WO2020115973A1 - 車両用操向装置 - Google Patents

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WO2020115973A1
WO2020115973A1 PCT/JP2019/034834 JP2019034834W WO2020115973A1 WO 2020115973 A1 WO2020115973 A1 WO 2020115973A1 JP 2019034834 W JP2019034834 W JP 2019034834W WO 2020115973 A1 WO2020115973 A1 WO 2020115973A1
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WO
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steering
torque
unit
vehicle speed
angle
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PCT/JP2019/034834
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English (en)
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Inventor
堅吏 森
Original Assignee
日本精工株式会社
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Publication date
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Priority to US17/294,154 priority patent/US20220009546A1/en
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    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
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    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
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    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications

Definitions

  • the present invention relates to a steering device for a vehicle.
  • An electric power steering device which is one of the steering devices for vehicles, applies an assist force (steering assist force) to the steering system of the vehicle by the rotational force of the motor.
  • the EPS applies a driving force of a motor controlled by electric power supplied from an inverter to a steering shaft or a rack shaft as an assist force by a transmission mechanism including a reduction mechanism.
  • the first control signal generated based on the steering torque and the vehicle speed and the second control signal generated so as to reduce the deviation between the reference steering torque and the steering torque generated based on the steering angle are used as the behavior of the vehicle.
  • Patent Document 1 There is disclosed a configuration in which a motor is driven by switching according to (for example, Patent Document 1).
  • control may be performed using a predetermined alternative vehicle speed.
  • the alternative vehicle speed is a high speed such as 100 [km/h]
  • the assist force becomes excessive in the low speed range, which may give a feeling of strangeness to the driver's steering operation.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle steering system that can prevent an excessive steering torque from being generated in a low speed range.
  • a vehicle steering apparatus is a vehicle steering apparatus that assist-controls a steering system of a vehicle by drivingly controlling a motor that assists steering force.
  • the target steering torque is reduced according to the absolute value of the difference between the physical quantity generated by the turning motion of the vehicle and the estimated value of the physical quantity at the alternative vehicle speed.
  • a vehicle motion estimation unit that estimates the estimated value of the physical quantity according to the steering angle, and the target according to the absolute value of the difference between the physical quantity and the estimated value of the physical quantity.
  • a torque gain setting unit that sets a torque gain for the steering torque.
  • the target steering torque can be set by the torque gain according to the absolute value of the difference between the physical quantity and the estimated value of the physical quantity.
  • the torque gain setting unit is configured such that the vehicle speed is the alternative vehicle speed, and an absolute value of a difference between the physical quantity and an estimated value of the physical quantity is a predetermined threshold value or more. In addition, it is preferable to reduce the torque gain.
  • the vehicle speed when the vehicle speed is an alternative vehicle speed, it can be prevented from being set to a value far from the ideal target steering torque at the actual vehicle speed.
  • the torque gain setting unit when the vehicle speed is not the alternative vehicle speed, and when the absolute value of the difference between the physical quantity and the estimated value of the physical quantity is less than a predetermined threshold value.
  • the torque gain is set to 1
  • the vehicle speed is the alternative vehicle speed
  • the absolute value of the difference between the physical quantity and the estimated value of the physical quantity is equal to or more than the threshold value
  • the torque gain is set to 1 It is preferable to set the value to less than.
  • the vehicle speed is the alternative vehicle speed and the vehicle turns. It is possible to reduce the target steering torque when the physical quantity associated with the motion is far from the estimated value. As a result, when the vehicle speed is the alternative vehicle speed, it can be prevented from being set to a value far from the ideal target steering torque at the actual vehicle speed.
  • the torque gain setting unit when the vehicle speed is the alternative vehicle speed, and when the absolute value of the difference between the physical quantity and the estimated value of the physical quantity is equal to or more than the threshold value. It is preferable that the torque gain be gradually reduced to the set value.
  • the physical quantity is a yaw rate
  • the vehicle motion estimation unit estimates an estimated yaw rate according to the steering angle.
  • the physical quantity is lateral acceleration
  • the vehicle motion estimating unit estimates the estimated lateral acceleration according to the steering angle.
  • lateral acceleration can be controlled as a parameter as a physical quantity generated by the turning motion of the vehicle.
  • the physical quantity is a self-aligning torque
  • the vehicle motion estimating unit estimates the estimated self-aligning torque according to the steering angle.
  • FIG. 1 is a diagram showing a general configuration of an electric power steering device.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a hardware configuration of a control unit that controls the electric power steering device.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an internal block configuration of a control unit in an electric power steering device according to a comparative example.
  • FIG. 4 is a structural diagram showing an installation example of the steering angle sensor.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an internal block configuration of the control unit according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the steering direction.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an operation example of the control unit according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of the target steering torque generation unit according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of characteristics of the basic map held by the basic map unit.
  • FIG. 10 is a diagram showing a characteristic example of the damper gain map held by the damper gain map unit.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a characteristic example of the hysteresis correction unit.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration example of the vehicle speed failure processing unit according to the first embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing a characteristic example of an estimated yaw rate map held by the vehicle motion estimation unit of the first embodiment.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram of a specific operation of the torque gain setting unit according to the first embodiment.
  • FIG. 15 is a flowchart showing an example of processing in the vehicle speed failure time processing unit of the first embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of action by the torque gain A G output from the vehicle speed failure processing unit.
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration example of the twist angle control unit according to the first embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of an internal block configuration of the control unit according to the second embodiment.
  • FIG. 19 is a block diagram illustrating a configuration example of the target steering torque generation unit according to the second embodiment.
  • FIG. 20 is a block diagram showing a configuration example of the SAT information correction unit.
  • FIG. 21 is an image diagram showing a state of torque generated between the road surface and the steering wheel.
  • FIG. 22 is a diagram showing a characteristic example of the steering torque sensitive gain.
  • FIG. 23 is a diagram showing a characteristic example of the vehicle speed response gain.
  • FIG. 21 is an image diagram showing a state of torque generated between the road surface and the steering wheel.
  • FIG. 22 is a diagram showing a characteristic example of the steering torque sensitive gain.
  • FIG. 23 is
  • FIG. 24 is a diagram showing a characteristic example of the steering angle response gain.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating an example of setting the upper limit value and the lower limit value of the torque signal in the limiting unit.
  • FIG. 26 is a block diagram showing a configuration example of the vehicle speed failure processing unit of the second embodiment.
  • FIG. 27 is a diagram showing a characteristic example of an estimated yaw rate map held by the vehicle motion estimation unit of the second embodiment.
  • FIG. 28 is an explanatory diagram of a specific operation of the torque gain setting unit according to the second embodiment.
  • FIG. 29 is a flowchart showing an example of processing in the vehicle speed failure time processing unit according to the second embodiment.
  • FIG. 30 is a block diagram illustrating a configuration example of the twist angle control unit according to the second embodiment.
  • FIG. 31 is a diagram showing a configuration example of the SBW system corresponding to the general configuration of the electric power steering device shown in FIG. 1.
  • FIG. 32 is a block diagram showing the configuration of the third embodiment.
  • FIG. 33 is a diagram illustrating a configuration example of the target turning angle generation unit.
  • FIG. 34 is a diagram illustrating a configuration example of the turning angle control unit.
  • FIG. 35 is a flowchart showing an operation example of the third embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a general configuration of an electric power steering device.
  • An electric power steering device which is one of steering devices for vehicles, includes a column shaft (steering shaft, handle shaft) 2 of a steering wheel 1, a deceleration mechanism 3, and a universal joint in order of transmission of a force applied by a steering operator.
  • the column shaft 2 having a torsion bar is provided with a torque sensor 10 for detecting a steering torque Ts of the steering wheel 1 and a steering angle sensor 14 for detecting a steering angle ⁇ h, and a motor for assisting the steering force of the steering wheel 1 is provided.
  • 20 is connected to the column shaft 2 via the reduction mechanism 3. Electric power is supplied from the battery 13 to the control unit (ECU) 30 that controls the electric power steering device, and an ignition key signal is input via the ignition key 11.
  • the control unit 30 calculates the current command value of the assist (steering assistance) command based on the steering torque Ts detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed Vs detected by the vehicle speed sensor 12, and compensates for the current command value.
  • the current supplied to the motor 20 is controlled by the applied voltage control command value Vref.
  • An in-vehicle network such as a CAN (Controller Area Network) 40 that exchanges various vehicle information is connected to the control unit 30. Further, the control unit 30 can also be connected to a non-CAN 41 other than the CAN 40 that exchanges communication, analog/digital signals, radio waves, and the like.
  • CAN Controller Area Network
  • the control unit 30 is mainly composed of a CPU (including MCU, MPU, etc.).
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a hardware configuration of a control unit that controls the electric power steering device.
  • a control computer 1100 that constitutes the control unit 30 includes a CPU (Central Processing Unit) 1001, a ROM (Read Only Memory) 1002, a RAM (Random Access Memory) 1003, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) 1004, and an interface (I/F). ) 1005, A/D (Analog/Digital) converter 1006, PWM (Pulse Width Modulation) controller 1007, etc., and these are connected to the bus.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • EEPROM Electrical Erasable Programmable ROM
  • I/F interface
  • the CPU 1001 is a processing device that executes a computer program for controlling the electric power steering device (hereinafter referred to as a control program) to control the electric power steering device.
  • ROM 1002 stores a control program for controlling the electric power steering device. Further, the RAM 1003 is used as a work memory for operating the control program.
  • the EEPROM 1004 stores control data input/output by the control program. The control data is used on the control computer program expanded in the RAM 1003 after the control unit 30 is powered on, and is overwritten in the EEPROM 1004 at a predetermined timing.
  • the ROM 1002, the RAM 1003, the EEPROM 1004, and the like are storage devices that store information, and are storage devices (primary storage devices) that the CPU 1001 can directly access.
  • the A/D converter 1006 inputs signals such as the steering torque Ts, the detected current value Im of the motor 20 and the steering angle ⁇ h, and converts them into digital signals.
  • the interface 1005 is connected to the CAN 40.
  • the interface 1005 is for receiving a signal (vehicle speed pulse) of the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 12.
  • the PWM controller 1007 outputs a PWM control signal for each UVW phase based on the current command value for the motor 20.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an internal block configuration of a control unit in an electric power steering device according to a comparative example.
  • the steering torque Ts and the vehicle speed Vs are input to the current command value calculation unit 31.
  • the current command value calculation unit 31 refers to a lookup table (assist map or the like) stored in advance based on the steering torque Ts and the vehicle speed Vs, and the current command value Iref1 that is the control target value of the current supplied to the motor 20. Is calculated.
  • the compensation signal generator 34 generates a compensation signal CM.
  • the compensation signal generation unit 34 includes a convergence estimation unit 341, an inertia estimation unit 342, and a self-aligning torque (SAT: Self Aligning Torque) estimation unit 343.
  • the convergence estimation unit 341 estimates the yaw rate of the vehicle based on the angular velocity of the motor 20, and brakes the swinging motion of the steering wheel 1 to estimate a compensation value that improves the convergence of the yaw of the vehicle.
  • the inertia estimation unit 342 estimates the inertial force of the motor 20 based on the angular acceleration of the motor 20, and estimates a compensation value for compensating the inertial force of the motor 20 in order to improve the responsiveness.
  • the SAT estimation unit 343 estimates the self-aligning torque based on the steering torque Ts, the assist torque, the angular velocity and the angular acceleration of the motor 20, and estimates the compensation value for compensating the assist torque by using the self-aligning torque as a reaction force.
  • the compensation signal generation unit 34 may include an estimation unit that estimates another compensation value, in addition to the convergence convergence estimation unit 341, the inertia estimation estimation unit 342, and the SAT estimation unit 343.
  • the addition section 344 adds the compensation value of the inertia estimation section 342 and the compensation value of the SAT estimation section 343, and the addition value and the compensation value of the convergence point estimation section 341 are added in the addition section 345. It is the added value.
  • the compensation signal CM from the compensation signal generation unit 34 is added to the current command value Iref1, and by addition of the compensation signal CM, the current command value Iref1 is compensated for the characteristics of the steering system system, and the convergence and It is designed to improve inertia characteristics and the like. Then, the current command value Iref1 becomes the characteristic-compensated current command value Iref2 via the adding unit 32A, and the current command value Iref2 is input to the current limiting unit 33.
  • the current limiter 33 limits the maximum current of the current command value Iref2 and generates the current command value Irefm.
  • the current command value Irefm is input to the subtraction unit 32B, and the deviation I(Irefm-Im) from the current detection value Im fed back from the motor 20 side is calculated by the subtraction unit 32B.
  • the deviation I is input to the PI control unit 35 for improving the characteristic of the steering operation.
  • the voltage control command value Vref whose characteristics have been improved by the PI control unit 35 is input to the PWM control unit 36, and the motor 20 is PWM-driven via the inverter circuit 37 as the motor drive unit.
  • the current detection value Im of the motor 20 is detected by the current detector 38 and fed back to the subtractor 32B.
  • the inverter circuit 37 uses a field effect transistor (hereinafter, referred to as FET) as a drive element and is configured by a bridge circuit of FET.
  • FET field effect transistor
  • a torque sensor detects a steering torque applied by a driver's manual input as a torsion torque of a torsion bar, and mainly detects a motor current as an assist current corresponding to the torque.
  • the steering torque may be different depending on the steering angle due to the difference in the road surface state (for example, inclination). Steering torque may also be affected by variations in motor output characteristics over time.
  • FIG. 4 is a structural diagram showing an installation example of the rudder angle sensor.
  • the column shaft 2 is provided with a torsion bar 2A.
  • Road surface reaction force Rr and road surface information ⁇ act on the steered wheels 8L and 8R.
  • An upper angle sensor is provided on the handle side of the column shaft 2 with the torsion bar 2A interposed therebetween.
  • a lower angle sensor is provided on the steering wheel side of the column shaft 2 with the torsion bar 2A interposed therebetween.
  • the upper angle sensor detects the steering wheel angle ⁇ 1
  • the lower angle sensor detects the column angle ⁇ 2 .
  • the steering angle ⁇ h is detected by a steering angle sensor provided above the column shaft 2.
  • the torsion angle ⁇ of the torsion bar is expressed by the following equation (1) from the deviation between the handle angle ⁇ 1 and the column angle ⁇ 2 .
  • the torsion bar torque Tt is expressed by the following expression (2) using the torsion angle ⁇ of the torsion bar expressed by the expression (1).
  • Kt is the spring constant of the torsion bar 2A.
  • the torsion bar torque Tt can also be detected by using a torque sensor.
  • the torsion bar torque Tt is also treated as the steering torque Ts.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of an internal block configuration of the control unit according to the first embodiment.
  • the control unit 30 includes a target steering torque generation unit 200, a twist angle control unit 300, a steering direction determination unit 400, and a conversion unit 500 as internal block configurations.
  • steering of the driver's steering wheel is assist-controlled by the motor 20 of the EPS steering system/vehicle system 100.
  • the EPS steering system/vehicle system 100 includes an angle sensor, an angular velocity calculation unit, and the like in addition to the motor 20.
  • the target steering torque generation unit 200 generates the target steering torque Tref, which is the target value of the steering torque when the steering system of the vehicle is assist-controlled in the present disclosure.
  • the conversion unit 500 converts the target steering torque Tref into a target twist angle ⁇ ref.
  • the torsion angle control unit 300 generates a motor current command value Iref which is a control target value of the current supplied to the motor 20.
  • the twist angle control unit 300 calculates a motor current command value Iref such that the twist angle ⁇ becomes the target twist angle ⁇ ref.
  • the motor 20 is driven by the motor current command value Iref.
  • the steering direction determination unit 400 determines whether the steering direction is right turn or left turn based on the motor angular velocity ⁇ m output from the EPS steering system/vehicle system 100, and outputs the determination result as a steering state signal STs.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the steering direction.
  • the steering state indicating whether the steering direction is right-turn or left-turn can be obtained from the relationship between the steering angle ⁇ h and the motor angular velocity ⁇ m as shown in FIG. That is, when the motor angular velocity ⁇ m has a positive value, it is determined to be “right cut”, and when the motor angular velocity ⁇ m has a negative value, it is determined to be “left cut”.
  • an angular velocity calculated by performing a velocity calculation on the steering angle ⁇ h, the steering wheel angle ⁇ 1 or the column angle ⁇ 2 may be used.
  • the conversion unit 500 converts the target steering torque Tref generated by the target steering torque generation unit 200 into the target twist angle ⁇ ref using the relationship of the above equation (2).
  • FIG. 7 is a flowchart showing an operation example of the control unit according to the first embodiment.
  • the steering direction determination unit 400 determines whether the steering direction is right-turn or left-turn based on the sign of the motor angular velocity ⁇ m output from the EPS steering system/vehicle system 100. It is output to the torque generator 200 (step S10).
  • the target steering torque generation unit 200 generates the target steering torque Tref based on the vehicle speed Vs, the vehicle speed determination signal Vfail, the steering state signal STs, the steering angle ⁇ h, and the actual yaw rate ⁇ re (step S20).
  • the conversion unit 500 converts the target steering torque Tref generated by the target steering torque generation unit 200 into a target twist angle ⁇ ref (step S20).
  • the target twist angle ⁇ ref is output to the twist angle control unit 300.
  • the twist angle control unit 300 calculates the motor current command value Iref based on the target twist angle ⁇ ref, the steering angle ⁇ h, the twist angle ⁇ , and the motor angular velocity ⁇ m (step S30).
  • step S40 current control is performed based on the motor current command value Iref output from the torsion angle control unit 300, and the motor 20 is driven (step S40).
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of the target steering torque generation unit of the first embodiment.
  • the target steering torque generation unit 200 includes a basic map unit 210, a multiplication unit 211, a differentiation unit 220, a damper gain map unit 230, a hysteresis correction unit 240, a SAT information correction unit 250, a multiplication unit 260, and an addition.
  • the units 261, 262, 263 and the vehicle speed failure processing unit 280 are provided.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of characteristics of the basic map held by the basic map unit.
  • FIG. 10 is a diagram showing a characteristic example of the damper gain map held by the damper gain map unit.
  • the steering angle ⁇ h and the vehicle speed Vs are input to the basic map unit 210.
  • the basic map unit 210 outputs the torque signal Tref_a0 with the vehicle speed Vs as a parameter using the basic map shown in FIG. That is, the basic map section 210 outputs the torque signal Tref_a0 according to the vehicle speed Vs.
  • the torque signal Tref_a0 has a characteristic of increasing as the magnitude (absolute value)
  • the steering angle ⁇ h is input to the differentiator 220.
  • the differentiator 220 differentiates the steering angle ⁇ h to calculate the steering angular velocity ⁇ h, which is angular velocity information.
  • the differentiating unit 220 outputs the calculated steering angular velocity ⁇ h to the multiplying unit 260.
  • the vehicle speed Vs is input to the damper gain map unit 230.
  • the damper gain map unit 230 outputs a damper gain D G according to the vehicle speed Vs using the vehicle speed sensitive damper gain map shown in FIG. 10.
  • the damper gain D G has a characteristic that it gradually increases as the vehicle speed Vs increases.
  • the damper gain D G may be variable according to the steering angle ⁇ h.
  • the multiplying unit 260 multiplies the steering angular velocity ⁇ h output from the differentiating unit 220 by the damper gain D G output from the damper gain map unit 230, and outputs it as the torque signal Tref_b to the adding unit 262.
