WO2020217550A1 - 車両操舵装置 - Google Patents

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WO2020217550A1
WO2020217550A1 PCT/JP2019/027897 JP2019027897W WO2020217550A1 WO 2020217550 A1 WO2020217550 A1 WO 2020217550A1 JP 2019027897 W JP2019027897 W JP 2019027897W WO 2020217550 A1 WO2020217550 A1 WO 2020217550A1
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WO
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hysteresis
yaw rate
steering angle
steering
value
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/027897
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English (en)
French (fr)
Inventor
裕也 夏原
勲 家造坊
俊介 中嶋
雅也 遠藤
山本　宗法
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation

Definitions

  • the present application relates to a vehicle steering device.
  • a vehicle steering device that controls an electric motor to change the steering angle according to the target path of the vehicle is well known.
  • hysteresis occurs in relation to the steering angle as the rotation angle of the steering shaft and the steering angle as the rotation angle of the steering wheel of the vehicle due to distortion of the steering mechanism of the vehicle or the like. I have something to do.
  • an element angle calculation means for correcting the hysteresis between the steering angle and the steering angle is provided, and when it is determined that a hysteresis occurs in the relationship between the steering angle and the steering angle, the element angle calculation means is used.
  • a vehicle steering device that corrects the above-mentioned hysteresis by giving a hysteresis to a target steering angle (see, for example, Patent Document 1).
  • a small-amplitude filtration filter that filters small-amplitude components is used to remove steering components from dynamic state quantities such as rotational speed signals, and only vibration components that are smaller-amplitude components are accurately extracted.
  • There is an electric power steering device that reduces the vibration component see, for example, Patent Document 2).
  • the conventional vehicle steering device disclosed in Patent Document 1 does not consider the hysteresis included in the output of the steering angle sensor. Therefore, when the detection steering angle output from the steering angle sensor has a hysteresis with respect to the steering angle, the detection steering angle does not change in the hysteresis section even if the steering angle changes. In particular, during turn-back steering, a phenomenon in which the detected steering angle does not change in the hysteresis section even if the steering angle changes occurs remarkably, and the detected steering angle suddenly changes at the timing of exiting the hysteresis section, resulting in a feeling of discontinuity in steering. Occurs.
  • the conventional electric power steering device disclosed in Patent Document 2 is provided with a technique for reducing a vibration component of an electric signal, but is not provided with a technique for correcting a deviation in the detection steering angle.
  • the present application discloses a technique for solving the above-mentioned problems in a conventional device, reduces the influence of hysteresis included in the output of a vehicle sensor, and enables accurate and smooth steering. It is an object of the present invention to provide a steering device.
  • the vehicle steering device disclosed in the present application is The steering mechanism that steers the vehicle and An electric motor that rotates the steering mechanism and A steering angle sensor that detects a steering angle that is a rotation angle of the steering mechanism and outputs a detected steering angle that has hysteresis with respect to the steering angle.
  • a hysteresis estimation unit that estimates a hysteresis estimated value corresponding to the difference between the steering angle and the detected steering angle
  • a control unit that controls the electric motor based on the target steering angle, the detected steering angle, and the hysteresis estimated value so as to be equal to the difference between the target steering angle, which is the target value of the steering angle, and the steering angle.
  • the vehicle steering device disclosed in the present application is The steering mechanism that steers the vehicle and An electric motor that rotates the steering mechanism and A yaw rate sensor that detects the yaw rate of the vehicle and outputs a detected yaw rate having hysteresis with respect to the yaw rate.
  • a hysteresis estimation unit that estimates a hysteresis estimated value corresponding to the difference between the yaw rate and the detected yaw rate
  • a control unit that controls the electric motor based on the target yaw rate, the detected yaw rate, and the hysteresis estimated value so as to be equal to the difference between the target yaw rate, which is the target value of the yaw rate, and the yaw rate. It is characterized by having.
  • a steering mechanism for steering a vehicle, an electric motor for rotating the steering mechanism, and a steering angle which is a rotation angle of the steering mechanism are detected and hysteresis is performed with respect to the steering angle.
  • a steering angle sensor that outputs the detected steering angle a hysteresis estimation unit that estimates a hysteresis estimated value corresponding to the difference between the steering angle and the detected steering angle, and a target steering angle that is a target value of the steering angle. Since the control unit that controls the electric motor based on the target steering angle, the detected steering angle, and the estimated hysteresis value is provided so as to be equal to the difference from the steering angle, it is included in the output of the vehicle sensor. It is possible to obtain a vehicle steering device that reduces the influence of the hysteresis and enables accurate and smooth steering.
  • a steering mechanism for steering the vehicle an electric motor for rotating the steering mechanism, a yaw rate of the vehicle is detected, and a detected yaw rate having hysteresis with respect to the yaw rate is output.
  • Vehicle steering device Since it is equipped with a control unit that controls the electric motor based on the detected yaw rate and the estimated hysteresis value, the influence of hysteresis included in the output of the vehicle sensor is reduced, and accurate and smooth steering is possible. Vehicle steering device can be obtained.
  • FIG. 5 is an overall configuration diagram of a vehicle steering device according to a first embodiment and a second embodiment. It is a characteristic diagram which shows the relationship between the rudder angle detected by a rudder angle sensor and the actual rudder angle. It is a characteristic diagram which shows the relationship between the rudder angle detected by a rudder angle sensor and the actual rudder angle. It is a characteristic diagram which shows the relationship between the rudder angle detected by a rudder angle sensor and the actual rudder angle.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a steering angle controller in the vehicle steering device according to the first embodiment and the second embodiment. It is a block diagram of the hysteresis estimation part in the vehicle steering apparatus by Embodiment 1 and Embodiment 2.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a steering angle controller in the vehicle steering device according to the first embodiment and the second embodiment. It is a block diagram of the hysteresis estimation part in the vehicle steering apparatus by Embodiment 1 and Embodiment
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a width filtration filter in the vehicle steering device according to the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, and the fourth embodiment. It is a block diagram of the control part in the vehicle steering apparatus by Embodiment 1 and Embodiment 2. It is explanatory drawing which shows various structural examples which generate the control deviation by using the hysteresis estimated value in the vehicle steering apparatus by Embodiment 1 and Embodiment 2.
  • FIG. 3 is an overall configuration diagram of a vehicle steering device according to a third embodiment and a fourth embodiment.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a yaw rate controller in the vehicle steering device according to the third embodiment and the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vehicle steering device according to a first embodiment and a second embodiment.
  • the vehicle steering device 100 detects a steering mechanism 1 for steering a vehicle, an electric motor 2 for rotating the steering mechanism 1 via an electric motor reduction gear 3, and a steering angle which is a rotation angle of the steering mechanism 1. It includes a steering angle sensor 4 that outputs a detection steering angle S1 and a steering angle controller 5.
  • the rudder angle controller 5 is output from the hysteresis estimation unit 6 that outputs the hysteresis estimation value H1 described later, which corresponds to the deviation between the actual steering angle, which is the actual steering angle, and the detection steering angle S1, and the host controller 8.
  • a control unit 7 that generates a current command value Ic based on a target rudder angle S0, a detection rudder angle S1, and a hysteresis estimated value H1 is provided.
  • the current command value Ic output from the control unit 7 is transmitted to an electric motor control device (not shown) that controls the electric motor 2.
  • the electric motor control device controls, for example, an inverter device configured by a semiconductor switching element based on the current command value Ic, and controls the electric motor current so as to follow the current command value Ic.
  • the electric motor control device including the inverter device may be built in the control unit 7.
  • the control unit 7 controls the motor current Im by giving the current command value Ic generated based on the deviation between the target steering angle S0 and the detected steering angle S1 to the motor control device, and follows the steering angle to the target steering angle S0.
  • the electric motor 2 is driven to rotate the steering mechanism 1.
  • the detected rudder angle S1 output from the rudder angle sensor 4 includes hysteresis with respect to the actual rudder angle.
  • the steering mechanism 1 is composed of a steering wheel 11 operated by the driver of the vehicle, a steering shaft 12 connected to the steering wheel 11, a rack and pinion gear 13 driven by the steering shaft 12, and a rack and pinion gear 13. It is composed of a rack 14 that is driven to steer a pair of steering wheels 10.
  • the above-mentioned steering angle sensor 4 measures the actual steering angle, which is the amount of rotation of the steering shaft 12, outputs the detected steering angle S1 corresponding to the actual steering angle, and inputs it to the steering angle controller 5.
  • the host controller 8 calculates a target route of the vehicle, outputs a target steering angle S0 for following the calculated target route of the vehicle, and inputs the target steering angle S0 to the steering angle controller 5.
  • the steering angle controller 5 calculates the current command value Ic based on the detected steering angle S1 and the target steering angle S0 obtained from the steering angle sensor 4, and gives the current command value Ic to the electric motor control device that controls the electric motor 2.
  • the electric motor control device controls the electric motor current Im so as to follow the current command value Ic and supplies it to the electric motor 2.
  • the electric motor 2 generates torque according to the supplied electric motor current Im.
  • the torque generated in the electric motor 2 is transmitted to the steering shaft 12 via the electric motor reduction gear 3, and further transmitted to the rack 14 via the rack and pinion gear 13.
  • the rack 14 is driven axially by the rack and pinion gear 13 to steer a pair of steering wheels 10.
  • FIG. 2A is a characteristic diagram showing the relationship between the detected rudder angle detected by the rudder angle sensor and the actual rudder angle, and shows the case where the detected rudder angle includes hysteresis.
  • the horizontal axis represents the actual steering angle [deg] and the vertical axis represents the detected steering angle [deg].
  • the detected rudder angle includes a hysteresis of the dead zone width 2B with respect to the actual rudder angle. Therefore, even if the rotation direction of the actual rudder angle begins to reverse, the change in the detected rudder angle is delayed due to hysteresis.
