JP5942726B2 - 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、車両の操舵機構に電動モータの動力を付与することにより運転者のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）が知られている。たとえば特許文献１のＥＰＳのコントローラは、各種のセンサを通じて取得される操舵トルク、操舵角、および車輪舵角に基づき電動モータを制御する。

コントローラは、第１および第２の規範モデル（制御目的を定式化したモデル）を有している。第１の規範モデルは操舵角と目標操舵トルクとの関係を、第２の規範モデルは操舵トルクと目標転舵角との関係をそれぞれ規定する。コントローラは、第１および第２の規範モデルによって定められる目標操舵トルクおよび目標転舵角に基づき、フィードバック制御の一種であるＰＩＤ（比例、積分、微分）制御を行う。

コントローラは、第１の規範モデルによって定められた目標操舵トルクに対する実際の操舵トルクの偏差、および第２の規範モデルによって定められた目標転舵角に対する実際の転舵角の偏差をそれぞれ求め、これら偏差をなくすように電動モータを制御する。コントローラは、当該制御を通じて、実際の操舵トルクを目標操舵トルクに、実際の転舵角を目標転舵角にそれぞれ追従させる。

特許第４４５３０１２号明細書

特許文献１のＥＰＳでは、操舵機構としてラックアンドピニオン機構が採用されている。当該機構は、ステアリングの操作に伴うピニオンの回転を当該ピニオンに噛み合うラック軸の直線運動に変換することにより転舵輪の向きを変える。ラック軸はハウジングに摺動可能に収容されている。通常、ラック軸がその可動範囲の限界に達すると、当該ラック軸の端部（ラックエンド）がハウジングに突き当たる、いわゆる「端当て」が生じ、ラック軸の移動範囲が物理的に規制される。

ここで、ラック軸の端部がハウジングに突き当たっているにもかかわらず、運転者によるステアリング操作を通じて操舵トルクがさらに印加される状況も想定される。たとえば車庫入れ時などである。前述した第２の規範モデルは、操舵トルクに応じた理想的な転舵角である目標転舵角を規定するものである。このため、操舵トルクの増大に応じて第２の規範モデルによって定められる目標転舵角は増大するが、実際の転舵角は増大することがない。すなわち、転舵角のフィードバック制御を実行しても、目標転舵角に対する実際の転舵角の偏差がなくならず、フィードバック制御が利かない状態となる。このとき、コントローラは、このような偏差をなくすよう電動モータを制御し、操舵方向に過大なアシストトルクを付与する。

このような状態から、たとえばステアリングがそれまでと逆方向に操作されるなどして目標転舵角に実際の転舵角が追従可能な状態になると、アシストトルクが適切な方向および大きさに修正されるが、この修正過程におけるアシストトルクの変化が運転者の違和感につながるおそれがあった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ラック軸がその可動範囲の限界に至る、いわゆる端当て時に、転舵角のフィードバック制御における目標転舵角と実際の転舵角との間に偏差が発生するのを抑制することにより、操舵フィーリングの悪化を抑制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にある。

請求項１に記載の発明は、車両の操舵機構に付与される操舵補助力の発生源であるモータと、車両のステアリング操作に応じて前記モータを制御する制御装置と、を備え、前記操舵機構がラックアンドピニオン機構を含む電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、少なくとも操舵トルクに応じて操舵機構に付与すべき操舵補助力の基礎制御成分を演算する第１の演算部と、転舵輪の転舵角に応じて回転する回転軸の実際の回転角を、少なくとも操舵トルクに応じて算出される目標回転角に一致させるフィードバック制御を通じて基礎制御成分に対する補正制御成分を演算する第２の演算部と、を備え、前記制御装置は、前記補正制御成分によって補正された前記基礎制御成分に基づき演算されるアシスト指令値に応じて前記モータの駆動を制御するものであり、前記第２の演算部は、前記ラックアンドピニオン機構のラックの物理的な可動範囲よりも狭く設定された可動範囲の限界に対応する角度閾値に前記目標回転角が達したとき、前記アシスト指令値に応じて前記モータより発生される操舵反力を急激に増大させるべく、それ以降大きさが増加しないよう抑制された少なくとも前記操舵トルクに応じて算出される前記目標回転角に前記実際の回転角を一致させるフィードバック制御を通じて前記補正制御成分を演算することをその要旨とする。

この構成によれば、ラックアンドピニオン機構のラックが、設定された可動範囲の限界に達したとき、補正制御成分による基礎制御成分の補正を通じて、ステアリングの操舵反力が急激に増大される。このときの補正制御成分は、目標回転角の演算に用いる少なくとも操舵トルクの大きさが増加するのを抑制し、当該抑制された少なくとも操舵トルクに応じて算出される目標回転角と実際の回転角とのフィードバック制御により得られる。当該操舵トルクの大きさが抑制される分だけ、第２の演算部により演算される目標回転角の大きさが小さくなる。これにより、ラックが設定された可動範囲の限界に達したとき、第２の演算部で演算される目標回転角の大きさが角度閾値を超えて大きくなることが防止される。その結果、ラックが設定された可動範囲の限界に達しても、回転角のフィードバック制御における目標回転角と実際の回転角との間、換言すれば転舵角のフィードバック制御における目標転舵角と実際の転舵角との間に偏差が発生せず、操舵フィーリングが悪化するおそれもない。

また、当該操舵反力は、操舵トルクと逆方向に作用する力である。そのため、制御装置の制御を通じて、操舵反力を増大させることにより、ラックの可動範囲を仮想的に作ることができる。これにより、ステアリング操舵の範囲が、本来の最大操舵範囲よりも狭い範囲に仮想的に制限される。このため、ラックが実際の物理的な可動範囲の限界に至るまでステアリング操作されることが抑制される。すなわち、ラックが物理的な可動範囲の限界に至ることがないので、本発明の電動パワーステアリング装置では、従来のような端当てが発生しない。そのため、従来のように、端当て時の過大な衝撃が操舵機構に作用するおそれもない。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、前記第２の演算部は、前記目標回転角が前記角度閾値に達したとき、操舵反力に含まれる弾性成分を急激に増大させるべく補助弾性成分を演算することをその要旨とする。

