JP5780229B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。

従来、電動パワーステアリング装置において摩擦力を推定する技術が公知である。例えば、特許文献１には、アシストモータが回転するか否かの限界モータ電流値を測定することにより、系摩擦力を推定し、推定した系摩擦力に応じてアシスト制御機能の制御特性を変更する電動パワーステアリング装置の技術が開示されている。

特開２００４−１６８０８２号公報

摩擦特性の推定精度を向上することについて、なお改良の余地がある。例えば、ステアリングシステムの経時的な摩擦特性変化を精度よく検知できることが好ましい。

本発明の目的は、摩擦特性を精度よく推定することができる電動パワーステアリング装置を提供することである。

本発明の電動パワーステアリング装置は、ピニオンギアの位置における回転トルクと前記ピニオンギアの回転角度に基づき操舵系の摩擦特性を推定することを特徴とする。

本発明の電動パワーステアリング装置は、ピニオンギアの位置における回転トルクと車両応答に基づき車両全体の操舵に関する摩擦特性を推定することを特徴とする。

本発明の電動パワーステアリング装置は、ピニオンギアの位置における回転トルクおよび前記ピニオンギアの回転角度に基づき推定した操舵系の摩擦特性と、前記ピニオンギアの位置における回転トルクおよび車両応答に基づき推定した車両全体の操舵に関する摩擦特性と、に基づき前記操舵系を除く前記車両の操舵に関する摩擦特性を推定することを特徴とする。

上記電動パワーステアリング装置において、前記ピニオンギアの位置における回転トルクと前記ピニオンギアの回転角度に基づき回転角度に依存した操舵系の摩擦特性を推定することが好ましい。

上記電動パワーステアリング装置において、前記ピニオンギアの位置における回転トルクと車両応答に基づき回転角に依存した車両全体の操舵に関する摩擦特性を推定することが好ましい。

上記電動パワーステアリング装置において、出力トルクが、推定した前記摩擦特性に応じて変化することが好ましい。

本発明に係る電動パワーステアリング装置は、ピニオンギアの位置における回転トルクとピニオンギアの回転角度に基づき操舵系の摩擦特性を推定する。本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、摩擦特性を精度よく推定することができるという効果を奏する。

図１は、第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャートである。 図２は、第１実施形態に係る車両の概略構成図である。 図３は、第１実施形態に係るＥＣＵのブロック図である。 図４は、第一補正制御部の詳細を示すブロック図である。 図５は、操舵タスク条件の判定方法の説明図である。 図６は、摩擦特性の抽出の説明図である。 図７は、期間毎の指標化の説明図である。 図８は、経時情報の蓄積の説明図である。 図９は、摩擦特性変化の検知の説明図である。 図１０は、摩擦補償量の説明図である。 図１１は、摩擦補償量の上限ガードの説明図である。 図１２は、摩擦特性の下限の説明図である。 図１３は、第二補正制御部による摩擦特性の抽出の説明図である。 図１４は、第２実施形態における指標抽出の説明図である。 図１５は、回転角に依存した摩擦特性を示す図である。

以下に、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［第１実施形態］
図１から図１３を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、電動パワーステアリング装置に関する。図１は、本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の動作を示すフローチャート、図２は、第１実施形態に係る車両の概略構成図、図３は、第１実施形態に係るＥＣＵのブロック図、図４は、第一補正制御部の詳細を示すブロック図である。

本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１−１は、ステアリングシステムの経年的な摩擦変化（プレロード変化）を補正する機能を有している。電動パワーステアリング装置１−１は、ピニオン位置回転トルクとピニオン角度に基づき、システム摩擦特性を検出する方法、ピニオン位置回転トルクと車両応答に基づきシステムと車両を合わせた摩擦特性を検出する方法、システムを除く車両分の摩擦特性を検出する方法、およびステアリングシステムの回転角に依存したシステムまたは車両の摩擦特性を検出する方法を有している。

本実施形態において、車両１００に必要な構成としては、電動パワーステアリングシステム（ＥＰＳ）、およびステアリングシステムの回転角センサである。電動パワーステアリングシステムは、車速センサ、操舵トルクセンサ、電流センサ等のＥＰＳに必要なセンサを含むものである。また、回転角センサは、操舵角センサまたはモータ回転角センサまたはラックストロークセンサまたはピニオン角センサまたはタイヤ切れ角センサ等である。上記回転角センサは、絶対角センサであるか、あるいは相対角センサである場合にはステアリングの絶対角を取得可能なものであることが好ましい。

図２に示すように、車両１００は、操舵輪として左前輪ＦＬおよび右前輪ＦＲを有する。車両１００は、前輪ＦＬ，ＦＲが転舵することにより旋回することができる。本実施形態の電動パワーステアリング装置１−１は、操舵トルクセンサ１６、操舵角センサ１７、車速センサ１９、ヨーレートセンサ２０、横Ｇセンサ２１、ＥＰＳアクチュエータ３００およびＥＣＵ５０を含んで構成されている。

ハンドル１１は、ステアリングシャフト１２、ラックアンドピニオン機構２２、タイロッド２３およびサスペンションを介して左前輪ＦＬおよび右前輪ＦＲとそれぞれ接続されている。ステアリングシャフト１２は、ハンドル１１と連結された回転軸であり、ハンドル１１と一体回転する。

ラックアンドピニオン機構２２は、ピニオンギア１４とラックバー１５を有する。ピニオンギア１４は、ステアリングシャフト１２の端部に接続されており、ステアリングシャフト１２の回転と連動して回転する。ラックバー１５は、ピニオンギア１４のギア歯と噛み合うギア歯を有している。ピニオンギア１４の回転運動は、ラックバー１５の車幅方向（図２の左右方向）の運動に変換される。ラックバー１５の車幅方向の運動は、タイロッド２３やナックル等を介して左前輪ＦＬおよび右前輪ＦＲに伝達されて前輪ＦＬ，ＦＲを転舵する。

操舵トルクセンサ１６は、操舵トルクＴhを検出する。本実施形態の操舵トルクセンサ１６は、運転者からハンドル１１に入力される操舵トルクＴhによって捩れを生じるトーションバーを有しており、トーションバーにおいて生じる回転位相差に応じた電気信号を出力する。操舵角センサ１７は、操舵角θhを検出する。本実施形態の操舵角センサ１７は、中立位置からのステアリングシャフト１２の回転量に応じた電気信号を出力する。車速センサ１９は、車両１００の走行速度に応じた電気信号を出力する。

ヨーレートセンサ２０は、車両１００のヨーレートを検出し、ヨーレートに応じた電気信号を出力する。横Ｇセンサ２１は、車両１００の横Ｇを検出し、横Ｇに応じた電気信号を出力する。

ＥＣＵ５０は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ５０は、操舵トルクセンサ１６、操舵角センサ１７、車速センサ１９、ヨーレートセンサ２０、横Ｇセンサ２１、およびＥＰＳアクチュエータ３００と電気的に接続されている。ＥＣＵ５０は、操舵トルクセンサ１６から入力される電気信号に基づいて操舵トルクＴhを取得する。また、ＥＣＵ５０は、操舵角センサ１７から入力される電気信号に基づいて操舵角θhを取得する。また、ＥＣＵ５０は、車速センサ１９から入力される電気信号に基づいて車速Ｖを取得する。

ＥＣＵ５０は、ヨーレートセンサ２０から入力される電気信号に基づいてヨーレートを取得する。また、ＥＣＵ５０は、横Ｇセンサ２１から入力される電気信号に基づいて車両１００の横Ｇを取得する。電動パワーステアリング装置１−１は、ラックバー１５の車幅方向の移動量（ラックストローク）を検出するストロークセンサを有している。ストロークセンサの検出結果を示す信号は、ＥＣＵ５０に入力される。ＥＣＵ５０は、ストロークセンサから入力される電気信号に基づいてラックストロークを取得する。