  • the detected rudder angle S1 does not change during the hysteresis section, so that the deviation between the target rudder angle S0 and the detected rudder angle S1 increases.
  • the electric motor may be driven based on the increased deviation and the actual steering angle may fluctuate suddenly. Further, in the steady state, since the detected steering angle S1 has an error of the hysteresis width 2B with respect to the actual steering angle, there is a possibility that the traveling route of the vehicle deviates from the target route. However, according to the vehicle steering device according to the first embodiment, as described below, the steering angle does not change suddenly, and therefore the traveling path of the vehicle does not deviate from the target path.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a steering angle controller in the vehicle steering device according to the first and second embodiments, and shows the configuration of the steering angle controller 5 in which hysteresis compensation is introduced.
  • the rudder angle controller 5 includes a hysteresis estimation unit 6, an addition unit 21, a deviation calculation unit 22, and a control unit 7.
  • the hysteresis estimation unit 6 calculates and outputs the hysteresis estimation value H1 based on the input input value X1.
  • the addition unit 21 adds the detection steering angle S1 detected by the steering angle sensor 4 and the hysteresis estimated value H1, and outputs the added value as the compensation detection steering angle S2.
  • the deviation calculation unit 22 subtracts the compensation detection rudder angle S2 from the target rudder angle S0 from the host controller 8 and outputs the control deviation ⁇ S.
  • the control unit 7 calculates the current command value Ic based on the input control deviation ⁇ S, the target steering angle S0, and the compensation detection steering angle S2, and inputs the current command value Ic to the electric motor control device that controls the electric motor 2.
  • the electric motor control device controls the electric motor current Im flowing through the electric motor 2 so as to follow the current command value Ic.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of a hysteresis estimation unit in the vehicle steering device according to the first and second embodiments.
  • the hysteresis estimation unit 6 includes a steering angle estimation unit 31 and a small amplitude filtration filter 32 described later.
  • the steering angle estimation unit 31 inputs the steering angle estimation value S3 calculated based on the input value X1 to the small amplitude filtration filter 32.
  • the small-amplitude filtration filter 32 outputs the hysteresis estimated value H1 based on the steering angle estimated value S3 input from the steering angle estimating unit 31.
  • the steering angle estimation unit 31 has a frequency response that brings the input value X1 closer to the actual steering angle, and improves the accuracy of the hysteresis estimation by the hysteresis estimation unit 6.
  • the target steering angle S0 is used as the input value X1 to be input to the hysteresis estimation unit 6. The reason is that when the response of the rudder angle control is high, it can be assumed that the target rudder angle S0 and the actual rudder angle are approximately approximate. Actually, since the actual rudder angle follows the target rudder angle S0 with a delay, the delay of the follow-up is approximated by the steering angle estimation unit 31.
  • the frequency response of the steering angle controller 5 is measured from the actual vehicle to obtain the intrinsic frequency of the steering angle controller 5, and the target steering angle S0 as the input value X1 is processed by the low-pass filter having the intrinsic frequency.
  • the steering angle estimated value S3 having a waveform similar to the waveform of the actual steering angle is generated.
  • the delay of the steering angle control was about 0.5 [Hz] to 2.0 [Hz]. Therefore, in the steering control device according to the first embodiment, the steering angle is estimated by using a low-pass filter having a natural frequency of about 0.5 [Hz] to 2.0 [Hz] as the steering angle estimation unit 31. It is configured.
  • the steering angle estimation value S3 output from the steering angle estimation unit 31 is only for estimating the sensor hysteresis, the steering angle estimation value S3 is steered with high estimation accuracy so as to completely match the actual steering angle. It is not necessary for the angle estimate S3 to be generated.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a small-amplitude filtration filter in the vehicle steering device according to the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, and the fourth embodiment.
  • a small-amplitude filtration filter is also used in Patent Document 2 described above, but its use is for extracting vibration components in the control of an electric power steering device.
  • the small amplitude filtration filter 32 is used to extract a signal related to hysteresis from the detected steering angle detected by the steering angle sensor in the steering angle control.
  • the small amplitude filtration filter 32 is composed of a hysteresis filter 41 that performs a hysteresis function processing and a subtractor 42.
  • the hysteresis filter 41 performs a hysteresis function process on the value of the input value X2, and outputs the value as the output value Z.
  • the hysteresis in which the hysteresis function processing is applied to the input value X2 is set to be a sensor hysteresis characteristic having a width and a history measured in advance in an actual vehicle.
  • the subtractor 42 outputs a value obtained by subtracting the output value Z of the hysteresis filter 41 from the input value X2 of the hysteresis filter 41 as the hysteresis estimated value H1.
  • the steering angle estimation value S3 output from the steering angle estimation unit 31 is used as the input value X2 input to the small amplitude filtration filter 32.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of a control unit in the vehicle steering device according to the first embodiment and the second embodiment.
  • the control unit 7 includes a first pseudo-differentiator 51, a second pseudo-differentiator 52, a first gain 53, a second gain 54, a third gain 55, and phase compensation.
  • a device 56, an addition unit 57, and a subtraction unit 58 are provided.
  • the control unit 7 shown in FIG. 6 basically performs feedback control so as to suppress the above-mentioned control deviation ⁇ S.
  • a target steering angular velocity R0 is generated from the target steering angle S0 by the first pseudo differentiator 51, and this target steering angular velocity R0 is multiplied by the first gain 53 and input to the addition unit 57.
  • a steering angular velocity command value Rc is generated from the control deviation ⁇ S through processing by the second gain 54 and the phase compensator 56, and this steering angular velocity command value Rc is input to the subtraction unit 58.
  • the second gain 54 and the phase compensator 56 are designed to generate a steering angular velocity command value Rc that ensures the desired stability and followability to the control deviation ⁇ S.
  • the detection steering angular velocity R1 is generated from the compensation detection steering angle S2 by the second pseudo differentiator 52, and the detected steering angular velocity R1 is input to the subtraction unit 58.
  • the subtracting unit 58 subtracts the detected steering angular velocity R1 from the steering angular velocity command value Rc, multiplies the subtracted value by the third gain 55, and inputs the subtracted value to the adding unit 57.
  • the adding unit 57 adds a value obtained by multiplying the above-mentioned target steering angular velocity R0 by the first gain 53 and a value obtained by subtracting the detected steering angular velocity R1 from the steering angular velocity command value Rc and multiplying the value by the third gain 55. Then, the added value is output as the current command value Ic.
  • the control unit 7 shown in FIG. 6 uses feedback control based on the target steering angular velocity R0 based on the target steering angle S0 and the steering angular velocity command value Rc based on the control deviation ⁇ S as a major loop, and compensates and detects the rudder.
  • the minor loop is feedback control based on the detected steering angular velocity R1 by the angle S2 and the steering angular velocity command value Rc by the control deviation ⁇ S.
  • the control unit 7 constitutes a cascade control in which the feedback control by the minor loop is added to the feedback control by the major loop described above.
  • control unit 7 shown in FIG. 6 uses the compensation detection rudder angle S2 with hysteresis compensation instead of the detection rudder angle S1, so that the hysteresis included in the detection rudder angle S1 from the rudder angle sensor 4.
  • the influence of is reduced, and more accurate steering control becomes possible.
  • feedforward control of a target steering angular velocity R0 is also added for the purpose of improving quick response.
  • the hysteresis of the steering angle sensor can be estimated and compensated, and smooth steering with the influence of the hysteresis reduced becomes possible. ..
  • the rudder angle controller 5 generates the hysteresis estimated value H1 by the hysteresis estimation unit 6, and the detection steering angle S1 and the hysteresis estimated value H1 by the addition unit 21. Is added to generate the compensation detection rudder angle S2, and the deviation calculation unit 22 subtracts the compensation detection rudder angle S2 from the target rudder angle S0 to generate the control deviation ⁇ S, which is controlled by using the hysteresis compensation value H1.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing various configuration examples for generating control deviations using the hysteresis estimated values in the vehicle steering device according to the first and second embodiments.
  • the configuration shown in FIG. 7A corresponds to the configuration shown in FIG. 3, and the hysteresis estimated value H1 is added to the detection steering angle S1 to generate the compensation detection steering angle S2, and the compensation detection steering angle S2 is generated from the target steering angle S0.
  • the control deviation ⁇ S is generated by subtracting the compensation detection rudder angle S2.
  • Reference numeral 23 denotes a subtractor.
  • the control deviation is obtained by subtracting the hysteresis estimated value H1 from the value obtained by subtracting the detection rudder angle S1 from the target rudder angle S0 as in the configuration shown in FIG. 7B.
  • ⁇ S may be generated, or as in the configuration shown in FIG. 7 (c), the estimated hysteresis value H1 is subtracted from the target rudder angle S0 to generate the compensation target rudder angle S4, and the compensation target is generated.
  • the control deviation ⁇ S may be obtained by subtracting the detected rudder angle S1 from the rudder angle S4.
  • the configurations shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C all have the same effect.
  • the steering angle estimation unit 31 uses the transfer function to obtain the steering angle estimation value S3, but in order to reduce the calculation load, the steering angle estimation value S3 is obtained by using a simple gain. You may try to get it. Further, in order to improve the estimation accuracy of the steering angle estimation unit 31, non-linear processing such as saturation processing and dead zone processing may be performed.
  • the hysteresis filter 41 in the small amplitude filtration filter 32 uses a filter having ideal hysteresis characteristics shown in FIG. 2A, it is important to match the characteristics of the hysteresis filter 41 with the hysteresis characteristics of the steering angle sensor. ..
  • the hysteresis characteristic of the rudder angle sensor is a hysteresis characteristic in which the lower right and upper left corners of the hysteresis loop diagram are suppressed as compared with the hysteresis characteristic of FIG.