このように、補助弾性成分による基礎制御成分の補正を通じて、操舵反力に含まれる弾性成分（ばね成分）を急激に増大させることにより、運転者に対して仮想的な突き当たり感を付与することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、前記第２の演算部は、前記回転軸の角速度が所定以上の大きさに達したとき、操舵反力に含まれる粘性成分を増大させるべく補助粘性成分を演算することをその要旨とする。

操舵反力を急激に増大させた場合、当該操舵反力が操舵機構を介して衝撃として運転者に伝達されるおそれがある。この点、本発明によれば、ラックが勢いよく可動範囲の限界に達したとしても、操舵反力の粘性成分が増大されるため、粘性抵抗により操舵反力による衝撃を緩和することが可能である。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、前記第２の演算部は、前記目標回転角が前記角度閾値に近いほど、前記補助粘性成分の算出に用いる前記角速度の大きさを大きく補正することをその要旨とする。

この構成によれば、目標回転角が角度閾値に近づくほど、補助粘性成分の算出に用いられる角速度の大きさが大きく補正されるので、補助粘性成分が演算されやすくなる。したがって、ラックが可動範囲の限界に達したときの衝撃を効果的に緩和することが可能である。

請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の電動パワーステアリング装置において、前記第２の演算部は、前記目標回転角が所定以上の大きさに達したとき、前記補助粘性成分を増大させることをその要旨とする。

この構成によれば、目標回転角が角度閾値に達する際に、操舵反力の粘性成分をより増大させることによって、ラックが可動範囲の限界に達したときの衝撃をより効果的に緩和することができる。

本発明によれば、ラック軸がその可動範囲の限界に至る、いわゆる端当て時に、転舵角のフィードバック制御における目標転舵角と実際の転舵角との間に偏差が発生するのを抑制することにより、操舵フィーリングの悪化を抑制することができる。

一実施の形態における電動パワーステアリング装置の構成を示すブロック図。 同じくモータ制御装置の制御ブロック図。 同じく目標ピニオン角演算部の制御ブロック図。 他の実施の形態における目標ピニオン角演算部の制御ブロック図。

以下、本発明を、電動パワーステアリング装置に具体化した一実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
＜電動パワーステアリング装置の概要＞
図１に示すように、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１０は、運転者のステアリング操作に基づいて転舵輪を転舵させる操舵機構２０、および運転者のステアリング操作を補助する操舵補助機構３０、および操舵補助機構３０の作動を制御するＥＣＵ（電子制御装置）４０を備えている。

操舵機構２０は、運転者により操作されるステアリングホイール２１、およびステアリングホイール２１と一体回転するステアリングシャフト２２を備えている。ステアリングシャフト２２は、ステアリングホイール２１の中心に連結されたコラムシャフト２２ａ、コラムシャフト２２ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト２２ｂ、およびインターミディエイトシャフト２２ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト２２ｃからなる。ピニオンシャフト２２ｃの下端部は、ピニオンシャフト２２ｃに交わる方向へ延びるラック軸２３（正確には、ラック歯が形成された部分２３ａ）に噛合されている。したがって、ステアリングシャフト２２の回転運動は、ピニオンシャフト２２ｃおよびラック軸２３からなるラックアンドピニオン機構２４によりラック軸２３の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラック軸２３の両端にそれぞれ連結されたタイロッド２５を介して左右の転舵輪２６，２６にそれぞれ伝達されることにより、これら転舵輪２６，２６の転舵角θ_ｔａが変更される。転舵輪２６，２６の転舵角θ_ｔａが変更されることにより車両の進行方向が変更される。

操舵補助機構３０は、操舵補助力の発生源であるモータ３１を備えている。モータ３１としては、ブラシレスモータなどの三相交流モータが採用される。モータ３１は、減速機構３２を介してコラムシャフト２２ａに連結されている。減速機構３２はモータ３１の回転を減速し、当該減速した回転力をコラムシャフト２２ａに伝達する。すなわち、ステアリングシャフト２２にモータトルクが操舵補助力（アシスト力）として付与されることにより、運転者のステアリング操作が補助される。

ＥＣＵ４０は、車両に設けられる各種のセンサの検出結果を運転者の要求あるいは走行状態を示す情報として取得し、これら取得される各種の情報に応じて、モータ３１を制御する。各種のセンサとしては、たとえば車速センサ４１０、トルクセンサ４２０および回転角センサ４３０がある。車速センサ４１０は、車速（車両の走行速度）Ｖを検出する。トルクセンサ４２０は、コラムシャフト２２ａに設けられて、ステアリングホイール２１を介してステアリングシャフト２２に印加される操舵トルクＴ_ｈを検出する。回転角センサ４３０は、モータ３１に設けられて、モータ３１の回転角θ_ｍを検出する。ＥＣＵ４０は、これらセンサを通じて取得される車速Ｖ、操舵トルクＴ_ｈおよび回転角θ_ｍに基づき、モータ３１を制御する。

＜ＥＣＵの概略構成＞
つぎに、ＥＣＵのハードウェア構成を説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ４０は、インバータ回路４１およびマイクロコンピュータ４２を備えている。

インバータ回路４１は、マイクロコンピュータ４２により生成される後述のモータ駆動信号に基づいて、バッテリなどの直流電源から供給される直流電流を三相交流電流に変換する。当該変換された三相交流電流は、各相の給電経路４４を介してモータ３１に供給される。各相の給電経路４４には電流センサ４５が設けられている。これら電流センサ４５は、各相の給電経路４４に生ずる実際の電流値Ｉを検出する。なお、図２では、説明の便宜上、各相の給電経路４４および各相の電流センサ４５をそれぞれ１つにまとめて図示する。