ＥＰＳアクチュエータ３００は、アシストトルクやダンピングトルク等の出力トルクを発生させ、発生させた出力トルクをステアリングシャフト１２に作用させる転舵トルク出力装置である。本実施形態のＥＰＳアクチュエータ３００は、ステアリングシャフト１２に接続された電動モータ（以下、「ＥＰＳモータ」と称する。）３０１を有しており、ＥＰＳモータ３０１により出力トルクを発生させる。ＥＰＳモータ３０１は、図示しないバッテリと接続されており、バッテリから供給される電力を消費して出力トルクを発生する。ＥＰＳモータ３０１の回転は、図示しないウォームギアによって減速されてステアリングシャフト１２に伝達される。ＥＰＳアクチュエータ３００は、ＥＰＳモータ３０１の回転位置（回転角）を検出するセンサを有している。検出されたＥＰＳモータ３０１の回転位置は、ＥＣＵ５０に出力される。

ＥＣＵ５０は、ＥＰＳアクチュエータ３００に対して制御指令を出力し、ＥＰＳアクチュエータ３００を制御する。ＥＣＵ５０は、例えば、操舵トルクＴhおよび車速Ｖに基づいてＥＰＳアクチュエータ３００に対する制御指令値を決定する。

ここで、操舵系や車両１００には、それぞれ操舵に関する摩擦特性がある。操舵系や車両１００の操舵に関する摩擦特性は、経時的に変化することがある。摩擦特性を精度よく推定することができれば、摩擦特性の経時変化を精度よく検出することができる。また、摩擦特性の経時変化に対して補償制御を行うことにより、操舵特性の変化を精度よく抑制することが可能となる。

本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１−１は、ピニオン回転角θとピニオン位置トルクＴとに基づいて操舵系の摩擦特性を推定する。これにより、操舵系の摩擦特性を精度よく推定することができる。ピニオン回転角θは、ピニオンギア１４の回転角度、言い換えるとピニオンギア１４の回転位置である。ピニオン位置トルクＴは、ピニオンギア１４の位置における回転トルク、言い換えるとピニオンギア１４に入力されるトルクである。

なお、本実施形態では、操舵系には、ハンドル１１、ステアリングシャフト１２、操舵トルクセンサ１６、操舵角センサ１７、ＥＰＳモータ３０１、ラックアンドピニオン機構２２およびタイロッド２３が含まれる。これらの構成要素のギア部や摺動部、接続部等における摩擦特性が操舵系の摩擦特性となる。また、本実施形態では、操舵系を含む車両１００全体の操舵に関する摩擦特性は、操舵系の摩擦特性と、サスペンションの摩擦特性と、前輪ＦＬ，ＦＲの捩れ分等の摩擦特性を含むものである。すなわち、車両１００全体の操舵に関する摩擦特性は、ハンドル１１から前輪ＦＬ，ＦＲにおける路面との接地面までのトルク伝達系統の摩擦特性である。従って、本実施形態における操舵系を除く車両１００の操舵に関する摩擦特性は、サスペンションの摩擦特性と前輪ＦＬ，ＦＲの摩擦特性とを合わせたものである。

図３に示すように、ＥＣＵ５０は、アシスト制御部５１、ダンピング制御部５２、第一補正制御部５３および第二補正制御部５４を含んで構成されている。アシスト制御部５１には、ピニオン位置トルクＴ、車速Ｖおよび操舵トルクＴhが入力される。ダンピング制御部５２には、操舵速度ＳＷＶおよび車速Ｖが入力される。第一補正制御部５３には、ピニオン位置トルクＴ、ピニオン回転角θ、車速Ｖ、温度および経年情報が入力される。ここで、入力される温度情報は、ステアリングシステムに関する温度であり、ＥＰＳモータ３０１の温度や操舵系の周辺温度とすることができる。第二補正制御部５４には、ピニオン位置トルクＴ、ピニオン回転角θ、換算後ピニオン回転角θ２、車速Ｖ、操舵速度ＳＷＶ、温度および経年情報が入力される。

なお、ピニオン回転角θおよびピニオン位置トルクＴにおいて、正方向は、ハンドル１１を左きりする方向、すなわち運転者からみてハンドル１１を反時計回りに回転させる方向である。従って、ピニオン回転角θおよびピニオン位置トルクＴにおいて、負方向は、ハンドル１１を右きりする方向、すなわち運転者から見てハンドル１１を時計回りに回転させる方向である。

アシスト制御部５１は、運転者が入力する操舵トルクＴhと同方向のトルクであるアシストトルクの目標値を出力する。アシスト制御部５１は、操舵トルクＴhと車速Ｖとに基づいて目標とするアシストトルクの方向と大きさを出力する。

ダンピング制御部５２は、運転者が入力する操舵トルクＴhと反対方向のトルクであるダンピングトルクの目標値を出力する。ダンピング制御部５２は、操舵速度ＳＷＶと車速Ｖとに基づいて目標とするダンピングトルクの方向と大きさを出力する。

図４に示すように、第一補正制御部５３は、摩擦特性検出部６１と、指標化部６２と、経年劣化判定部６３と、必要摩擦量演算部６４と、摩擦付与制御部６５とを含んで構成されている。

摩擦特性検出部６１は、ピニオン位置トルクＴとピニオン回転角θとに基づいてステアリングシステムの摩擦特性、言い換えると操舵系の摩擦特性を検出する。指標化部６２は、摩擦特性検出部６１が検出した摩擦特性を平均化し、指標化を行う。経年劣化判定部６３は、指標化された摩擦特性と、入力される経年情報とに基づいて特性の変化を検知する機能や、劣化判定を行う機能を有する。経年劣化判定部６３には、経年情報として、日時や走行時間、走行距離、操舵回数等が入力される。

必要摩擦量演算部６４は、指標化された摩擦特性と、特性変化や経年劣化に関する情報に基づいて、必要摩擦量を演算する。摩擦付与制御部６５は、演算された必要摩擦量を付与する制御出力を行う。

第二補正制御部５４は、第一補正制御部５３と同様の構成要素を有する。第二補正制御部５４は、ステアリングシステム（操舵系）を除く車両１００の操舵に関する摩擦特性（以下、単に「車両摩擦特性」と称する。）を検出し、車両摩擦特性を指標化する。第二補正制御部５４は、車両摩擦特性の指標に基づいて特性変化を検知することや、経年劣化判定を行う機能を有している。また、第二補正制御部５４は、車両摩擦特性の指標や特性変化の情報に基づいて必要摩擦量を演算し、必要摩擦量を実現するように制御出力を行う。

図１を参照して、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１−１の動作について説明する。図１に示す制御フローは、例えば、所定の間隔で繰り返し実行される。図１は、第一補正制御部５３の動作を示している。