  • a hysteresis filter having hysteresis characteristics that match the characteristics is used.
  • the hysteresis characteristic of the rudder angle sensor is a characteristic having a dead zone near the origin as shown in FIG. 2C
  • a hysteresis filter having a characteristic matching the characteristic is used.
  • hysteresis exists in the relationship between the steering angle and the detected steering angle, but the cause of hysteresis is not particularly limited. For example, whether the occurrence of hysteresis is due to the characteristics of the steering angle sensor itself, or when it is derived from the mechanical backlash of the steering mechanism that rotates the steering angle sensor, or both of these. Even if it is a factor of causing hysteresis, the vehicle steering device of the first embodiment can be applied and the same effect can be obtained.
  • Embodiment 2 Next, the vehicle steering device according to the second embodiment will be described.
  • the target steering angle S0 is used as the input value X1 to be input to the hysteresis estimation unit 6 as described above.
  • the difference between the target steering angle S0 and the steering angle becomes large, and the estimation of hysteresis may be inaccurate in the configuration of the first embodiment. ..
  • an input value other than the target steering angle is input to the hysteresis estimation unit 6 to estimate the hysteresis.
  • the vehicle steering device according to the second embodiment will be described mainly on the differences from the vehicle steering device according to the first embodiment. 1, FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 7 also apply to the vehicle steering device according to the second embodiment.
  • the hysteresis estimation unit 6 is configured to calculate the hysteresis estimation value H1 by using the detection steering angle S1 as the input value X1 shown in FIG.
  • the hysteresis cannot be estimated in the hysteresis section in which the detection rudder angle S1 does not move, but the detection rudder angle S1 moves after exiting the hysteresis section. Therefore, it is possible to estimate the hysteresis in a situation where the fluctuation of the rudder angle is sufficiently larger than the hysteresis width, and the hysteresis estimated value H1 can be obtained.
  • the hysteresis estimation unit 6 is configured to calculate the hysteresis estimation value H1 using the input value based on the yaw rate of the vehicle. Since yaw rate is generated when the vehicle makes a turning motion, it is possible to determine the start of steering based on the occurrence of yaw rate. Further, since the yaw rate is almost proportional to the steering angle and the vehicle speed, the steering angle can be estimated from the yaw rate and the vehicle speed.
  • the input value X1 may be an input value based on the value detected by the yaw rate sensor, or an input value based on the vehicle state such as acceleration, vehicle speed, left and right wheel rotation difference, and the yaw rate and hysteresis estimated value H1 may be calculated. It may be.
  • the hysteresis estimated value H1 may be calculated by using the value based on the motor current Im as the input value X1 to be input to the hysteresis estimation unit.
  • the steering angle does not move because the static friction is large when the motor current Im is within a certain value.
  • the motor current Im exceeds a certain value, the steering angle starts to move over the static friction.
  • the steering start can be determined by using the value of the motor current at this time as the current threshold value, and the hysteresis estimation can be performed more accurately.
  • the vehicle steering device has the effect of enabling hysteresis estimation even in a situation where the difference between the target steering angle and the steering angle is large.
  • One type of signal may be used as the input value, or a plurality of signals including the target steering angle may be used in combination to estimate the hysteresis.
  • the first embodiment and the second embodiment described above embody the vehicle steering devices according to the following (1) to (10).
  • a hysteresis estimation unit that estimates a hysteresis estimated value corresponding to the difference between the steering angle and the detected steering angle
  • a control unit that controls the electric motor based on the target steering angle, the detected steering angle, and the hysteresis estimated value so as to be equal to the difference between the target steering angle, which is the target value of the steering angle, and the steering angle.
  • Steering control device equipped with.
  • the steering angle sensor is corrected so as to eliminate the hysteresis, so that the steering can be smoothly steered.
  • it is possible to suppress the deviation between the traveling route of the vehicle and the target route.
  • the hysteresis estimation unit is configured to estimate the hysteresis estimated value corresponding to the difference obtained by subtracting the detected steering angle from the steering angle.
  • the control unit is a steering control device configured to control the electric motor based on a value obtained by subtracting the detected steering angle and the hysteresis estimated value from the target steering angle. According to the vehicle steering device configured in this way, by adding or subtracting the target steering angle, the detected steering angle, and the estimated hysteresis value as shown in the above symbols, the values equivalent to the difference between the target steering angle and the steering angle are desirable. This has the effect of enabling steering angle control using deviation input.
  • the hysteresis estimation unit is a vehicle steering device configured to calculate the hysteresis estimation value based on the target steering angle. According to the vehicle steering device configured in this way, there is an effect that the hysteresis can be estimated even in the section where the detection steering angle does not move, such as when the steering starts to turn and the steering turns back.
  • the hysteresis estimation unit includes a steering angle estimation unit that estimates the response of the steering angle to the input value of the hysteresis estimation unit, and the hysteresis estimation is based on the steering angle estimation value output from the steering angle estimation unit.
  • a steering control device configured to calculate a value. According to the vehicle steering device configured in this way, the accuracy of the hysteresis estimation can be improved by converting the input value into a signal corresponding to the steering angle.
  • the hysteresis estimation unit includes a steering angle estimation unit that outputs a steering angle estimated value whose high frequency phase is delayed with respect to the target steering angle, and calculates the hysteresis estimated value based on the steering angle estimated value. Constructed steering control device. According to the vehicle steering device configured in this way, the accuracy of the hysteresis estimation can be improved by giving a frequency response that brings the target steering angle closer to the steering angle.
  • the hysteresis estimation unit includes a small-amplitude filtration filter.
  • the small amplitude filtration filter A steering control device including a hysteresis filter that performs a hysteresis function process having a hysteresis width corresponding to the hysteresis, and a subtractor that subtracts an output signal of the hysteresis filter from an input signal of the hysteresis filter. According to the vehicle steering device configured in this way, there is an effect that the sensor hysteresis can be extracted with a simple logic.
  • the hysteresis estimation unit is a steering control device configured to compensate for the hysteresis of the steering angle sensor itself. According to the vehicle steering device configured in this way, it is possible to compensate for the hysteresis of the steering angle sensor itself.
  • the hysteresis estimation unit is a steering control device configured to calculate the hysteresis estimated value based on the detected steering angle. According to the vehicle steering device configured in this way, there is an effect that the hysteresis can be estimated even in a situation where the target steering angle and the detected steering angle do not approximate each other.
  • the hysteresis estimation unit is a steering control device configured to calculate the hysteresis estimation value based on the current of the electric motor. According to the vehicle steering device configured in this way, the target steering angle and the detected steering angle do not approximate each other, and there is an effect that the hysteresis can be estimated even in a situation including frictional disturbance.
  • the hysteresis estimation unit is a steering control device configured to calculate the hysteresis estimation value based on the yaw rate of the vehicle. According to the vehicle steering device configured in this way, there is an effect that the hysteresis can be estimated even in a situation where the target steering angle and the detected steering angle do not approximate each other and the detected steering angle does not move.
  • FIG. 8 is an overall configuration diagram of the vehicle steering device according to the third embodiment.
  • the vehicle steering device according to the third embodiment performs yaw rate control instead of the steering angle control in the vehicle steering device according to the first embodiment, and the detected yaw rate Y1 obtained from the yaw rate sensor 9 and higher control.
  • a current command value Ic is generated based on the target yaw rate Y0 generated by the device 8, and the electric motor control device is controlled based on the current command value Ic to control the electric motor 2.
  • the detected yaw rate Y1 with respect to the yaw rate includes a hysteresis having characteristics similar to the hysteresis characteristic shown in FIG. 2A, FIG. 2B, or FIG. 2C described above, even if the yaw rate of the vehicle changes, the detected yaw rate is a dead zone due to the hysteresis. There is a delay based on.
  • the detected yaw rate Y1 does not move during the hysteresis section, the deviation from the target yaw rate Y0 increases, and the detected yaw rate when the hysteresis section is exceeded. Induces sudden fluctuations in Y1. Further, in the steady state, the detected yaw rate Y1 has an error of the width B with respect to the yaw rate, and the required yaw rate control becomes impossible. According to the vehicle steering device according to the third embodiment, as described below, the yaw rate does not change suddenly, and therefore the traveling route of the vehicle does not deviate from the target route.
  • the vehicle steering device 200 includes a steering mechanism 1 for steering the vehicle, an electric motor 2 for rotating the steering mechanism 1 via the electric motor reduction gear 3, and a yaw rate for detecting the yaw rate of the vehicle and outputting the detected yaw rate Y1. It includes a sensor 9 and a yaw rate controller 61.
  • the yaw rate controller 61 includes a hysteresis estimation unit 62 that outputs a hysteresis estimated value H2, which will be described later, corresponding to a deviation between the actual yaw rate that is the actual yaw rate and the detected yaw rate Y1, and a target yaw rate Y0 that is output from the upper controller 8.
  • a control unit 63 that generates a current command value Ic based on the detected yaw rate Y1 and the hysteresis estimated value H2 is provided.
  • the current command value Ic output from the control unit 63 is transmitted to an electric motor control device (not shown) that controls the electric motor 2.
  • the electric motor control device controls, for example, an inverter device configured by a semiconductor switching element based on the current command value Ic, and controls the electric motor current so as to follow the current command value Ic.
  • the electric motor control device including the inverter device may be built in the control unit 63.
  • the control unit 63 controls the motor current Im by giving the current command value Ic generated based on the deviation between the target yaw rate Y0 and the detected yaw rate Y1 to the motor control device, and makes the motor follow the target yaw rate Y0. 2 is driven to rotate the steering mechanism 1.
  • the detected yaw rate Y1 output from the yaw rate sensor 9 includes hysteresis with respect to the actual yaw rate.