マイクロコンピュータ４２は、車速センサ４１０、トルクセンサ４２０、回転角センサ４３０および電流センサ４５の検出結果をそれぞれ定められたサンプリング周期で取り込む。マイクロコンピュータ４２は、これら取り込まれる検出結果、すなわち車速Ｖ、操舵トルクＴ_ｈ、回転角θ_ｍおよび電流値Ｉに基づきモータ駆動信号（ＰＷＭ駆動信号）を生成する。

正確には、マイクロコンピュータ４２は、インバータ回路４１のＰＷＭ駆動を通じて、モータ電流のベクトル制御を行う。ベクトル制御とは、モータ電流を磁界と平行なｄ軸成分（界磁電流成分）と、これに直交するｑ軸成分（トルク電流成分）とに分離し、これら分離した電流をそれぞれ独立に目標制御するものである。ベクトル制御により、モータ３１を直流モータと類似の取り扱いとすることができる。

＜マイクロコンピュータ＞
つぎに、マイクロコンピュータの機能的な構成を説明する。
マイクロコンピュータ４２は、図示しない記憶装置に格納された制御プログラムを実行することによって実現される各種の演算処理部を有している。図２に示すように、マイクロコンピュータ４２は、これら演算処理部として、アシスト指令値演算部５１、電流指令値演算部５２、モータ駆動信号生成部５３およびピニオン角演算部５４を備えている。

アシスト指令値演算部５１は、車速Ｖ、操舵トルクＴ_ｈ、モータ３１の回転角θ_ｍ、およびピニオン角演算部５４により算出される後述のピニオン角θ_ｐをそれぞれ取り込み、これら取り込まれる各種の情報に基づいてアシスト指令値Ｔ_ａ ^＊を演算する。アシスト指令値Ｔ_ａ ^＊は、モータ３１に発生させるべき回転力（アシストトルク）を示す指令値である。なお、アシスト指令値演算部５１については、後に詳述する。

電流指令値演算部５２は、アシスト指令値演算部５１により算出されるアシスト指令値Ｔ_ａ ^＊に基づき電流指令値Ｉ^＊を演算する。電流指令値Ｉ^＊は、モータ３１に供給するべき電流を示す指令値である。正確には、電流指令値Ｉ^＊は、ｄ／ｑ座標系におけるｑ軸電流指令値およびｄ軸電流指令値を含む。ｄ／ｑ座標系は、モータ３１の回転角θ_ｍに従う回転座標である。

モータ駆動信号生成部５３は、電流指令値Ｉ^＊、実際の電流値Ｉ、およびモータ３１の回転角θ_ｍをそれぞれ取り込み、これら取り込まれる情報に基づき実際の電流値Ｉが電流指令値Ｉ^＊に追従するように電流のフィードバック制御を行う。モータ駆動信号生成部５３は、電流指令値Ｉ^＊と実際の電流値Ｉとの偏差を求め、当該偏差を無くすようにモータ駆動信号を生成する。

正確には、モータ駆動信号生成部５３は、回転角θ_ｍを使用してモータ３１の三相の電流値を二相のベクトル成分、すなわちｄ／ｑ座標系におけるｄ軸電流値およびｑ軸電流値に変換する。そして、モータ駆動信号生成部５３は、ｄ軸電流値とｄ軸電流指令値との偏差、およびｑ軸電流値とｑ軸電流指令値との偏差をそれぞれ求め、これら偏差を解消するＰＷＭデューティを算出する。モータ駆動信号生成部５３により生成されるモータ駆動信号には、当該ＰＷＭデューティが含まれる。インバータ回路４１を通じて当該モータ駆動信号に応じた電流がモータ３１に供給されることにより、モータ３１はアシスト指令値Ｔ_ａ ^＊に応じた回転力を発生する。

ピニオン角演算部５４は、モータ３１の回転角θ_ｍを取り込み、この取り込んだ回転角θ_ｍに基づきピニオンシャフト２２ｃの回転角であるピニオン角θ_ｐを演算する。前述したように、モータ３１は減速機構３２を介してコラムシャフト２２ａに連結されている。このため、モータ３１の回転角θ_ｍとピニオン角θ_ｐとの間には相関関係がある。この相関関係を利用してモータ３１の回転角θ_ｍからピニオン角θ_ｐを求めることができる。さらに、これも前述したように、ピニオンシャフト２２ｃは、ラック軸２３に噛合されている。このため、ピニオン角θ_ｐとラック軸２３の移動量との間にも相関関係がある。すなわち、ピニオン角θ_ｐは、転舵輪２６の転舵角θ_ｔａを反映する値である。ピニオン角θ_ｐは、後述する目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に基づきフィードバック制御される。

＜アシストトルク演算部＞
つぎに、アシスト指令値演算部５１について詳細に説明する。
図２に示すように、アシスト指令値演算部５１は、基本アシスト成分演算部６１、目標ピニオン角演算部６２、およびピニオン角フィードバック制御部（ピニオン角Ｆ／Ｂ制御部）６３を有している。

基本アシスト成分演算部６１は、車速Ｖおよび操舵トルクＴ_ｈに基づいて基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊を演算する。基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊はアシスト指令値Ｔ_ａ ^＊の基礎制御成分である。基本アシスト成分演算部６１は、操舵トルクＴ_ｈと基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊との関係を車速Ｖに応じて規定する三次元マップを使用して、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊を演算する。基本アシスト成分演算部６１は、操舵トルクＴ_ｈの絶対値が大きくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊の絶対値をより大きな値に設定する。

目標ピニオン角演算部６２は、基本アシスト成分演算部６１により生成される基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊、および操舵トルクＴ_ｈをそれぞれ取り込む。目標ピニオン角演算部６２は、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊および操舵トルクＴ_ｈの総和を基本駆動トルク（入力トルク）とするとき、基本駆動トルクに基づいて理想的なピニオン角を定める理想モデルを有している。理想モデルは、基本駆動トルクに応じた理想的な転舵角に対応するピニオン角を予め実験などによりモデル化したものである。目標ピニオン角演算部６２は、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊と操舵トルクＴ_ｈとを加算して基本駆動トルクを求め、この求められる基本駆動トルクから理想モデルに基づいて目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。なお、目標ピニオン角演算部６２については、後に詳述する。