（第一補正制御部５３の動作）
まず、ステップＳ１では、第一補正制御部５３により、初期値の設定がなされる。第一補正制御部５３は、各計測信号用変数の初期化（０セット）を行う。また、第一補正制御部５３は、保存された摩擦補償量を読み出す。また、第一補正制御部５３は、保存された指標の経時情報を読み出す。ステップＳ１が実行されると、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、第一補正制御部５３により、信号計測が実行される。第一補正制御部５３は、操舵トルク信号、モータ回転角信号、車速信号およびＥＰＳモータ３０１の電流信号（以下、単に「モータ電流値」とも記載する。）を取得する。本実施形態では、各信号に対してＬＰＦ（Low-pass filter）が設定されて高周波のノイズが除去される。数Ｈｚまでの信号があればよいためである。ステップＳ２で信号計測がなされると、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、第一補正制御部５３により、信号演算がなされる。第一補正制御部５３は、ピニオン位置トルクＴ、ピニオン回転角θおよび操舵角速度（操舵速度）ＳＷＶを算出する。ピニオン位置トルクＴは、例えば、下記式（１）により算出される。なお、トルク換算係数は、モータ電流値をＥＰＳモータ３０１の出力トルクに換算する係数である。ウォームギア比は、ＥＰＳモータ３０１の回転をステアリングシャフト１２に伝達するウォームギアのギア比である。ギア効率は、ウォームギアの伝達効率である。
Ｔ＝操舵トルクＴh
＋モータ電流値×（トルク換算係数）×ウォームギア比×ギア効率…（１）

ピニオン回転角θは、例えば、下記式（２）により算出される。なお、ピニオン回転角中点は、ステアリングシステムの中立状態、すなわち車両１００が直進している状態におけるピニオン回転角θである。ピニオン回転角中点は、直進判定がなされているときに学習された学習値である。なお、ピニオン回転角中点は、既存の中点学習値が用いられてもよい。
θ＝モータ回転角／ウォームギア比＋ピニオン回転角中点…（２）

操舵角速度ＳＷＶは、例えば、下記式（３）により算出される。なお、記号’は、時間微分（ｄ／ｄｔ）を示す。
ＳＷＶ＝（ピニオン回転角θ）’…（３）
ピニオン位置トルクＴ、ピニオン回転角θおよび操舵角速度ＳＷＶが算出されると、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、第一補正制御部５３により、操舵・走行・環境条件が成立しているか否かが判定される。本実施形態では、以下の条件１乃至条件８が成立する場合に操舵・走行・環境条件が成立していると判定される。

（条件１）：車速Ｖが下限車速Ｖ１以上であって、かつ上限車速Ｖ２以下であること。
ここで、下限車速Ｖ１は、車両１００が直進する車速以上に設定されるものであり、例えば、３０ｋｍ／ｈである。上限車速Ｖ２は、高速となって路面振動が大きくなる速度よりも小さい値に設定されるものであり、例えば１２０ｋｍ／ｈである。

（条件２）：操舵角速度ＳＷＶの絶対値が所定操舵角速度以下であること。
ここで、所定操舵角速度は、安定したプレロードを測定できる操舵角速度の範囲で設定される。

（条件３）：操舵トルクＴhの絶対値が所定操舵トルク以下であること。
ここで、所定操舵トルクは、中立付近の操舵である範囲に設定されるものであり、例えば２Ｎｍである。所定操舵トルクは、路面スラント角が大きい路面でトルクが出ている状況を除外できるように定められる。

（条件４）：ヨーレートの絶対値が所定ヨーレート以下であること。
ここで、所定ヨーレートは、車両１００が直進している範囲の値に設定されるものであり、例えば１ｄｅｇ／ｓである。

（条件５）：横Ｇの絶対値が所定横Ｇ以下であること。
ここで、所定横Ｇは、車両が直進している範囲の値に設定されるものであり、例えば２ｍ／ｓ^２である。

（条件６）：ステアリング付近の温度が下限温度以上であって、かつ上限温度以下であること。
ここで、下限温度は、プレロードが増加する低温の範囲を除外するように設定されるものであり、例えば０℃である。上限温度は、ＥＰＳモータ３０１のモータ特性が変化する高温の範囲を除外するように設定されるものであり、例えば１２０℃である。

（条件７）：ステアリングシステムが正常であること。
ステアリングシステムの異常が検出されておらず、通常のステアリング制御を行っている場合、ステアリングシステムが正常である。例えば、ＥＰＳモータ３０１の過熱保護などの電流制限がなされている場合は、ステアリングシステムは正常でない。

（条件８）：操舵周波数が所定操舵周波数以下であること。
所定操舵周波数は、安定的に摩擦測定することができるように、ステアリングシステムの共振周波数域や車両１００の共振周波数域よりも十分に小さい値に設定されるものであり、例えば、５Ｈｚである。

第一補正制御部５３は、上記条件１乃至条件８の全てが成立する場合、ステップＳ４で肯定判定を行う。ステップＳ４で操舵・走行・環境条件が成立すると判定された場合（ステップＳ４−Ｙ）にはステップＳ５に進み、そうでない場合（ステップＳ４−Ｎ）にはステップＳ１５に進む。なお、上記条件１乃至条件８のうちの一部が成立する場合にステップＳ４で肯定判定がなされてもよい。

ステップＳ５では、第一補正制御部５３により、操舵タスク条件が成立したか否かが判定される。第一補正制御部５３は、中立位置からのハンドル１１の切り出しである場合に操舵タスク条件が成立したと判定する。図５は、操舵タスク条件の判定方法の説明図である。

図５において、横軸はピニオン位置トルクＴ、縦軸はピニオン回転角θを示す。θ−Ｔ平面には、中立領域Ｒｎ、左操舵後領域Ｒｐおよび右操舵後領域Ｒｍが定められている。中立領域Ｒｎは、操舵系の中立状態の領域である。中立領域Ｒｎは、左きり方向の上限トルクＴn1と右きり方向の上限トルクＴn2との間のピニオン位置トルクＴの範囲に定められている。上限トルクＴn1，Ｔn2の大きさは、ステアリングが動く（例えば、ピニオンギア１４が回転する）トルクの大きさ以下であり、例えば１Ｎｍである。

また、中立領域Ｒｎは、左きり方向の上限角θn1と右きり方向の上限角θn2との間のピニオン回転角θの範囲に定められている。上限角θn1，θn2の大きさは、ステアリングが動くピニオン回転角θの大きさ以下であり、例えば１ｄｅｇである。

左操舵後領域Ｒｐは、左きり方向の上限トルクＴpuと下限トルクＴpdとの間のピニオン位置トルクＴの範囲に定められている。左きり方向の下限トルクＴpdは、ステアリングが動くトルク以上のトルクであって、かつ中立領域Ｒｎの左きり方向の上限トルクＴn1よりも大きなトルクであり、例えば２Ｎｍである。左きり方向の上限トルクＴpuは、下限トルクＴpdからピニオン位置トルクＴの正方向に所定の幅（例えば、３Ｎｍ）を持たせて定められる。

左操舵後領域Ｒｐは、左きり方向の上限角θpuと下限角θpdとの間のピニオン回転角θの範囲に定められている。左きり方向の下限角θpdは、ステアリングが動くピニオン回転角θ以上の角度であって、かつ中立領域Ｒｎの左きり方向の上限角θn1よりも大きな角度であり、例えば２ｄｅｇである。左きり方向の上限角θpuは、下限角θpdからピニオン回転角θの正方向に所定の幅（例えば、５ｄｅｇ）を持たせて定められる。

右操舵後領域Ｒｍは、右きり方向の上限トルクＴmuと下限トルクＴmdとの間のピニオン位置トルクＴの範囲に定められている。右きり方向の下限トルクＴmdの大きさは、ステアリングが動くピニオン位置トルクＴの大きさ以上であり、かつ中立領域Ｒｎの右きり方向の上限トルクＴn2の大きさよりも大きく、例えば２Ｎｍである。右きり方向の上限トルクＴmuは、下限トルクＴmdからピニオン位置トルクＴの負方向に所定の幅（例えば、３Ｎｍ）を持たせて定められる。

