でも絶対値を求める。

摩擦トルクＴfric＝｜Ｔtran_new−Ｔtran_old｜／２ （１３）
ここでＴtran_newは、図１８のセルａにおける最新データのステアリング軸反力トルク信号であり、またＴtran_oldは、図１８のセルｂにおける最古データのステアリング軸反力トルク信号であり、これらの差の絶対値を１／２する。

このようにして、摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号の算出が完了した車速Ｖについては、ステップＳ１５９において、その旨を示すフラグをセットする。本フラグが図１４のステップＳ１２に対応するものとなる。なお、図１４のステップＳ１２で車速Ｖに対応する摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号を推定済みと判断した際に、図１８の表を一旦クリアしておけば、再び図１４のステップＳ１５を実行する際に、前回のステップＳ１５の実行時のデータはクリアされており、摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号の算出に誤りが生じない。

このようにして、実施の形態２では、摩擦トルクＴfricを表わす摩擦信号をオンラインで演算推定し、それを基に路面反力トルクＴalignの推定を行なうので、予め定めた摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号が最適でない場合でも、ステアリング軸反力トルク信号Ｔtranに対するローパスフィルタ処理の時定数τestを最適なものにでき、推定精度の良い路面反力トルク推定値が得られる。また、実施の形態１のような操舵角信号発生手段９が不要であるので安価に構成可能である。

なお、実施の形態２では、車速Ｖが全て同じでかつ、回転速度ωsの正負の時系列パターンが回転速度ωsの反転を示す場合に、記憶しておいたデータを基に摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号を算出するようにしたが、操舵角θhdl、回転速度ωs、加速度ｄωs／ｄｔ等も図１８の表に追加して記憶しておき、車速Ｖと回転速度ωsの正負の時系列パターンに加えて、操舵角信号θsens、回転速度信号Ｓ（ωｓ）、加速度信号Ｓ（ｄωｓ／ｄｔ）で表わされる、ステアリング軸３の操舵角θhdl、回転速度ωs、回転加速度ｄωs／ｄｔ等が所定条件に当てはまる場合のみ、記憶しておいたデータを基に摩擦トルクＴfricを表わす摩擦トルク信号を算出するようにすれば、外乱や推定誤差を少なくでき、より推定精度の良い摩擦トルク値が得られる。

また、実施の形態２では回転速度ωsの正負、及びステアリング軸反力トルクを示す図１８の表で記憶し、回転速度ωsの正負の時系列パターンが図１９、図２０のパターンと一致するか判断したが、これに限るものでは無く、回転速度ωsの反転前と反転後のステアリング軸反力トルク信号の差を算出できるものであれば良い。

この発明による電動式パワーステアリング制御装置は、車両、例えば自動車のステアリングハンドルに対する操舵トルクをアシストするパワーステアリング装置に利用される。

図１はこの発明による電動式パワーステアリング制御装置の実施の形態１の全体構成図。 図２は路面反力トルクの推定動作を示すブロック図。 図３はステアリング軸反力トルク、摩擦トルクおよび路面反力トルクの変化を示すグラフ。 図４は実施の形態１におけるパワーステアリング制御装置を示すブロック図。 図５は実施の形態１における路面反力トルク推定手段を示すブロック図。 図６は実施の形態１における路面反力トルク推定動作を示すフローチャート。 図７は車速とアライメント・操舵角比との関係を示すグラフ。 図８は実施の形態１で利用されるステアリング軸反力トルク、摩擦トルクおよび路面反力トルクの変化を示すグラフ。 図９は図８のリサージュ線図。 図１０は実施の形態１における摩擦トルク及びアライメント・操舵角比の演算動作を示すフローチャート。

図１１は実施の形態１において摩擦トルク及びアライメント・操舵角比の演算動作で使用される図表。 図１２は実施の形態２におけるパワーステアリング制御装置を示すブロック図。 図１３は実施の形態２における路面反力トルク推定手段を示すブロック図。 図１４は実施の形態２における路面反力トルク推定動作を示すフローチャート。 図１５は実施の形態２で利用されるステアリング軸反力トルク、摩擦トルクおよび路面反力トルクの変化を示すグラフ。 図１６は図１５のリサージュ線図。 図１７は実施の形態２における摩擦トルクの演算動作を示すフローチャート。 図１８は実施の形態２において摩擦トルクの演算動作で使用される図表。 図１９は実施の形態２において摩擦トルクの演算動作で使用される図表。 図２０は実施の形態２において摩擦トルクの演算動作で使用される図表。