  • the steering direction determination unit 400 makes a determination as shown in FIG. 6, for example.
  • the steering angle ⁇ h, the vehicle speed Vs, and the steering state signal STs that is the determination result shown in FIG. 6 are input to the hysteresis correction unit 240.
  • the hysteresis correction unit 240 calculates the torque signal Tref_c using the following equations (3) and (4) based on the steering angle ⁇ h and the steering state signal STs.
  • x is a steering angle ⁇ h
  • y R Tref_c
  • the coefficient a is a value larger than 1
  • the coefficient c is a value larger than 0.
  • the coefficient Ahys indicates the output width of the hysteresis characteristic
  • the coefficient c is a coefficient indicating the roundness of the hysteresis characteristic.
  • the torque signal (fourth torque signal) Tref_c(y R ) is calculated using the above equation (3).
  • the torque signal (fourth torque signal) Tref_c(y L ) is calculated using the above equation (4). It should be noted that when switching from right-turn steering to left-turn steering, or when switching from left-turn steering to right-turn steering, the final coordinates (x 1 , y 1 ) of the previous values of the steering angle ⁇ h and the torque signal Tref_c. Based on the value of, the coefficient b or b′ shown in the following formula (5) or formula (6) is substituted into the formulas (3) and (4) after the steering is switched. Thereby, the continuity before and after the steering switching is maintained.
  • FIG. 11 is a diagram showing a characteristic example of the hysteresis correction unit.
  • An example of characteristics of the torque signal Tref_c whose hysteresis has been corrected when steering is performed at [deg] is shown.
  • the torque signal Tref_c output from the hysteresis correction unit 240 has hysteresis characteristics such as 0 origin ⁇ L1 (thin line) ⁇ L2 (broken line) ⁇ L3 (thick line).
  • the coefficient Ahys that represents the output width of the hysteresis characteristic and the coefficient c that represents the roundness may be variable depending on one or both of the vehicle speed Vs and the steering angle ⁇ h.
  • the steering angular velocity ⁇ h is obtained by a differential calculation with respect to the steering angle ⁇ h, but a low pass filter (LPF) process is appropriately performed to reduce the influence of noise in the high frequency range. Further, the differential calculation and the LPF processing may be performed using a high pass filter (HPF) and a gain. Further, the steering angular velocity ⁇ h may be calculated by performing differential calculation and LPF processing on the steering wheel angle ⁇ 1 detected by the upper angle sensor or the column angle ⁇ 2 detected by the lower angle sensor, instead of the steering angle ⁇ h. . Instead of the steering angular velocity ⁇ h, the motor angular velocity ⁇ m may be used as the angular velocity information, and in this case, the differentiating unit 220 is unnecessary.
  • LPF low pass filter
  • the steering angle ⁇ h, the vehicle speed determination signal Vfail, and the actual yaw rate ⁇ re detected by the yaw rate sensor 15 (see FIG. 1) provided in the host vehicle are displayed. Is entered.
  • the vehicle speed sensor 12 (see FIG. 1) outputs, for example, a pulse signal corresponding to the vehicle speed as a vehicle speed signal. If the vehicle speed sensor 12 fails and the vehicle speed signal (pulse signal corresponding to the vehicle speed) cannot be output normally, the control based on the vehicle speed Vs cannot be performed. Therefore, when the vehicle speed signal is not normally output, control using a predetermined alternative vehicle speed is performed.
  • the vehicle speed determination signal Vfail is a signal indicating whether or not the vehicle speed signal is normally output from the vehicle speed sensor 12. Further, when the vehicle speed signal is not normally output, a predetermined alternative vehicle speed is input to the vehicle speed failure processing unit 280 as the vehicle speed Vs. In other words, the vehicle speed determination signal Vfail is a signal indicating whether the vehicle speed Vs is the alternative vehicle speed. In the present embodiment, the alternative vehicle speed is set to 100 [km/h], for example.
  • the component that outputs the vehicle speed determination signal Vfail and the alternative vehicle speed may be configured by, for example, a circuit outside the control unit 30.
  • the present embodiment shows an example in which the actual yaw rate ⁇ re detected by the yaw rate sensor 15 is input as the physical quantity generated by the turning motion of the vehicle.
  • the actual yaw rate ⁇ re the actual lateral acceleration detected by the lateral acceleration sensor 16 (see FIG. 1) provided in the host vehicle may be input as the physical quantity generated by the turning motion of the vehicle.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of a vehicle speed failure processing unit according to the first embodiment.
  • the vehicle speed failure processing unit 280 of the first embodiment includes a vehicle motion estimation unit 281 and a torque gain setting unit 282.
  • the steering angle ⁇ h is input to the vehicle motion estimation unit 281.
  • the vehicle motion estimation unit 281 holds an estimated yaw rate map showing the relationship between the steering angle ⁇ h and the yaw rate ⁇ at an alternative speed (for example, 100 [km/h]).
  • FIG. 13 is a diagram showing a characteristic example of an estimated yaw rate map held by the vehicle motion estimation unit of the first embodiment.
  • a mathematical expression based on a vehicle model called Single-track Model may be used.
  • the vehicle motion estimation unit 281 outputs the estimated yaw rate ⁇ est according to the steering angle ⁇ h using the estimated yaw rate map shown in FIG. 13 (or a mathematical expression indicating the relationship between the steering angle ⁇ h and the yaw rate ⁇ at the alternative speed).
  • the estimated yaw rate ⁇ est, the vehicle speed determination signal Vfail, and the actual yaw rate ⁇ re output from the vehicle motion estimation section 281 are input to the torque gain setting section 282.
  • the torque gain setting unit 282 generates the torque gain A G based on the estimated yaw rate ⁇ est, the vehicle speed determination signal Vfail, and the actual yaw rate ⁇ re.
  • the torque gain setting unit 282 determines, based on the vehicle speed determination signal Vfail, whether or not the vehicle speed Vs is normally detected, that is, whether or not the vehicle speed Vs is an alternative vehicle speed.
  • the torque gain setting unit 282 generates a torque gain A G according to the absolute value
  • FIG. 14 is an explanatory diagram of a specific operation of the torque gain setting unit according to the first embodiment.
  • the solid line indicates the absolute value
  • the broken line indicates a value smaller than the absolute value
  • the torque gain setting unit 282 reduces the torque gain A G when the vehicle speed Vs is the alternative vehicle speed and the absolute value
  • FIG. 14 shows an example in which the absolute value
  • the torque gain A G of the first embodiment is expressed by the following equation (11).
  • the coefficient A is a real value of 1 or more.
  • the torque gain setting unit 282 sets the torque gain A G to less than 1 when the vehicle speed Vs is an alternative vehicle speed and
  • the coefficient A shown in the equation (11) is set to a value larger than 1.
  • the torque gain setting unit 282 sets the torque gain AG to 1 when the vehicle speed Vs is normally detected, that is, when the vehicle speed determination signal Vfail indicates that the vehicle speed Vs is normal. Set. Further, the torque gain setting unit 282 determines that the absolute value
  • FIG. 15 is a flowchart showing an example of processing in the vehicle speed failure processing unit of the first embodiment.
  • the torque gain setting unit 282 determines whether the vehicle speed Vs is an alternative vehicle speed based on the vehicle speed determination signal Vfail (step S101).
  • the vehicle motion estimation unit 281 When the vehicle speed Vs is the alternative vehicle speed (step S101; Yes), the vehicle motion estimation unit 281 outputs the estimated yaw rate ⁇ est corresponding to the steering angle ⁇ h using the estimated yaw rate map shown in FIG. 13 (step S102). ..
  • the torque gain setting unit 282 calculates the absolute value
  • the torque gain setting unit 282 determines whether or not the absolute value
  • step S105 When the absolute value
  • ⁇ B) (step S105; No), the torque gain setting unit 282 determines that the torque gain The coefficient A for A G 1/A is set to 1 (step S103), and the process is terminated.
  • step S105 When the absolute value
  • ⁇ B) (step S105; Yes), the torque gain setting unit 282 determines that the torque gain The coefficient A for A G 1/A is set to a predetermined value larger than 1 (step S106), and the process is terminated.
  • the multiplying unit 211 multiplies the torque signal Tref_a0 output from the basic map unit 210 by the torque gain A G output from the vehicle speed failure processing unit 280, and outputs the torque signal Tref_a as an adding unit. It outputs to 261.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of action by the torque gain A G output from the vehicle speed failure processing unit.
  • a predetermined alternative vehicle speed for example, 100 [km/h]
  • the value of the torque signal Tref_a0 output from the basic map unit 210 becomes a value corresponding to the alternative speed (here, 100 [km/h]).
  • the torque signal Tref_a0 output from the basic map unit 210 is output as the torque signal Tref_a.
  • the torque signals Tref_a, Tref_b, and Tref_c obtained as described above are added by the adders 261 and 262 and output as the target steering torque Tref.
  • the vehicle speed failure processing unit 280 of the first embodiment In a configuration in which the vehicle speed failure processing unit 280 of the first embodiment is not applied, for example, in a state where the vehicle speed sensor 12 fails and an alternative vehicle speed (for example, 100 [km/h]) is output as the vehicle speed Vs,
  • an alternative vehicle speed for example, 100 [km/h]
  • the target steering torque Tref becomes a large value according to the alternative vehicle speed.
  • the steering angle ⁇ h is controlled to be small by the assist control. Therefore, for example, when the driver operates the steering wheel 1 and stops in the state of turning left or right to turn right or left at an intersection, the driver needs to hold the steering wheel 1. That is, an abnormal behavior, which is so-called self-steering, different from the driver's intention occurs.
  • the abnormal behavior as described above can be prevented by applying the vehicle speed failure processing unit 280 of the first embodiment.
  • the vehicle speed sensor 12 fails, and in the state where the alternative vehicle speed (for example, 100 [km/h]) is output as the vehicle speed Vs, excessive steering that causes self-steering while the vehicle is stopped by the assist control. It is possible to prevent torque from being generated.
  • the alternative vehicle speed for example, 100 [km/h]
  • the position where the multiplication unit 211 is provided is not limited to the latter stage of the basic map unit 210 as shown in FIG. 8, and it may be provided, for example, after the addition units 261 and 262.
  • the torque gain setting unit 282 determines the torque gain A G.
  • the value may be gradually reduced from 1 in a stepwise manner, or the torque gain A G may be varied according to the absolute value
  • the yaw rate sensor 15 for detecting the actual yaw rate ⁇ re may be any mode that outputs a detection value when the steering angle ⁇ h changes by several [deg], and does not need to be particularly highly accurate. Therefore, the relatively inexpensive yaw rate sensor 15 can be used.
  • the detection value of the yaw rate sensor 15 be directly input to the control unit 30 without passing through the CAN 40. Accordingly, even when the alternative vehicle speed is input as the vehicle speed Vs due to the failure of the CAN 40, it is possible to prevent the abnormal behavior as described above.
  • the yaw rate sensor 15 has a self-diagnosis function. As a result, it is possible to notify the driver of the abnormality, for example, by providing a warning lamp without losing the assist function.
  • twist angle control unit 300 (see FIG. 5) of the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • FIG. 17 is a block diagram showing a configuration example of the twist angle control unit of the first embodiment.
  • the twist angle control unit 300 calculates the motor current command value Iref based on the target twist angle ⁇ ref, the twist angle ⁇ , the steering angle ⁇ h, and the motor angular velocity ⁇ m.
  • the torsion angle control unit 300 includes a torsion angle feedback (FB) compensation unit 310, a speed control unit 330, a stabilization compensation unit 340, an output limiting unit 350, a steering angle disturbance compensation unit 360, a subtraction unit 361, an addition unit 363, and deceleration.
  • FB torsion angle feedback
  • the ratio section 370 is provided.
  • the target twist angle ⁇ ref output from the conversion unit 500 is added and input to the subtraction unit 361.
  • the twist angle ⁇ is subtracted and input to the subtraction unit 361.
  • the steering angle ⁇ h is input to the steering angle disturbance compensation unit 360.
  • the motor angular velocity ⁇ m is input to the stabilization compensator 340.
  • the twist angle FB compensation unit 310 multiplies the deviation ⁇ 0 between the target twist angle ⁇ ref and the twist angle ⁇ calculated by the subtraction unit 361 by a compensation value CFB (transfer function), and the twist angle ⁇ follows the target twist angle ⁇ ref. Then, the target column angular velocity ⁇ ref1 is output. The target column angular velocity ⁇ ref1 is added and output to the adder 363.
  • the compensation value CFB may be a simple gain Kpp or a commonly used compensation value such as a PI control compensation value.
  • the steering angle disturbance compensation unit 360 multiplies the steering angle ⁇ h by the compensation value Ch (transfer function) and outputs the target column angular velocity ⁇ ref2.
  • the target column angular velocity ⁇ ref2 is added and output to the adder 363.
  • the adding unit 363 adds the target column angular velocity ⁇ ref1 and the target column angular velocity ⁇ ref2, and outputs it as the target column angular velocity ⁇ ref to the velocity control unit 330.
  • the basic purpose of the steering angle disturbance compensator 360 is to reduce the influence of the steering angle ⁇ h as this disturbance.
  • the speed control unit 330 calculates the motor current command value Is such that the column angular speed ⁇ c follows the target column angular speed ⁇ ref by the IP control (proportional PI control).
  • the column angular velocity ⁇ c may be a value obtained by multiplying the motor angular velocity ⁇ m by the speed reduction ratio 1/N of the speed reduction ratio unit 370, which is a speed reduction mechanism, as shown in FIG.
  • the subtraction unit 333 calculates the difference ( ⁇ ref ⁇ c) between the target column angular velocity ⁇ ref and the column angular velocity ⁇ c.
  • the integration unit 331 integrates the difference ( ⁇ ref ⁇ c) between the target column angular velocity ⁇ ref and the column angular velocity ⁇ c, and adds and inputs the integration result to the subtraction unit 334.
  • the torsional angular velocity ⁇ t is also output to the proportional portion 332.
  • the proportional portion 332 performs proportional processing with the gain Kvp on the column angular velocity ⁇ c, and subtracts and inputs the proportional processing result to the subtractor 334.
  • the subtraction result of the subtraction unit 334 is output as the motor current command value Is.
  • the speed control unit 330 is not the IP control but the PI control, the P (proportional) control, the PID (proportional integral derivative) control, the PI-D control (differential preceding PID control), the model matching control, the model reference.
  • the motor current command value Is may be calculated by a generally used control method such as control.
  • the output limiter 350 has preset upper and lower limits for the motor current command value Is. The upper and lower limits of the motor current command value Is are limited and the motor current command value Iref is output.
  • the configuration of the twist angle control unit 300 in this embodiment is an example, and may have a mode different from the configuration shown in FIG.
  • the twist angle control unit 300 may not include the steering angle disturbance compensating unit 360, the adding unit 363, and the reduction ratio unit 370.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of an internal block configuration of the control unit according to the second embodiment.
  • the same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
  • the control unit (ECU) 30a according to the second embodiment differs from the first embodiment in the configurations of the target steering torque generation unit 200a and the twist angle control unit 300a.
  • the steering torque Ts and the motor angle ⁇ m are input to the target steering torque generation unit 200a.
  • the twist angle control unit 300a calculates a motor current command value Imc such that the twist angle ⁇ becomes the target twist angle ⁇ ref.
  • the motor 20 is driven by the motor current command value Imc.
  • FIG. 19 is a block diagram showing a configuration example of the target steering torque generation unit of the second embodiment.
  • the target steering torque generation unit 200a of the second embodiment includes a SAT information correction unit 250 and an addition unit 263 in addition to the configuration described in the first embodiment. Further, the target steering torque generation unit 200a differs from that of the first embodiment in the configuration of the vehicle speed failure processing unit 280a.
  • the steering angle ⁇ h, the vehicle speed Vs, the steering torque Ts, the motor angle ⁇ m, and the motor current command value Imc are input to the SAT information correction unit 250.
  • the SAT information correction unit 250 calculates a self-aligning torque (SAT) based on the steering torque Ts, the motor angle ⁇ m, and the motor current command value Imc, and further performs filter processing, gain multiplication, and restriction processing to obtain a torque signal ( First torque signal) Tref_d is calculated.
  • SAT self-aligning torque
  • FIG. 20 is a block diagram showing a configuration example of the SAT information correction unit.
  • the SAT information correction unit 250 includes a SAT calculation unit 251, a filter unit 252, a steering torque sensitive gain unit 253, a vehicle speed sensitive gain unit 254, a steering angle sensitive gain unit 255, and a limiting unit 256.
  • FIG. 21 is an image diagram showing a state of torque generated between the road surface and the steering wheel.
  • a steering torque Ts is generated by the driver steering the steering wheel, and the motor 20 generates an assist torque (motor torque) Tm in accordance with the steering torque Ts.
  • the wheels are steered and self-aligning torque T SAT is generated as a reaction force.
  • a torque that is a resistance to steering of the steering wheel is generated by the column shaft converted inertia (inertia acting on the column shaft by the motor 20 (the rotor thereof), the reduction mechanism, etc.) J and friction (static friction) Fr.
  • a physical torque (viscous torque) expressed as a damper term (damper coefficient D M ) is generated by the rotation speed of the motor 20. From the balance of these forces, the equation of motion shown in the following equation (12) is obtained.
  • ⁇ M is the column shaft-converted (converted into a value for the column shaft) motor angular velocity
  • ⁇ M is the column-axis converted motor angular acceleration
  • T SAT ⁇ Tm ⁇ Ts+J ⁇ M +Fr ⁇ sign( ⁇ M )+D M ⁇ M (13)
  • the motor angular velocity ⁇ M , the motor angular acceleration ⁇ M , the assist torque Tm, and the steering torque Ts are obtained by previously obtaining the column shaft converted inertia J, the static friction Fr, and the damper coefficient DM as constants.
  • the self-aligning torque T SAT can be calculated more.
  • the column shaft conversion inertia J may be a value converted into the column shaft simply by using a relational expression of the motor inertia and the reduction ratio.
  • the steering torque Ts, the motor angle ⁇ m, and the motor current command value Imc are input to the SAT calculation unit 251.
  • the SAT calculator 251 calculates the self-aligning torque T SAT using the above equation (13).
  • the SAT calculation unit 251 includes a conversion unit 251A, an angular velocity calculation unit 251B, an angular acceleration calculation unit 251C, a block 251D, a block 251E, a block 251F, a block 251G, and adders 251H, 251I, and 251J.
  • the motor current command value Imc is input to the conversion unit 251A.
  • the conversion unit 251A calculates the column shaft converted assist torque Tm by multiplying a predetermined gear ratio and a torque constant.
  • the motor angle ⁇ m is input to the angular velocity calculation unit 251B.
  • the angular velocity calculation unit 251B calculates the column shaft-converted motor angular velocity ⁇ M by differentiating and multiplying the gear ratio.
  • the motor angular velocity ⁇ M is input to the angular acceleration calculation unit 251C.
  • the angular acceleration calculation unit 251C differentiates the motor angular velocity ⁇ M to calculate the column shaft-converted motor angular acceleration ⁇ M.
  • the block 251D, the block 251E, the block 251F, the block 251G, and the adders 251H, 251I, 251J calculates the self-aligning torque T SAT with the configuration shown in FIG.
  • the motor angular velocity ⁇ M output from the angular velocity calculation unit 251B is input to the block 251D.
  • the block 251D functions as a sign function and outputs the sign of the input data.