右操舵後領域Ｒｍは、右きり方向の上限角θmuと下限角θmdとの間のピニオン回転角θの範囲に定められている。右きり方向の下限角θmdの大きさは、ステアリングが動くピニオン回転角θの大きさ以上であって、かつ中立領域Ｒｎの右きり方向の上限角θn2の大きさよりも大きく、例えば２ｄｅｇである。右きり方向の上限角θmuは、下限角θmdからピニオン回転角θの負方向に所定の幅（例えば、５ｄｅｇ）を持たせて定められる。

各領域Ｒｎ，Ｒｐ，Ｒｍの上限トルクＴpu，Ｔn1，Ｔn2，Ｔmu、下限トルクＴpd，Ｔmd、上限角θpu，θn1，θn2，θmu、および下限角θpd，θmdは、例えば、ステアリングシステム毎に事前の計測結果に基づいて定められる。

操舵タスク条件は、以下の操舵条件１乃至操舵条件３が全て成立する場合に成立すると判定される。
（操舵条件１）：中立領域Ｒｎから左操舵後領域Ｒｐあるいは右操舵後領域Ｒｍに移行したこと。
（操舵条件２）：中立領域Ｒｎから左操舵後領域Ｒｐに移行する場合（矢印Ｙ１参照）にあっては、ピニオン回転角θおよびピニオン位置トルクＴが単調増加であること。中立領域Ｒｎから右操舵後領域Ｒｍに移行する場合（矢印Ｙ２参照）にあっては、ピニオン回転角θおよびピニオン位置トルクＴが単調減少であること。
（操舵条件３）：中立領域Ｒｎから左操舵後領域Ｒｐあるいは右操舵後領域Ｒｍへの移行に際し、ピニオン回転角θおよびピニオン位置トルクＴが連続であること、言い換えると一部データが途切れていないこと。

ステップＳ５の判定の結果、操舵タスク条件が成立すると判定された場合（ステップＳ５−Ｙ）にはステップＳ６に進み、そうでない場合（ステップＳ５−Ｎ）にはステップＳ１５に進む。

ステップＳ６では、第一補正制御部５３により、θ−Ｔ特性が抽出される。図６は、摩擦特性の抽出の説明図である。図６において、横軸はピニオン位置トルクＴ、縦軸はピニオン回転角θを示す。図６には、左きりの操舵推移Ｃp1および右きりの操舵推移Ｃm1が示されている。第一補正制御部５３は、左きりの操舵においてピニオン回転角θが左きりの閾値θthpを超えるときのピニオン位置トルクＴを左操舵の摩擦特性Ｔchpとして抽出する。また、第一補正制御部５３は、右きりの操舵においてピニオン回転角θの大きさが右きりの閾値θthmの大きさを超えるときのピニオン位置トルクＴを右操舵の摩擦特性Ｔchmとして抽出する。ステップＳ６において摩擦特性Ｔchp，Ｔchmが抽出されると、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、第一補正制御部５３により、指標抽出と平均化がなされる。図７は、期間毎の指標化の説明図である。図７において、横軸は経時（経年）情報、本実施形態では走行時間を示し、縦軸は摩擦特性を示す。抽出された左操舵の摩擦特性Ｔchpおよび右操舵の摩擦特性Ｔchmは、抽出されたときの経時情報と関連付けられて蓄積される。第一補正制御部５３は、蓄積された摩擦特性Ｔchp，Ｔchmを所定の期間Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３毎に平均化し、指標化する。

第一補正制御部５３は、第一の期間Ｐ１の経過後に、第一の期間Ｐ１において蓄積された複数の左操舵の摩擦特性Ｔchpの平均値および複数の右操舵の摩擦特性Ｔchmの平均値をそれぞれ算出する。第一補正制御部５３は、左操舵の摩擦特性Ｔchpの平均値と右操舵の摩擦特性Ｔchmの平均値との差である摩擦特性の差分Ｔch＿dif1を指標として抽出する。同様にして、第一補正制御部５３は、第二の期間Ｐ２の経過後に第二の期間Ｐ２の指標として摩擦特性の差分Ｔch＿dif2を、第三の期間Ｐ３の経過後に第三の期間Ｐ３の指標として摩擦特性の差分Ｔch＿dif3をそれぞれ抽出する。ステップＳ７が実行されると、ステップＳ８に進む。なお、摩擦特性の差分Ｔch＿dif1，Ｔch＿dif2，Ｔch＿dif3は、それぞれの期間Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の開始後に随時算出されてもよい。

ステップＳ８では、第一補正制御部５３により、経時情報の蓄積がなされる。第一補正制御部５３は、所定の期間Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３について抽出された指標から平均摩擦特性を算出し、経時情報の蓄積を行う。図８は、経時情報の蓄積の説明図である。図８において、横軸は経時情報を示し、縦軸は摩擦特性を示す。第一補正制御部５３は、第一の期間Ｐ１の摩擦特性の差分Ｔch＿dif1の半分の大きさを平均摩擦特性Ｔch1として、第一の期間Ｐ１を代表する経時情報と関連付けて蓄積する。

同様にして、第一補正制御部５３は、第二の期間Ｐ２の摩擦特性の差分Ｔch＿dif2の半分の大きさを平均摩擦特性Ｔch2として第二の期間Ｐ２を代表する経時情報と関連付けて蓄積する。第一補正制御部５３は、第三の期間Ｐ３の摩擦特性の差分Ｔch＿dif3の半分の大きさを平均摩擦特性Ｔch3として第三の期間Ｐ３を代表する経時情報と関連付けて蓄積する。経時情報の蓄積がなされると、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、第一補正制御部５３により、摩擦特性変化が検知されたか否かが判定される。図９は、摩擦特性変化の検知の説明図である。図９において、横軸は経時情報、縦軸は摩擦特性である。時間の経過に従い、平均摩擦特性は初期の特性（または目標特性）Ｔch0から低下する。走行時間ｔ１の時点で平均摩擦特性が閾値Ｔch＿thを下回る。第一補正制御部５３は、平均摩擦特性が閾値Ｔch＿thを下回ると、摩擦特性が変化したとして検知する。ステップＳ９の判定の結果、摩擦特性変化が検知された場合（ステップＳ９−Ｙ）にはステップＳ１０に進み、そうでない場合（ステップＳ９−Ｎ）にはステップＳ１５に進む。

ステップＳ１０では、第一補正制御部５３により、摩擦補償量が演算される。図１０は、摩擦補償量の説明図である。図１０には、摩擦補償が行われない場合の平均摩擦特性の推移Ｔch＿c1、および摩擦補償が行われる場合の平均摩擦特性の推移Ｔch＿c2が示されている。破線Ｔch＿xは、初期特性Ｔch0と摩擦補償が行われない場合の平均摩擦特性の推移Ｔch＿c1との差分を初期特性Ｔch0に加えた値を示している。

第一補正制御部５３は、走行時間ｔ１において平均摩擦特性変化が検知されると、摩擦補償量Ｔcomを演算する。摩擦補償量Ｔcomは、平均摩擦特性の変化を抑制し、平均摩擦特性の初期特性Ｔch0からの乖離を低減する補償トルクである。例えば、走行時間ｔ１において演算される摩擦補償量Ｔcomの大きさは、走行時間ｔ１における初期特性Ｔch0と平均摩擦特性の推移Ｔch＿c1との差分の大きさである。摩擦補償量Ｔcomの補償トルクが出力されることにより、ステアリングが動き出すピニオン位置トルクＴの変動が抑制される。なお、走行中に摩擦補償量Ｔcomを変化させると、ドライバビリティが低下する可能性がある。このため、摩擦補償量Ｔcomは、イグニッションがＯＦＦからＯＮとされるタイミングで更新されてもよい。