１：ステアリング機構、３：ステアリング軸、６、１２：操舵トルク信号発生手段、
７、２１：アシストモータ、８：ＥＰＳコントローラ、９：操舵角信号発生手段、
１１：車速信号発生手段、１３：回転速度信号発生手段、
１４：加速度信号発生手段、１５：アシストトルク決定ブロック、
１６：モータ電流決定器、２２：モータ電流検出器、２４：モータ駆動器、
３０、３０Ａ：路面反力トルク推定手段、３１：ステアリング軸反力トルク信号演算手段、
３２：摩擦トルク及び路面反力トルク・操舵角比推定手段、
３３：ローパスフィルタ演算部、３４：ローパスフィルタ時定数演算部、
３５：摩擦トルク推定手段。

Claims (11)

1. 自動車のステアリング機構に与えられる操舵トルクをアシストするアシストトルクを発生するアシストモータを有する電動式パワーステアリング制御装置であって、自動車の車速を表わす車速信号を発生する車速信号発生手段、前記ステアリング機構のステアリング軸の回転速度を表わす回転速度信号を発生する回転速度信号発生手段、路面からの路面反力に基づき前記ステアリング機構に作用するステアリング軸反力トルクを表わすステアリング軸反力トルク信号を発生するステアリング軸反力トルク信号演算手段、及び前記ステアリング軸反力トルク信号をローパスフィルタ処理することにより路面反力トルクを推定する路面反力トルク推定手段を備え、前記ローパスフィルタ処理における時定数を演算するのに、前記ステアリング機構の摩擦トルクを表わす摩擦トルク信号、および路面からの路面反力トルクと前記ステアリング機構の操舵角との比を表わす路面反力トルク・操舵角比信号が使用され、前記摩擦トルク信号と前記路面反力トルク・操舵角比信号との少なくともいずれか一方を、前記車速信号と、前記回転速度信号と、前記ステアリング軸反力トルク信号を用いて演算推定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. 自動車のステアリング機構に与えられる操舵トルクをアシストするアシストトルクを発生するアシストモータを有する電動式パワーステアリング制御装置であって、自動車の車速を表わす車速信号を発生する車速信号発生手段、前記ステアリング機構のステアリング軸の回転速度を表わす回転速度信号を発生する回転速度信号発生手段、路面からの路面反力に基づき前記ステアリング機構に作用するステアリング軸反力トルクを表わすステアリング軸反力トルク信号を発生するステアリング軸反力トルク信号演算手段、及び前記ステアリング軸反力トルク信号をローパスフィルタ処理することにより路面反力トルクを推定する路面反力トルク推定手段を備え、前記ローパスフィルタ処理における時定数を演算するのに使用される前記ステアリング機構の摩擦トルクを表わす摩擦トルク信号を、前記車速信号と、前記回転速度信号と、前記ステアリング軸反力トルク信号を用いて演算推定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２記載の電動式パワーステアリング制御装置であって、さらに、前記ステアリング機構の操舵角を表わす操舵角信号を発生する操舵角信号発生手段を備え、また、前記路面反力トルク推定手段は、前記摩擦トルク信号を演算推定する摩擦トルク推定手段を有し、前記摩擦トルク推定手段は、所定車速及び所定操舵角における前記ステアリング軸反力トルク信号を、前記ステアリング機構の操舵方向に対応した前記回転速度信号の正負別に記憶し、前記回転速度信号が正のときの前記ステアリング軸反力トルク信号と前記回転速度信号が負のときのステアリング軸反力トルク信号との差の絶対値の半分として、前記所定車速に対応し、又は前記所定車速と所定操舵角に対応する前記摩擦トルク信号を演算推定し、前記路面反力トルク推定手段は、前記摩擦トルク推定手段が演算推定した前記摩擦トルク信号を用いて、前記時定数を決定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。