  • the motor angular velocity ⁇ M output from the angular velocity calculation unit 251B is input to the block 251E.
  • the block 251E multiplies the input data by the damper coefficient D M and outputs the product.
  • the block 251F multiplies the input data from the block 251D by the static friction Fr and outputs the product.
  • the motor angular acceleration ⁇ M output from the angular acceleration calculator 251C is input to the block 251G.
  • the block 251G multiplies the input data by the column axis conversion inertia J and outputs the product.
  • the adder 251H adds the steering torque Ts and the assist torque Tm output from the conversion unit 251A.
  • the adder 251I subtracts the output of the block 251G from the output of the adder 251H.
  • the adder 251J adds the output of the block 251E and the output of the block 251F, and subtracts the output of the adder 251I.
  • the above equation (13) can be realized. That is, the self-aligning torque T SAT is calculated by the configuration of the SAT calculating unit 251 shown in FIG.
  • the column angle may be used as the angle information instead of the motor angle ⁇ m. In this case, column axis conversion is unnecessary. Further, instead of the motor angle ⁇ m, a signal obtained by converting the motor angular velocity ⁇ m from the EPS steering system/vehicle system 100 into a column axis may be input as the motor angular velocity ⁇ M , and the differentiation process for the motor angle ⁇ m may be omitted. Furthermore, the self-aligning torque T SAT may be calculated by a method other than the above, and a measured value may be used instead of the calculated value.
  • the filter unit 252 extracts the information to be transmitted from the self-aligning torque T SAT and steers the steering wheel.
  • the amount transmitted by the torque sensitive gain unit 253, the vehicle speed sensitive gain unit 254, and the steering angle sensitive gain unit 255 is adjusted, and further, the upper and lower limit values are adjusted by the limiting unit 256.
  • the self-aligning torque T SAT is input from the SAT calculating unit 251 to the filter unit 252.
  • the filter unit 252 performs a filtering process on the self-aligning torque T SAT using, for example, a bandpass filter, and outputs SAT information T ST 1.
  • the steering torque sensitive gain section 253 receives the SAT information T ST 1 and the steering torque Ts output from the filter section 252.
  • the steering torque sensitive gain unit 253 sets the steering torque sensitive gain.
  • FIG. 22 is a diagram showing a characteristic example of the steering torque sensitive gain.
  • the steering torque sensitive gain unit 253 sets the steering torque sensitive gain so that the sensitivity is high near the on-center where the vehicle is traveling straight ahead.
  • the steering torque sensitive gain unit 253 multiplies the SAT information T ST 1 by the steering torque sensitive gain set according to the steering torque Ts, and outputs the SAT information T ST 2.
  • the steering torque sensitive gain is fixed at 1.0 when the steering torque Ts is Ts1 (for example, 2 Nm) or less, and is smaller than 1.0 when the steering torque Ts is Ts2 (>Ts1) (for example, 4 Nm) or more.
  • Ts1 for example, 2 Nm
  • Ts2 for example, 4 Nm
  • An example in which the steering torque Ts is fixed and is set to decrease at a constant rate between Ts1 and Ts2 is shown.
  • the SAT information T ST 2 and the vehicle speed Vs output from the steering torque sensitive gain unit 253 are input to the vehicle speed sensitive gain unit 254.
  • the vehicle speed sensitive gain section 254 sets the vehicle speed sensitive gain.
  • FIG. 23 is a diagram showing a characteristic example of the vehicle speed response gain.
  • the vehicle speed sensitive gain unit 254 sets the vehicle speed sensitive gain so that the sensitivity during high speed traveling is high.
  • the vehicle speed sensitive gain unit 254 multiplies the SAT information T ST 2 by the vehicle speed sensitive gain set according to the vehicle speed Vs, and outputs the SAT information T ST 3.
  • the vehicle speed sensitive gain is fixed at 1.0 when the vehicle speed Vs is Vs2 (for example, 70 km/h) or more, and is smaller than 1.0 when the vehicle speed Vs is Vs1 ( ⁇ Vs2) (for example, 50 km/h) or less. Is fixed and the vehicle speed Vs is set to increase at a constant rate between Vs1 and Vs2.
  • the steering angle sensitive gain unit 255 receives the SAT information T ST 3 and the steering angle ⁇ h output from the vehicle speed sensitive gain unit 254.
  • the steering angle sensitive gain unit 255 sets the steering angle sensitive gain.
  • FIG. 24 is a diagram showing a characteristic example of the steering angle response gain.
  • the steering angle sensitive gain section 255 sets the steering angle sensitive gain so that the steering angle sensitive gain unit 255 starts to operate from a predetermined steering angle and the sensitivity becomes high when the steering angle is large.
  • the steering angle sensitive gain unit 255 multiplies the SAT information T ST 3 by the steering angle sensitive gain set according to the steering angle ⁇ h, and outputs the torque signal Tref_d0.
  • the steering angle sensitive gain is fixed at a predetermined gain value G ⁇ when the steering angle ⁇ h is ⁇ h1 (eg, 10 deg) or less, and fixed at 1.0 when the steering angle ⁇ h is ⁇ h2 (eg, 30 deg) or more.
  • G ⁇ may be set in the range of 0 ⁇ G ⁇ 1.
  • the torque signal Tref_d0 output from the steering angle sensitive gain unit 255 is input to the limiting unit 256.
  • the upper limit and the lower limit of the torque signal Tref_d0 are set in the limiter 256.
  • FIG. 25 is a diagram showing an example of setting the upper limit value and the lower limit value of the torque signal in the limiting section.
  • the limiting unit 256 sets an upper limit value and a lower limit value for the torque signal Tref_d0 in advance, and when the input torque signal Tref_d0 is the upper limit value or more, the upper limit value and the lower limit value or less, respectively.
  • the lower limit value otherwise, the torque signal Tref_d0 is output as the torque signal Tref_d.
  • the steering torque sensitive gain, the vehicle speed sensitive gain, and the steering angle sensitive gain may have a curved characteristic instead of the linear characteristic shown in FIGS. 22, 23, and 24.
  • the steering torque sensitive gain, the vehicle speed sensitive gain, and the steering angle sensitive gain may be appropriately adjusted according to the steering feeling.
  • the limiting unit 256 may be deleted.
  • the steering torque sensitive gain portion 253, the vehicle speed sensitive gain portion 254, and the steering angle sensitive gain portion 255 can also be appropriately omitted.
  • the installation positions of the steering torque sensitive gain, the vehicle speed sensitive gain, and the steering angle sensitive gain may be exchanged. Further, for example, the steering torque sensitive gain, the vehicle speed sensitive gain, and the steering angle sensitive gain may be obtained in parallel and multiplied by the SAT information T ST 1 in one component.
  • the configuration of the SAT information correction unit 250 in the present embodiment is an example, and may have a mode different from the configuration shown in FIG.
  • FIG. 26 is a block diagram showing a configuration example of a vehicle speed failure processing unit according to the second embodiment.
  • the vehicle speed failure processing unit 280a of the second embodiment includes a vehicle motion estimation unit 281a and a torque gain setting unit 282a.
  • the present embodiment shows an example in which the self-aligning torque T SAT calculated by the SAT calculating unit 251 is input as the physical quantity generated by the turning motion of the vehicle.
  • the steering angle ⁇ h is input to the vehicle motion estimation unit 281a.
  • the vehicle motion estimation unit 281a holds an estimated self-aligning torque map showing the relationship between the steering angle ⁇ h and the self-aligning torque T SAT at the alternative speed (for example, 100 [km/h]).
  • FIG. 27 is a diagram showing a characteristic example of an estimated self-aligning torque map held by the vehicle motion estimation unit of the second embodiment. Note that the relationship between the steering angle ⁇ h and the self-aligning torque T SAT is not the estimated self-aligning torque map shown in FIG. 27, but a mathematical expression indicating the relationship between the steering angle ⁇ h and the self-aligning torque T SAT at the alternative speed, for example. May be used.
  • the vehicle motion estimation unit 281a uses the estimated self-aligning torque map (or a mathematical expression indicating the relationship between the steering angle ⁇ h and the self-aligning torque T SAT at the alternative speed) to estimate the self-aligning according to the steering angle ⁇ h.
  • the torque Test is output.
  • the estimated self-aligning torque Test output from the vehicle motion estimating unit 281a, the vehicle speed determination signal Vfail, and the self-aligning torque T SAT are input to the torque gain setting unit 282a.
  • the torque gain setting unit 282 generates a torque gain A G based on the estimated self-aligning torque Test, the vehicle speed determination signal Vfail, and the self-aligning torque T SAT .
  • the torque gain setting unit 282a determines whether or not the vehicle speed Vs is normally detected, that is, whether or not the vehicle speed Vs is an alternative vehicle speed, based on the vehicle speed determination signal Vfail.
  • the torque gain setting unit 282a sets the torque gain A G according to the absolute value
  • the torque gain setting unit 282a holds a predetermined threshold value E for the absolute value
  • FIG. 28 is an explanatory diagram of a specific operation in the torque gain setting unit of the second embodiment.
  • the solid line indicates the absolute value
  • the broken line indicates a value smaller than the absolute value
  • the absolute value of the steering angle ⁇ h is
  • FIG. 28 shows an example in which the absolute value
  • the torque gain AG of the second embodiment is expressed by the following equation (14).
  • the coefficient D is a real value of 1 or more.
  • the torque gain setting unit 282a sets the torque gain A G to less than 1 when the vehicle speed Vs is an alternative vehicle speed and
  • the coefficient D shown in the equation (14) is set to a value larger than 1.
  • the torque gain setting unit 282a sets the torque gain A G to 1 when the vehicle speed Vs is normally detected. Further, the torque gain setting unit 282a determines that the absolute value
  • FIG. 29 is a diagram illustrating an example of processing performed by the vehicle speed failure processing unit according to the second embodiment.
  • the torque gain setting unit 282a determines whether the vehicle speed Vs is an alternative vehicle speed based on the vehicle speed determination signal Vfail (step S201).
  • the vehicle motion estimation unit 281a uses the estimated self-aligning torque map shown in FIG. 27 to calculate the estimated self-aligning torque Test according to the steering angle ⁇ h. Output (step S202).
  • the torque gain setting unit 282a calculates the absolute value
  • the torque gain setting unit 282a determines that the absolute value
  • step S205 If the absolute value of the difference between the estimated self-aligning torque Test and the self-aligning torque T SAT
  • ⁇ E) (step S205; No), the torque The gain setting unit 282a sets the coefficient D in the torque gain A G 1/D to 1 (step S203), and ends the process.
  • step S205 If the absolute value of the difference between the estimated self-aligning torque Test and the self-aligning torque T SAT
  • ⁇ E) (step S205; Yes), the torque The gain setting unit 282a sets the coefficient D in the torque gain A G 1/D to a predetermined value larger than 1 (step S206), and ends the process.
  • the multiplying unit 211 multiplies the torque signal Tref_a0 output from the basic map unit 210 by the torque gain A G output from the vehicle speed failure processing unit 280a, and outputs it as the torque signal Tref_a to the adding unit 261.
  • the torque signals Tref_a, Tref_b, Tref_c, and Tref_d obtained as described above are added by the adders 261, 262, 263 and output as the target steering torque Tref.
  • the vehicle speed failure processing unit 280a of the second embodiment the vehicle speed sensor 12 fails and an alternative vehicle speed (for example, 100 [km/h]) is output as the vehicle speed Vs. In this state, it is possible to prevent the generation of an excessive steering torque that would cause self-steering while the vehicle is stopped by the assist control.
  • vehicle speed failure processing unit 280a of the second embodiment may be replaced with the vehicle speed failure processing unit 280 of the first embodiment.
  • the physical quantity generated by the turning motion of the vehicle can be realized by applying the yaw rate or the lateral acceleration instead of the self-aligning torque.
  • twist angle control unit 300a according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • FIG. 30 is a block diagram showing a configuration example of the twist angle control unit of the second embodiment.
  • the twist angle control unit 300a calculates a motor current command value Imc based on the target twist angle ⁇ ref, the twist angle ⁇ , and the motor angular velocity ⁇ m.
  • the torsion angle control unit 300a includes a torsion angle feedback (FB) compensation unit 310, a torsion angular velocity calculation unit 320, a velocity control unit 330, a stabilization compensation unit 340, an output limiting unit 350, a subtraction unit 361, and an addition unit 362. .
  • FB torsion angle feedback
  • the target twist angle ⁇ ref output from the conversion unit 500 is added and input to the subtraction unit 361.
  • the twist angle ⁇ is subtracted and input to the subtraction unit 361 and also input to the twist angular velocity calculation unit 320.
  • the motor angular velocity ⁇ m is input to the stabilization compensator 340.
  • the twist angle FB compensation unit 310 multiplies the deviation ⁇ 0 between the target twist angle ⁇ ref and the twist angle ⁇ calculated by the subtraction unit 361 by a compensation value CFB (transfer function), and the twist angle ⁇ follows the target twist angle ⁇ ref.
  • the target torsional angular velocity ⁇ ref is output.
  • the compensation value CFB may be a simple gain Kpp or a commonly used compensation value such as a PI control compensation value.
  • the target twist angular velocity ⁇ ref is input to the velocity control unit 330.
  • the twist angle FB compensator 310 and the speed controller 330 allow the twist angle ⁇ to follow the target twist angle ⁇ ref to realize a desired steering torque.
  • the twist angular velocity calculation unit 320 performs a differential calculation process on the twist angle ⁇ to calculate the twist angular velocity ⁇ t.
  • the twist angular velocity ⁇ t is output to the velocity control unit 330.
  • the torsional angular velocity calculation unit 320 may perform a pseudo differentiation using the HPF and the gain as the differential calculation. Further, the twisting angular velocity calculation unit 320 may calculate the twisting angular velocity ⁇ t from another means or other than the twisting angle ⁇ , and output it to the velocity control unit 330.
  • the speed control unit 330 calculates the motor current command value Imca1 by the IP control (proportional PI control) so that the torsional angular velocity ⁇ t follows the target torsional angular velocity ⁇ ref.
  • the subtraction unit 333 calculates the difference ( ⁇ ref ⁇ t) between the target twist angular velocity ⁇ ref and the twist angular velocity ⁇ t.
  • the integrating unit 331 integrates the difference ( ⁇ ref ⁇ t) between the target torsional angular velocity ⁇ ref and the torsional angular velocity ⁇ t, and adds and inputs the integration result to the subtracting unit 334.
  • the torsional angular velocity ⁇ t is also output to the proportional portion 332.
  • the proportional unit 332 performs a proportional process on the torsional angular velocity ⁇ t with the gain Kvp, and subtracts and inputs the result of the proportional process to the subtraction unit 334.
  • the subtraction result of the subtraction unit 334 is output as the motor current command value Imca1.
  • the speed control unit 330 is not the IP control but the PI control, the P (proportional) control, the PID (proportional integral derivative) control, the PI-D control (differential preceding PID control), the model matching control, the model reference.
  • the motor current command value Imca1 may be calculated by a generally used control method such as control.
  • the stabilization compensator 340 has a compensation value Cs (transfer function), and calculates the motor current command value Imca2 from the motor angular velocity ⁇ m. If the gains of the torsion angle FB compensator 310 and the speed controller 330 are increased in order to improve the followability and the disturbance characteristics, a controllable oscillation phenomenon in a high range will occur. As a countermeasure against this, a transfer function (Cs) necessary for stabilizing the motor angular velocity ⁇ m is set in the stabilization compensating unit 340. As a result, stabilization of the entire EPS control system can be realized.
  • Cs transfer function
  • the adding unit 362 adds the motor current command value Imca1 from the speed control unit 330 and the motor current command value Imca2 from the stabilization compensating unit 340, and outputs it as the motor current command value Imcb.
  • the output limiter 350 is preset with an upper limit value and a lower limit value for the motor current command value Imcb.
  • the output limiting unit 350 limits the upper and lower limits of the motor current command value Imcb and outputs the motor current command value Imc.
  • the configuration of the twist angle control unit 300a in the present embodiment is an example, and may have a mode different from the configuration shown in FIG.
  • the twist angle control unit 300a may not have the stabilization compensator 340.
  • the present disclosure is applied to a column-type EPS as one of vehicle steering devices, but the present disclosure is not limited to a column-type upstream type, but a rack-and-pinion-type downstream type. It is also applicable to EPS.
  • the feedback control based on the target twist angle can be applied to a steer-by-wire (SBW) reaction force device including at least a torsion bar (arbitrary spring constant) and a sensor for detecting a twist angle.
  • SBW steer-by-wire
  • An embodiment (Embodiment 3) when the present disclosure is applied to an SBW reaction force device including a torsion bar will be described.
  • FIG. 31 is a diagram showing a configuration example of the SBW system corresponding to the general configuration of the electric power steering device shown in FIG. 1.
  • the same components as those described in the first and second embodiments will be designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
  • the SBW system has no intermediate shaft mechanically coupled to the column shaft 2 by the universal joint 4a in FIG. 1, and transmits the operation of the handle 1 to the steering mechanism including steering wheels 8L and 8R by an electric signal.
  • the SBW system includes a reaction force device 60 and a drive device 70, and a control unit (ECU) 50 controls both devices.
  • the reaction force device 60 detects the steering angle ⁇ h by the steering angle sensor 14, and at the same time, transmits the motion state of the vehicle transmitted from the steered wheels 8L, 8R to the driver as reaction force torque.
  • the reaction torque is generated by the reaction force motor 61.
  • the SBW system to which the present disclosure is applied is a type having a torsion bar, and the torque sensor 10 detects the steering torque Ts. To do. Further, the angle sensor 74 detects the motor angle ⁇ m of the reaction force motor 61.
  • the drive device 70 drives the drive motor 71 in accordance with the steering of the steering wheel 1 by the driver, applies the drive force to the pinion rack mechanism 5 via the gear 72, and operates it via the tie rods 6a and 6b.
  • the steering wheels 8L and 8R are steered.
  • An angle sensor 73 is arranged in the vicinity of the pinion rack mechanism 5 and detects the turning angle ⁇ t of the steered wheels 8L, 8R.
  • the ECU 50 In order to coordinately control the reaction force device 60 and the drive device 70, the ECU 50, based on the vehicle speed Vs and the like from the vehicle speed sensor 12 in addition to the information such as the steering angle ⁇ h and the steering angle ⁇ t output from both devices, A voltage control command value Vref1 for driving and controlling the reaction force motor 61 and a voltage control command value Vref2 for driving and controlling the drive motor 71 are generated.
  • FIG. 32 is a block diagram showing the configuration of the third embodiment.
  • control for the twist angle ⁇ hereinafter, referred to as “twist angle control”
  • control for the steering angle ⁇ t hereinafter, referred to as “steering angle control”
  • the drive device is controlled by the steering angle control.
  • the drive device may be controlled by another control method.
  • the target steering torque generation unit 200b generates the target steering torque Tref based on the vehicle speed Vs, the vehicle speed determination signal Vfail, the steering angle ⁇ h, and the actual yaw rate ⁇ re.
  • the conversion unit 500 converts the target steering torque Tref generated by the target steering torque generation unit 200b into a target twist angle ⁇ ref.
  • the target twist angle ⁇ ref is output to the twist angle control unit 300.
  • the twist angle ⁇ follows the target twist angle ⁇ ref calculated via the target steering torque generation unit 200b and the conversion unit 500 by using the steering angle ⁇ h and the like by the configuration and operation similar to those of the second embodiment. Such control is performed.