走行時間ｔ１よりも大きな走行時間ｔ２となると、補償後の平均摩擦特性の推移Ｔch＿c2が閾値Ｔch＿thを下回り、摩擦特性変化が検知される。これに対して、第一補正制御部５３は、摩擦補償量Ｔcomを増加させ、補償後の平均摩擦特性の推移Ｔch＿c2の初期特性Ｔch0からの乖離を低減させる。走行時間ｔ２における摩擦補償量Ｔcomは、補償後の平均摩擦特性の推移Ｔch＿c2を初期特性Ｔch0に一致させるものである。ステップＳ１０が実行されると、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、第一補正制御部５３により、摩擦補償量Ｔcomが上限以上に必要であるか否かが判定される。図１１は、摩擦補償量Ｔcomの上限ガードの説明図である。本実施形態では、摩擦補償量Ｔcomの上限値Ｔcom＿maxが定められている。第一補正制御部５３は、ステップＳ１０で演算された摩擦補償量Ｔcomが上限値Ｔcom＿max以上であるか否かを判定する。その判定の結果、摩擦補償量Ｔcomが上限値Ｔcom＿max以上である場合（ステップＳ１１−Ｙ）にはステップＳ１２に進み、そうでない場合（ステップＳ１１−Ｎ）にはステップＳ１５に進む。

ステップＳ１２では、第一補正制御部５３により、摩擦補償量上限ガードがなされる。第一補正制御部５３は、摩擦補償量ＴcomをステップＳ１０で演算された値（Ｔcom1）に代えて上限値Ｔcom＿maxとする。ステップＳ１２が実行されると、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、第一補正制御部５３により、摩擦特性が所定値以下であるか否かが判定される。図１２は、摩擦特性の下限の説明図である。走行時間ｔ１において摩擦特性変化が検知されて以降は、補償後の平均摩擦特性の推移Ｔch＿c2が見かけ上の平均摩擦特性となる。第一補正制御部５３は、摩擦補償量Ｔcomが出力された補償後のピニオン位置トルクＴに基づいてステップＳ６からステップＳ８を実行し、補償後の平均摩擦特性の推移Ｔch＿c2を抽出・蓄積する。ステップＳ９では、補償後の平均摩擦特性の推移Ｔch＿c2が閾値Ｔch＿thを下回ると摩擦特性変化を検知する。

一方、第一補正制御部５３は、補償後の平均摩擦特性の推移Ｔch＿c2と、摩擦補償量Ｔcomとに基づいて、摩擦補償が行われない場合の平均摩擦特性の推移Ｔch＿c1を算出する。ステップＳ１３では、摩擦補償が行われない場合の平均摩擦特性の推移Ｔch＿c1が、所定の摩擦特性下限値Ｔch＿min以下であると、摩擦特性が所定値以下であると判定される。ステップＳ１３の判定の結果、摩擦特性が所定値以下であると判定された場合（ステップＳ１３−Ｙ）にはステップＳ１４に進み、そうでない場合（ステップＳ１３−Ｎ）にはステップＳ１５に進む。

ステップＳ１４では、第一補正制御部５３により、摩擦低下がドライバに告知される。第一補正制御部５３は、例えば、ウォーニングランプや音声等の伝達手段により、操舵系の摩擦低下をドライバに告知する。ステップＳ１４が実行されると、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、第一補正制御部５３により、摩擦補償量Ｔcomが保存される。なお、摩擦補償量Ｔcomは、イグニッションがＯＮからＯＦＦとされるタイミングで保存されてもよい。これにより、次回電動パワーステアリングシステムの起動時から補正を継続することができる。ステップＳ１５が実行されると、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、第一補正制御部５３により、摩擦補償制御が実行される。第一補正制御部５３は、摩擦補償量Ｔcomに相当する補償トルクを制御出力する。摩擦補償制御は、操舵方向のアシストトルクを低減し、あるいは操舵方向と反対方向のトルクを出力することで、摩擦特性の変化を補償する。図３に示すように、第一補正制御部５３の制御出力は、アシスト制御部５１の制御出力、ダンピング制御部５２の制御出力、および第二補正制御部５４の制御出力と加算されてＥＰＳアクチュエータ３００に対する出力トルクの指令値とされる。従って、本実施形態の電動パワーステアリング装置１−１による出力トルクは、第一補正制御部５３が推定した摩擦特性や第二補正制御部５４が推定した摩擦特性に応じて変化することとなる。ステップＳ１６が実行されると、本制御フローは終了する。

（第二補正制御部５４の動作）
次に、第二補正制御部５４の動作について説明する。第二補正制御部５４は、操舵系を除く車両１００の操舵に関する摩擦特性を推定し、車両１００の操舵に関する摩擦特性変化を検知すると、摩擦補償制御を行う。本実施形態の第二補正制御部５４は、ピニオン位置トルクＴと車両応答に基づき車両１００全体の操舵に関する摩擦特性を推定する。第二補正制御部５４は、操舵系を含む車両１００全体の操舵に関する摩擦特性と、操舵系の摩擦特性とに基づいて、操舵系を除く車両１００の操舵に関する摩擦特性を推定する。

まず、第二補正制御部５４が操舵系を含む車両１００全体の操舵に関する摩擦特性を推定する方法について説明する。車両１００全体の操舵に関する摩擦特性推定方法は、第一補正制御部５３による摩擦特性の推定方法（図１のステップＳ１からステップＳ６）と基本的に同様とすることができる。

すなわち、ステップＳ１において初期値の設定がなされると、ステップＳ２では、信号計測がなされる。第二補正制御部５４は、車両１００の応答を示すパラメータを計測する。車両１００の応答を示すパラメータは、例えば、タイヤ切れ角、ヨーレートあるいは横Ｇ（加速度）のいずれかとすることができる。車両１００の応答を示すパラメータの信号に対してＬＰＦが設定されて高周波のノイズが除去されてもよい。

ステップＳ３では、第二補正制御部５４により、信号演算がなされる。第二補正制御部５４は、ステップＳ２で計測された車両１００の応答を示すパラメータをピニオン回転角θに換算した換算後ピニオン回転角θ２を算出する。タイヤ切れ角がパラメータとして計測される場合、換算後ピニオン回転角θ２は、例えば下記式（４）により算出される。ここで、回転角換算係数Ｋ１は、タイヤ切れ角をピニオン回転角θに換算する係数である。
θ２＝タイヤ切れ角×回転角換算係数Ｋ１＋ピニオン回転角中点…（４）

ヨーレートがパラメータとして計測される場合、換算後ピニオン回転角θ２は、例えば下記式（５）により算出される。ここで、回転角換算係数Ｋ２は、ヨーレートをピニオン回転角θに換算する係数である。回転角換算係数Ｋ２は、車両モデルによる計算によって求めることや、事前の実測によって求めることができる。例えば、車速Ｖとヨーレートとピニオン回転角θとの関係を車両モデルによる計算や実測により求めておき、回転角換算係数Ｋ２を求めるようにしてもよい。
θ２＝ヨーレート×回転角換算係数Ｋ２＋ピニオン回転角中点…（５）

横Ｇがパラメータとして計測される場合、換算後ピニオン回転角θ２は、例えば下記式（６）により算出される。ここで、回転角換算係数Ｋ３は、横Ｇをピニオン回転角θに換算する係数である。回転角換算係数Ｋ３は、車両モデルによる計算によって求めることや、事前の実測によって求めることができる。例えば、車速Ｖとヨーレートとピニオン回転角θとの関係を車両モデルによる計算や実測により求めておき、回転角換算係数Ｋ３を求めるようにしてもよい。
θ２＝横Ｇ×回転角換算係数Ｋ３＋ピニオン回転角中点…（６）