  • the steering mechanism 1 is composed of a steering wheel 11 operated by the driver of the vehicle, a steering shaft 12 connected to the steering wheel 11, a rack and pinion gear 13 driven by the steering shaft 12, and a rack and pinion gear 13. It is composed of a rack 14 that is driven to steer a pair of steering wheels 10.
  • the yaw rate sensor 9 measures the actual yaw rate of the vehicle, outputs the detected yaw rate Y1 corresponding to the actual yaw rate, and inputs it to the yaw rate controller 61.
  • the upper controller 8 calculates the target route of the vehicle, outputs the target yaw rate Y0 for following the travel route of the vehicle to the calculated target route, and inputs the target yaw rate Y0 to the yaw rate controller 61.
  • the yaw rate controller 61 calculates a current command value Ic based on the detected yaw rate Y1 obtained from the yaw rate sensor 9 and the target yaw rate Y0 from the upper controller 8, and controls the electric motor 2 (not shown). ).
  • the electric motor control device controls the electric motor current Im so as to follow the current command value Ic and supplies it to the electric motor 2.
  • the electric motor 2 generates torque according to the supplied electric motor current Im.
  • the torque generated in the electric motor 2 is transmitted to the steering shaft 12 via the electric motor reduction gear 3, and further transmitted to the rack 14 via the rack and pinion gear 13.
  • the rack 14 is driven axially by the rack and pinion gear 13 to steer a pair of steering wheels 10.
  • FIG. 9 is a configuration diagram of a yaw rate controller in the vehicle steering device according to the third embodiment, and shows the configuration of the yaw rate controller 61 in which hysteresis compensation is introduced.
  • the yaw rate controller 61 includes a hysteresis estimation unit 62, an addition unit 21, a deviation calculation unit 22, and a control unit 63.
  • the hysteresis estimation unit 62 calculates and outputs the hysteresis estimation value H2 based on the input input value X3.
  • the addition unit 21 adds the detected yaw rate Y1 and the hysteresis estimated value H2, and outputs the added value as the compensation detection yaw rate Y2.
  • the deviation calculation unit 22 subtracts the compensation detection yaw rate Y2 from the target yaw rate Y0 and outputs the control deviation ⁇ S.
  • the control unit 63 calculates the current command value Ic based on the input control deviation ⁇ S, the target yaw rate Y0, and the compensation detection yaw rate Y2, and inputs the current command value Ic to the motor control device that controls the motor 2.
  • the electric motor control device controls the electric motor current Im flowing through the electric motor 2 so as to follow the current command value Ic.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of a hysteresis estimation unit in the vehicle steering device according to the third embodiment.
  • the hysteresis estimation unit 62 includes a yaw rate estimation unit 71 and a small amplitude filtration filter 72.
  • the yaw rate estimation unit 71 inputs the yaw rate estimation value Y3 calculated based on the input value X3 to the small amplitude filtration filter 72.
  • the small-amplitude filtration filter 72 outputs the hysteresis estimation value H2 based on the yaw rate estimation value Y3 input from the yaw rate estimation unit 71.
  • the yaw rate estimation unit 71 has a frequency response that brings the input value X3 closer to the actual yaw rate, and improves the accuracy of the hysteresis estimation by the hysteresis estimation unit 62.
  • the target yaw rate Y0 is used as the input value X3 to be input to the hysteresis estimation unit 62.
  • the reason is that when the responsiveness of the yaw rate control is high, it can be assumed that the target yaw rate Y0 and the actual yaw rate are approximately approximate. Actually, since the actual yaw rate follows the target yaw rate Y0 with a delay, the delay of the follow-up is approximated by the yaw rate estimation unit 71.
  • the frequency response of the yaw rate controller 61 is measured from the actual vehicle to obtain the intrinsic frequency of the yaw rate controller 61, and the target yaw rate Y0 as the input value X3 is processed by the low-pass filter having the intrinsic frequency.
  • the yaw rate estimation value Y3 of the waveform that approximates the waveform of the actual yaw rate may be generated. Since the yaw rate estimation value Y3 output from the yaw rate estimation unit 71 is only for estimating the sensor hysteresis, the yaw rate estimation value Y3 has a high estimation accuracy so that the yaw rate estimation value Y3 completely matches the actual yaw rate. Does not need to be generated.
  • the yaw rate Y1 detected from the yaw rate sensor 9 may be used, or the yaw rate is calculated based on the vehicle state such as acceleration, vehicle speed, left and right wheel rotation difference, and used as the input value. You may.
  • FIG. 11 is a configuration diagram of a control unit in the vehicle steering device according to the third embodiment and the fourth embodiment.
  • FIG. 11 is a configuration diagram of a control unit in the vehicle steering device according to the third embodiment and the fourth embodiment.
  • the control unit 63 includes a first pseudo-differentiator 51, a second pseudo-differentiator 52, a first gain 53, a second gain 54, a third gain 55, and phase compensation.
  • a device 56, an addition unit 57, and a subtraction unit 58 are provided.
  • the control unit 63 shown in FIG. 11 basically performs feedback control so as to suppress the above-mentioned control deviation ⁇ S.
  • the target yaw rate YR0 is generated from the target yaw rate Y0 by the first pseudo differentiator 51, and the target yaw rate YR0 is multiplied by the first gain 53 and input to the addition unit 57.
  • a yaw rate speed command value YRc is generated from the control deviation ⁇ S through processing by the second gain 54 and the phase compensator 56, and the yaw rate speed command value YRc is input to the subtraction unit 58.
  • the second gain 54 and the phase compensator 56 are designed to generate a yaw rate command value YRc that ensures the desired stability and followability to the control deviation ⁇ S.
  • the detected yaw rate rate YR1 is generated from the compensation detection yaw rate Y2 by the second pseudo differentiator 52, and the detected yaw rate rate YR1 is input to the subtraction unit 58.
  • the subtraction unit 58 subtracts the detected yaw rate speed YR1 from the yaw rate command value YRc, multiplies this subtracted value by the third gain 55, and inputs it to the addition unit 57.
  • the addition unit 57 adds a value obtained by multiplying the above-mentioned target steering angular velocity R0 by the first gain 53 and a value obtained by subtracting the detected yaw rate speed YR1 from the yaw rate command value YRc and multiplying the value by the third gain 55. Then, the added value is output as the current command value Ic.
  • the control unit 63 shown in FIG. 11 uses feedback control by the target yaw rate YR0 based on the target yaw rate Y0 and the yaw rate command value YRc based on the control deviation ⁇ S as a major loop, and compensate detection yaw rate Y2.
  • the feedback control by the yaw rate speed YR1 detected by the above and the yaw rate command value YRc by the control deviation ⁇ S is defined as a minor loop.
  • the control unit 63 constitutes a cascade control in which the feedback control by the minor loop is added to the feedback control by the major loop described above.
  • the compensation detection yaw rate Y2 with hysteresis compensation instead of the detection yaw rate Y1 in the control unit 63 shown in FIG. 11, the influence of the hysteresis contained in the detection yaw rate Y1 from the yaw rate sensor 9 is reduced. Therefore, more accurate steering control becomes possible. Further, feedforward control of the target yaw rate speed YR0 is also added for the purpose of improving the quick response.
  • the hysteresis of the yaw rate sensor can be estimated and compensated, and smooth steering with the influence of the hysteresis reduced becomes possible.
  • the yaw rate controller 61 generates a hysteresis estimated value H2 by the hysteresis estimation unit 62, and adds the detected yaw rate Y1 and the hysteresis estimated value H2 by the addition unit 21.
  • the compensation detection yaw rate Y2 is generated, and the deviation calculation unit 22 subtracts the compensation detection yaw rate Y2 from the target yaw rate Y0 to generate the control deviation ⁇ S.
  • the configuration for generating the control deviation ⁇ S using the hysteresis compensation value H2 is , There are other configurations than those shown in FIG.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing various configuration examples for generating a control deviation using an estimated hysteresis value in the vehicle steering device according to the third embodiment and the fourth embodiment.
  • the configuration shown in FIG. 12A corresponds to the configuration shown in FIG. 9, and the hysteresis estimated value H2 is added to the detection yaw rate Y1 to generate the compensation detection yaw rate Y2, and the compensation detection yaw rate is generated from the target yaw rate Y0.
  • the control deviation ⁇ S is generated by subtracting Y2.
  • the hysteresis estimated value H2 is subtracted from the value obtained by subtracting the detected yaw rate Y1 from the target yaw rate Y0 to obtain the control deviation ⁇ S. It may be generated, or as in the configuration shown in FIG. 12C, the hysteresis estimated value H2 is subtracted from the target yaw rate Y0 to generate the compensation target yaw rate Y4, and the compensation target yaw rate Y4 is detected. The yaw rate Y1 may be subtracted to obtain the control deviation ⁇ S.
  • the configurations shown in FIGS. 12 (a), (b), and (c) all have the same effect.
  • the yaw rate estimation unit 71 uses a transfer function to obtain the yaw rate estimation value Y3, but in order to reduce the calculation load, the yaw rate estimation value Y3 is obtained by using a simple gain. You may. Further, in order to improve the accuracy of the yaw rate estimation unit 71, non-linear processing such as saturation processing and dead zone processing may be performed.
  • the hysteresis filter 41 in the small amplitude filtration filter 72 uses a filter having ideal hysteresis characteristics shown in FIG. 2A, it is important to match the characteristics of the hysteresis filter 41 with the hysteresis characteristics of the steering angle sensor. ..
  • the hysteresis characteristic of the rudder angle sensor is a hysteresis characteristic in which the lower right and upper left corners of the hysteresis loop diagram are suppressed as compared with the hysteresis characteristic of FIG.
  • a hysteresis filter having hysteresis characteristics that match the characteristics is used.
  • the hysteresis characteristic of the yaw rate sensor is a characteristic having a dead zone near the origin as shown in FIG. 2C
  • a hysteresis filter having a characteristic matching the characteristic is used.