ピニオン角フィードバック制御部６３は、目標ピニオン角演算部６２により算出される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊およびピニオン角演算部５４により算出される実際のピニオン角θ_ｐをそれぞれ取り込む。ピニオン角フィードバック制御部６３は、実際のピニオン角θ_ｐが目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に追従するように、ピニオン角のフィードバック制御としてＰＩＤ（比例、積分、微分）制御を行う。すなわち、ピニオン角フィードバック制御部６３は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊と実際のピニオン角θ_ｐとの偏差を求め、当該偏差を無くすように基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊の補正成分Ｔ_ａ２ ^＊（補正制御成分）を求める。

アシスト指令値演算部５１は、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊に補正成分Ｔ_ａ２ ^＊を加算することによりアシスト指令値Ｔ_ａ ^＊を演算する。
＜目標ピニオン角演算部＞
つぎに、目標ピニオン角演算部６２について詳細に説明する。

前述したように、目標ピニオン角演算部６２は、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊および操舵トルクＴ_ｈの総和である基本駆動トルクから理想モデルに基づいて目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。当該理想モデルは、ステアリングシャフト２２に印加されるトルク、すなわち前述した基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊が、次式（Ａ）で表されることを利用したモデルである。

Ｔ_ｐ ^＊＝Ｊθ_ｐ ^＊′′＋Ｃθ_ｐ ^＊′＋Ｋθ_ｐ ^＊ …（Ａ）
ただし、Ｊはステアリングホイール２１およびステアリングシャフト２２の慣性モーメント、Ｃはラック軸２３のハウジングに対する摩擦などに対応する粘性係数（摩擦係数）、Ｋはステアリングホイール２１およびステアリングシャフト２２をそれぞればねとみなしたときのばね係数である。

式（Ａ）から分かるように、基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の二階時間微分値θ_ｐ ^＊′′に慣性モーメントＪを乗じた値、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の一階時間微分値θ_ｐ ^＊′に粘性係数Ｃを乗じた値、および目標ピニオン角θ_ｐ ^＊にばね係数Ｋを乗じた値を加算することによって得られる。

目標ピニオン角演算部６２は、式（Ａ）に基づく理想モデルに従って目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。
図３に示すように、式（Ａ）に基づく理想モデルは、理想ＥＰＳモデル７１、および理想車両モデル７２に分けられる。

理想ＥＰＳモデル７１は、ステアリングシャフト２２およびモータ３１など、電動パワーステアリング装置１０の各構成要素の特性に応じてチューニングされる。理想ＥＰＳモデル７１は、加算器７３、減算器７４、慣性モデル７５、第１の積分器７６、第２の積分器７７および粘性モデル７８を有している。

加算器７３は、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊と操舵トルクＴ_ｈとを加算することにより基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊を演算する。
減算器７４は、加算器７３により算出される基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊から後述する粘性成分Ｔ_ｖｉ ^＊およびばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊をそれぞれ減算する。ここでは、粘性成分Ｔ_ｖｉ ^＊およびばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊が減算された基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊の値を減算値Ｔ_ｐ ^＊＊とする。

慣性モデル７５は、式（Ａ）の慣性項に対応する慣性制御演算部として機能する。慣性モデル７５は、減算器７４により算出される減算値Ｔ_ｐ ^＊＊に慣性モーメントＪ_ｐの逆数を乗ずることにより、ピニオン角加速度α_ｐ ^＊を演算する。

第１の積分器７６は、慣性モデル７５により算出されるピニオン角加速度α_ｐ ^＊を積分することにより、ピニオン角速度ω_ｐ ^＊を演算する。
第２の積分器７７は、第１の積分器７６により算出されるピニオン角速度ω_ｐ ^＊をさらに積分することにより、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を演算する。目標ピニオン角θ_ｐ ^＊は、理想ＥＰＳモデル７１に基づくピニオンシャフト２２ｃの理想的な回転角である。

粘性モデル７８は、式（Ａ）の粘性項に対応する粘性制御演算部として機能する。粘性モデル７８は、第１の積分器７６により算出されるピニオン角速度ω_ｐ ^＊に粘性係数Ｃを乗ずることにより、基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊の粘性成分Ｔ_ｖｉ ^＊を演算する。

理想車両モデル７２は、電動パワーステアリング装置１０が搭載される車両の特性に応じてチューニングされる。操舵特性に影響を与える車両側の特性は、たとえばサスペンションおよびホイールアライメントの仕様、および転舵輪２６，２６のグリップ力（摩擦力）などにより決まる。理想車両モデル７２は、式（Ａ）のばね項に対応するばね特性制御演算部として機能する。理想車両モデル７２は、第２の積分器７７により算出される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊にばね係数Ｋを乗ずることにより、基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊のばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊を演算する。

このように構成した目標ピニオン角演算部６２によれば、理想ＥＰＳモデル７１の慣性モーメントＪおよび粘性係数Ｃ、ならびに理想車両モデル７２のばね係数Ｋをそれぞれ調整することによって、基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊と目標ピニオン角θ_ｐ ^＊との関係を直接的にチューニングすること、ひいては所望の操舵特性を実現することができる。

本例では、基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊から理想ＥＰＳモデル７１および理想車両モデル７２に基づいて目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が設定され、実際のピニオン角θ_ｐが目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に一致するようにフィードバック制御される。前述したように、ピニオン角θ_ｐと転舵輪２６，２６の転舵角θ_ｔａとの間には相関関係がある。このため、基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊に応じた転舵輪２６，２６の転舵動作も理想ＥＰＳモデル７１および理想車両モデル７２により定まる。すなわち、車両の操舵感が理想ＥＰＳモデル７１および理想車両モデル７２により決まる。したがって、理想ＥＰＳモデル７１および理想車両モデル７２の調整により所望の操舵感を実現することが可能となる。