ステップＳ４において操舵・走行・環境条件が成立すると判定され（Ｓ４−Ｙ）ると、ステップＳ５で操舵タスク条件が成立するか否かが判定される。この場合、図５の縦軸を換算後ピニオン回転角θ２として操舵タスク条件が成立するか否かが判定される。操舵タスク条件が成立すると判定される（Ｓ５−Ｙ）と、ステップＳ６では第二補正制御部５４により、θ−Ｔ特性が抽出される。

図１３は、第二補正制御部５４による摩擦特性の抽出の説明図である。図１３には、左きりの操舵系の操舵推移Ｃp、左きりの車両全体の操舵推移Ｃp＿w、右きりの操舵系の操舵推移Ｃm、および右きりの車両全体の操舵推移Ｃm＿wが示されている。左きりの操舵系の操舵推移Ｃpは、例えば、図６に示す左きりの操舵推移Ｃp1と同様のものであり、左きりの操舵が行われたときのピニオン回転角θとピニオン位置トルクＴとの関係の推移を示す。右きりの操舵系の操舵推移Ｃmは、右きりの操舵が行われたときのピニオン回転角θとピニオン位置トルクＴとの関係の推移を示す。

左きりの車両全体の操舵推移Ｃp＿wは、左きりの操舵が行われたときの換算後ピニオン回転角θ２とピニオン位置トルクＴとの関係の推移を示す。右きりの車両全体の操舵推移Ｃm＿wは、右きりの操舵が行われたときの換算後ピニオン回転角θ２とピニオン位置トルクＴとの関係の推移を示す。操舵系を含む車両１００全体の操舵に関する摩擦特性として、左操舵の車両全体の摩擦特性Ｔchp＿wおよび右操舵の車両全体の摩擦特性Ｔchm＿wが抽出される。左操舵の車両全体の摩擦特性Ｔchp＿wは、左きりの操舵において換算後ピニオン回転角θ２が左きりの閾値θthpを超えるときのピニオン位置トルクＴである。右操舵の車両全体の摩擦特性Ｔchm＿wは、右きりの操舵において換算後ピニオン回転角θ２の大きさが右きりの閾値θthmの大きさを超えるときのピニオン位置トルクＴである。

第二補正制御部５４は、左操舵の車両全体の摩擦特性Ｔchp＿wと左操舵の（操舵系の）摩擦特性Ｔchpの差分を、左操舵の操舵系を除く車両１００の操舵に関する摩擦特性とする。また、第二補正制御部５４は、右操舵の車両全体の摩擦特性Ｔchm＿wと右操舵の（操舵系の）摩擦特性Ｔchmとの差分を、右操舵の操舵系を除く車両１００の操舵に関する摩擦特性とする。ステップＳ６において、左操舵および右操舵のそれぞれについて操舵系を除く車両１００の操舵に関する摩擦特性が抽出されると、ステップＳ７に進む。ステップＳ７以降では、第一補正制御部５３での操舵系の摩擦特性を、操舵系を除く車両１００の操舵に関する摩擦特性に置き換えた動作が実行される。

第二補正制御部５４は、操舵系を除く車両１００の操舵に関する摩擦特性が変化すると、当該変化を抑制する摩擦補償量Ｔcomを演算し、摩擦補償制御を実行する。

このように、本実施形態では、第一補正制御部５３によって、操舵系の摩擦特性の変化を抑制する摩擦補償制御が実行される。本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１−１によれば、ＥＰＳモータ３０１の電流値が小さい小トルク領域であっても、精度よく操舵系の摩擦特性を推定することができる。また、第二補正制御部５４によって、操舵系を除く車両１００の操舵に関する摩擦特性の変化を抑制する摩擦補償制御が実行される。第二補正制御部５４は、操舵系を除く車両１００の操舵に関する摩擦特性を精度よく推定することができる。

なお、第二補正制御部５４は、操舵系を除く車両１００の操舵に関する摩擦特性を扱うことに代えて、操舵系を含む車両１００全体の操舵に関する摩擦特性を扱い、摩擦特性変化の検知や摩擦補償制御を実行するようにしてもよい。この場合、摩擦補償制御における第二補正制御部５４の摩擦補償量は、車両１００全体の操舵に関する摩擦特性に基づく摩擦補償量から、第一補正制御部５３の摩擦補償量分を除いた値とすればよい。

上記のステップＳ２の信号計測において、モータ回転角信号に代えて、操舵角信号が取得されてもよい。また、車速信号（車輪速）に代えて、ＧＰＳシステムの位置情報から車速が取得されてもよい。また、ＥＰＳモータ３０１の電流信号に代えて、モータアシスト電流の指令値が取得されてもよい。

ステップＳ３において、演算されるピニオン回転角θは絶対値でなく相対値であってもよい。

本実施形態では、左右の摩擦特性が平均化されて平均摩擦特性Ｔch1，Ｔch2，Ｔch3が算出されたがこれには限定されない。左操舵および右操舵のそれぞれについて平均摩擦特性が算出され、摩擦補償制御等がなされてもよい。

［第１実施形態の変形例］
上記第１実施形態では、操舵系の摩擦特性および操舵系を除く車両１００の操舵に関する摩擦特性のそれぞれに基づいて摩擦特性変化の検出や摩擦補償制御等が実行されたが、これに代えて、操舵系を含む車両１００全体の操舵に関する摩擦特性に基づいて摩擦特性変化の検知や摩擦補償制御が実行されてもよい。この場合、第一補正制御部５３が省略されてもよい。

［第２実施形態］
図１４および図１５を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図１４は、第２実施形態における指標抽出の説明図、図１５は、回転角に依存した摩擦特性を示す図である。

本実施形態では、ピニオン位置トルクＴとピニオン回転角θに基づき回転角度に依存する摩擦特性が検出・推定され、当該摩擦特性に基づいて摩擦補償制御が実行される。図１４において、横軸はピニオン位置トルクＴを示し、縦軸はステアリングシステムに関する回転角、本実施形態ではピニオン回転角θを示す。図１４には、転舵量が増加するときの左操舵の操舵推移Ｃp11、転舵量が減少するときの左操舵の操舵推移Ｃp12、転舵量が増加するときの右操舵の操舵推移Ｃm11、転舵量が減少するときの右操舵の操舵推移Ｃm12が示されている。

摩擦特性が回転角に依存して変化する場合、摩擦特性は、同じ回転角について転舵角が増加するときのピニオン位置トルクＴ（左操舵の場合、操舵推移Ｃp11上のトルク）と転舵角が減少するときのピニオン位置トルクＴ（左操舵の場合、操舵推移Ｃp12上のトルク）との差分（ヒステリシス幅）にあらわれる。第一補正制御部５３は、ピニオンギア１４の可動範囲を複数の範囲に分割し、各範囲についてピニオン位置トルクＴのヒステリシス幅を抽出する。例えば、図１４に示す範囲Ｒθについてヒステリシス幅の指標Ｔhysを抽出する。ヒステリシス幅の指標Ｔhysは、例えば、範囲Ｒθにおけるヒステリシス幅の平均値である。

図１５には、各範囲についてヒステリシス幅の指標Ｔhysに基づいて算出された摩擦特性Ｔch＿hysが示されている。摩擦特性Ｔch＿hysは、例えば、ヒステリシス幅の指標Ｔhysの半分の値である。ピニオン回転角θの中立位置近傍の摩擦特性Ｔch＿hys0は、基本特性である。操舵系の摩擦特性では、例えば、ラックバー１５のギアのブーツによる影響で回転角に依存する摩擦特性が発生する。例えば、図１５に示すように、ピニオン回転角θが中立位置から離れるに従い摩擦特性Ｔch＿hysが増加する（基本特性Ｔch＿hys0から乖離する）ような特性を示す。