  • the motor angle ⁇ m is detected by the angle sensor 74, and the motor angular velocity ⁇ m is calculated by differentiating the motor angle ⁇ m by the angular velocity calculator 951.
  • the turning angle ⁇ t is detected by the angle sensor 73.
  • the processing in the EPS steering system/vehicle system 100 is not described in detail, but the current control unit 130 includes the subtraction unit 32B, the PI control unit 35, and the PWM control unit illustrated in FIG. With the same configuration and operation as 36 and the inverter 37, based on the motor current command value Imc output from the torsion angle control unit 300a and the current value Imr of the reaction force motor 61 detected by the motor current detector 140, The force motor 61 is driven to control the current.
  • the target turning angle generation unit 910 In the turning angle control, the target turning angle generation unit 910 generates a target turning angle ⁇ tref based on the steering angle ⁇ h, and the target turning angle ⁇ tref is input to the turning angle control unit 920 together with the turning angle ⁇ t.
  • the steering angle control unit 920 calculates the motor current command value Imct so that the steering angle ⁇ t becomes the target steering angle ⁇ tref. Then, based on the motor current command value Imct and the current value Imd of the drive motor 71 detected by the motor current detector 940, the current control unit 930 has the same configuration and operation as the current control unit 130, and the drive motor. 71 is driven to control the current.
  • FIG. 33 is a diagram showing a configuration example of the target turning angle generation unit.
  • the target turning angle generation unit 910 includes a limiting unit 931, a rate limiting unit 932, and a correcting unit 933.
  • the limiter 931 limits the upper and lower limit values of the steering angle ⁇ h and outputs the steering angle ⁇ h1. Similar to the output limiting unit 350 in the torsion angle control unit 300a shown in FIG. 30, the upper limit value and the lower limit value for the steering angle ⁇ h are set in advance and limited.
  • the rate limiting unit 932 sets a limit value and limits the amount of change in the steering angle ⁇ h1 in order to avoid a sudden change in the steering angle, and outputs the steering angle ⁇ h2. For example, when the difference from the steering angle ⁇ h1 one sample before is set as the change amount, and the absolute value of the change amount is larger than a predetermined value (limit value), the steering angle is adjusted so that the absolute value of the change amount becomes the limit value. ⁇ h1 is added/subtracted and output as the steering angle ⁇ h2. When the steering angle ⁇ h1 is less than the limit value, the steering angle ⁇ h1 is output as the steering angle ⁇ h2. Note that instead of setting a limit value for the absolute value of the amount of change, it is also possible to set an upper limit value and a lower limit value for the amount of change to impose a limit. The rate may be limited.
  • the correction unit 933 corrects the steering angle ⁇ h2 and outputs the target turning angle ⁇ tref. For example, using a map defining the characteristics of the target turning angle ⁇ tref with respect to the magnitude
  • FIG. 34 is a diagram showing a configuration example of the turning angle control unit.
  • the steered angle control unit 920 has the same configuration as the configuration example of the twist angle control unit 300a shown in FIG. 30 except for the stabilization compensation unit 340 and the addition unit 362, and the target twist angle ⁇ ref and the twist
  • the target turning angle ⁇ tref and the turning angle ⁇ t are input instead of the angle ⁇ , and the turning angle feedback (FB) compensation unit 921, the turning angular velocity calculation unit 922, the speed control unit 923, the output limiting unit 926, and the subtraction unit 927.
  • the torsion angle FB compensation unit 310, the torsion angular velocity calculation unit 320, the velocity control unit 330, the output limiting unit 350, and the subtraction unit 361 perform the same operation.
  • FIG. 35 is a flowchart showing an operation example of the third embodiment.
  • the angle sensor 73 detects the steering angle ⁇ t
  • the angle sensor 74 detects the motor angle ⁇ m (step S110)
  • the steering angle ⁇ t is detected by the steering angle control unit 920
  • the motor angle ⁇ m is measured by the angular velocity. It is input to each of the calculation units 951.
  • the angular velocity calculation unit 951 differentiates the motor angle ⁇ m to calculate the motor angular velocity ⁇ m, and outputs it to the torsion angle control unit 300a (step S120).
  • step S130 to S160 the same operation as steps S10 to S40 shown in FIG. 7 is executed, the reaction force motor 61 is driven, and the current control is executed (steps S130 to S160).
  • the target turning angle generating unit 910 inputs the steering angle ⁇ h, and the steering angle ⁇ h is input to the limiting unit 931.
  • the limiting unit 931 limits the upper and lower limit values of the steering angle ⁇ h by the preset upper limit value and lower limit value (step S170), and outputs the steering angle ⁇ h1 to the rate limiting unit 932.
  • the rate limiting unit 932 limits the amount of change in the steering angle ⁇ h1 by a preset limit value (step S180), and outputs the steering angle ⁇ h2 to the correction unit 933.
  • the correction unit 933 corrects the steering angle ⁇ h2 to obtain the target turning angle ⁇ tref (step S190), and outputs it to the turning angle control unit 920.
  • the turning angle control unit 920 which has input the turning angle ⁇ t and the target turning angle ⁇ tref, calculates the deviation ⁇ t0 by subtracting the turning angle ⁇ t from the target turning angle ⁇ tref in the subtraction unit 927 (step S200). ).
  • the deviation ⁇ t0 is input to the steered angle FB compensator 921, and the steered angle FB compensator 921 compensates the deviation ⁇ t0 by multiplying the deviation ⁇ t0 by the compensation value (step S210), and the target steered angular velocity ⁇ tref is set to the speed. It is output to the control unit 923.
  • the steered angular velocity calculation unit 922 inputs the steered angle ⁇ t, calculates the steered angular velocity ⁇ tt by a differential calculation with respect to the steered angle ⁇ t (step S220), and outputs it to the speed control unit 923.
  • the speed control unit 923 calculates the motor current command value Imcta by the IP control similarly to the speed control unit 330 (step S230), and outputs it to the output limiting unit 926.
  • the output limiting unit 926 limits the upper and lower limit values of the motor current command value Imcta by the preset upper limit value and lower limit value (step S240), and outputs the motor current command value Imct (step S250).
  • the motor current command value Imct is input to the current control unit 930, and the current control unit 930 uses the motor current command value Imct and the current value Imd of the drive motor 71 detected by the motor current detector 940 to drive the motor. 71 is driven and a current control is implemented (step S260).
  • the speed control unit 923 in the turning angle control unit 920 does not use the IP control, but the PI control, the P control, the PID control, the PI-D, like the speed control unit 330 in the torsion angle control unit 300a. Control, etc. are feasible, and any control of P, I, and D may be used, and the follow-up control by the steering angle control unit 920 and the twist angle control unit 300a is generally used. It may be performed with a control structure.
  • the steered angle control unit 920 is used in a vehicle device as long as it has a control configuration in which the actual angle (here, the steered angle ⁇ t) follows the target angle (here, the target steered angle ⁇ tref).
  • the control configuration is not limited, and for example, a control configuration used in an industrial positioning device, an industrial robot, or the like may be applied.
  • one ECU 50 controls the reaction force device 60 and the drive device 70.
  • an ECU for the reaction force device 60 and an ECU for the drive device 70 are provided respectively. May be.
  • the ECUs exchange data with each other by communication.
  • the SBW system shown in FIG. 31 does not have a mechanical connection between the reaction device 60 and the drive device 70, but when an abnormality occurs in the system, the column shaft 2 and the steering mechanism are connected to a clutch or the like.
  • the present disclosure is also applicable to an SBW system that includes a mechanical torque transmission mechanism that mechanically couples with each other. In such an SBW system, when the system is normal, the clutch is turned off to release the mechanical torque transmission, and when the system is abnormal, the clutch is turned on to enable the mechanical torque transmission.
  • the torsion angle control units 300 and 300a in the above-described first to third embodiments directly calculate the motor current command value Imc and the assist current command value Iac, but before calculating them, the motor to be output first
  • the motor current command value and the assist current command value may be calculated after calculating the torque (target torque).
  • target torque the torque
  • the generally used relationship between the motor current and the motor torque is used.