また、実際の転舵角θ_ｔａが、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に応じた転舵角θ_ｔａに維持される。このため、路面状態あるいはブレーキングなどの外乱に起因して発生する逆入力振動の抑制効果も得られる。すなわち、転舵輪２６，２６を介して操舵機構２０に振動が伝達される場合であれ、ピニオン角θ_ｐが目標ピニオン角θ_ｐ ^＊となるように補正成分Ｔ_ａ２ ^＊が調節される。このため、実際の転舵角θ_ｔａは、理想モデルにより規定される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に応じた転舵角θ_ｔａに維持される。結果的にみれば、逆入力振動を打ち消す方向へ操舵補助が行われることにより、逆入力振動がステアリングホイール２１に伝わることが抑制される。

ここで、前述したように、ピニオン角フィードバック制御部６３は、実際のピニオン角θ_ｐが目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に追従するように、ピニオン角θ_ｐのＰＩＤ制御を行う。このため、運転者のステアリング操作を通じて、ラック軸２３の端部がハウジングに突き当たったとき、目標ピニオン角演算部６２により算出される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊と実際のピニオン角θ_ｐとの偏差が、ＰＩＤ制御の積分動作により時間的に累積される。したがって、ステアリングがそれまでと逆方向に操作されるなどして当該偏差がなくなったとしても、ピニオン角フィードバック制御部６３はそれまでの偏差の累積値に応じた補正成分Ｔ_ａ２ ^＊を発生させる。この補正成分Ｔ_ａ２ ^＊が加味されたアシスト指令値Ｔ_ａ ^＊に基づく操舵補助は、そのときのステアリング操作に応じたものではない。このため、運転者はステアリング操作の際に違和感を持つおそれがある。

そこで、本例では、マイクロコンピュータ４２によるモータ３１の制御を通じて、ラック軸２３の移動可能な範囲が仮想的に生成される。マイクロコンピュータ４２は、ラック軸２３の移動が機械的に規制される実際の可動範囲の限界にラック軸２３が達する前に仮想的な可動範囲を発生させる。ラック軸２３が実際の可動範囲の限界に至る前、すなわちラックエンドがハウジングに突き当たる前に、運転者に対して仮想的な突き当たり感を付与することにより、ラックエンドが実際にハウジングに突き当たるまでステアリングホイール２１が操作されることが抑制される。以下に、ラック軸２３の仮想的な可動範囲を生成する手段について詳細に説明する。

＜理想エンドモデル＞
図３に示すように、目標ピニオン角演算部６２は、理想エンドモデル８１を有している。理想エンドモデル８１は、仮想的な可動範囲を生成するために、第２の積分器７７により算出される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に応じた理想的なばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊を実験によりモデル化したものである。ばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊は、基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊に応じた目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に基づく補正成分であって、かつ基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊のばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊に対する補正成分である。

理想エンドモデル８１は、その時々の目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に応じたばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊（補助弾性成分）を演算する。たとえば目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が０を基準とする正の方向へ増大するときの理想エンドモデル８１の特性はつぎの通りである。すなわち、理想エンドモデル８１は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊がピニオン角θ_ｐの取り得る最大値θ_ｐｍａｘ（可動範囲の限界）の近傍値θ_ｐｎ ^＊（角度閾値）に達するまでは、ばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊を生成しない。理想エンドモデル８１は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が近傍値θ_ｐｎ ^＊に達した以降にばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊を発生させるとともに、ばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊の値を正の方向へ急激に増大させる。目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が近傍値θ_ｐｎ ^＊に達した以降、最大値θ_ｐｍａｘに達する前に、ばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊は、つぎのような値に至る。すなわち、基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊から、前述した粘性成分Ｔ_ｖｉ ^＊およびばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊に加えてばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊をさらに減算する。これにより、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の算出の基礎となる減算値Ｔ_ｐ ^＊＊の大きさがそれ以降増大しないように、ばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊は設定される。なお、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が０を基準とする負の方向へ増大するときも同様である。

ちなみに、前述したように、ピニオン角θ_ｐとラック軸２３の移動量との間には相関関係がある。このため、ラック軸２３の位置は、ピニオン角θ_ｐに換算して表すことができる。

＜理想エンドモデルの作用＞
さて、このように構成した理想エンドモデル８１によれば、たとえば正の基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊が作用して目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が正の近傍値θ_ｐｎ ^＊に達したとき、正のばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊が急激に増大される。理想エンドモデル８１により算出されるばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊は、加算器８６によって、理想車両モデル７２により算出されるばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊に加算される。このため、減算器７４おいては、ばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊の分だけ大きな値のばね成分Ｔ_ｓｐ ^＊が基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊から減算される。すなわち、減算器７４により算出される減算値Ｔ_ｐ ^＊＊は、ばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊の分だけ小さな値となる。

ばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊の大きさは、理想エンドモデル８１に規定された勾配に従って目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が増大するほど大きくなる。ばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊の大きさが増大することにより、減算値Ｔ_ｐ ^＊＊、ひいては当該減算値Ｔ_ｐ ^＊＊に基づく目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の大きさが増大するのを防止する。その結果、当該減算値Ｔ_ｐ ^＊＊に基づき慣性モデル７５、第１の積分器７６および第２の積分器７７を通じて算出される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が実際のピニオン角θ_ｐの最大値θ_ｐｍａｘを超える大きさになることが防止される。したがって、本例の電動パワーステアリング装置１０では、ピニオン角θ_ｐが最大値θ_ｐｍａｘに達することがなく、近傍値θ_ｐｎ ^＊が実質的な可動範囲の限界となる。本例の電動パワーステアリング装置１０は、このように生成した仮想的な可動範囲の限界においても、ピニオン角フィードバック制御によりピニオン角θ_ｐを目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に追従させることが可能であるため、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊と実際のピニオン角θ_ｐとの間には偏差が発生しない。そのため、運転者は違和感を覚えることなく、操舵することができる。