第一補正制御部５３は、上記第１実施形態の平均摩擦特性に基づく摩擦特性変化の検知や摩擦補償制御と同様にして、回転角に依存する摩擦特性Ｔch＿hysに基づく摩擦特性変化の検知や摩擦補償制御を実行する。回転角に依存する摩擦特性Ｔch＿hysに基づく摩擦特性変化の検知は、ピニオン回転角θの各範囲について特性変化を検知するようにしてもよい。回転角に依存する摩擦特性Ｔch＿hysに基づく摩擦補償制御では、ピニオン回転角θの各範囲について摩擦補償量を定めるようにしてもよい。

また、第二補正制御部５４は、ピニオン位置トルクＴと車両応答に基づき回転角に依存する操舵系を含む車両１００全体についての操舵に関する摩擦特性を検出・推定する。この場合、図１４において縦軸は換算後ピニオン回転角θ２となる。第二補正制御部５４は、車両１００全体の操舵に関する摩擦特性に基づいて、特性変化の検知や特性変化を抑制する摩擦補償制御を行うようにしてもよい。

また、第二補正制御部５４は、操舵系を含む車両１００全体の操舵に関する摩擦特性から操舵系の摩擦特性Ｔch＿hysを除くことにより、操舵系を除く車両１００の操舵に関する回転角度に依存する摩擦特性を算出することができる。操舵系を除く車両１００の操舵に関する摩擦特性では、例えば、サスペンションの摩擦の非線形性により回転角に依存する摩擦特性が発生する。第二補正制御部５４は、操舵系を除く車両１００における操舵に関する回転角に依存する摩擦特性に基づいて摩擦特性変化の検知や摩擦補償制御を行う。

以上説明したように、上記各実施形態および変形例には、ステアリングシステムの回転角θとトルクＴを計測し、回転角θ変化時のトルクＴの大きさによりシステムの摩擦特性（プレロード特性）を抽出して指標化し、指標に基づいて特性変化を検知し、特性変化を補償する電動パワーステアリング装置が開示されている。この電動パワーステアリング装置によれば、システムの摩擦特性を精度よく検知し、補償することができる。

上記回転角θは、ピニオン回転角とすることができる。トーションバーなどの捩れ要素の影響が少ないシステムの角度変化を用いることにより、システムの動き出し特性を精度よく検出することができる。ピニオン回転角の信号取得に際し、適当なＬＰＦをいれてもよい。

上記回転角θは、モータ回転角、ハンドル角、ラックストロークなどシステムの回転を示す信号のいずれか、または当該回転を示す信号をピニオン回転角に換算したものとすることができる。これにより、ピニオンギア以外の部位の回転情報を活用してシステムの動き出し特性を精度よく検出することができる。なお、ハンドル角の場合は、トーションバー剛性による角度変化分を差し引いて用いることが望ましい。

回転角θ変化時のトルクＴの大きさによるシステムの摩擦特性の抽出は、θ−Ｔリサージュ波形において、回転角θの大きさが所定範囲より大きくなった時点のトルクＴとすることができる。中立付近の立ち上がりはＳＡＴ（セルフアライニングトルク）の影響が小さいため、システムの摩擦特性を精度よく抽出することができる。なお、摩擦特性は、θ−Ｔリサージュ波形の勾配変化が所定以上となる時点のトルクＴや、回転角θが変化しないトルクＴと回転角θが変化したトルクＴとの間のトルクＴとされてもよい。

上記摩擦特性の抽出は、所定車速範囲や所定車速変化以下で行うようにしてもよい。直進性のある第一所定車速以上、かつ外乱が増加する第二所定車速以下で精度よく摩擦特性を抽出することができる。

電動パワーステアリング装置は、車両の応答を示すパラメータをピニオン回転角に換算した換算後ピニオン回転角θ２とステアリングシステムのトルクＴを計測し、換算後ピニオン回転角θ２変化時のトルクＴの大きさにより、ステアリングシステムと車両とを合わせた操舵に関する摩擦特性を抽出し、指標化し、指標に基づいて特性変化を検知し、特性変化を補償するものであってもよい。これにより、ステアリングシステムと車両を合わせた摩擦特性を精度よく検知し、補償することができる。

上記車両応答を示すパラメータは、タイヤ切れ角またはヨーレートまたは横加速度とすることができる。これにより、車両の回転および横方向の車両の動きだし特性を精度よく検出することができる。タイヤ切れ角は、車輪速などから算出されてもよい。車両応答を示すパラメータを取得する際に、適当なＬＰＦを入れるようにしてもよい。

上記トルクＴは、ピニオン位置トルクとすることができる。ピニオン回転角に対応する部位のシステムのトルク特性を用いることにより、システムの動き出し特性を精度よく検出することができる。

上記トルクＴは、操舵トルクと、ＥＰＳモータによるアシストトルクまたはアシスト電流をピニオン位置回転トルクに換算したものと、を合算したものとすることができる。この場合、既存のＥＰＳシステムによって容易にピニオン位置トルク信号を生成することができる。

上記トルクＴは、操舵トルクとすることができる。ステアリングの中立位置近傍であれば、既存のＥＰＳシステムの情報によりピニオン位置トルク信号として取扱うことができる。

換算後ピニオン回転角θ２変化時のトルクＴの大きさによるステアリングシステムと車両を合わせた摩擦特性の抽出は、θ２−Ｔリサージュ波形において、換算後ピニオン回転角θ２の大きさが所定範囲より大きくなった時点のトルクＴとすることができる。中立付近の立ち上がりはＳＡＴ（セルフアライニングトルク）の影響が小さいため、ステアリングシステムおよび車両を合わせた摩擦特性を精度よく抽出することができる。

上記摩擦特性の抽出は、所定車速範囲において行うようにしてもよい。直進性のある第一所定車速以上、かつ外乱が増加する第二所定車速以下で精度よく摩擦特性を抽出することができる。時速５０ｋｍ／ｈ付近が車両の減衰成分が最も小さくなる。このため、時速５０ｋｍ／ｈの近傍の速度で摩擦特性を検出することにより、減衰の影響を受けずに精度よく車両の摩擦特性を含む摩擦特性を抽出することができる。

上記摩擦特性の抽出は、所定操舵速度以下の場合に行うようにしてもよい。操舵速度が小さい領域に限定することで、システム減衰の影響を低減し、精度よく摩擦特性を抽出することができる。

上記摩擦特性の抽出は、所定操舵トルク以下の場合に行うようにしてもよい。中立付近に限定することにより、精度よく摩擦特性を抽出することができる。

上記摩擦特性の抽出は、車両挙動（ヨーレート、横Ｇ）の大きさが所定範囲以下である場合に行うようにしてもよい。これにより、車両の走行状態が安定した状態に限定することができ、精度よく摩擦特性を抽出することができる。

上記摩擦特性の抽出は、ステアリングシステム付近の温度が所定範囲の場合に行うようにしてもよい。これにより、低温時のプレロード増加状態等の環境変動要因を除外し、精度よく摩擦特性を抽出することができる。

上記摩擦特性の抽出は、ステアリングシステムが正常である場合に行うようにしてもよい。これにより、異常時や暫定制御中の不安定な状態を除外し、精度よく摩擦特性を抽出することができる。