  • the diagrams used above are conceptual diagrams for qualitatively explaining the present disclosure, and are not limited to these. Further, the above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present disclosure, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present disclosure. Further, the mechanism is not limited to the torsion bar as long as the mechanism has an arbitrary spring constant between the handle and the motor or the reaction force motor.

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Abstract

車両の車速Ｖｓが所定の代替車速であるとき、車両の旋回運動によって発生する物理量と、代替車速における物理量の推定値との差分の絶対値に応じて、目標操舵トルクＴｒｅｆを小さくする。

Description

車両用操向装置
　本発明は、車両用操向装置に関する。
　車両用操向装置の１つである電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、車両の操舵系にモータの回転力でアシスト力（操舵補助力）を付与するものである。ＥＰＳは、インバータから供給される電力で制御されるモータの駆動力を、減速機構を含む伝達機構により、ステアリングシャフト又はラック軸にアシスト力として付与する。例えば、操舵トルク及び車速に基づいて生成する第１制御信号と、操舵角に基づき生成する規範操舵トルクと操舵トルクとの偏差が小さくなるように生成された第２制御信号とを、車両の挙動に応じて切り替えて、モータを駆動する構成が開示されている（例えば、特許文献１）。
特開２００４－１３１０４６号公報
　車速に基づき制御を行う構成において、車速信号が正常に出力されなくなった場合、所定の代替車速を用いて制御を行う場合がある。この代替車速が、例えば１００［ｋｍ／ｈ］等の高速度である場合、低速域においてアシスト力が過大となり、運転者によるハンドル操作に違和感を与える場合がある。
　本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、低速域において過大な操舵トルクが発生することを防ぐことができる車両用操向装置を提供すること、を目的としている。
　上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係る車両用操向装置は、操舵力を補助するモータを駆動制御することにより、車両の操舵系をアシスト制御する車両用操向装置であって、前記車両の車速が所定の代替車速であるとき、前記車両の旋回運動によって発生する物理量と、前記代替車速における前記物理量の推定値との差分の絶対値に応じて、目標操舵トルクを小さくする。
　上記構成によれば、低速域において過大な操舵トルクが発生することを防ぐことができる。
　車両用操向装置の望ましい態様として、操舵角に応じて、前記物理量の推定値を推定する車両運動推定部と、前記物理量と前記物理量の推定値との差分の絶対値に応じて、前記目標操舵トルクに対するトルクゲインを設定するトルクゲイン設定部と、を備えることが好ましい。
　これにより、操舵角に応じた代替車速における物理量の推定値を推定することができる。また、物理量と物理量の推定値との差分の絶対値に応じたトルクゲインによって目標操舵トルクを設定することができる。
　車両用操向装置の望ましい態様として、前記トルクゲイン設定部は、前記車速が前記代替車速であり、かつ、前記物理量と前記物理量の推定値との差分の絶対値が所定の閾値以上である場合に、前記トルクゲインを小さくすることが好ましい。
　これにより、車速が代替車速であるとき、実際の車速における理想的な目標操舵トルクとかけ離れた値に設定されることを防ぐことができる。
　車両用操向装置の望ましい態様として、前記トルクゲイン設定部は、前記車速が前記代替車速でない場合、及び、前記物理量と前記物理量の推定値との差分の絶対値が所定の閾値未満である場合に、前記トルクゲインを１に設定し、前記車速が前記代替車速であり、かつ、前記物理量と前記物理量の推定値との差分の絶対値が前記閾値以上である場合に、前記トルクゲインを１未満の値に設定することが好ましい。
　これにより、車速が代替車速でない場合、又は、車速が代替車速であっても車両の旋回運動に伴う物理量が推定値とかけ離れていない場合に対し、車速が代替車速であり、かつ、車両の旋回運動に伴う物理量が推定値とかけ離れている場合の目標操舵トルクを小さくすることができる。これにより、車速が代替車速であるとき、実際の車速における理想的な目標操舵トルクとかけ離れた値に設定されることを防ぐことができる。
　車両用操向装置の望ましい態様として、前記トルクゲイン設定部は、前記車速が前記代替車速であり、かつ、前記物理量と前記物理量の推定値との差分の絶対値が前記閾値以上である場合に、前記トルクゲインを前記設定した値まで徐々に小さくすることが好ましい。
　これにより、アシスト力が急変することによる違和感を抑制することができる。
　車両用操向装置の望ましい態様として、前記物理量はヨーレートであり、前記車両運動推定部は、前記操舵角に応じた推定ヨーレートを推定することが好ましい。
　これにより、車両の旋回運動によって発生する物理量として、ヨーレートをパラメータとした制御を行うことができる。
　車両用操向装置の望ましい態様として、前記物理量は横加速度であり、前記車両運動推定部は、前記操舵角に応じた推定横加速度を推定することが好ましい。
　これにより、車両の旋回運動によって発生する物理量として、横加速度をパラメータとした制御を行うことができる。
　車両用操向装置の望ましい態様として、前記物理量はセルフアライニングトルクであり、前記車両運動推定部は、前記操舵角に応じた推定セルフアライニングトルクを推定することが好ましい。
　これにより、車両の旋回運動によって発生する物理量として、セルフアライニングトルクをパラメータとした制御を行うことができる。
　本発明によれば、低速域において過大な操舵トルクが発生することを防ぐことができる車両用操向装置を提供することができる。
図１は、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を示した図である。 図２は、電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニットのハードウェア構成を示す模式図である。 図３は、比較例に係る電動パワーステアリング装置におけるコントロールユニットの内部ブロック構成の一例を示す図である。 図４は、舵角センサの設置例を示す構造図である。 図５は、実施形態１に係るコントロールユニットの内部ブロック構成の一例を示す図である。 図６は、操舵方向の説明図である。 図７は、実施形態１に係るコントロールユニットの動作例を示すフローチャートである。 図８は、実施形態１の目標操舵トルク生成部の一構成例を示すブロック図である。 図９は、基本マップ部が保持する基本マップの特性例を示す図である。 図１０は、ダンパゲインマップ部が保持するダンパゲインマップの特性例を示す図である。 図１１は、ヒステリシス補正部の特性例を示す図である。 図１２は、実施形態１の車速失陥時処理部の一構成例を示すブロック図である。 図１３は、実施形態１の車両運動推定部が保持する推定ヨーレートマップの特性例を示す図である。 図１４は、実施形態１のトルクゲイン設定部における具体的な動作の説明図である。 図１５は、実施形態１の車速失陥時処理部における処理の一例を示すフローチャートである。 図１６は、車速失陥時処理部から出力されるトルクゲインＡＧによる作用例を示す図である。 図１７は、実施形態１の捩れ角制御部の一構成例を示すブロック図である。 図１８は、実施形態２に係るコントロールユニットの内部ブロック構成の一例を示す図である。 図１９は、実施形態２の目標操舵トルク生成部の一構成例を示すブロック図である。 図２０は、ＳＡＴ情報補正部の一構成例を示すブロック図である。 図２１は、路面からステアリングまでの間に発生するトルクの様子を示すイメージ図である。 図２２は、操舵トルク感応ゲインの特性例を示す図である。 図２３は、車速感応ゲインの特性例を示す図である。 図２４は、舵角感応ゲインの特性例を示す図である。 図２５は、制限部におけるトルク信号の上限値及び下限値の設定例を示す図である。 図２６は、実施形態２の車速失陥時処理部の一構成例を示すブロック図である。 図２７は、実施形態２の車両運動推定部が保持する推定ヨーレートマップの特性例を示す図である。 図２８は、実施形態２のトルクゲイン設定部における具体的な動作の説明図である。 図２９は、実施形態２の車速失陥時処理部における処理の一例を示すフローチャートである。 図３０は、実施形態２の捩れ角制御部の一構成例を示すブロック図である。 図３１は、ＳＢＷシステムの構成例を、図１に示される電動パワーステアリング装置の一般的な構成に対応させて示した図である。 図３２は、実施形態３の構成を示すブロック図である。 図３３は、目標転舵角生成部の構成例を示す図である。 図３４は、転舵角制御部の構成例を示す図である。 図３５は、実施形態３の動作例を示すフローチャートである。
　以下、発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記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、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
（実施形態１）
　図１は、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を示した図である。車両用操向装置の１つである電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、操舵者から与えられる力が伝達する順に、ハンドル１のコラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）２、減速機構３、ユニバーサルジョイント４ａ，４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、更にハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。また、トーションバーを有するコラム軸２には、ハンドル１の操舵トルクＴｓを検出するトルクセンサ１０及び操舵角θｈを検出する舵角センサ１４が設けられており、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速機構３を介してコラム軸２に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）３０には、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｓと車速センサ１２で検出された車速Ｖｓとに基づいてアシスト（操舵補助）指令の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電圧制御指令値Ｖｒｅｆによって、モータ２０に供給する電流を制御する。
　コントロールユニット３０には、車両の各種情報を授受するＣＡＮ（Controller　Area　Network）４０等の車載ネットワークが接続されている。また、コントロールユニット３０には、ＣＡＮ４０以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ４１も接続可能である。
　コントロールユニット３０は、主としてＣＰＵ（ＭＣＵ、ＭＰＵ等も含む）で構成される。図２は、電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニットのハードウェア構成を示す模式図である。
　コントロールユニット３０を構成する制御用コンピュータ１１００は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）１００１、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）１００２、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）１００３、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically　Erasable　Programmable　ROM）１００４、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１００５、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器１００６、ＰＷＭ（Pulse　Width　Modulation）コントローラ１００７等を備え、これらがバスに接続されている。
　ＣＰＵ１００１は、電動パワーステアリング装置の制御用コンピュータプログラム（以下、制御プログラムという）を実行して、電動パワーステアリング装置を制御する処理装置である。
　ＲＯＭ１００２は、電動パワーステアリング装置を制御するための制御プログラムを格納する。また、ＲＡＭ１００３は、制御プログラムを動作させるためのワークメモリとして使用される。ＥＥＰＲＯＭ１００４には、制御プログラムが入出力する制御データ等が格納されている。制御データは、コントロールユニット３０に電源が投入された後にＲＡＭ１００３に展開された制御用コンピュータプログラム上で使用され、所定のタイミングでＥＥＰＲＯＭ１００４に上書きされる。
　ＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００３、及びＥＥＰＲＯＭ１００４等は情報を格納する記憶装置であって、ＣＰＵ１００１が直接アクセスできる記憶装置（一次記憶装置）である。
　Ａ／Ｄ変換器１００６は、操舵トルクＴｓ、モータ２０の電流検出値Ｉｍ、及び操舵角θｈの信号等を入力し、ディジタル信号に変換する。
　インターフェース１００５は、ＣＡＮ４０に接続されている。インターフェース１００５は、車速センサ１２からの車速Ｖの信号（車速パルス）を受け付けるためのものである。
　ＰＷＭコントローラ１００７は、モータ２０に対する電流指令値に基づいてＵＶＷ各相のＰＷＭ制御信号を出力する。
　図３は、比較例に係る電動パワーステアリング装置におけるコントロールユニットの内部ブロック構成の一例を示す図である。操舵トルクＴｓ及び車速Ｖｓは、電流指令値演算部３１に入力される。電流指令値演算部３１は、操舵トルクＴｓ及び車速Ｖｓに基づき、予め記憶しているルックアップテーブル（アシストマップ等）を参照し、モータ２０に供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する。
　補償信号生成部３４は、補償信号ＣＭを生成する。補償信号生成部３４は、収れん性推定部３４１、慣性推定部３４２、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ：Ｓｅｌｆ　Ａｌｉｇｎｉｎｇ　Ｔｏｒｑｕｅ）推定部３４３を備える。収れん性推定部３４１は、モータ２０の角速度に基づいて車両のヨーレートを推定し、ハンドル１が振れ回る動作を制動することで、車両のヨーの収れん性を改善する補償値を推定する。慣性推定部３４２は、モータ２０の角加速度に基づいて、モータ２０の慣性力を推定し、応答性を高めるためにモータ２０の慣性力を補償する補償値を推定する。ＳＡＴ推定部３４３は、操舵トルクＴｓ、アシストトルク、モータ２０の角速度及び角加速度に基づいてセルフアライニングトルクを推定し、そのセルフアライニングトルクを反力としてアシストトルクを補償する補償値を推定する。補償信号生成部３４は、収れん性推定部３４１、慣性推定部３４２、ＳＡＴ推定部３４３に加え、他の補償値を推定する推定部を備えてもよい。補償信号ＣＭは、加算部３４４において慣性推定部３４２の補償値と、ＳＡＴ推定部３４３の補償値とが加算され、この加算値と収れん性推定部３４１の補償値とが加算部３４５において加算された加算値である。
　加算部３２Ａにおいて、補償信号生成部３４からの補償信号ＣＭが電流指令値Ｉｒｅｆ１に加算されており、補償信号ＣＭの加算によって、電流指令値Ｉｒｅｆ１に操舵システム系の特性補償がされ、収れん性や慣性特性等を改善するようになっている。そして、電流指令値Ｉｒｅｆ１は加算部３２Ａを経て、特性補償された電流指令値Ｉｒｅｆ２となり、電流指令値Ｉｒｅｆ２が電流制限部３３に入力されている。電流制限部３３において、電流指令値Ｉｒｅｆ２の最大電流が制限され、電流指令値Ｉｒｅｆｍが生成される。電流指令値Ｉｒｅｆｍが減算部３２Ｂに入力され、モータ２０側からフィードバックされている電流検出値Ｉｍとの偏差Ｉ（Ｉｒｅｆｍ－Ｉｍ）が減算部３２Ｂで演算される。偏差Ｉが操舵動作の特性改善のためのＰＩ制御部３５に入力される。そうすると、ＰＩ制御部３５で特性改善された電圧制御指令値ＶｒｅｆがＰＷＭ制御部３６に入力され、さらにモータ駆動部としてのインバータ回路３７を介してモータ２０がＰＷＭ駆動される。モータ２０の電流検出値Ｉｍは、電流検出器３８で検出され、減算部３２Ｂにフィードバックされる。また、インバータ回路３７は、駆動素子として電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：（以下、ＦＥＴという。））が用いられ、ＦＥＴのブリッジ回路で構成されている。
　従来の電動パワーステアリング装置でのアシスト制御では、運転者の手入力にて加えられた操舵トルクをトーションバーの捩れトルクとしてトルクセンサで検出し、主にそのトルクに応じたアシスト電流としてモータ電流を制御している。しかしながら、この方法で制御を行なう場合、路面の状態（例えば傾斜）の違いにより、操舵角によって異なる操舵トルクとなってしまうことがある。モータ出力特性の経年使用によるバラツキによっても、操舵トルクに影響を与えることがある。
　図４は、舵角センサの設置例を示す構造図である。
　コラム軸２には、トーションバー２Ａが備えられている。操向車輪８Ｌ，８Ｒには、路面反力Ｒｒ及び路面情報μが作用する。トーションバー２Ａを挟み、コラム軸２のハンドル側には、上側角度センサが設けられている。トーションバー２Ａを挟み、コラム軸２の操向車輪側には、下側角度センサが設けられている。上側角度センサは、ハンドル角θ１を検出し、下側角度センサは、コラム角θ２を検出する。操舵角θｈは、コラム軸２の上部に設けられた舵角センサで検出される。トーションバーの捩れ角Δθは、ハンドル角θ１及びコラム角θ２の偏差から、下記（１）式で表される。また、トーションバートルクＴｔは、（１）式で表されるトーションバーの捩れ角Δθ用いて、下記（２）式で表される。なお、Ｋｔは、トーションバー２Ａのバネ定数である。
　Δθ＝θ２－θ１・・・（１）
　Ｔｔ＝－Ｋｔ×Δθ・・・（２）
　トーションバートルクＴｔは、トルクセンサを用いて検出することも可能である。本実施形態では、トーションバートルクＴｔを操舵トルクＴｓとしても扱うこととする。
　図５は、実施形態１に係るコントロールユニットの内部ブロック構成の一例を示す図である。
　コントロールユニット３０は、内部ブロック構成として、目標操舵トルク生成部２００、捩れ角制御部３００、操舵方向判定部４００、及び変換部５００を備えている。
　本実施形態において、運転者のハンドル操舵は、ＥＰＳ操舵系／車両系１００のモータ２０でアシスト制御される。ＥＰＳ操舵系／車両系１００は、モータ２０の他に、角度センサ、角速度演算部等を含む。
　目標操舵トルク生成部２００は、本開示において車両の操舵系をアシスト制御する際の操舵トルクの目標値である目標操舵トルクＴｒｅｆを生成する。変換部５００は、目標操舵トルクＴｒｅｆを目標捩れ角Δθｒｅｆに変換する。捩れ角制御部３００は、モータ２０に供給する電流の制御目標値であるモータ電流指令値Ｉｒｅｆを生成する。
　捩れ角制御部３００は、捩れ角Δθが目標捩れ角Δθｒｅｆとなるようなモータ電流指令値Ｉｒｅｆを演算する。モータ２０は、モータ電流指令値Ｉｒｅｆにより駆動される。
　操舵方向判定部４００は、ＥＰＳ操舵系／車両系１００から出力されるモータ角速度ωｍに基づき、操舵方向が右切りか左切りかを判定し、判定結果を操舵状態信号ＳＴｓとして出力する。図６は、操舵方向の説明図である。
　操舵方向が右切りか左切りかを示す操舵状態は、例えば図６に示すような操舵角θｈ及びモータ角速度ωｍの関係で求めることができる。すなわち、モータ角速度ωｍが正の値の場合は「右切り」と判定し、負の値の場合は「左切り」と判定する。なお、モータ角速度ωｍの代わりに、操舵角θｈ、ハンドル角θ１又はコラム角θ２に対して速度演算を行って算出される角速度を用いても良い。
　変換部５００は、上記（２）式の関係を用いて、目標操舵トルク生成部２００で生成された目標操舵トルクＴｒｅｆを目標捩れ角Δθｒｅｆに変換する。