また、理想エンドモデル８１におけるばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊の増大は、ステアリングホイール２１を介して運転者に操舵反力として伝達される。そのため理想エンドモデル８１に基づく理想的な操舵反力により、運転者は仮想的な可動範囲の限界における突き当たり感を得る。なお、負の基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊が作用して目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が負の近傍値θ_ｐｎ ^＊に達したときについても、前述と同様である。

このように、ステアリングホイール２１の操舵範囲が、本来の最大操舵範囲よりも狭い範囲に仮想的に制限される。このため、ラック軸２３が実際にハウジングに突き当たるまでステアリング操作されることが抑制され、過大な衝撃がラック軸２３やハウジングに作用することが防止される。

ただし、理想エンドモデル８１におけるばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊の増大勾配を大きく設定するほど、つぎのような問題が懸念される。すなわち、ラック軸２３が仮想的な可動範囲の限界に至った場合、理想エンドモデル８１に従って操舵反力があまりにも急激に増大したとき、当該操舵反力がステアリングホイール２１を介して衝撃として運転者に伝達されるおそれがある。そこで、本例では、ラック軸２３が仮想的な可動範囲の限界に至った際の衝撃を緩和するために、つぎのような構成を採用している。以下、当該構成について説明する。

＜ダンパゲインマップ＞
図３に示すように、目標ピニオン角演算部６２、正確には理想ＥＰＳモデル７１には、角速度オフセットマップ８２および粘性反力トルクマップ８３が設けられている。

角速度オフセットマップ８２は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊とオフセット量ω_ｏ ^＊との関係を規定する。角速度オフセットマップ８２は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に応じてピニオン角速度ω_ｐ ^＊（第１の積分器７１により算出されるピニオン角速度ω_ｐ ^＊）に対するオフセット量を演算する。角速度オフセットマップ８２は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が仮想的な可動範囲の限界に対応する近傍値θ_ｐｎ ^＊に近づくほど、ピニオン角速度ω_ｐ ^＊のオフセット量を大きく設定する。また、角速度オフセットマップ８２は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が近傍値θ_ｐｎ ^＊に達した以降は、オフセット量を一定の値に維持する。角速度オフセットマップ８２により算出されるオフセット量は、加算器８４を通じて、第１の積分器７６により算出されるピニオン角速度ω_ｐ ^＊に加算される。以下、オフセット量が加算されたピニオン角速度ω_ｐ ^＊を「オフセット後のピニオン角速度ω_ｐ ^＊」という。

粘性反力トルクマップ８３は、ピニオン角速度ω_ｐ ^＊と粘性反力トルクＴ_ｖｉｃ ^＊との関係を規定する。粘性反力トルクマップ８３は、オフセット後のピニオン角速度ω_ｐ ^＊に応じて粘性反力トルクＴ_ｖｉｃ ^＊（補助粘性成分）を演算する。粘性反力トルクマップ８３は、ピニオン角速度ω_ｐ ^＊の大きさが一定の大きさ以上になると、粘性反力トルクＴ_ｖｉｃ ^＊の大きさを急増させる。粘性反力トルクマップ８３により算出される粘性反力トルクＴ_ｖｉｃ ^＊は、加算器８５を通じて、粘性モデル７８により算出される粘性成分Ｔ_ｖｉ ^＊に加算される。

さて、このように目標ピニオン角演算部６２（正確には、理想ＥＰＳモデル７１）に角速度オフセットマップ８２および粘性反力トルクマップ８３を設けることにより、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が仮想的な可動範囲の限界に対応する近傍値θ_ｐｎ ^＊に近づくほど、ピニオン角速度ω_ｐ ^＊に対するオフセット量ω_ｏ ^＊が大きくなる。このため、粘性反力トルクがＴ_ｖｉｃ ^＊が大きく設定されやすくなる。この粘性反力トルクがＴ_ｖｉｃ ^＊は、粘性モデル７８により算出される粘性成分Ｔ_ｖｉ ^＊に加算されて、当該加算された粘性成分Ｔ_ｖｉ ^＊が基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊から減算される。このため、オフセット後のピニオン角速度ω_ｐ ^＊に応じて、実際のピニオン角速度とは反対方向へ粘性抵抗が作用する。すなわち、ラック軸２３が仮想的な可動範囲の限界に勢いよく達したとしても、ピニオン角速度ω_ｐ ^＊が所定以上の場合には粘性反力トルクがＴ_ｖｉｃ ^＊が加算されるため、操舵機構２０の粘性抵抗が通常時よりも増大される。したがって、ラック軸２３が仮想的な可動範囲の限界に達する際の衝撃感が抑制される。

＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ラック軸２３が可動範囲の限界の近傍位置（仮想的な可動範囲の限界）に達したとき、補正成分Ｔ_ａ２ ^＊による基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊の補正を通じて、ステアリングホイール２１の操舵反力が急激に増大される。このときの補正成分Ｔ_ａ２ ^＊は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の演算に用いる基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊（基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊および操舵トルクＴ_ｈの総和）の大きさが増加することを抑制し、当該抑制された基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊に応じて算出される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊と実際のピニオン角θ_ｐとのフィードバック制御により得られる。基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊の大きさが抑制される分だけ、目標ピニオン角演算部６２により演算される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の大きさが小さくなる。これにより、ラック軸２３が、設定された仮想的な可動範囲の限界に達したとき、目標ピニオン角演算部６２で演算される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊の大きさがピニオン角θ_ｐの取り得る最大値θ_ｐｍａｘの近傍値θ_ｐｎ ^＊を超えて大きくなることが防止される。その結果、ラック軸２３が設定された仮想的な可動範囲の限界に達しても、ピニオン角θ_ｐのフィードバック制御における目標ピニオン角θ_ｐ ^＊と実際のピニオン角θ_ｐとの間、換言すれば転舵角θ_ｔａのフィードバック制御における目標転舵角と実際の転舵角θ_ｔａとの間に偏差が発生しないので、操舵フィーリングが悪化するおそれもない。