上記摩擦特性の抽出は、操舵周波数が所定より小さい場合に行うようにしてもよい。これにより、周波数特性の影響を低減し、精度よく摩擦特性を抽出することができる。

上記摩擦特性の抽出は、中立からの切り出し時の情報に基づいて行うようにしてもよい。中立付近に限定することにより、精度よく摩擦特性を抽出することができる。

左右操舵におけるトルクＴの差に基づき摩擦特性を抽出するようにしてもよい。回転角θや車両応答を示すパラメータの中立角精度によらず、精度よく摩擦特性を抽出することができる。

左操舵と右操舵で独立に摩擦特性を抽出するようにしてもよい。これにより、摩擦特性の左右差を精度よく検出することができる。

上記指標に基づいた特性変化の検知は、所定期間における平均摩擦が所定値以下となった場合に特性変化として検知するようにしてもよい。

上記指標に基づいた特性変化の検知は、所定期間における平均摩擦特性の変化量が所定値以上となった場合に特性変化として検知するようにしてもよい。これにより、経時的な摩擦特性の変化を検知することができる。

上記指標に基づいた特性変化の検知は、所定期間における平均摩擦特性の変化率が所定値以上となった場合に特性変化として検知するようにしてもよい。これにより、経時的な摩擦特性の変化を事前に検知（推定・予測）することができる。

上記の補償は、目標とする摩擦特性に対する現状の摩擦特性の差分に相当する摩擦制御量（摩擦補償量）を付与するようにしてもよい。これにより、目標特性に対するステアリングシステムの摩擦特性の変化やステアリングシステムと車両を合わせた摩擦特性の変化を低減することができる。

上記の補償は、上記特性変化を検知した場合に、特性変化に相当する摩擦制御量を付与するようにしてもよい。これにより、初期の摩擦特性に対するステアリングシステムの摩擦特性の変化やステアリングシステムと車両を合わせた摩擦特性の変化を低減することができる。

上記補償は、所定期間における平均摩擦特性の変化率が所定値以上となって特性変化を検知した場合に、予め摩擦制御量を増加させるようにしてもよい。これにより、初期の摩擦特性に対するステアリングシステムの摩擦特性の変化やステアリングシステムと車両を合わせた摩擦特性の変化をより早く低減することができる。

上記補償では、補償量や補償率に上限を設けるようにしてもよい。これにより、過剰な補償を抑制することができる。

現状の摩擦特性が所定以下となった場合にドライバへ告知するようにしてもよい。摩擦特性の変化に対して補償では対応できない場合に、ドライバに対して修理を促すことができる。

電動パワーステアリング装置は、上記ステアリングシステムの摩擦特性と、上記ステアリングシステムと車両とを合わせた摩擦特性との差を求めることにより、車両分の摩擦特性を抽出し、指標化し、指標に基づいて特性変化を検知し、特性変化を補償するものであってもよい。これにより、車両分のみの摩擦特性を精度よく検知し、補償することができる。

上記ステアリングシステムの回転角θ−トルクＴ特性と、上記ステアリングシステムと車両とを合わせた換算後ピニオン回転角θ２−トルクＴ特性との差分に基づいて、車両分の回転角θ−トルクＴ特性を作成し、作成した特性から車両分の摩擦特性を抽出し、指標化し、指標に基づいて特性変化を検知し、特性変化を補償するようにしてもよい。これにより、車両分のみの操舵に関する摩擦特性を精度よく検知し、補償することができる。

電動パワーステアリング装置は、上記ステアリングシステムの回転角θ−トルクＴ特性、または上記ステアリングシステムと車両とを合わせた換算後ピニオン回転角θ２−トルクＴ特性を用い、リサージュ波形から回転角に依存した摩擦特性を抽出し、指標化し、指標に基づいて特性変化を検知し、特性変化を補償するものであってもよい。これにより、回転角に依存したステアリングシステムの摩擦特性やステアリングシステムと車両とを合わせた摩擦特性を精度よく検知し、補償することができる。

上記のリサージュ波形による摩擦特性の抽出は、リサージュ波形上の回転角に対するトルクＴ、または回転角に対するリサージュ波形上のトルクＴの差（波形の幅）に基づくものとすることができる。これにより、回転角に応じた摩擦特性を精度よく抽出することができる。

上記指標に基づいた特性変化の検知は、所定期間における回転角毎の平均摩擦特性の変化が所定値以上となった場合に特性変化として検知するようにしてもよい。これにより、経時的な摩擦特性の変化を検知することができる。

上記指標に基づいた特性変化の検知は、所定期間における回転角毎の平均摩擦特性の変化率が所定値以上となった場合に特性変化として検知するようにしてもよい。これにより、経時的な摩擦特性の変化をより早く検知・推定・予測することができる。

上記補償は、目標とする摩擦特性に対する現状の摩擦特性の差分に相当する回転角毎の摩擦制御量を付与するようにしてもよい。目標特性に対するステアリングシステムの摩擦特性の変化やステアリングシステムと車両を合わせた摩擦特性の変化を低減することができる。

上記補償は、特性変化を検知した場合に、特性変化に相当する回転角毎の摩擦制御量を付与するようにしてもよい。これにより、初期の摩擦特性に対するステアリングシステムの摩擦特性の変化やステアリングシステムと車両を合わせた摩擦特性の変化を低減することができる。

上記補償は、平均摩擦特性の変化率に基づいて特性変化を検知した場合に、予め回転角毎の摩擦制御量を増加させるようにしてもよい。これにより、初期の摩擦特性に対するステアリングシステムの摩擦特性の変化やステアリングシステムと車両を合わせた摩擦特性の変化をより早く低減することができる。

上記の補正方法において、ＥＰＳシステムによって自動的に操舵して摩擦特性を取得するようにしてもよい。例えば、ディーラー等での整備時に自動操舵により摩擦特性を取得するようにすればよい。自動操舵により摩擦特性を取得する場合、人が操舵する場合に比べて、短時間でより正確な情報を取得することができる。

上記自動操舵による場合、一回の測定結果に基づき補償量が設定されるようにしてもよい。これによれば、整備時に短時間で補償量の設定を行うことが可能となる。

上記の各実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１−１ 電動パワーステアリング装置
１４ ピニオンギア
５０ ＥＣＵ
５３ 第一補正制御部
５４ 第二補正制御部
６１ 摩擦特性検出部
６２ 指標化部
６３ 経年劣化判定部
６４ 必要摩擦量演算部
６５ 摩擦付与制御部
θ ピニオン回転角
θ２ 換算後ピニオン回転角
Ｔ ピニオン位置トルク
Ｔcom 摩擦補償量

Claims (6)

1. ピニオンギアの位置における回転トルクと前記ピニオンギアの回転角度に基づき操舵系の摩擦特性を推定する
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. ピニオンギアの位置における回転トルクと車両応答に基づき車両全体の操舵に関する摩擦特性を推定する
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
3. ピニオンギアの位置における回転トルクおよび前記ピニオンギアの回転角度に基づき推定した操舵系の摩擦特性と、前記ピニオンギアの位置における回転トルクおよび車両応答に基づき推定した車両全体の操舵に関する摩擦特性と、に基づき前記操舵系を除く前記車両の操舵に関する摩擦特性を推定する
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
4. 前記ピニオンギアの位置における回転トルクと前記ピニオンギアの回転角度に基づき回転角度に依存した操舵系の摩擦特性を推定する
   請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記ピニオンギアの位置における回転トルクと車両応答に基づき回転角に依存した車両全体の操舵に関する摩擦特性を推定する
   請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置。
6. 出力トルクが、推定した前記摩擦特性に応じて変化する
   請求項１から５のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。

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