　次に、実施形態１のコントロールユニットにおける基本的な動作例について説明する。図７は、実施形態１に係るコントロールユニットの動作例を示すフローチャートである。
　操舵方向判定部４００は、ＥＰＳ操舵系／車両系１００から出力されるモータ角速度ωｍの符号に基づき、操舵方向が右切りか左切りかを判定し、判定結果を操舵状態信号ＳＴｓとして、目標操舵トルク生成部２００に出力する（ステップＳ１０）。
　目標操舵トルク生成部２００は、車速Ｖｓ、車速判定信号Ｖｆａｉｌ、操舵状態信号ＳＴｓ、操舵角θｈ、及び実ヨーレートγｒｅに基づき、目標操舵トルクＴｒｅｆを生成する（ステップＳ２０）。
　変換部５００は、目標操舵トルク生成部２００で生成された目標操舵トルクＴｒｅｆを目標捩れ角Δθｒｅｆに変換する（ステップＳ２０）。目標捩れ角Δθｒｅｆは、捩れ角制御部３００に出力される。
　捩れ角制御部３００は、目標捩れ角Δθｒｅｆ、操舵角θｈ、捩れ角Δθ、及びモータ角速度ωｍに基づき、モータ電流指令値Ｉｒｅｆを演算する（ステップＳ３０）。
　そして、捩れ角制御部３００から出力されたモータ電流指令値Ｉｒｅｆに基づいて電流制御が実施され、モータ２０が駆動される（ステップＳ４０）。
　図８は、実施形態１の目標操舵トルク生成部の一構成例を示すブロック図である。図８に示すように、目標操舵トルク生成部２００は、基本マップ部２１０、乗算部２１１、微分部２２０、ダンパゲインマップ部２３０、ヒステリシス補正部２４０、ＳＡＴ情報補正部２５０、乗算部２６０、加算部２６１，２６２，２６３、及び車速失陥時処理部２８０を備える。図９は、基本マップ部が保持する基本マップの特性例を示す図である。図１０は、ダンパゲインマップ部が保持するダンパゲインマップの特性例を示す図である。
　基本マップ部２１０には、操舵角θｈ及び車速Ｖｓが入力される。基本マップ部２１０は、図９に示す基本マップを用いて、車速Ｖｓをパラメータとするトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０を出力する。すなわち、基本マップ部２１０は、車速Ｖｓに応じたトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０を出力する。
　図９に示すように、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０は、操舵角θｈの大きさ（絶対値）｜θｈ｜の増加に伴い増加する特性を有する。また、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａは、車速Ｖｓの増加に伴い増加する特性を有する。なお、図９では操舵角θｈの大きさ｜θｈ｜でマップを構成しているが、正負の操舵角θｈに応じてマップを構成しても良く、この場合、操舵角θｈが正の場合と負の場合とで変化の態様を変えても良い。
　微分部２２０には、操舵角θｈが入力される。微分部２２０は、操舵角θｈを微分して、角速度情報である舵角速度ωｈを算出する。微分部２２０は、算出した舵角速度ωｈを乗算部２６０に出力する。
　ダンパゲインマップ部２３０には、車速Ｖｓが入力される。ダンパゲインマップ部２３０は、図１０に示す車速感応型のダンパゲインマップを用いて、車速Ｖｓに応じたダンパゲインＤＧを出力する。
　図１０に示すように、ダンパゲインＤＧは、車速Ｖｓが高くなるに従い徐々に大きくなる特性を有する。ダンパゲインＤＧは、操舵角θｈに応じて可変する態様としても良い。
　乗算部２６０は、微分部２２０から出力される舵角速度ωｈに対して、ダンパゲインマップ部２３０から出力されるダンパゲインＤＧを乗算し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｂとして加算部２６２に出力する。
　操舵方向判定部４００は、例えば図６に示すような判定を行う。ヒステリシス補正部２４０には、操舵角θｈ、車速Ｖｓ、及び、図６に示す判定結果である操舵状態信号ＳＴｓが入力される。ヒステリシス補正部２４０は、操舵角θｈ及び操舵状態信号ＳＴｓに基づき、下記（３）式及び（４）式を用いてトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃを演算する。なお、下記（３）式及び（４）式において、ｘは操舵角θｈ、ｙＲ＝Ｔｒｅｆ＿ｃ及びｙＬ＝Ｔｒｅｆ＿ｃはトルク信号（第４トルク信号）Ｔｒｅｆ＿ｃとする。また、係数ａは１よりも大きい値であり、係数ｃは０よりも大きい値である。係数Ａｈｙｓは、ヒステリシス特性の出力幅を示し、係数ｃは、ヒステリシス特性の丸みを表す係数である。
　ｙＲ＝Ａｈｙｓ｛１－ａ－ｃ（ｘ－ｂ）｝・・・（３）
　ｙＬ＝－Ａｈｙｓ｛１－ａｃ（ｘ－ｂ’）｝・・・（４）
　右切り操舵の際には、上記（３）式を用いて、トルク信号（第４トルク信号）Ｔｒｅｆ＿ｃ（ｙＲ）を算出する。左切り操舵の際には、上記（４）式を用いて、トルク信号（第４トルク信号）Ｔｒｅｆ＿ｃ（ｙＬ）を算出する。なお、右切り操舵から左切り操舵へ切り替える際、又は、左切り操舵から右切り操舵へ切り替える際には、操舵角θｈ及びトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃの前回値であるの最終座標（ｘ１，ｙ１）の値に基づき、操舵切り替え後の上記（３）式及び（４）式に対し、下記（５）式又は（６）式に示す係数ｂ又はｂ’を代入する。これにより、操舵切り替え前後の連続性が保たれる。
　ｂ＝ｘ１＋（１／ｃ）ｌｏｇａ｛１－（ｙ１／Ａｈｙｓ）｝・・・（５）
　ｂ’＝ｘ１－（１／ｃ）ｌｏｇａ｛１－（ｙ１／Ａｈｙｓ）｝・・・（６）
　上記（５）式及び（６）式は、上記（３）式及び（４）式において、ｘにｘ１を代入し、ｙＲ及びｙＬにｙ１を代入することにより導出することができる。
　係数ａとして、例えば、ネイピア数ｅを用いた場合、上記（３）式、（４）式、（５）式、（６）式は、それぞれ下記（７）式、（８）式、（９）式、（１０）式で表せる。
　ｙＲ＝Ａｈｙｓ［１－ｅｘｐ｛－ｃ（ｘ－ｂ）｝］・・・（７）
　ｙＬ＝－Ａｈｙｓ［｛１－ｅｘｐ｛ｃ（ｘ－ｂ’）｝］・・・（８）
　ｂ＝ｘ１＋（１／ｃ）ｌｏｇｅ｛１－（ｙ１／Ａｈｙｓ）｝・・・（９）
　ｂ’＝ｘ１－（１／ｃ）ｌｏｇｅ｛１－（ｙ１／Ａｈｙｓ）｝・・・（１０）
　図１１は、ヒステリシス補正部の特性例を示す図である。図１１に示す例では、上記（９）式及び（１０）式において、Ａｈｙｓ＝１［Ｎｍ］、ｃ＝０．３と設定し、０［ｄｅｇ］から開始し、＋５０［ｄｅｇ］、－５０［ｄｅｇ］の操舵をした場合の、ヒステリシス補正されたトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃの特性例を示している。図１１に示すように、ヒステリシス補正部２４０から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｃは、０の原点→Ｌ１（細線）→Ｌ２（破線）→Ｌ３（太線）のようなヒステリシス特性を有している。
　なお、ヒステリシス特性の出力幅を表す係数であるＡｈｙｓ及び丸みを表す係数であるｃを、車速Ｖｓ及び操舵角θｈの一方又は双方に応じて可変としても良い。
　また、舵角速度ωｈは、操舵角θｈに対する微分演算により求めているが、高域のノイズの影響を低減するために適度にローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理を実施している。また、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）とゲインにより、微分演算とＬＰＦの処理を実施しても良い。更に、舵角速度ωｈは、操舵角θｈではなく、上側角度センサが検出するハンドル角θ１又は下側角度センサが検出するコラム角θ２に対して微分演算とＬＰＦの処理を行って算出しても良い。舵角速度ωｈの代わりにモータ角速度ωｍを角速度情報として使用しても良く、この場合、微分部２２０は不要となる。
　図１２に示すように、車速失陥時処理部２８０には、操舵角θｈ、車速判定信号Ｖｆａｉｌ、及び、自車両に設けられたヨーレートセンサ１５（図１参照）によって検出される実ヨーレートγｒｅが入力される。
　車速センサ１２（図１参照）は、例えば車速に応じたパルス信号を車速信号として出力する。車速センサ１２が失陥し、車速信号（車速に応じたパルス信号）が正常に出力されなくなると、車速Ｖｓに基づく制御ができなくなる。このため、車速信号が正常に出力されなくなった場合には、所定の代替車速を用いた制御が行われる。
　車速判定信号Ｖｆａｉｌは、車速センサ１２から車速信号が正常に出力されているか否かを示す信号である。また、車速信号が正常に出力されていない場合、車速失陥時処理部２８０には、所定の代替車速が車速Ｖｓとして入力される。換言すれば、車速判定信号Ｖｆａｉｌは、車速Ｖｓが代替車速であるか否かを示す信号である。本実施形態において、代替車速は、例えば１００［ｋｍ／ｈ］に設定される。なお、車速判定信号Ｖｆａｉｌ及び代替車速を出力する構成部は、例えば、コントロールユニット３０の外部にある回路で構成されていても良い。
　本実施形態では、車両の旋回運動によって発生する物理量として、ヨーレートセンサ１５によって検出される実ヨーレートγｒｅが入力される例を示している。実ヨーレートγｒｅに代えて、車両の旋回運動によって発生する物理量として、自車両に設けられた横加速度センサ１６（図１参照）によって検出される実横加速度が入力される態様であっても良い。
　図１２は、実施形態１の車速失陥時処理部の一構成例を示すブロック図である。実施形態１の車速失陥時処理部２８０は、車両運動推定部２８１と、トルクゲイン設定部２８２と、を含む。
　車両運動推定部２８１には、操舵角θｈが入力される。車両運動推定部２８１は、代替速度（例えば、１００［ｋｍ／ｈ］）における操舵角θｈとヨーレートγとの関係を示す推定ヨーレートマップを保持している。図１３は、実施形態１の車両運動推定部が保持する推定ヨーレートマップの特性例を示す図である。なお、操舵角θｈとヨーレートγとの関係は、例えばＳｉｎｇｌｅ－ｔｒａｃｋ　Ｍｏｄｅｌと呼ばれる車両モデルに基づいた数式を用いても良い。
　車両運動推定部２８１は、図１３に示す推定ヨーレートマップ（又は、代替速度における操舵角θｈとヨーレートγとの関係を示す数式）を用いて、操舵角θｈに応じた推定ヨーレートγｅｓｔを出力する。
　トルクゲイン設定部２８２には、車両運動推定部２８１から出力された推定ヨーレートγｅｓｔ、車速判定信号Ｖｆａｉｌ、及び実ヨーレートγｒｅが入力される。トルクゲイン設定部２８２は、推定ヨーレートγｅｓｔ、車速判定信号Ｖｆａｉｌ、及び実ヨーレートγｒｅに基づき、トルクゲインＡＧを生成する。
　具体的に、トルクゲイン設定部２８２は、車速判定信号Ｖｆａｉｌに基づき、車速Ｖｓが正常に検出されたか否か、すなわち、車速Ｖｓが代替車速であるか否かを判定する。トルクゲイン設定部２８２は、車速Ｖｓが代替車速である場合に、推定ヨーレートγｅｓｔと実ヨーレートγｒｅとの差分の絶対値｜γｅｓｔ－γｒｅ｜に応じたトルクゲインＡＧを生成する。本実施形態において、トルクゲイン設定部２８２は、推定ヨーレートγｅｓｔと実ヨーレートγｒｅとの差分の絶対値｜γｅｓｔ－γｒｅ｜に対する所定の閾値Ｂを保持しているものとする。
　図１４は、実施形態１のトルクゲイン設定部における具体的な動作の説明図である。図１４に示す例において、実線は、推定ヨーレートγｅｓｔの絶対値｜γｅｓｔ｜を示している。また、図１４に示す例において、破線は、推定ヨーレートγｅｓｔの絶対値｜γｅｓｔ｜に対し、所定の閾値Ｂだけ小さい値を示している。
　トルクゲイン設定部２８２は、車速Ｖｓが代替車速であり、かつ、推定ヨーレートγｅｓｔと実ヨーレートγｒｅとの差分の絶対値｜γｅｓｔ－γｒｅ｜が閾値Ｂ以上であるとき、トルクゲインＡＧを小さくする。
　図１４に示す例では、操舵角θｈの絶対値が｜θｈ１｜であり、実ヨーレートγｒｅの絶対値が｜γｒｅ１｜である点Ｅｘを示している。図１４では、推定ヨーレートγｅｓｔと実ヨーレートγｒｅとの差分の絶対値｜γｅｓｔ－γｒｅ｜が閾値Ｂ以上（｜γｅｓｔ－γｒｅ｜≧Ｂ）となる例を示している。
　実施形態１のトルクゲインＡＧは、下記（１１）式で表される。下記（１１）式において、係数Ａは、１以上の実数値である。
　ＡＧ＝１／Ａ・・・（１１）
　トルクゲイン設定部２８２は、車速Ｖｓが代替車速であり、かつ、｜γｅｓｔ－γｒｅ｜≧Ｂを満たす場合には、トルクゲインＡＧを１未満に設定する。換言すれば、上記（１１）式に示す係数Ａを１よりも大きい値に設定する。
　なお、トルクゲイン設定部２８２は、車速Ｖｓが正常に検出されている場合、すなわち、車速判定信号Ｖｆａｉｌが、車速Ｖｓが正常であることを示している場合には、トルクゲインＡＧを１に設定する。また、トルクゲイン設定部２８２は、車速Ｖｓが代替車速であるときの推定ヨーレートγｅｓｔと実ヨーレートγｒｅとの差分の絶対値｜γｅｓｔ－γｒｅ｜が閾値Ｂ未満（｜γｅｓｔ－γｒｅ｜＜Ｂ）である場合にも、トルクゲインＡＧを１に設定する。換言すれば、上記（１１）式に示す係数Ａを１に設定する。
　図１５は、実施形態１の車速失陥時処理部における処理の一例を示すフローチャートである。
　トルクゲイン設定部２８２は、車速判定信号Ｖｆａｉｌに基づき、車速Ｖｓが代替車速であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。
　車速Ｖｓが代替車速でない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）すなわち、車速Ｖｓが正常に検出されている場合、トルクゲイン設定部２８２は、トルクゲインＡＧ＝１／Ａにおける係数Ａを１に設定し（ステップＳ１０３）、処理を終了する。
　車速Ｖｓが代替車速である場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、車両運動推定部２８１は、例えば図１３に示す推定ヨーレートマップを用いて、操舵角θｈに応じた推定ヨーレートγｅｓｔを出力する（ステップＳ１０２）。
　トルクゲイン設定部２８２は、推定ヨーレートγｅｓｔと実ヨーレートγｒｅとの差分の絶対値｜γｅｓｔ－γｒｅ｜を算出する（ステップＳ１０４）。
　続いて、トルクゲイン設定部２８２は、推定ヨーレートγｅｓｔと実ヨーレートγｒｅとの差分の絶対値｜γｅｓｔ－γｒｅ｜が所定の閾値Ｂ以上（｜γｅｓｔ－γｒｅ｜≧Ｂ）であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
　推定ヨーレートγｅｓｔと実ヨーレートγｒｅとの差分の絶対値｜γｅｓｔ－γｒｅ｜が閾値Ｂ未満（｜γｅｓｔ－γｒｅ｜＜Ｂ）である場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、トルクゲイン設定部２８２は、トルクゲインＡＧ＝１／Ａにおける係数Ａを１に設定し（ステップＳ１０３）、処理を終了する。
　推定ヨーレートγｅｓｔと実ヨーレートγｒｅとの差分の絶対値｜γｅｓｔ－γｒｅ｜が閾値Ｂ以上（｜γｅｓｔ－γｒｅ｜≧Ｂ）である場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、トルクゲイン設定部２８２は、トルクゲインＡＧ＝１／Ａにおける係数Ａを１よりも大きい所定値に設定し（ステップＳ１０６）、処理を終了する。
　図８に戻り、乗算部２１１は、基本マップ部２１０から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０に対して、車速失陥時処理部２８０から出力されるトルクゲインＡＧを乗算し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａとして加算部２６１に出力する。
　図１６は、車速失陥時処理部から出力されるトルクゲインＡＧによる作用例を示す図である。車速Ｖｓが代替車速である場合、基本マップ部２１０には、車速Ｖｓとして所定の代替車速（例えば、１００［ｋｍ／ｈ］）が入力される。このとき、基本マップ部２１０から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０の値は、代替速度（ここでは、１００［ｋｍ／ｈ］）に応じた値となる。
　実施形態１の車速失陥時処理部２８０を適用しない構成では、基本マップ部２１０から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０がトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａとして出力される。
　上述のように求められたトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ、Ｔｒｅｆ＿ｂ、及びＴｒｅｆ＿ｃは、加算部２６１，２６２で加算され、目標操舵トルクＴｒｅｆとして出力される。
　実施形態１の車速失陥時処理部２８０を適用しない構成において、例えば、車速センサ１２が失陥し、代替車速（例えば、１００［ｋｍ／ｈ］）が車速Ｖｓとして出力されている状態で、運転者が車両の停車前にハンドル１を大きく操作し、例えば操舵角θｈが１００［ｄｅｇ］となった状態で停車した場合、目標操舵トルクＴｒｅｆが代替車速に応じた大きな値となる。この状態で運転者がハンドル１から手を離すと、アシスト制御によって操舵角θｈが小さくなるように制御される。このため、例えば、交差点で右折あるいは左折するために、運転者がハンドル１を操作して右切りあるいは左切りの状態で停車した場合、運転者がハンドル１を保持しておく必要がある。すなわち、所謂セルフステアと呼ばれる、運転者の意図とは異なる異常挙動が生じることとなる。
　実施形態１の車速失陥時処理部２８０を適用することで、上述したような異常挙動を防止することができる。図１６に示す例では、トルクゲイン設定部２８２から出力されるトルクゲインＡＧを０．０４（換言すれば、トルクゲインＡＧ＝１／Ａにおける係数Ａを２５）とした例を示している。つまり、基本マップ部２１０から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０の値Ｃに対し、乗算部２１１においてトルクゲインＡＧ（＝０．０４）を乗算したトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａの値は、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０の値の１／２５、すなわちＣ／２５となる。これにより、車速センサ１２が失陥し、代替車速（例えば、１００［ｋｍ／ｈ］）が車速Ｖｓとして出力されている状態で、アシスト制御によって停車中にセルフステアが発生するような過大な操舵トルクが発生することを防ぐことができる。
　なお、乗算部２１１を設ける位置は、図８に示すような基本マップ部２１０の後段に限るものではなく、例えば、加算部２６１，２６２の後段に設けることも可能である。
　また、トルクゲイン設定部２８２は、車速Ｖｓが代替車速であり、かつ、推定ヨーレートγｅｓｔと実ヨーレートγｒｅとの差分の絶対値｜γｅｓｔ－γｒｅ｜が閾値Ｂ以上であるとき、トルクゲインＡＧの値を１から段階的に徐々に小さくする態様であっても良いし、推定ヨーレートγｅｓｔと実ヨーレートγｒｅとの差分の絶対値｜γｅｓｔ－γｒｅ｜の大きさに応じてトルクゲインＡＧを可変する態様であっても良い。これにより、アシスト力が急変することによる違和感を抑制することができる。
　また、実ヨーレートγｒｅを検出するヨーレートセンサ１５は、例えば操舵角θｈが数［ｄｅｇ］変化したときに検出値を出力する態様であれば良く、特段に高精度である必要はない。このため、比較的安価なヨーレートセンサ１５を用いることができる。
　また、ヨーレートセンサ１５の検出値は、ＣＡＮ４０を介さず直接コントロールユニット３０に入力される態様であることが望ましい。これにより、ＣＡＮ４０が失陥したことにより車速Ｖｓとして代替車速が入力された場合でも、上述したような異常挙動を防止することができる。
　また、ヨーレートセンサ１５は、自己診断機能を有する構成であることが望ましい。これにより、アシスト機能が失陥することなく、例えば、ワーニングランプを設けて運転者に異常を通知することができる。
　以下、実施形態１の捩れ角制御部３００（図５参照）について、図１７を参照して説明する。
　図１７は、実施形態１の捩れ角制御部の一構成例を示すブロック図である。捩れ角制御部３００は、目標捩れ角Δθｒｅｆ、捩れ角Δθ、操舵角θｈ及びモータ角速度ωｍに基づいてモータ電流指令値Ｉｒｅｆを演算する。捩れ角制御部３００は、捩れ角フィードバック（ＦＢ）補償部３１０、速度制御部３３０、安定化補償部３４０、出力制限部３５０、舵角外乱補償部３６０、減算部３６１、加算部３６３、及び減速比部３７０を備えている。
　変換部５００から出力される目標捩れ角Δθｒｅｆは、減算部３６１に加算入力される。捩れ角Δθは、減算部３６１に減算入力される。操舵角θｈは、舵角外乱補償部３６０に入力される。モータ角速度ωｍは、安定化補償部３４０に入力される。
　捩れ角ＦＢ補償部３１０は、減算部３６１で算出される目標捩れ角Δθｒｅｆと捩れ角Δθの偏差Δθ０に対して補償値ＣＦＢ（伝達関数）を乗算し、目標捩れ角Δθｒｅｆに捩れ角Δθが追従するような目標コラム角速度ωｒｅｆ１を出力する。目標コラム角速度ωｒｅｆ１は、加算部３６３に加算出力される。補償値ＣＦＢは、単純なゲインＫｐｐでも、ＰＩ制御の補償値など一般的に用いられている補償値でも良い。
　舵角外乱補償部３６０は、操舵角θｈに対して補償値Ｃｈ（伝達関数）を乗算し、目標コラム角速度ωｒｅｆ２を出力する。目標コラム角速度ωｒｅｆ２は、加算部３６３に加算出力される。