また、当該操舵反力は、操舵トルクＴ_ｈと逆方向に作用する力である。そのため、マイクロコンピュータ４２の制御を通じて、操舵反力を増大させることにより、ラック軸２３の可動範囲を仮想的に作ることができる。これにより、ステアリング操舵の範囲が、本来の最大操舵範囲よりも狭い範囲に仮想的に制限される。このため、ラック軸２３が実際の物理的な可動範囲の限界に至るまでステアリング操作されることが抑制される。すなわち、ラック軸２３が物理的な可動範囲の限界に至ることがないので、本例の電動パワーステアリング装置１０では、従来のような端当てが発生しない。そのため、従来のように、端当て時の過大な衝撃が操舵機構２０に作用するおそれもない。

（２）目標ピニオン角演算部６２の理想エンドモデル８１は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が近傍値θ_ｐｎ ^＊に達したとき、操舵反力の弾性成分（ばね成分）を急激に増大させるべくばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊を演算する。目標ピニオン角演算部６２は、ばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊の分だけ大きさが抑制された基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊（減算値Ｔ_ｐ ^＊＊）に応じて目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を算出する。ピニオン角フィードバック制御部６３は、目標ピニオン角演算部６２により算出される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊と実際のピニオン角θ_ｐとのフィードバック制御を通じて補正成分Ｔ_ａ２ ^＊を算出する。当該補正成分Ｔ_ａ２ ^＊による基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊の補正を通じて、操舵反力に含まれる弾性成分が急激に増大される。

このように、ばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊による基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊の補正を通じて、操舵反力に含まれる弾性成分を急激に増大させることにより、運転者に対して仮想的な突き当たり感を付与することができる。

（３）目標ピニオン角演算部６２の粘性反力トルクマップ８３は、ピニオン角速度ω_ｐ ^＊が所定以上の大きさに達したとき、操舵反力に含まれる粘性成分を増大させるべく粘性反力トルクＴ_ｖｉｃ ^＊を演算する。目標ピニオン角演算部６２は、粘性反力トルクＴ_ｖｉｃ ^＊の分だけ大きさが抑制された基本駆動トルクＴ_ｐ ^＊（減算値Ｔ_ｐ ^＊＊）に応じて目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を算出する。ピニオン角フィードバック制御部６３は、目標ピニオン角演算部６２により算出される目標ピニオン角θ_ｐ ^＊と実際のピニオン角θ_ｐとのフィードバック制御を通じて補正成分Ｔ_ａ２ ^＊を算出する。当該補正成分Ｔ_ａ２ ^＊による基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊の補正を通じて、操舵反力に含まれる粘性成分が急激に増大される。

操舵反力を急激に増大させた場合、当該操舵反力が操舵機構２０を介して衝撃として運転者に伝達されるおそれがある。この点、本例によれば、ラック軸２３が勢いよく仮想的な可動範囲の限界に達したとしても、操舵反力の粘性成分が増大されるため、粘性抵抗により操舵反力による衝撃を緩和することが可能である。

（４）目標ピニオン角演算部６２は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が近傍値θ_ｐｎ ^＊に近いほど、粘性反力トルクＴ_ｖｉｃ ^＊の算出に用いるピニオン角速度ω_ｐ ^＊の大きさを大きな値に補正する。具体的には、角速度オフセットマップ８２は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が近傍値θ_ｐｎ ^＊に近づくほど、ピニオン角速度ω_ｐ ^＊のオフセット量ω_ｏ ^＊を大きく設定する。オフセット量ω_ｏ ^＊は、加算器８４を通じて、第１の積分器７６により算出されるピニオン角速度ω_ｐ ^＊に加算される。粘性反力トルクマップ８３は、オフセット後のピニオン角速度ω_ｐ ^＊を使用して粘性反力トルクＴ_ｖｉｃ ^＊を演算する。この構成によれば、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が近傍値θ_ｐｎ ^＊に近づくほど、粘性反力トルクＴ_ｖｉｃ ^＊の算出に用いられるピニオン角速度ω_ｐ ^＊の大きさが大きな値に補正されるので、粘性反力トルクＴ_ｖｉｃ ^＊が演算されやすくなる。したがって、ラック軸２３が仮想的な可動範囲の限界に達したときの衝撃を効果的に緩和することが可能である。

（５）目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に応じた操舵反力成分であるばね反力トルクＴ_ｓｐｋ ^＊をモデル化した理想エンドモデル８１に従って操舵反力が増大される。理想エンドモデル８１のチューニング如何でラック軸２３の仮想的な可動範囲を自在に形成することが可能である。

（６）転舵輪２６，２６の転舵角θ_ｔａに比例して回転する回転軸として、ピニオンシャフト２２ｃを採用した。ピニオン角θ_ｐのＰＩＤ制御を通じて、間接的に転舵角θ_ｔａを制御することが可能である。すなわち、ピニオン角θ_ｐのフィードバック制御は、転舵角θ_ｔａのフィードバック制御ともいえる。

＜他の実施の形態＞
なお、前記実施の形態は、次のように変更して実施してもよい。
・粘性反力トルクマップ８３により算出される粘性反力トルクＴ_ｖｉｃ ^＊に、フィードバックゲインを乗じてもよい。すなわち、図４に示すように、目標ピニオン角演算部６２には、フィードバックゲインマップ９１を設ける。フィードバックゲインマップ９１は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊とフィードバックゲイン（角度ゲイン）Ｇとの関係を規定する。フィードバックゲインマップ９１は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が近傍値θ_ｐｎ ^＊に近づいたとき、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊に対してフィードバックゲインＧの値を急激に増大させる。また、フィードバックゲインマップ９１は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が近傍値θ_ｐｎ ^＊に達した以降は、フィードバックゲインＧを一定値に維持する。このように、目標ピニオン角演算部６２は、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が所定以上の大きさに達したとき、すなわちラック軸２３が仮想的な可動範囲の限界に近づいたとき、粘性反力トルクＴ_ｖｉｃ ^＊を増大させる。この構成によれば、目標ピニオン角θ_ｐ ^＊が近傍値θ_ｐｎ ^＊に達する際に、操舵反力の粘性成分をより増大させることによって、ラック軸２３が仮想的な可動範囲の限界に達したときの衝撃をより効果的に緩和することができる。