  • hysteresis exists in the relationship between the yaw rate and the detected yaw rate, but the cause of the hysteresis is not particularly limited.
  • the cause of the hysteresis is not particularly limited.
  • the vehicle steering device of the third embodiment can be applied and the same effect can be obtained.
  • the hysteresis of the yaw rate sensor can be estimated and compensated, and smooth steering with the influence of the hysteresis reduced becomes possible.
  • Embodiment 4 the vehicle steering device according to the fourth embodiment will be described.
  • the target yaw rate Y0 is used as the input value X3 to be input to the hysteresis estimation unit 6 as described above.
  • the difference between the target yaw rate Y0 and the yaw rate becomes large, and the estimation of hysteresis may be inaccurate in the configuration of the third embodiment.
  • an input value other than the target yaw rate is input to the hysteresis estimation unit 62 to estimate the hysteresis.
  • the vehicle steering device according to the fourth embodiment will be described mainly on the differences from the vehicle steering device according to the third embodiment. 8, FIG. 9, FIG. 10, FIG. 11, and FIG. 12 also apply to the vehicle steering device according to the fourth embodiment.
  • the hysteresis estimation unit 62 is configured to calculate the hysteresis estimation value H2 by using the detection yaw rate Y1 as the input value X3 shown in FIG.
  • the hysteresis cannot be estimated in the hysteresis section in which the detection yaw rate Y1 does not move, but the detection yaw rate Y1 moves after exiting the hysteresis section. Therefore, it is possible to estimate the hysteresis in a situation where the fluctuation of the rudder angle is sufficiently larger than the hysteresis width, and the hysteresis estimated value H2 can be obtained.
  • the hysteresis estimation value H2 may be calculated by using the value based on the motor current Im as the input value X3 to be input to the hysteresis estimation unit 62.
  • the steering angle does not move because the static friction is large when the motor current Im is within a certain value.
  • the motor current Im exceeds a certain value, the steering angle starts to move over the static friction.
  • the steering start can be determined by using the value of the motor current at this time as the current threshold value, and the hysteresis estimation can be performed more accurately.
  • the vehicle steering device has the effect of enabling hysteresis estimation even in a situation where the difference between the target yaw rate and the yaw rate is large.
  • One type of signal may be used as the input value, or a plurality of signals including the target yaw rate may be used in combination to estimate the hysteresis.
  • the third embodiment and the fourth embodiment described above embody the vehicle steering devices according to the following (11) to (14).
  • (11) Steering mechanism for steering the vehicle and An electric motor that rotates the steering mechanism and A yaw rate sensor that detects the yaw rate of the vehicle and outputs a detected yaw rate having hysteresis with respect to the yaw rate.
  • a hysteresis estimation unit that estimates a hysteresis estimated value corresponding to the difference between the yaw rate and the detected yaw rate
  • a control unit that controls the electric motor based on the target yaw rate, the detected yaw rate, and the hysteresis estimated value so as to be equal to the difference between the target yaw rate, which is the target value of the yaw rate, and the yaw rate.
  • Steering control device equipped with According to the vehicle steering device configured in this way, the yaw rate can be smoothly controlled because the correction is made so as to eliminate the hysteresis of the yaw rate sensor.
  • the hysteresis estimation unit estimates the hysteresis estimated value corresponding to the difference obtained by subtracting the detected yaw rate from the yaw rate.
  • the control unit is a steering control device configured to control the electric motor based on a value obtained by subtracting the detected yaw rate and the hysteresis estimated value from the target yaw rate. According to the vehicle steering device configured in this way, by adding and subtracting the target yaw rate, the detected yaw rate, and the hysteresis estimated value as shown in the above symbols, the value is equivalent to the difference between the target yaw rate and the yaw rate, and a desirable deviation input is used. There is an effect that the existing yaw rate control becomes possible.
  • the hysteresis estimation unit includes a yaw rate estimation unit that estimates the response of the yaw rate to the input value of the hysteresis estimation unit, and calculates the hysteresis estimation value based on the yaw rate estimation value output from the yaw rate estimation unit.
  • Steering control device configured to. According to the vehicle steering device configured in this way, the accuracy of the hysteresis estimation can be improved by converting the input value into a signal corresponding to the yaw rate.