　加算部３６３は、目標コラム角速度ωｒｅｆ１と目標コラム角速度ωｒｅｆ２とを加算し、目標コラム角速度ωｒｅｆとして速度制御部３３０に出力する。これにより、運転者から入力される操舵角θｈの変化による、トーションバー捩れ角Δθへの影響を抑制し、急操舵に対する目標捩れ角Δθｒｅｆへの捩れ角Δθの追従性を向上することができる。
　運転者の操舵により操舵角θｈが変化すると、操舵角θｈの変化が外乱として捩れ角Δθに影響してしまい、目標捩れ角Δθｒｅｆに対してずれが発生する。特に、急な操舵に対しては、操舵角θｈの変化による目標捩れ角Δθｒｅｆに対するずれが顕著に出てしまう。舵角外乱補償部３６０の基本的な目的は、この外乱としての操舵角θｈの影響を低減させることである。
　速度制御部３３０は、Ｉ－Ｐ制御（比例先行型ＰＩ制御）により、目標コラム角速度ωｒｅｆにコラム角速度ωｃが追従するようなモータ電流指令値Ｉｓを算出する。コラム角速度ωｃは、図１７のように、モータ角速度ωｍに減速機構である減速比部３７０の減速比１／Ｎを乗算した値としても良い。
　減算部３３３は、目標コラム角速度ωｒｅｆとコラム角速度ωｃとの差分（ωｒｅｆ－ωｃ）を算出する。積分部３３１は、目標コラム角速度ωｒｅｆとコラム角速度ωｃとの差分（ωｒｅｆ－ωｃ）を積分し、積分結果を減算部３３４に加算入力する。
　捩れ角速度ωｔは、比例部３３２にも出力される。比例部３３２は、コラム角速度ωｃに対してゲインＫｖｐによる比例処理を行い、比例処理結果を減算部３３４に減算入力する。減算部３３４での減算結果は、モータ電流指令値Ｉｓとして出力される。なお、速度制御部３３０は、Ｉ－Ｐ制御ではなく、ＰＩ制御、Ｐ（比例）制御、ＰＩＤ（比例積分微分）制御、ＰＩ－Ｄ制御（微分先行型ＰＩＤ制御）、モデルマッチング制御、モデル規範制御等の一般的に用いられている制御方法でモータ電流指令値Ｉｓを算出しても良い。
　出力制限部３５０は、モータ電流指令値Ｉｓに対する上限値及び下限値が予め設定されている。モータ電流指令値Ｉｓの上下限値を制限して、モータ電流指令値Ｉｒｅｆを出力する。
　なお、本実施形態における捩れ角制御部３００の構成は一例であり、図１７に示す構成とは異なる態様であっても良い。例えば、捩れ角制御部３００は、舵角外乱補償部３６０及び加算部３６３や、減速比部３７０を具備しない構成であっても良い。
（実施形態２）
　図１８は、実施形態２に係るコントロールユニットの内部ブロック構成の一例を示す図である。なお、上述した実施形態１で説明した構成と同じ構成部には同一の符号を付して重複する説明は省略する。実施形態２に係るコントロールユニット（ＥＣＵ）３０ａは、目標操舵トルク生成部２００ａ及び捩れ角制御部３００ａの構成が実施形態１とは異なる。
　目標操舵トルク生成部２００ａには、操舵角θｈ、車速Ｖｓ、車速判定信号Ｖｆａｉｌに加え、操舵トルクＴｓ及びモータ角θｍが入力される。
　捩れ角制御部３００ａは、捩れ角Δθが目標捩れ角Δθｒｅｆとなるようなモータ電流指令値Ｉｍｃを演算する。モータ２０は、モータ電流指令値Ｉｍｃにより駆動される。
　図１９は、実施形態２の目標操舵トルク生成部の一構成例を示すブロック図である。図１９に示すように、実施形態２の目標操舵トルク生成部２００ａは、実施形態１において説明した構成に加え、ＳＡＴ情報補正部２５０及び加算部２６３を備える。また、目標操舵トルク生成部２００ａは、車速失陥時処理部２８０ａの構成が実施形態１とは異なる。
　ＳＡＴ情報補正部２５０には、操舵角θｈ、車速Ｖｓ、操舵トルクＴｓ、モータ角θｍ及びモータ電流指令値Ｉｍｃが入力される。ＳＡＴ情報補正部２５０は、操舵トルクＴｓ、モータ角θｍ及びモータ電流指令値Ｉｍｃに基づいてセルフアライニングトルク（ＳＡＴ）を算出し、更にフィルタ処理、ゲイン乗算及び制限処理を施して、トルク信号（第１トルク信号）Ｔｒｅｆ＿ｄを演算する。
　図２０は、ＳＡＴ情報補正部の一構成例を示すブロック図である。ＳＡＴ情報補正部２５０は、ＳＡＴ算出部２５１、フィルタ部２５２、操舵トルク感応ゲイン部２５３、車速感応ゲイン部２５４、舵角感応ゲイン部２５５、及び制限部２５６を備える。
　ここで、路面からステアリングまでの間に発生するトルクの様子について、図２１を参照して説明する。図２１は、路面からステアリングまでの間に発生するトルクの様子を示すイメージ図である。
　運転者がハンドルを操舵することによって操舵トルクＴｓが発生し、その操舵トルクＴｓに従ってモータ２０がアシストトルク（モータトルク）Ｔｍを発生する。その結果、車輪が転舵され、反力としてセルフアライニングトルクＴＳＡＴが発生する。その際、コラム軸換算慣性（モータ２０（のロータ）、減速機構等によりコラム軸に作用する慣性）Ｊ及び摩擦（静摩擦）Ｆｒによってハンドル操舵の抵抗となるトルクが生じる。更に、モータ２０の回転速度により、ダンパ項（ダンパ係数ＤＭ）として表現される物理的なトルク（粘性トルク）が発生する。これらの力の釣り合いから、下記（１２）式に示す運動方程式が得られる。
　Ｊ×αＭ＋Ｆｒ×ｓｉｇｎ（ωＭ）＋ＤＭ×ωＭ＝Ｔｍ＋Ｔｓ+ＴＳＡＴ・・・（１２）
　上記（１２）式において、ωＭはコラム軸換算（コラム軸に対する値に変換）されたモータ角速度であり、αＭはコラム軸換算されたモータ角加速度である。そして、上記（１２）式をＴＳＡＴについて解くと、下記（１３）式が得られる。
　ＴＳＡＴ＝－Ｔｍ－Ｔｓ＋Ｊ×αＭ＋Ｆｒ×ｓｉｇｎ（ωＭ）＋ＤＭ×ωＭ・・・（１３）
　上記（１３）式からわかるように、コラム軸換算慣性Ｊ、静摩擦Ｆｒ及びダンパ係数ＤＭを定数として予め求めておくことで、モータ角速度ωＭ、モータ角加速度αＭ、アシストトルクＴｍ及び操舵トルクＴｓよりセルフアライニングトルクＴＳＡＴを算出することができる。なお、コラム軸換算慣性Ｊは、簡易的にモータ慣性と減速比の関係式を用いてコラム軸に換算した値でも良い。
　ＳＡＴ算出部２５１には、操舵トルクＴｓ、モータ角θｍ、及びモータ電流指令値Ｉｍｃが入力される。ＳＡＴ算出部２５１は、上記（１３）式を用いて、セルフアライニングトルクＴＳＡＴを算出する。ＳＡＴ算出部２５１は、換算部２５１Ａ、角速度演算部２５１Ｂ、角加速度演算部２５１Ｃ、ブロック２５１Ｄ、ブロック２５１Ｅ、ブロック２５１Ｆ、ブロック２５１Ｇ、及び加算器２５１Ｈ，２５１Ｉ，２５１Ｊを備える。
　換算部２５１Ａには、モータ電流指令値Ｉｍｃが入力される。換算部２５１Ａは、予め定められたギア比及びトルク定数を乗算することにより、コラム軸換算されたアシストトルクＴｍを算出する。
　角速度演算部２５１Ｂには、モータ角θｍが入力される。角速度演算部２５１Ｂは、微分処理及びギア比の乗算により、コラム軸換算されたモータ角速度ωＭが算出される。
　角加速度演算部２５１Ｃには、モータ角速度ωＭが入力される。角加速度演算部２５１Ｃは、モータ角速度ωＭを微分し、コラム軸換算されたモータ角加速度αＭを算出する。
　そして、入力された操舵トルクＴｓ並びに算出された上記アシストトルクＴｍ、モータ角速度ωＭ及びモータ角加速度αＭを用いて、ブロック２５１Ｄ、ブロック２５１Ｅ、ブロック２５１Ｆ、ブロック２５１Ｇ、及び加算器２５１Ｈ，２５１Ｉ，２５１Ｊにより、数８に基づいて、図２１に示されるような構成によりセルフアライニングトルクＴＳＡＴが算出される。
　ブロック２５１Ｄには、角速度演算部２５１Ｂから出力されたモータ角速度ωＭが入力される。ブロック２５１Ｄは、符号関数として機能し、入力データの符号を出力する。
　ブロック２５１Ｅには、角速度演算部２５１Ｂから出力されたモータ角速度ωＭが入力される。ブロック２５１Ｅは、入力データにダンパ係数ＤＭを乗算して出力する。
　ブロック２５１Ｆは、ブロック２５１Ｄからの入力データに静摩擦Ｆｒを乗算して出力する。
　ブロック２５１Ｇには、角加速度演算部２５１Ｃから出力されたモータ角加速度αＭが入力される。ブロック２５１Ｇは、入力データにコラム軸換算慣性Ｊを乗算して出力する。
　加算器２５１Ｈは、操舵トルクＴｓと換算部２５１Ａから出力されるアシストトルクＴｍとを加算する。
　加算器２５１Ｉは、加算器２５１Ｈの出力からブロック２５１Ｇの出力を減算する。
　加算器２５１Ｊは、ブロック２５１Ｅの出力とブロック２５１Ｆの出力とを加算し、加算器２５１Ｉの出力を減算する。
　上記構成により、上記（１３）式を実現することができる。すなわち、図２１に示すＳＡＴ算出部２５１の構成により、セルフアライニングトルクＴＳＡＴが算出される。
　なお、コラム角が直接検出可能な場合は、モータ角θｍの代わりにコラム角を角度情報として使用しても良い。この場合、コラム軸換算は不要となる。また、モータ角θｍではなく、ＥＰＳ操舵系／車両系１００からのモータ角速度ωｍをコラム軸換算した信号をモータ角速度ωＭとして入力し、モータ角θｍに対する微分処理を省略しても良い。更に、セルフアライニングトルクＴＳＡＴは、上記以外の方法で算出しても良く、算出値ではなく、測定値を使用しても良い。
　ＳＡＴ算出部２５１にて算出されたセルフアライニングトルクＴＳＡＴを活用し運転者に操舵感として適切に伝えるために、フィルタ部２５２により、伝えたい情報をセルフアライニングトルクＴＳＡＴから抽出し、操舵トルク感応ゲイン部２５３、車速感応ゲイン部２５４及び舵角感応ゲイン部２５５により伝える量を調整し、更に、制限部２５６により上下限値を調整する。
　フィルタ部２５２には、ＳＡＴ算出部２５１からセルフアライニングトルクＴＳＡＴが入力される。フィルタ部２５２は、例えばバンドバスフィルタにより、セルフアライニングトルクＴＳＡＴに対してフィルタ処理を行い、ＳＡＴ情報ＴＳＴ１を出力する。
　操舵トルク感応ゲイン部２５３には、フィルタ部２５２から出力されるＳＡＴ情報ＴＳＴ１及び操舵トルクＴｓが入力される。操舵トルク感応ゲイン部２５３は、操舵トルク感応ゲインを設定する。
　図２２は、操舵トルク感応ゲインの特性例を示す図である。図２２に示されるように、操舵トルク感応ゲイン部２５３は、直進走行状態であるオンセンタ近辺で感度が高くなるように、操舵トルク感応ゲインを設定する。操舵トルク感応ゲイン部２５３は、操舵トルクＴｓに応じて設定される操舵トルク感応ゲインをＳＡＴ情報ＴＳＴ１に乗算し、ＳＡＴ情報ＴＳＴ２を出力する。
　図２２において、操舵トルク感応ゲインは、操舵トルクＴｓがＴｓ１（例えば２Ｎｍ）以下では１．０で固定とし、操舵トルクＴｓがＴｓ２（＞Ｔｓ１）（例えば４Ｎｍ）以上では１．０より小さい値で固定とし、操舵トルクＴｓがＴｓ１とＴｓ２の間では一定の割合で減少するように設定した例を示している。
　車速感応ゲイン部２５４には、操舵トルク感応ゲイン部２５３から出力されるＳＡＴ情報ＴＳＴ２及び車速Ｖｓが入力される。車速感応ゲイン部２５４は、車速感応ゲインを設定する。
　図２３は、車速感応ゲインの特性例を示す図である。図２３に示されるように、車速感応ゲイン部２５４は、高速走行時の感度が高くなるように、車速感応ゲインを設定する。車速感応ゲイン部２５４は、車速Ｖｓに応じて設定される車速感応ゲインをＳＡＴ情報ＴＳＴ２に乗算し、ＳＡＴ情報ＴＳＴ３を出力する。
　図２３において、車速感応ゲインは、車速ＶｓがＶｓ２（例えば７０ｋｍ／ｈ）以上では１．０で固定とし、車速ＶｓがＶｓ１（＜Ｖｓ２）（例えば５０ｋｍ／ｈ）以下では１．０より小さい値で固定とし、車速ＶｓがＶｓ１とＶｓ２の間では一定の割合で増加するように設定した例を示している。
　舵角感応ゲイン部２５５には、車速感応ゲイン部２５４から出力されるＳＡＴ情報ＴＳＴ３及び操舵角θｈが入力される。舵角感応ゲイン部２５５は、舵角感応ゲインを設定する。
　図２４は、舵角感応ゲインの特性例を示す図である。図２４に示されるように、舵角感応ゲイン部２５５は、所定の操舵角から作用し始め、操舵角が大きい時の感度が高くなるように、舵角感応ゲインを設定する。舵角感応ゲイン部２５５は、操舵角θｈに応じて設定される舵角感応ゲインをＳＡＴ情報ＴＳＴ３に乗算し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄ０を出力する。
　図２４において、舵角感応ゲインは、操舵角θｈがθｈ１（例えば１０ｄｅｇ）以下では所定のゲイン値Ｇαで、操舵角θｈがθｈ２（例えば３０ｄｅｇ）以上では１．０で固定とし、操舵角θｈがθｈ１とθｈ２の間では一定の割合で増加するように設定した例を示している。操舵角θｈが大きいときの感度を高くしたい場合は、Ｇαを０≦Ｇα＜１の範囲に設定すれば良い。操舵角θｈが小さいときの感度を高くしたい場合は、図示していないが、Ｇαを１＜Ｇαの範囲に設定すれば良い。操舵角θｈによる感度を変えたくない場合は、Ｇα＝１として設定すれば良い。
　制限部２５６には、舵角感応ゲイン部２５５から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄ０が入力される。制限部２５６は、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄ０の上限値及び下限値が設定されている。
　図２５は、制限部におけるトルク信号の上限値及び下限値の設定例を示す図である。図２５に示されるように、制限部２５６は、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄ０に対する上限値及び下限値が予め設定され、入力するトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄ０が、上限値以上の場合は上限値を、下限値以下の場合は下限値を、それ以外の場合はトルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄ０を、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ｄとして出力する。
　なお、操舵トルク感応ゲイン、車速感応ゲイン、及び舵角感応ゲインは、図２２、図２３、及び図２４に示されるような直線的な特性ではなく、曲線的な特性でも良い。また、操舵トルク感応ゲイン、車速感応ゲイン、及び舵角感応ゲインは、操舵フィーリングに応じて設定を適宜調整しても良い。また、トルク信号の大きさが増大するおそれがない場合や他の手段で抑制する場合等では、制限部２５６を削除しても良い。操舵トルク感応ゲイン部２５３、車速感応ゲイン部２５４、及び舵角感応ゲイン部２５５についても、適宜、省略可能である。また、操舵トルク感応ゲイン、車速感応ゲイン、及び舵角感応ゲインの設置位置を入れ替えても良い。また、例えば、操舵トルク感応ゲイン、車速感応ゲイン、及び舵角感応ゲインを並列に求め、１つの構成部でＳＡＴ情報ＴＳＴ１に乗算する態様であっても良い。
　すなわち、本実施形態におけるＳＡＴ情報補正部２５０の構成は一例であり、図２０に示す構成とは異なる態様であっても良い。
　図２６は、実施形態２の車速失陥時処理部の一構成例を示すブロック図である。実施形態２の車速失陥時処理部２８０ａは、車両運動推定部２８１ａと、トルクゲイン設定部２８２ａと、を含む。
　本実施形態では、車両の旋回運動によって発生する物理量として、上述したＳＡＴ算出部２５１によって算出されたセルフアライニングトルクＴＳＡＴが入力される例を示している。
　車両運動推定部２８１ａには、操舵角θｈが入力される。車両運動推定部２８１ａは、代替速度（例えば、１００［ｋｍ／ｈ］）における操舵角θｈとセルフアライニングトルクＴＳＡＴとの関係を示す推定セルフアライニングトルクマップを保持している。図２７は、実施形態２の車両運動推定部が保持する推定セルフアライニングトルクマップの特性例を示す図である。なお、操舵角θｈとセルフアライニングトルクＴＳＡＴとの関係は、図２７に示す推定セルフアライニングトルクマップではなく、例えば代替速度における操舵角θｈとセルフアライニングトルクＴＳＡＴとの関係を示す数式を用いても良い。
　車両運動推定部２８１ａは、推定セルフアライニングトルクマップ（又は、代替速度における操舵角θｈとセルフアライニングトルクＴＳＡＴとの関係を示す数式）を用いて、操舵角θｈに応じた推定セルフアライニングトルクＴｅｓｔを出力する。
　トルクゲイン設定部２８２ａには、車両運動推定部２８１ａから出力された推定セルフアライニングトルクＴｅｓｔ、車速判定信号Ｖｆａｉｌ、及びセルフアライニングトルクＴＳＡＴが入力される。トルクゲイン設定部２８２は、推定セルフアライニングトルクＴｅｓｔ、車速判定信号Ｖｆａｉｌ、及びセルフアライニングトルクＴＳＡＴに基づき、トルクゲインＡＧを生成する。
　具体的に、トルクゲイン設定部２８２ａは、車速判定信号Ｖｆａｉｌに基づき、車速Ｖｓが正常に検出されたか否か、すなわち、車速Ｖｓが代替車速であるか否かを判定する。トルクゲイン設定部２８２ａは、車速Ｖｓが代替車速である場合に、推定セルフアライニングトルクＴｅｓｔとセルフアライニングトルクＴＳＡＴとの差分の絶対値｜Ｔｅｓｔ－ＴＳＡＴ｜に応じたトルクゲインＡＧを生成する。本実施形態において、トルクゲイン設定部２８２ａは、推定セルフアライニングトルクＴｅｓｔとセルフアライニングトルクＴＳＡＴとの差分の絶対値｜Ｔｅｓｔ－ＴＳＡＴ｜に対する所定の閾値Ｅを保持しているものとする。
　図２８は、実施形態２のトルクゲイン設定部における具体的な動作の説明図である。図２８に示す例において、実線は、推定セルフアライニングトルクＴｅｓｔの絶対値｜Ｔｅｓｔ｜を示している。また、図２８に示す例において、破線は、推定セルフアライニングトルクＴｅｓｔの絶対値｜Ｔｅｓｔ｜に対し、所定の閾値Ｅだけ小さい値を示している。
　トルクゲイン設定部２８２ａは、車速Ｖｓが代替車速であり、かつ、推定セルフアライニングトルクＴｅｓｔとセルフアライニングトルクＴＳＡＴとの差分の絶対値｜Ｔｅｓｔ－ＴＳＡＴ｜が閾値Ｅ以上であるとき、トルクゲインＡＧを小さくする。
　図２８に示す例では、操舵角θｈの絶対値が｜θｈ１｜であり、セルフアライニングトルクＴＳＡＴの絶対値が｜ＴＳＡＴ１｜である例を示している。図２８では、推定セルフアライニングトルクＴｅｓｔとセルフアライニングトルクＴＳＡＴとの差分の絶対値｜Ｔｅｓｔ－ＴＳＡＴ｜が閾値Ｅ以上（｜γｅｓｔ－γｒｅ｜≧Ｅ）となる例を示している。
　実施形態２のトルクゲインＡＧは、下記（１４）式で表される。下記（１４）式において、係数Ｄは、１以上の実数値である。
　ＡＧ＝１／Ｄ・・・（１４）
　トルクゲイン設定部２８２ａは、車速Ｖｓが代替車速であり、かつ、｜Ｔｅｓｔ－ＴＳＡＴ｜≧Ｅを満たす場合には、トルクゲインＡＧを１未満に設定する。換言すれば、上記（１４）式に示す係数Ｄを１よりも大きい値に設定する。
　なお、トルクゲイン設定部２８２ａは、車速Ｖｓが正常に検出されている場合には、トルクゲインＡＧを１に設定する。また、トルクゲイン設定部２８２ａは、車速Ｖｓが代替車速であるときの推定セルフアライニングトルクＴｅｓｔとセルフアライニングトルクＴＳＡＴとの差分の絶対値｜Ｔｅｓｔ－ＴＳＡＴ｜が閾値Ｅ未満（｜Ｔｅｓｔ－ＴＳＡＴ｜＜Ｅ）である場合にも、トルクゲインＡＧを１に設定する。換言すれば、上記（１４）式に示す係数Ｄを１に設定する。
　図２９は、実施形態２の車速失陥時処理部における処理の一例を示す図である。
　トルクゲイン設定部２８２ａは、車速判定信号Ｖｆａｉｌに基づき、車速Ｖｓが代替車速であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。
　車速Ｖｓが代替車速でない場合（ステップＳ２０１；Ｎｏ）すなわち、車速Ｖｓが正常に検出されている場合、トルクゲイン設定部２８２ａは、トルクゲインＡＧ＝１／Ｄにおける係数Ｄを１に設定し（ステップＳ２０３）、処理を終了する。
　車速Ｖｓが代替車速である場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、車両運動推定部２８１ａは、例えば図２７に示す推定セルフアライニングトルクマップを用いて、操舵角θｈに応じた推定セルフアライニングトルクＴｅｓｔを出力する（ステップＳ２０２）。
　トルクゲイン設定部２８２ａは、推定セルフアライニングトルクＴｅｓｔとセルフアライニングトルクＴＳＡＴとの差分の絶対値｜Ｔｅｓｔ－ＴＳＡＴ｜を算出する（ステップＳ２０４）。
　続いて、トルクゲイン設定部２８２ａは、推定セルフアライニングトルクＴｅｓｔとセルフアライニングトルクＴＳＡＴとの差分の絶対値｜Ｔｅｓｔ－ＴＳＡＴ｜が所定の閾値Ｅ以上（｜Ｔｅｓｔ－ＴＳＡＴ｜≧Ｅ）であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。
　推定セルフアライニングトルクＴｅｓｔとセルフアライニングトルクＴＳＡＴとの差分の絶対値｜Ｔｅｓｔ－ＴＳＡＴ｜が閾値Ｅ未満（｜Ｔｅｓｔ－ＴＳＡＴ｜＜Ｅ）である場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、トルクゲイン設定部２８２ａは、トルクゲインＡＧ＝１／Ｄにおける係数Ｄを１に設定し（ステップＳ２０３）、処理を終了する。
　推定セルフアライニングトルクＴｅｓｔとセルフアライニングトルクＴＳＡＴとの差分の絶対値｜Ｔｅｓｔ－ＴＳＡＴ｜が閾値Ｅ以上（｜Ｔｅｓｔ－ＴＳＡＴ｜≧Ｅ）である場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、トルクゲイン設定部２８２ａは、トルクゲインＡＧ＝１／Ｄにおける係数Ｄを１よりも大きい所定値に設定し（ステップＳ２０６）、処理を終了する。
　乗算部２１１は、基本マップ部２１０から出力されるトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ０に対して、車速失陥時処理部２８０ａから出力されるトルクゲインＡＧを乗算し、トルク信号Ｔｒｅｆ＿ａとして加算部２６１に出力する。
　上述のように求められたトルク信号Ｔｒｅｆ＿ａ、Ｔｒｅｆ＿ｂ、Ｔｒｅｆ＿ｃ及びＴｒｅｆ＿ｄは、加算部２６１、２６２、２６３で加算され、目標操舵トルクＴｒｅｆとして出力される。