・本例では、転舵輪２６，２６の転舵角θ_ｔａに対応するピニオン角θ_ｐについてフィードバック制御を行うようにしたが、インターミディエイトシャフト２２ｂの回転角についてフィードバック制御を行うようにしてもよい。また、モータ３１の出力軸の回転角についてフィードバック制御を行ってもよい。インターミディエイトシャフト２２ｂおよびモータ３１の出力軸の回転角は、いずれも転舵角θ_ｔａを反映する値であるため、これら回転角のフィードバック制御を通じて、間接的に転舵角θ_ｔａのフィードバック制御を行うことができる。また、転舵輪２６，２６の転舵角θ_ｔａを検出し、この転舵角θ_ｔａに対して直接フィードバック制御を行うようにしてもよい。この場合、目標ピニオン角演算部６２は目標転舵角演算部として機能し、ピニオン角フィードバック制御部６３は転舵角フィードバック制御部として機能する。このようにしても、ラック軸２３が仮想的な可動範囲の限界に達したとき、転舵角θ_ｔａのフィードバック制御における目標転舵角と実際の転舵角との間に偏差が発生しないので、操舵フィーリングが悪化するおそれはない。

・本例では、理想エンドモデル８１は、理想ＥＰＳモデル７１および理想車両モデル７２のそれぞれと同じ階層の別モデルとして記載したが、当該理想エンドモデル８１は理想車両モデル７２に含めて構成してもよい。

・本例では、理想ＥＰＳモデル７１は、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊および操舵トルクＴ_ｈの総和に基づいて目標ピニオン角θ_ｐ ^＊（理想的なピニオン角）を求めるようにしたが、操舵トルクＴ_ｈのみに基づいて目標ピニオン角θ_ｐ ^＊を求めるようにしてもよい。

・本例では、トルクセンサ４２０はコラムシャフト２２ａに設けたが、インターミディエイトシャフト２２ｂあるいはピニオンシャフト２２ｃに設けてもよい。操舵トルクＴ_ｈが検出できるのであれば、操舵機構２０の適宜の箇所に設けることが可能である。

・本例では、基本アシスト成分演算部６１は、操舵トルクＴ_ｈおよび車速Ｖに基づいて基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊を求めるようにしたが、操舵トルクＴ_ｈのみに基づいて基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊を求めるようにしてもよい。また、基本アシスト成分演算部６１は、位相補償制御およびトルク微分制御の少なくとも一方の制御を実行するようにしてもよい。位相補償制御は、アシスト勾配に基づいてトルクセンサ４２０により検出される操舵トルクＴ_ｈの位相を変化させてもよい。トルク微分制御は、基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊の微分値が大きいほど基本アシスト成分Ｔ_ａ１ ^＊の値を大きくすることが望ましい。

・本例では、理想エンドモデル８１を目標ピニオン角演算部６２に含めたが、マイクロコンピュータ４２の機能として別個に理想エンドモデル８１を設けてもよい。
・本例では、ピニオン角フィードバック制御部６３において、ピニオン角θ_ｐに対してＰＩＤ制御を行うようにしたが、ＰＩ制御を行ってもよい。

・本例では、コラムシャフト２２ａに操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置１０に具体化したが、たとえばピニオンシャフト２２ｃあるいはラック軸２３に操舵補助力を付与するタイプの電動パワーステアリング装置に具体化してもよい。

１０…電動パワーステアリング装置、２０…操舵機構、２２ｃ…ピニオンシャフト（回転軸）、２４…ラックアンドピニオン機構、２６…転舵輪、３１…モータ、４２…マイクロコンピュータ（制御装置）、６１…基本アシスト成分演算部（第１の演算部）、６２…第２の演算部を構成する目標ピニオン角演算部、６３…第２の演算部を構成するピニオン角フィードバック制御部。

Claims (5)

1. 車両の操舵機構に付与される操舵補助力の発生源であるモータと、車両のステアリング操作に応じて前記モータを制御する制御装置と、を備え、前記操舵機構がラックアンドピニオン機構を含む電動パワーステアリング装置において、
   前記制御装置は、少なくとも操舵トルクに応じて操舵機構に付与すべき操舵補助力の基礎制御成分を演算する第１の演算部と、
   転舵輪の転舵角に応じて回転する回転軸の実際の回転角を、少なくとも操舵トルクに応じて算出される目標回転角に一致させるフィードバック制御を通じて基礎制御成分に対する補正制御成分を演算する第２の演算部と、を備え、
   前記制御装置は、前記補正制御成分によって補正された前記基礎制御成分に基づき演算されるアシスト指令値に応じて前記モータの駆動を制御するものであり、
   前記第２の演算部は、前記ラックアンドピニオン機構のラックの物理的な可動範囲よりも狭く設定された可動範囲の限界に対応する角度閾値に前記目標回転角が達したとき、前記アシスト指令値に応じて前記モータより発生される操舵反力を急激に増大させるべく、それ以降大きさが増加しないよう抑制された少なくとも前記操舵トルクに応じて算出される前記目標回転角に前記実際の回転角を一致させるフィードバック制御を通じて前記補正制御成分を演算する電動パワーステアリング装置。
2. 請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記第２の演算部は、前記目標回転角が前記角度閾値に達したとき、操舵反力に含まれる弾性成分を急激に増大させるべく補助弾性成分を演算する電動パワーステアリング装置。
3. 請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記第２の演算部は、前記回転軸の角速度が所定以上の大きさに達したとき、操舵反力に含まれる粘性成分を増大させるべく補助粘性成分を演算する電動パワーステアリング装置。
4. 請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記第２の演算部は、前記目標回転角が前記角度閾値に近いほど、前記補助粘性成分の算出に用いる前記角速度の大きさを大きく補正する電動パワーステアリング装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記第２の演算部は、前記目標回転角が所定以上の大きさに達したとき、前記補助粘性成分を増大させる電動パワーステアリング装置。