  • the hysteresis estimation unit includes a yaw rate estimation unit that outputs a yaw rate estimation value whose high frequency phase is delayed with respect to the target yaw rate, and is configured to calculate the hysteresis estimation value based on the yaw rate estimation value.
  • Control device According to the vehicle steering device configured as described above, the accuracy of the hysteresis estimation can be improved by giving a frequency response that brings the target yaw rate closer to the yaw rate.
  • FIG. 13 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the steering angle controller according to the first embodiment and the yaw rate controller according to the second embodiment.
  • the steering angle controller 5 in the first embodiment and the yaw rate controller 61 in the second embodiment are composed of a processor 1000 and a storage device 1001.
  • the storage device includes a volatile storage device such as a random access memory and a non-volatile auxiliary storage device such as a flash memory. Further, an auxiliary storage device of a hard disk may be provided instead of the flash memory.
  • the processor 1000 executes the program input from the storage device 1001. In this case, a program is input from the auxiliary storage device to the processor 1000 via the volatile storage device.
  • the processor 1000 may output data such as a calculation result to the volatile storage device of the storage device 1001, or may store the data in the auxiliary storage device via the volatile storage device.
  • the hysteresis estimation unit 6 and the control unit 7 have the hardware configuration shown in FIG. 13, and / or the yaw rate controller 61 in the second embodiment.
  • the hysteresis estimation unit 62 and the control unit 63 may have the hardware configuration shown in FIG.
  • Vehicle steering device 1 steering mechanism, 2 electric motor, 3 electric motor reduction gear, 4 steering angle sensor, 5 steering angle controller, 6, 62 hysteresis estimation unit, 7, 63 control unit, 8 upper controller, 9 yaw rate Sensor, 10 steering wheel, 11 steering wheel, 12 steering shaft, 13 rack pinion gear, 14 rack, 21, 57 addition part, 22 deviation calculation part, 31 steering angle estimation part, 32, 72 small amplitude filtration filter, 41 hysteresis Filter, 23, 42 subtractor, 51 first pseudo-differentiator, 52 second pseudo-differentiator, 53 first gain, 54 second gain, 55 third gain, 56 phase compensator, 58 subtractor , 61 yaw rate controller, 71 yaw rate estimator, 1000 processor, 1001 storage device

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Abstract

車両を操舵する操舵機構（１）と、前記操舵機構（１）を回転させる電動機（２）と、前記操舵機構（１）の回転角である操舵角を検出し前記操舵角に対してヒステリシスを有した検出舵角を出力する舵角センサ（４）と、前記操舵角と前記検出舵角との差に相当するヒステリシス推定値を推定するヒステリシス推定部（６）と、前記操舵角の目標値である目標舵角と前記操舵角の差に等しくなるように前記目標舵角と前記検出舵角と前記ヒステリシス推定値に基づいて前記電動機（２）を制御する制御部（７）とを備えた車両操舵装置。

Description

車両操舵装置
　本願は、車両操舵装置に関するものである。
　電動機を制御して車両の目標経路に応じて操舵角を変更するようにした車両操舵装置は周知である。この種の車両操舵装置において、車両の操舵機構の歪み等に起因して、ステアリングシャフトの回転角度としての操舵角と車両の転舵輪の回転角度としての転舵角との関に、ヒステリシスが発生することがある。
　従来、操舵角と転舵角との間のヒステリシスを補正する要素角演算手段を備え、操舵角と転舵角との関にヒステリシスが生じていると判断した場合に、要素角演算手段によりそのヒステリシスを目標操舵角に与えることで、前述のヒステリシスを補正するようにした車両操舵装置が存在する（例えば、特許文献１参照）。
　また、従来、振幅の小さな成分をろ過する小振幅ろ過フィルタを用いて回転速度信号などの動的状態量から操舵成分を除去し、それよりも振幅の小さな成分である振動成分のみを精度よく抽出して振動成分を低減するようにした電動パワーステアリング装置が存在する（例えば、特許文献２参照）。
特開２０１６―１３５６７６号公報 ＷＯ２００９／０７８０７４号
　特許文献１に開示された従来の車両操舵装置は、舵角センサの出力に含まれるヒステリシスを考慮していない。従って、操舵角に対して舵角センサから出力される検出舵角にヒステリシスが存在している場合、操舵角が変化しても検出舵角はヒステリシス区間では変化しない。特に、切返し操舵の際は操舵角が変化しても検出舵角はヒステリシス区間では変化しない現象が顕著に発生し、ヒステリシス区間を脱するタイミングにおいて検出舵角が急変するため、操舵に不連続感が生じる。また、意図した目標舵角よりも操舵角がヒステリシスの量だけ大きく動くため、車両の走行経路が目標経路から大きくずれる可能性がある。また、特許文献２に開示された従来の電動パワーステアリング装置は、電気信号の振動成分を低減する技術を備えてはいるが、検出舵角のずれを補正する技術を備えていない。
　本願は、従来の装置における前述のような課題を解決するための技術を開示するものであり、車両のセンサの出力に含まれるヒステリシスの影響を低減し、正確で円滑な操舵を可能とする車両操舵装置を提供することを目的とする。
　本願に開示される車両操舵装置は、
　車両を操舵する操舵機構と、
　前記操舵機構を回転させる電動機と、
　前記操舵機構の回転角である操舵角を検出し前記操舵角に対してヒステリシスを有した検出舵角を出力する舵角センサと、
　前記操舵角と前記検出舵角との差に相当するヒステリシス推定値を推定するヒステリシス推定部と、
　前記操舵角の目標値である目標舵角と前記操舵角との差に等しくなるように、前記目標舵角と前記検出舵角と前記ヒステリシス推定値に基づいて前記電動機を制御する制御部と、
を備えた、
ことを特徴とするものである。
　また、本願に開示される車両操舵装置は、
　車両を操舵する操舵機構と、
　前記操舵機構を回転させる電動機と、
　前記車両のヨーレートを検出し前記ヨーレートに対してヒステリシスを有する検出ヨーレートを出力するヨーレートセンサと、
　前記ヨーレートと前記検出ヨーレートとの差に相当するヒステリシス推定値を推定するヒステリシス推定部と、
　前記ヨーレートの目標値である目標ヨーレートと前記ヨーレートの差に等しくなるように前記目標ヨーレートと前記検出ヨーレートと前記ヒステリシス推定値とに基づいて前記電動機を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とするものである。
　本願に開示される車両操舵装置によれば、車両を操舵する操舵機構と、前記操舵機構を回転させる電動機と、前記操舵機構の回転角である操舵角を検出し前記操舵角に対してヒステリシスを有した検出舵角を出力する舵角センサと、前記操舵角と前記検出舵角との差に相当するヒステリシス推定値を推定するヒステリシス推定部と、前記操舵角の目標値である目標舵角と前記操舵角との差に等しくなるように、前記目標舵角と前記検出舵角と前記ヒステリシス推定値に基づいて前記電動機を制御する制御部とを備えているので、車両のセンサの出力に含まれるヒステリシスの影響を低減し、正確で円滑な操舵を可能とする車両操舵装置を得ることができる。
　また、本願に開示される車両操舵装置によれば、車両を操舵する操舵機構と、前記操舵機構を回転させる電動機と、前記車両のヨーレートを検出し前記ヨーレートに対してヒステリシスを有する検出ヨーレートを出力するヨーレートセンサと、前記ヨーレートと前記検出ヨーレートとの差に相当するヒステリシス推定値を推定するヒステリシス推定部と、前記ヨーレートの目標値である目標ヨーレートと前記ヨーレートの差に等しくなるように前記目標ヨーレートと前記検出ヨーレートと前記ヒステリシス推定値とに基づいて前記電動機を制御する制御部とを備えているので、車両のセンサの出力に含まれるヒステリシスの影響を低減し、正確で円滑な操舵を可能とする車両操舵装置を得ることができる。