　上述したように、車両の旋回運動によって発生する物理量として、実施形態１において説明したヨーレートに代えて、セルフアライニングトルクを適用した構成であっても、実施形態１と同様の効果が得られる。具体的には、実施形態２の車速失陥時処理部２８０ａを適用することで、車速センサ１２が失陥し、代替車速（例えば、１００［ｋｍ／ｈ］）が車速Ｖｓとして出力されている状態で、アシスト制御によって停車中にセルフステアが発生するような過大な操舵トルクが発生することを防ぐことができる。
　なお、実施形態２の車速失陥時処理部２８０ａに代えて、実施形態１の車速失陥時処理部２８０を具備した構成であっても良い。この場合には、車両の旋回運動によって発生する物理量として、セルフアライニングトルクに代えて、ヨーレートや横加速度を適用することで実現できる。
　以下、実施形態２の捩れ角制御部３００ａについて、図３０を参照して説明する。
　図３０は、実施形態２の捩れ角制御部の一構成例を示すブロック図である。捩れ角制御部３００ａは、目標捩れ角Δθｒｅｆ、捩れ角Δθ及びモータ角速度ωｍに基づいてモータ電流指令値Ｉｍｃを演算する。捩れ角制御部３００ａは、捩れ角フィードバック（ＦＢ）補償部３１０、捩れ角速度演算部３２０、速度制御部３３０、安定化補償部３４０、出力制限部３５０、減算部３６１及び加算部３６２を備えている。
　変換部５００から出力される目標捩れ角Δθｒｅｆは、減算部３６１に加算入力される。捩れ角Δθは、減算部３６１に減算入力されると共に、捩れ角速度演算部３２０に入力される。モータ角速度ωｍは、安定化補償部３４０に入力される。
　捩れ角ＦＢ補償部３１０は、減算部３６１で算出される目標捩れ角Δθｒｅｆと捩れ角Δθの偏差Δθ０に対して補償値ＣＦＢ（伝達関数）を乗算し、目標捩れ角Δθｒｅｆに捩れ角Δθが追従するような目標捩れ角速度ωｒｅｆを出力する。補償値ＣＦＢは、単純なゲインＫｐｐでも、ＰＩ制御の補償値など一般的に用いられている補償値でも良い。
　目標捩れ角速度ωｒｅｆは、速度制御部３３０に入力される。捩れ角ＦＢ補償部３１０及び速度制御部３３０により、目標捩れ角Δθｒｅｆに捩れ角Δθを追従させ、所望の操舵トルクを実現することが可能となる。
　捩れ角速度演算部３２０は、捩れ角Δθに対して微分演算処理を行い、捩れ角速度ωｔを算出する。捩れ角速度ωｔは、速度制御部３３０に出力される。捩れ角速度演算部３２０は、微分演算として、ＨＰＦとゲインによる擬似微分を行なっても良い。また、捩れ角速度演算部３２０は、捩れ角速度ωｔを別の手段や捩れ角Δθ以外から算出し、速度制御部３３０に出力するようにしても良い。
　速度制御部３３０は、Ｉ－Ｐ制御（比例先行型ＰＩ制御）により、目標捩れ角速度ωｒｅｆに捩れ角速度ωｔが追従するようなモータ電流指令値Ｉｍｃａ１を算出する。
　減算部３３３は、目標捩れ角速度ωｒｅｆと捩れ角速度ωｔとの差分（ωｒｅｆ－ωｔ）を算出する。積分部３３１は、目標捩れ角速度ωｒｅｆと捩れ角速度ωｔとの差分（ωｒｅｆ－ωｔ）を積分し、積分結果を減算部３３４に加算入力する。
　捩れ角速度ωｔは、比例部３３２にも出力される。比例部３３２は、捩れ角速度ωｔに対してゲインＫｖｐによる比例処理を行い、比例処理結果を減算部３３４に減算入力する。減算部３３４での減算結果は、モータ電流指令値Ｉｍｃａ１として出力される。なお、速度制御部３３０は、Ｉ－Ｐ制御ではなく、ＰＩ制御、Ｐ（比例）制御、ＰＩＤ（比例積分微分）制御、ＰＩ－Ｄ制御（微分先行型ＰＩＤ制御）、モデルマッチング制御、モデル規範制御等の一般的に用いられている制御方法でモータ電流指令値Ｉｍｃａ１を算出しても良い。
　安定化補償部３４０は、補償値Ｃｓ（伝達関数）を有しており、モータ角速度ωｍからモータ電流指令値Ｉｍｃａ２を算出する。追従性及び外乱特性を向上させるために、捩れ角ＦＢ補償部３１０及び速度制御部３３０のゲインを上げると、高域の制御的な発振現象が発生してしまう。この対策として、モータ角速度ωｍに対し、安定化するために必要な伝達関数（Ｃｓ）を安定化補償部３４０に設定する。これにより、ＥＰＳ制御システム全体の安定化を実現することができる。
　加算部３６２は、速度制御部３３０からのモータ電流指令値Ｉｍｃａ１と安定化補償部３４０からのモータ電流指令値Ｉｍｃａ２とを加算し、モータ電流指令値Ｉｍｃｂとして出力する。
　出力制限部３５０は、モータ電流指令値Ｉｍｃｂに対する上限値及び下限値が予め設定されている。出力制限部３５０は、モータ電流指令値Ｉｍｃｂの上下限値を制限して、モータ電流指令値Ｉｍｃを出力する。
　なお、本実施形態における捩れ角制御部３００ａの構成は一例であり、図３０に示す構成とは異なる態様であっても良い。例えば、捩れ角制御部３００ａは、安定化補償部３４０を具備しない構成であっても良い。
（実施形態３）
　実施形態１，２では、車両用操向装置の１つとして、本開示をコラム型ＥＰＳに適用しているが、本開示はコラム型等の上流型に限られず、ラック＆ピニオン等の下流型ＥＰＳにも適用可能である。更に、目標捩れ角に基づくフィードバック制御を行うということでは、トーションバー（バネ定数任意）及び捩れ角検出用のセンサを少なくとも備えるステアバイワイヤ（ＳＢＷ）反力装置等にも適用可能である。本開示を、トーションバーを備えたＳＢＷ反力装置に適用した場合の実施形態（実施形態３）について説明する。
　まずは、ＳＢＷ反力装置を含むＳＢＷシステム全体について説明する。図３１は、ＳＢＷシステムの構成例を、図１に示される電動パワーステアリング装置の一般的な構成に対応させて示した図である。なお、上述した実施形態１，２で説明した構成と同一構成には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
　ＳＢＷシステムは、図１におけるユニバーサルジョイント４ａにてコラム軸２と機械的に結合されるインターミディエイトシャフトがなく、ハンドル１の操作を電気信号によって操向車輪８Ｌ，８Ｒ等からなる転舵機構に伝えるシステムである。図３１に示されるように、ＳＢＷシステムは反力装置６０及び駆動装置７０を備え、コントロールユニット（ＥＣＵ）５０が両装置の制御を行う。反力装置６０は、舵角センサ１４にて操舵角θｈの検出を行うと同時に、操向車輪８Ｌ，８Ｒから伝わる車両の運動状態を反力トルクとして運転者に伝達する。反力トルクは、反力用モータ６１により生成される。なお、ＳＢＷシステムの中には反力装置内にトーションバーを有さないタイプもあるが、本開示を適用するＳＢＷシステムはトーションバーを有するタイプであり、トルクセンサ１０にて操舵トルクＴｓを検出する。また、角度センサ７４が、反力用モータ６１のモータ角θｍを検出する。駆動装置７０は、運転者によるハンドル１の操舵に合わせて、駆動用モータ７１を駆動し、その駆動力を、ギア７２を介してピニオンラック機構５に付与し、タイロッド６ａ，６ｂを経て、操向車輪８Ｌ，８Ｒを転舵する。ピニオンラック機構５の近傍には角度センサ７３が配置されており、操向車輪８Ｌ，８Ｒの転舵角θｔを検出する。ＥＣＵ５０は、反力装置６０及び駆動装置７０を協調制御するために、両装置から出力される操舵角θｈや転舵角θｔ等の情報に加え、車速センサ１２からの車速Ｖｓ等を基に、反力用モータ６１を駆動制御する電圧制御指令値Ｖｒｅｆ１及び駆動用モータ７１を駆動制御する電圧制御指令値Ｖｒｅｆ２を生成する。
　このようなＳＢＷシステムに本開示を適用した実施形態３の構成について説明する。
　図３２は、実施形態３の構成を示すブロック図である。実施形態３は、捩れ角Δθに対する制御（以下、「捩れ角制御」とする）と、転舵角θｔに対する制御（以下、「転舵角制御」とする）を行い、反力装置を捩れ角制御で制御し、駆動装置を転舵角制御で制御する。なお、駆動装置は他の制御方法で制御しても良い。
　目標操舵トルク生成部２００ｂは、車速Ｖｓ、車速判定信号Ｖｆａｉｌ、操舵角θｈ、及び実ヨーレートγｒｅに基づき、目標操舵トルクＴｒｅｆを生成する。変換部５００は、目標操舵トルク生成部２００ｂで生成された目標操舵トルクＴｒｅｆを目標捩れ角Δθｒｅｆに変換する。目標捩れ角Δθｒｅｆは、捩れ角制御部３００に出力される。捩れ角制御では、実施形態２と同様の構成及び動作により、捩れ角Δθが、操舵角θｈ等を用いて目標操舵トルク生成部２００ｂ及び変換部５００を経て算出される目標捩れ角Δθｒｅｆに追従するような制御を行う。モータ角θｍは角度センサ７４で検出され、モータ角速度ωｍは、角速度演算部９５１にてモータ角θｍを微分することにより算出される。転舵角θｔは角度センサ７３で検出される。また、実施形態１ではＥＰＳ操舵系／車両系１００内の処理として詳細な説明は行われていないが、電流制御部１３０は、図３に示される減算部３２Ｂ、ＰＩ制御部３５、ＰＷＭ制御部３６及びインバータ３７と同様の構成及び動作により、捩れ角制御部３００ａから出力されるモータ電流指令値Ｉｍｃ及びモータ電流検出器１４０で検出される反力用モータ６１の電流値Ｉｍｒに基づいて、反力用モータ６１を駆動して、電流制御を行う。
　転舵角制御では、目標転舵角生成部９１０にて操舵角θｈに基づいて目標転舵角θｔｒｅｆが生成され、目標転舵角θｔｒｅｆは転舵角θｔと共に転舵角制御部９２０に入力され、転舵角制御部９２０にて、転舵角θｔが目標転舵角θｔｒｅｆとなるようなモータ電流指令値Ｉｍｃｔが演算される。そして、モータ電流指令値Ｉｍｃｔ及びモータ電流検出器９４０で検出される駆動用モータ７１の電流値Ｉｍｄに基づいて、電流制御部９３０が、電流制御部１３０と同様の構成及び動作により、駆動用モータ７１を駆動して、電流制御を行う。
　図３３は、目標転舵角生成部の構成例示す図である。目標転舵角生成部９１０は、制限部９３１、レート制限部９３２及び補正部９３３を備える。
　制限部９３１は、操舵角θｈの上下限値を制限して、操舵角θｈ１を出力する。図３０に示す捩れ角制御部３００ａ内の出力制限部３５０と同様に、操舵角θｈに対する上限値及び下限値を予め設定して制限をかける。
　レート制限部９３２は、操舵角の急変を回避するために、操舵角θｈ１の変化量に対して制限値を設定して制限をかけ、操舵角θｈ２を出力する。例えば、１サンプル前の操舵角θｈ１からの差分を変化量とし、その変化量の絶対値が所定の値（制限値）より大きい場合、変化量の絶対値が制限値となるように、操舵角θｈ１を加減算し、操舵角θｈ２として出力し、制限値以下の場合は、操舵角θｈ１をそのまま操舵角θｈ２として出力する。なお、変化量の絶対値に対して制限値を設定するのではなく、変化量に対して上限値及び下限値を設定して制限をかけるようにしても良く、変化量ではなく変化率や差分率に対して制限をかけるようにしても良い。
　補正部９３３は、操舵角θｈ２を補正して、目標転舵角θｔｒｅｆを出力する。例えば、目標操舵トルク生成部２００ｂ内の基本マップ部２１０のように、操舵角θｈ２の大きさ｜θｈ２｜に対する目標転舵角θｔｒｅｆの特性を定義したマップを用いて、操舵角θｈ２より目標転舵角θｔｒｅｆを求める。或いは、単純に、操舵角θｈ２に所定のゲインを乗算することにより、目標転舵角θｔｒｅｆを求めるようにしても良い。
　図３４は、転舵角制御部の構成例を示す図である。転舵角制御部９２０は、図３０に示される捩れ角制御部３００ａの構成例において安定化補償部３４０及び加算部３６２を除いた構成と同様の構成をしており、目標捩れ角Δθｒｅｆ及び捩れ角Δθの代わりに目標転舵角θｔｒｅｆ及び転舵角θｔを入力し、転舵角フィードバック（ＦＢ）補償部９２１、転舵角速度演算部９２２、速度制御部９２３、出力制限部９２６及び減算部９２７が、それぞれ捩れ角ＦＢ補償部３１０、捩れ角速度演算部３２０、速度制御部３３０、出力制限部３５０及び減算部３６１と同様の構成で同様の動作を行う。
　このような構成において、実施形態３の動作例を、図３５のフローチャートを参照して説明する。図３５は、実施形態３の動作例を示すフローチャートである。
　動作を開始すると、角度センサ７３は転舵角θｔを検出し、角度センサ７４はモータ角θｍを検出し（ステップＳ１１０）、転舵角θｔは転舵角制御部９２０に、モータ角θｍは角速度演算部９５１にそれぞれ入力される。
　角速度演算部９５１は、モータ角θｍを微分してモータ角速度ωｍを算出し、捩れ角制御部３００ａに出力する（ステップＳ１２０）。
　その後、目標操舵トルク生成部２００ｂにおいて、図７に示されるステップＳ１０～Ｓ４０と同様の動作を実行し、反力用モータ６１を駆動し、電流制御を実施する（ステップＳ１３０～Ｓ１６０）。
　一方、転舵角制御においては、目標転舵角生成部９１０が操舵角θｈを入力し、操舵角θｈは制限部９３１に入力される。制限部９３１は、予め設定された上限値及び下限値により操舵角θｈの上下限値を制限し（ステップＳ１７０）、操舵角θｈ１としてレート制限部９３２に出力する。レート制限部９３２は、予め設定された制限値により操舵角θｈ１の変化量に対して制限をかけ（ステップＳ１８０）、操舵角θｈ２として補正部９３３に出力する。補正部９３３は、操舵角θｈ２を補正して目標転舵角θｔｒｅｆを求め（ステップＳ１９０）、転舵角制御部９２０に出力する。
　転舵角θｔ及び目標転舵角θｔｒｅｆを入力した転舵角制御部９２０は、減算部９２７にて目標転舵角θｔｒｅｆから転舵角θｔを減算することにより、偏差Δθｔ０を算出する（ステップＳ２００）。偏差Δθｔ０は転舵角ＦＢ補償部９２１に入力され、転舵角ＦＢ補償部９２１は、偏差Δθｔ０に補償値を乗算することにより偏差Δθｔ０を補償し（ステップＳ２１０）、目標転舵角速度ωｔｒｅｆを速度制御部９２３に出力する。転舵角速度演算部９２２は転舵角θｔを入力し、転舵角θｔに対する微分演算により転舵角速度ωｔｔを算出し（ステップＳ２２０）、速度制御部９２３に出力する。速度制御部９２３は、速度制御部３３０と同様にＩ－Ｐ制御によりモータ電流指令値Ｉｍｃｔａを算出し（ステップＳ２３０）、出力制限部９２６に出力する。出力制限部９２６は、予め設定された上限値及び下限値によりモータ電流指令値Ｉｍｃｔａの上下限値を制限し（ステップＳ２４０）、モータ電流指令値Ｉｍｃｔとして出力する（ステップＳ２５０）。
　モータ電流指令値Ｉｍｃｔは電流制御部９３０に入力され、電流制御部９３０は、モータ電流指令値Ｉｍｃｔ及びモータ電流検出器９４０で検出された駆動用モータ７１の電流値Ｉｍｄに基づいて、駆動用モータ７１を駆動し、電流制御を実施する（ステップＳ２６０）。
　なお、図３５におけるデータ入力及び演算等の順番は適宜変更可能である。また、転舵角制御部９２０内の速度制御部９２３は、捩れ角制御部３００ａ内の速度制御部３３０と同様に、Ｉ－Ｐ制御ではなく、ＰＩ制御、Ｐ制御、ＰＩＤ制御、ＰＩ－Ｄ制御等、実現可能で、Ｐ、Ｉ及びＤのいずれかの制御を用いていれば良く、更に、転舵角制御部９２０及び捩れ角制御部３００ａでの追従制御は、一般的に用いられている制御構造で行っても良い。転舵角制御部９２０については、目標角度（ここでは目標転舵角θｔｒｅｆ）に対して実角度（ここでは転舵角θｔ）が追従する制御構成であれば、車両用装置に用いられている制御構成に限定されず、例えば、産業用位置決め装置や産業用ロボット等に用いられている制御構成を適用しても良い。
　実施形態３では、図３１に示されるように、１つのＥＣＵ５０で反力装置６０及び駆動装置７０の制御を行っているが、反力装置６０用のＥＣＵと駆動装置７０用のＥＣＵをそれぞれ設けても良い。この場合、ＥＣＵ同士は通信によりデータの送受信を行うことになる。また、図３１に示されるＳＢＷシステムは反力装置６０と駆動装置７０の間には機械的な結合を持たないが、システムに異常が発生した場合に、コラム軸２と転舵機構をクラッチ等で機械的に結合する機械的トルク伝達機構を備えるＳＢＷシステムにも、本開示は適用可能である。このようなＳＢＷシステムでは、システム正常時はクラッチをオフにして機械的トルク伝達を開放状態とし、システム異常時はクラッチをオンにして機械的トルク伝達を可能状態とする。
　上述の実施形態１から３での捩れ角制御部３００，３００ａは、直接的にモータ電流指令値Ｉｍｃ及びアシスト電流指令値Ｉａｃを演算しているが、それらを演算する前に、先ず出力したいモータトルク（目標トルク）を演算してから、モータ電流指令値及びアシスト電流指令値を演算するようにしても良い。この場合、モータトルクからモータ電流指令値及びアシスト電流指令値を求めるには、一般的に用いられている、モータ電流とモータトルクの関係を使用する。
　なお、上述で使用した図は、本開示に関して定性的な説明を行うための概念図であり、これらに限定されるものではない。また、上述の実施形態は本開示の好適な実施の一例ではあるが、これに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。また、ハンドルと、モータ又は反力モータの間に任意のバネ定数を有する機構であれば、トーションバーに限定しなくても良い。
　１　ハンドル
　２　コラム軸
　２Ａ　トーションバー
　３　減速機構
　４ａ，４ｂ　ユニバーサルジョイント
　５　ピニオンラック機構
　６ａ，６ｂ　タイロッド
　７ａ，７ｂ　ハブユニット
　８Ｌ，８Ｒ　操向車輪
　１０　トルクセンサ
　１１　イグニションキー
　１２　車速センサ
　１３　バッテリ
　１４　舵角センサ
　１５　ヨーレートセンサ
　１６　横加速度センサ
　２０　モータ
　３０，５０　コントロールユニット（ＥＣＵ）
　６０　反力装置
　６１　反力用モータ
　７０　駆動装置
　７１　駆動用モータ
　７２　ギア
　７３　角度センサ
　１００　ＥＰＳ操舵系／車両系
　１３０　電流制御部
　１４０　モータ電流検出器
　２００，２００ａ　目標操舵トルク生成部
　２１０　基本マップ部
　２１１　乗算部
　２２０　微分部
　２３０　ダンパゲインマップ部
　２４０　ヒステリシス補正部
　２５０　ＳＡＴ情報補正部
　２５１　ＳＡＴ算出部
　２５１Ａ　換算部
　２５１Ｂ　角速度演算部
　２５１Ｃ　角加速度演算部
　２５１Ｄ，２５１Ｅ，２５１Ｆ　ブロック
　２５１Ｈ，２５１Ｉ，２５１Ｊ　加算器
　２５２　フィルタ部
　２５３　操舵トルク感応ゲイン部
　２５４　車速感応ゲイン部
　２５５　舵角感応ゲイン部
　２５６　制限部
　２６０　乗算部
　２６１，２６２，２６３　加算部
　２８０，２８０ａ　車速失陥時処理部
　２８１，２８１ａ　車両運動推定部
　２８２，２８２ａ　トルクゲイン設定部
　３００，３００ａ　捩れ角制御部
　３１０　捩れ角フィードバック（ＦＢ）補償部
　３２０　捩れ角速度演算部
　３３０　速度制御部
　３３１　積分部
　３３２　比例部
　３３３，３３４　減算部
　３４０　安定化補償部
　３５０　出力制限部
　３６０　舵角外乱補償部
　３６１　減算部
　３６２，３６３　加算部
　３７０　減速比部
　４００　操舵方向判定部
　５００　変換部
　９１０　目標転舵角生成部
　９２０　転舵角制御部
　９２１　転舵角フィードバック（ＦＢ）補償部
　９２２　転舵角速度演算部
　９２３　速度制御部
　９２６　出力制限部
　９２７　減算部
　９３０　電流制御部
　９３１　制限部
　９３３　補正部
　９３２　レート制限部
　９４０　モータ電流検出器
　１００１　ＣＰＵ
　１００５　インターフェース
　１００６　Ａ／Ｄ変換器
　１００７　ＰＷＭコントローラ
　１１００　制御用コンピュータ（ＭＣＵ）

Claims (8)

  1. 　操舵力を補助するモータを駆動制御することにより、車両の操舵系をアシスト制御する車両用操向装置であって、
    　前記車両の車速が所定の代替車速であるとき、前記車両の旋回運動によって発生する物理量と、前記代替車速における前記物理量の推定値との差分の絶対値に応じて、目標操舵トルクを小さくする
    　車両用操向装置。
  2. 　操舵角に応じて、前記物理量の推定値を推定する車両運動推定部と、
    　前記物理量と前記物理量の推定値との差分の絶対値に応じて、前記目標操舵トルクに対するトルクゲインを設定するトルクゲイン設定部と、
    　を備える
    　請求項１に記載の車両用操向装置。
  3. 　前記トルクゲイン設定部は、
    　前記車速が前記代替車速であり、かつ、前記物理量と前記物理量の推定値との差分の絶対値が所定の閾値以上である場合に、前記トルクゲインを小さくする
    　請求項２に記載の車両用操向装置。
  4. 　前記トルクゲイン設定部は、
    　前記車速が前記代替車速でない場合、及び、前記物理量と前記物理量の推定値との差分の絶対値が所定の閾値未満である場合に、前記トルクゲインを１に設定し、
    　前記車速が前記代替車速であり、かつ、前記物理量と前記物理量の推定値との差分の絶対値が前記閾値以上である場合に、前記トルクゲインを１未満の値に設定する
    　請求項２に記載の車両用操向装置。
  5. 　前記トルクゲイン設定部は、
    　前記車速が前記代替車速であり、かつ、前記物理量と前記物理量の推定値との差分の絶対値が前記閾値以上である場合に、前記トルクゲインを前記設定した値まで徐々に小さくする
    　請求項４に記載の車両用操向装置。
  6. 　前記物理量はヨーレートであり、
    　前記車両運動推定部は、
    　前記操舵角に応じた推定ヨーレートを推定する
    　請求項２から５の何れか一項に記載の車両用操向装置。
  7. 　前記物理量は横加速度であり、
    　前記車両運動推定部は、
    　前記操舵角に応じた推定横加速度を推定する
    　請求項２から５の何れか一項に記載の車両用操向装置。
  8. 　前記物理量はセルフアライニングトルクであり、
    　前記車両運動推定部は、
    　前記操舵角に応じた推定セルフアライニングトルクを推定する
    　請求項２から５の何れか一項に記載の車両用操向装置。
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