4. 請求項３記載の電動式パワーステアリング制御装置であって、前記摩擦トルク推定手段は、前記回転角度信号で表わされる前記ステアリング軸の回転速度が所定条件に当てはまる場合に前記ステアリング軸反力トルク信号を記憶し、この記憶したステアリング軸反力トルク信号に基づき、前記摩擦トルク信号を演算推定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３記載の電動式パワーステアリング制御装置であって、前記摩擦トルク推定手段は、前記操舵角信号で表される前記ステアリング機構の操舵角が所定条件に当てはまる場合に前記ステアリング軸反力トルク信号を記憶し、この記憶したステアリング軸反力トルク信号に基づき、前記摩擦トルク信号を演算推定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３記載の電動式パワーステアリング制御装置であって、前記ステアリング軸の回転加速度を表わす回転加速度信号を発生する加速度信号発生手段を備え、前記摩擦トルク推定手段は、前記回転加速度信号で表わされる前記ステアリング軸の回転加速度が所定条件に当てはまる場合に前記ステアリング軸反力トルク信号を記憶し、この記憶したステアリング軸反力トルク信号に基づき、前記摩擦トルク信号を演算推定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。
7. 自動車のステアリング機構に与えられる操舵トルクをアシストするアシストトルクを発生するアシストモータを有する電動式パワーステアリング制御装置であって、自動車の車速を表わす車速信号を発生する車速信号発生手段、前記ステアリング機構のステアリング軸の回転速度を表わす回転速度信号を発生する回転速度信号発生手段、路面からの路面反力に基づき前記ステアリング機構に作用するステアリング軸反力トルクを表わすステアリング軸反力トルク信号を発生するステアリング軸反力トルク信号演算手段、及び前記ステアリング軸反力トルク信号をローパスフィルタ処理することにより路面反力トルクを推定する路面反力トルク推定手段を備え、前記ローパスフィルタ処理における時定数を演算するのに、路面からの路面反力トルクと前記ステアリング機構の操舵角との比を表わす路面反力トルク・操舵角比信号が使用され、前記路面反力トルク・操舵角比信号を、前記車速信号と、前記回転速度信号と、前記ステアリング軸反力トルク信号を用いて演算推定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。
8. 請求項７記載の電動式パワーステアリング制御装置であって、さらに、前記ステアリング機構の操舵角を表わす操舵角信号を発生する操舵角信号発生手段と備え、また、前記路面反力トルク推定手段は、前記路面反力トルク・操舵角比信号を演算推定する路面反力トルク・操舵角比推定手段を有し、前記路面反力トルク・操舵角比推定手段は、所定車速及び所定操舵角における前記ステアリング軸反力トルク信号を前記ステアリング機構の操舵方向に対応した前記回転速度信号の正負別に記憶し、この記憶したステアリング軸反力トルク信号に基づき、前記所定車速に対応し、又は前記所定車速と所定操舵角に対応する前記路面反力トルク・操舵角比信号を演算推定し、前記路面反力トルク推定手段は、前記路面反力トルク・操舵角比推定手段が演算推定した前記路面反力トルク・操舵角比信号を用いて、前記時定数を決定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。
9. 請求項８記載の電動式パワーステアリング制御装置であって、前記路面反力トルク・操舵角比推定手段は、前記回転角度信号で表わされる前記ステアリング軸の回転速度が所定条件に当てはまる場合に前記ステアリング軸反力信号を記憶し、この記憶したステアリング軸反力トルク信号に基づき、前記路面反力トルク・操舵角比信号を演算推定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。
10. 請求項８記載の電動式パワーステアリング制御装置であって、前記路面反力トルク・操舵角比推定手段は、前記操舵角信号で表される前記ステアリング軸の操舵角が所定条件に当てはまる場合に前記ステアリング軸反力トルク信号を記憶し、この記憶したステアリング軸反力トルク信号に基づき、前記路面反力トルク・操舵角比信号を演算推定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。
11. 請求項８記載の電動式パワーステアリング制御装置であって、前記ステアリング軸の回転加速度を表わす回転加速度信号を発生する加速度信号発生手段を備え、前記路面反力トルク・操舵角比推定手段は、前記回転加速度信号で表わされる前記ステアリング軸の回転加速度が所定条件に当てはまる場合に前記ステアリング軸反力トルク信号を記憶し、この記憶したステアリング軸反力トルク信号に基づき、前記路面反力トルク・操舵角比信号を演算推定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。
    

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