実施の形態１、および実施の形態２による、車両操舵装置の全体構成図である。 舵角センサによる検出舵角と実舵角との関係を示す特性図である。 舵角センサによる検出舵角と実舵角との関係を示す特性図である。 舵角センサによる検出舵角と実舵角との関係を示す特性図である。 実施の形態１、および実施の形態２による車両操舵装置における、舵角制御器の構成図である。 実施の形態１、および実施の形態２による車両操舵装置における、ヒステリシス推定部の構成図である。 実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、および実施の形態４による車両操舵装置における、幅ろ過フィルタの構成図である。 実施の形態１、および実施の形態２による車両操舵装置における、制御部の構成図である。 実施の形態１、および実施の形態２による車両操舵装置における、ヒステリシス推定値を用いて制御偏差を生成する各種の構成例を示す説明図である。 実施の形態３、および実施の形態４による車両操舵装置の全体構成図である。 実施の形態３、および実施の形態４による車両操舵装置における、ヨーレート制御器の構成図である。 実施の形態３、および実施の形態４による車両操舵装置における、ヒステリシス推定部の構成図である。 実施の形態３、および実施の形態４による車両操舵装置における、制御部の構成図である。 実施の形態３、および実施の形態４による車両操舵装置における、ヒステリシス推定値を用いて制御偏差を生成する各種の構成例を示す説明図である。 実施の形態１における舵角制御器、および実施の形態２におけるヨ―レート制御器のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１、および実施の形態２による、車両操舵装置の全体構成図である。図１において、車両操舵装置１００は、車両を操舵する操舵機構１と、電動機減速ギア３を介して操舵機構１を回転させる電動機２と、操舵機構１の回転角である操舵角を検出して検出舵角Ｓ１を出力する舵角センサ４と、舵角制御器５とを備えている。舵角制御器５は、実際の操舵角である実舵角と検出舵角Ｓ１との偏差に相当する後述するヒステリシス推定値Ｈ１を出力するヒステリシス推定部６と、上位制御器８から出力される目標舵角Ｓ０と検出舵角Ｓ１とヒステリシス推定値Ｈ１とに基づいて電流指令値Ｉｃを生成する制御部７とを備える。制御部７から出力された電流指令値Ｉｃは、電動機２を制御する電動機制御装置（図示せず）に伝達される。電動機制御装置は、電流指令値Ｉｃに基づいて例えば半導体スイッチング素子により構成されたインバータ装置を制御し、電動機電流を電流指令値Ｉｃに追従させるように制御する。なお、インバータ装置を含む電動機制御装置は、制御部７に内蔵されていてもよい。
　制御部７は、目標舵角Ｓ０と検出舵角Ｓ１との偏差に基づいて生成した電流指令値Ｉｃを電動機制御装置に与えることで電動機電流Ｉｍを制御し、操舵角を目標舵角Ｓ０に追従させるように電動機２を駆動して操舵機構１を回転させる。なお、舵角センサ４から出力される検出舵角Ｓ１は、実舵角に対してヒステリシスを含んでいる。
　操舵機構１は、車両の運転者により操作されるステアリングホイール１１と、ステアリングホイール１１に連結されたステアリングシャフト１２と、ステアリングシャフト１２により駆動されるラック・ピニオンギア１３と、ラック・ピニオンギア１３により駆動されて一対の転舵輪１０を転舵させるラック１４とから構成されている。前述の舵角センサ４は、ステアリングシャフト１２の回転量である実舵角を計測し、実舵角に対応した検出舵角Ｓ１を出力して舵角制御器５に入力する。上位制御器８は、車両の目標経路を演算し、演算した目標経路に車両の走行経路を追従させるための目標舵角Ｓ０を出力して舵角制御器５に入力する。
　舵角制御器５は、舵角センサ４から得られた検出舵角Ｓ１と目標舵角Ｓ０とに基づいて電流指令値Ｉｃを演算し、電動機２を制御する電動機制御装置に与える。電動機制御装置は、電流指令値Ｉｃに追随するように電動機電流Ｉｍを制御して電動機２に供給する。電動機２は、供給された電動機電流Ｉｍに応じたトルクを発生する。電動機２に発生したトルクは、電動機減速ギア３を介してステアリングシャフト１２に伝達され、さらに、ラック・ピニオンギア１３を介してラック１４に伝達される。ラック１４は、ラック・ピニオンギア１３により軸方向に駆動され、一対の転舵輪１０を転舵させる。
　図２Ａは、舵角センサにより検出した検出舵角と実舵角との関係を示す特性図であって、検出舵角にヒステリシスが含まれる場合を示している。図２Ａにおいて、横軸は実舵角［ｄｅｇ］、縦軸は検出舵角［ｄｅｇ］を示す。
　図２Ａに示すように、検出舵角は、実舵角に対して不感帯幅２Ｂのヒステリシスを含んでいる。そのため、実舵角の回転方向が逆転し始めても、検出舵角の変化にはヒステリシスによる遅れが生じる。舵角制御において目標舵角Ｓ０と検出舵角Ｓ１を一致させようとすると、ヒステリシス区間中は検出舵角Ｓ１が変化しないので目標舵角Ｓ０と検出舵角Ｓ１との間の偏差が増大し、ヒステリシス区間を脱したときに、増大した偏差に基づいて電動機が駆動されて実舵角が急変動することがある。また、定常状態では実舵角に対して検出舵角Ｓ１がヒステリシスの幅２Ｂの誤差を持つため、車両の走行経路が目標経路から逸脱する可能性が発生する。しかしながら、実施の形態１による車両操舵装置によれば、以下述べるように、操舵角が急変することはなく、従って車両の走行経路が目標経路から逸脱することもない。
　図３は、実施の形態１、および実施の形態２による車両操舵装置における、舵角制御器の構成図であって、ヒステリシス補償を導入した舵角制御器５の構成を示している。図３において、舵角制御器５は、ヒステリシス推定部６と、加算部２１と、偏差演算部２２と、制御部７を備えている。ヒステリシス推定部６は、入力される入力値Ｘ１に基づいてヒステリシス推定値Ｈ１を演算して出力する。加算部２１は、舵角センサ４により検出された検出舵角Ｓ１とヒステリシス推定値Ｈ１とを加算し、その加算値を補償検出舵角Ｓ２として出力する。
　偏差演算部２２は、上位制御器８からの目標舵角Ｓ０から、補償検出舵角Ｓ２を減算して制御偏差ΔＳを出力する。制御部７は、入力された制御偏差ΔＳと目標舵角Ｓ０と補償検出舵角Ｓ２とに基づいて電流指令値Ｉｃを演算し、電動機２を制御する電動機制御装置に入力する。電動機制御装置は、電動機２に流れる電動機電流Ｉｍを電流指令値Ｉｃに追従するように制御する。
　図４は、実施の形態１、および実施の形態２による車両操舵装置における、ヒステリシス推定部の構成図である。図４において、ヒステリシス推定部６は、操舵角推定部３１と、後述する小振幅ろ過フィルタ３２を備えている。操舵角推定部３１は、入力値Ｘ１に基づいて演算した操舵角推定値Ｓ３を小振幅ろ過フィルタ３２に入力する。小振幅ろ過フィルタ３２は、操舵角推定部３１から入力された操舵角推定値Ｓ３に基づいてヒステリシス推定値Ｈ１を出力する。
　操舵角推定部３１は、入力値Ｘ１を実舵角に近づけるような周波数応答性を備えており、ヒステリシス推定部６によるヒステリシス推定の精度を向上させる。実施の形態１では、ヒステリシス推定部６へ入力する入力値Ｘ１として目標舵角Ｓ０を用いる。その理由として、舵角制御の応答性が高い場合、目標舵角Ｓ０と実舵角が概ね近似すると仮定できるためである。実際には、目標舵角Ｓ０に対して実舵角は遅れて追従するので、その追従の遅れを操舵角推定部３１により近似する。
　具体的には、実車から舵角制御器５の周波数応答性を測定して舵角制御器５の固有周波数を求め、その固有周波数を有するローパスフィルタにより入力値Ｘ１としての目標舵角Ｓ０を処理することで、実舵角の波形に近似した波形の操舵角推定値Ｓ３を生成するようにする。出願人が行なった実車の測定結果では、舵角制御の遅れは０．５［Ｈｚ］から２．０［Ｈｚ］程度であることを確認した。そこで、実施の形態１による操舵制御装置では、操舵角推定部３１として０．５［Ｈｚ］から２．０［Ｈｚ］程度の固有周波数を有するローパスフィルタを用いて操舵角の推定を行なうように構成している。なお、操舵角推定部３１から出力される操舵角推定値Ｓ３は、あくまでセンサヒステリシスを推定するためものであるので、操舵角推定値Ｓ３が実舵角と完全に一致するほど高い推定精度で操舵角推定値Ｓ３が生成されることを必要としない。
　次に、小振幅ろ過フィルタ３２について説明する。図５は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、および実施の形態４による車両操舵装置における、小振幅ろ過フィルタの構成図である。前述の特許文献２にも小振幅ろ過フィルタが使用されているが、その用途は電動パワーステアリング装置の制御において振動成分抽出のためである。本願の実施の形態１では、小振幅ろ過フィルタ３２は、舵角制御において舵角センサにより検出された検出舵角からヒステリシスに関連する信号を抽出するために用いられる。
　図５において、小振幅ろ過フィルタ３２は、ヒステリシス関数処理を行うヒステリシスフィルタ４１と減算器４２とから構成される。ヒステリシスフィルタ４１は、入力値Ｘ２の値に対してヒステリシス関数処理を施し、その値を出力値Ｚとして出力する。入力値Ｘ２に対してヒステリシス関数処理を施すヒステリシスは、実車で予め測定した幅と履歴を有するセンサヒステリシス特性となるように設定されている。
　実施の形態１では、車両のヒステリシスが前述の図２Ａに示されたヒステリシス特性を有することを想定しているため、ヒステリシスフィルタ４１のヒステリシス関数にも図２Ａと同様のヒステリシス特性を与えることが望ましい。減算器４２は、ヒステリシスフィルタ４１の入力値Ｘ２からヒステリシスフィルタ４１の出力値Ｚを減算した値をヒステリシス推定値Ｈ１として出力する。実施の形態１では、小振幅ろ過フィルタ３２に入力される入力値Ｘ２には、操舵角推定部３１から出力される操舵角推定値Ｓ３が用いられる。
　次に、制御部７について説明する。図６は、実施の形態１、および実施の形態２による車両操舵装置における、制御部の構成図である。図６において、制御部７は、第１の擬似微分器５１と、第２の擬似微分器５２と、第１のゲイン５３と、第２のゲイン５４と、第３のゲイン５５と、位相補償器５６と、加算部５７と、減算部５８とを備えている。図６に示す制御部７は、基本的には、前述の制御偏差ΔＳを抑えるようにフィードバック制御を行なう。
　目標舵角Ｓ０から第１の擬似微分器５１により目標舵角速度Ｒ０を生成し、この目標舵角速度Ｒ０に第１のゲイン５３を乗算して加算部５７に入力する。制御偏差ΔＳから第２のゲイン５４と位相補償器５６による処理を経て舵角速度指令値Ｒｃを生成し、この舵角速度指令値Ｒｃを減算部５８に入力する。第２のゲイン５４と位相補償器５６は、所望の安定性と制御偏差ΔＳへの追従性が確保された舵角速度指令値Ｒｃを生成するように設計されている。また、補償検出舵角Ｓ２から第２の擬似微分器５２により検出舵角速度Ｒ１を生成し、この検出舵角速度Ｒ１を減算部５８に入力する。
　減算部５８により、舵角速度指令値Ｒｃから検出舵角速度Ｒ１を減算し、この減算した値に第３のゲイン５５を乗算して加算部５７に入力する。加算部５７は、前述の目標舵角速度Ｒ０に第１のゲイン５３を乗算した値と、舵角速度指令値Ｒｃから検出舵角速度Ｒ１を減算した値に第３のゲイン５５を乗算した値とを加算し、この加算した値を電流指令値Ｉｃとして出力する。
　安定性の向上を図るために、図６に示す制御部７は、目標舵角Ｓ０による目標舵角速度Ｒ０と、制御偏差ΔＳによる舵角速度指令値Ｒｃとによるフィードバック制御をメジャーループとし、補償検出舵角Ｓ２による検出舵角速度Ｒ１と、制御偏差ΔＳによる舵角速度指令値Ｒｃとによるフィードバック制御をマイナーループとしている。そして、制御部７は、前述のメジャーループによるフィードバック制御に前述のマイナーループによるフィードバック制御を加えたカスケード制御を構成している。
　ここで、図６に示す制御部７において、検出舵角Ｓ１ではなくヒステリシス補償を施した補償検出舵角Ｓ２を用いていることにより、舵角センサ４からの検出舵角Ｓ１に内包されるヒステリシスの影響が低減され、より正確な操舵制御が可能となる。さらに、速応性の向上を目的として目標舵角速度Ｒ０のフィードフォワード制御も加えられている。
　以上のように、実施の形態１によれば、車両操舵装置の舵角制御において、舵角センサのヒステリシスを推定して補償することができ、ヒステリシスの影響を低減した滑らかな操舵が可能となる。
　前述の実施の形態１では、舵角制御器５は、図３で説明したように、ヒステリシス推定部６によりヒステリシス推定値Ｈ１を生成し、加算部２１により検出舵角Ｓ１とヒステリシス推定値Ｈ１とを加算して補償検出舵角Ｓ２を生成し、偏差演算部２２により目標舵角Ｓ０から補償検出舵角Ｓ２を減算して制御偏差ΔＳを生成しているが、ヒステリシス補償値Ｈ１を用いて制御偏差ΔＳを生成する構成は、図３に示す構成の他にも存在する。
　図７は、実施の形態１、および実施の形態２による車両操舵装置における、ヒステリシス推定値を用いて制御偏差を生成する各種の構成例を示す説明図である。図７の（ａ）に示す構成は、図３に示す構成に相当するものであり、ヒステリシス推定値Ｈ１を検出舵角Ｓ１に加算して補償検出舵角Ｓ２を生成し、目標舵角Ｓ０から補償検出舵角Ｓ２を減算することで制御偏差ΔＳを生成している。なお、２３は減算器である。
　図７の（ａ）に示す構成に代えて、図７（ｂ）に示す構成のように、目標舵角Ｓ０から検出舵角Ｓ１を減算した値から、ヒステリシス推定値Ｈ１を減算して制御偏差ΔＳを生成するようにしてもよく、或いは、図７の（ｃ）に示す構成のように、目標舵角Ｓ０からヒステリシス推定値Ｈ１を減算して補償目標舵角Ｓ４を生成し、この補償目標舵角Ｓ４から検出舵角Ｓ１を減算して制御偏差ΔＳを得るようにしてもよい。図７の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す構成は、何れも同様の効果が得られる。
　また、実施の形態１では、操舵角推定部３１は伝達関数を用いて操舵角推定値Ｓ３を得るようにしているが、計算負荷を低減するために単なるゲインを用いて操舵角推定値Ｓ３を得るようにしてもよい。さらに、操舵角推定部３１の推定精度を向上するために、飽和処理及び不感帯処理のような非線形処理を行なうようにしてもよい。
　さらに、小振幅ろ過フィルタ３２におけるヒステリシスフィルタ４１は、図２Ａに示す理想的なヒステリシス特性を有するフィルタを用いているが、ヒステリシスフィルタ４１の特性を舵角センサのヒステリシス特性に合わせることが重要である。例えば、舵角センサのヒステリシス特性が図２Ｂに示すように、図２Ａのヒステリシス特性に比べてヒステリシスループの図の右下と左上の角部が抑制された形のヒステリシス特性であれば、そのヒステリシス特性に合わせたヒステリシス特性を有するヒステリシスフィルタを用いる。また、舵角センサのヒステリシス特性が図２Ｃに示すように原点近傍に不感帯を持つ特性であれば、その特性に合わせた特性を有するヒステリシスフィルタを用いる。このように、舵角センサのヒステリシス特性にヒステリシスフィルタ４１のヒステリシス特性を合わせることで、ヒステリシス推定値Ｈ１の精度を高めることができる。
　以上の説明では、操舵角と検出舵角との関係にヒステリシスが存在するとしているが、ヒステリシスの発生要因は特に限定されるものではない。例えばヒステリシスの発生が舵角センサ自体の特性に由来している場合であっても、或いは舵角センサを回転させる操舵機構の機械的バックラッシに由来している場合でも、更にはこれ等の双方がヒステリシス発生の要因である場合であっても、実施の形態１の車両操舵装置は適用可能であり同様の効果を奏することができる。
実施の形態２．
　次に、実施の形態２による車両操舵装置について説明する。実施の形態１では、前述したようにヒステリシス推定部６へ入力する入力値Ｘ１として目標舵角Ｓ０を用いていた。しかし、制御応答性が低い場合及び摩擦などの外乱がある環境では、目標舵角Ｓ０と操舵角の差が大きくなり、実施の形態１の構成ではヒステリシスの推定が不正確となる可能性がある。実施の形態２では、目標舵角以外の入力値をヒステリシス推定部６に入力してヒステリシスの推定を行うように構成したものである。以下、実施の形態２による車両操舵装置を、実施の形態１による車両操舵装置との相違点を主体にして説明する。図１、図３、図４、図５、図６、および図７は、実施の形態２による車両操舵装置にも適用される。
　実施の形態２によるヒステリシス推定部６は、図４に示す入力値Ｘ１として検出舵角Ｓ１を用いてヒステリシス推定値Ｈ１を演算するように構成されている。この構成では検出舵角Ｓ１が動かないヒステリシス区間ではヒステリシスの推定はできないが、ヒステリシス区間を抜け出した後は検出舵角Ｓ１が動く。そのため舵角の変動がヒステリシス幅に対して十分大きい状況ではヒステリシスの推定が可能であり、ヒステリシス推定値Ｈ１を得ることができる。
　実施の形態２の変形例として、ヒステリシス推定部６は、車両のヨーレートに基づく入力値を用いてヒステリシス推定値Ｈ１を演算するように構成したものである。車両が旋回運動を行うときはヨーレートが発生しているので、ヨーレートの発生を基に操舵開始を判定することができる。また、ヨーレートは、舵角と車速に対してほぼ比例関係にあるので、ヨーレートと車速から舵角を推定することができる。
　この場合、入力値Ｘ１としてヨーレートセンサが検出した値に基づく入力値としてもよいし、加速度、車速、左右車輪回転差などの車両状態に基づく入力値とし、ヨーレートおよびヒステリシス推定値Ｈ１を演算するようにしてもよい。
　また、実施の形態２のさらなる変形例として、ヒステリシス推定部に入力する入力値Ｘ１として電動機電流Ｉｍに基づく値を用いて、ヒステリシス推定値Ｈ１を演算する構成としてもよい。操舵機構系及び転舵輪と路面間に静止摩擦が存在する場合、電動機電流Ｉｍが一定値以内であると静止摩擦が大きいため舵角が動かないが。電動機電流Ｉｍが一定値を越えると、静止摩擦に打ち勝ち舵角が動き始める。このときの電動機電流の値を電流閾値として、操舵開始を判定することができ、ヒステリシス推定をより正確に行うことが可能となる。
　以上述べたように、実施の形態２による車両操舵装置によれば、目標舵角と操舵角の差が大きい状況下でもヒステリシス推定が可能となる効果がある。なお、入力値は一種類の信号を用いてもよいし、目標舵角を含めた複数の信号を併用しヒステリシスを推定してもよい。
　以上述べた実施の形態１、および実施の形態２は、下記の（１）から（１０）に記載の車両操舵装置を具体化したものである。
（１）車両を操舵する操舵機構と、
　前記操舵機構を回転させる電動機と、
　前記操舵機構の回転角である操舵角を検出し前記操舵角に対してヒステリシスを有した検出舵角を出力する舵角センサと、
　前記操舵角と前記検出舵角との差に相当するヒステリシス推定値を推定するヒステリシス推定部と、
　前記操舵角の目標値である目標舵角と前記操舵角との差に等しくなるように、前記目標舵角と前記検出舵角と前記ヒステリシス推定値に基づいて前記電動機を制御する制御部と、
を備えた操舵制御装置。
　このように構成された車両操舵装置によれば、舵角センサのヒステリシスをなくすように補正するので、滑らかに操舵ができる。また、車両の走行経路と目標経路との乖離を抑えることができる。
（２）上記（１）に記載の車両操舵装置において、
　前記ヒステリシス推定部は、前記操舵角から前記検出舵角を減算した差に相当する前記ヒステリシス推定値を推定するように構成され、
　前記制御部は、前記目標舵角から前記検出舵角と前記ヒステリシス推定値とを減算した値に基づいて、前記電動機を制御するように構成された操舵制御装置。
　このように構成された車両操舵装置によれば、目標舵角と検出舵角とヒステリシス推定値を上記符号のように加減算することで、目標舵角と操舵角の差と等価の値となり、望ましい偏差入力を用いた舵角制御が可能となる効果がある。
（３）上記（１）又は（２）に記載の車両操舵装置において、
　前記ヒステリシス推定部は、前記目標舵角に基づいて前記ヒステリシス推定値を演算するように構成された車両操舵装置。
　このように構成された車両操舵装置によれば、操舵の切始め、切返しのような検出舵角が動かない区間でもヒステリシス推定が可能となる効果がある。
（４）上記（１）から（３）の何れかに記載の車両操舵装置において、
　前記ヒステリシス推定部は、前記ヒステリシス推定部の入力値に対して前記操舵角の応答を推定する操舵角推定部を備え、前記操舵角推定部から出力される操舵角推定値に基づいて前記ヒステリシス推定値を演算するように構成された操舵制御装置。
　このように構成された車両操舵装置によれば、入力値を操舵角相当の信号に変換することで、ヒステリシス推定の精度を向上せせることができる。
（５）上記（１）から（４）の何れかに記載の車両操舵装置において、
　前記ヒステリシス推定部は、前記目標舵角に対して高周波の位相を遅らせた操舵角推定値を出力する操舵角推定部を備え、前記操舵角推定値に基づいて前記ヒステリシス推定値を演算するように構成された操舵制御装置。
　このように構成された車両操舵装置によれば、目標舵角を操舵角に近づけるような周波数応答を付与することで、ヒステリシス推定の精度を向上させることができる。
（６）上記（１）から（５）の何れかに記載の車両操舵装置において、
　前記ヒステリシス推定部は、小振幅ろ過フィルタを備え、
　前記小振幅ろ過フィルタは、
　前記ヒステリシスに対応するヒステリシス幅を有するヒステリシス関数処理を行うヒステリシスフィルタと、前記ヒステリシスフィルタの入力信号から前記ヒステリシスフィルタの出力信号を減算する減算器とから構成された操舵制御装置。
　このように構成された車両操舵装置によれば、簡易なロジックでセンサヒステリシスが抽出可能となる効果がある。
（７）上記（１）から（６）の何れかに記載の車両操舵装置において、
　前記ヒステリシス推定部は、前記舵角センサ自体が有するヒステリシスを補償するように構成された操舵制御装置。
　このように構成された車両操舵装置によれば、舵角センサ自体が持つヒステリシスを補償することができる。
（８）前述の（１）又は（２）に記載の車両操舵装置において、
　前記ヒステリシス推定部は、前記検出舵角に基づいて前記ヒステリシス推定値を演算するように構成された操舵制御装置。
　このように構成された車両操舵装置によれば、目標舵角と検出舵角が近似しない状況でもヒステリシス推定が可能となる効果がある。
（９）前述の（１）又は（２）に記載の車両操舵装置において、
　前記ヒステリシス推定部は、前記電動機の電流に基づいて前記ヒステリシス推定値を演算するように構成された操舵制御装置。
　このように構成された車両操舵装置によれば、目標舵角と検出舵角が近似せず、摩擦外乱を含む状況でもヒステリシス推定が可能となる効果がある。
（１０）前述の（１）又は（２）に記載の車両操舵装置において、
　前記ヒステリシス推定部は、前記車両のヨーレートに基づいて前記ヒステリシス推定値を演算するように構成された操舵制御装置。
　このように構成された車両操舵装置によれば、目標舵角と検出舵角が近似せず、かつ検出舵角が動かない状況でもヒステリシス推定が可能となる効果がある。
実施の形態３．
　実施の形態１、および実施の形態２では、舵角制御における検出舵角Ｓ１のヒステリシスを補償するように構成していた。これに対して実施の形態３では、ヨーレート制御における検出ヨーレートのヒステリシスを補償するように構成したものである。図８は、実施の形態３による車両操舵装置の全体構成図である。
　図８において、実施の形態３による車両操舵装置は、実施の形態１による車両操舵装置における舵角制御に代えてヨーレート制御を行なうものであり、ヨーレートセンサ９から得られた検出ヨーレートＹ１と上位制御器８で生成された目標ヨーレートＹ０に基づいて、電流指令値Ｉｃを生成し、この電流指令値Ｉｃに基づいて電動機制御装置を制御して電動機２を制御する。
　ヨーレートに対する検出ヨーレートＹ１が、前述の図２Ａ、又は図２Ｂ、又は図２Ｃに示すヒステリシス特性と同様な特性を備えたヒステリシスを含む場合、車両のヨーレートが変化しても、検出ヨーレートはヒステリシスによる不感帯に基づく遅れが生じる。ヨーレート制御において目標ヨーレートＹ０と検出ヨーレートＹ１とを一致させようとすると、ヒステリシス区間中は検出ヨーレートＹ１が動かず、目標ヨーレートＹ０との間の偏差が増大し、ヒステリシス区間を脱したときに検出ヨーレートＹ１の急変動を誘発する。また、定常状態ではヨーレートに対して検出ヨーレートＹ１が幅Ｂの誤差を持ち、所要のヨーレート制御が不可能となる。実施の形態３による車両操舵装置によれば、以下述べるように、ヨーレートが急変することはなく、従って車両の走行経路が目標経路から逸脱することもない。
　図８において、車両操舵装置２００は、車両を操舵する操舵機構１と、電動機減速ギア３を介して操舵機構１を回転させる電動機２と、車両のヨーレートを検出して検出ヨーレートＹ１を出力するヨーレートセンサ９と、ヨーレート制御器６１とを備えている。ヨーレート制御器６１は、実際のヨーレートである実ヨーレートと検出ヨーレートＹ１との偏差に相当する後述するヒステリシス推定値Ｈ２を出力するヒステリシス推定部６２と、上位制御器８から出力される目標ヨーレートＹ０と検出ヨーレートＹ１とヒステリシス推定値Ｈ２とに基づいて電流指令値Ｉｃを生成する制御部６３とを備える。制御部６３から出力された電流指令値Ｉｃは、電動機２を制御する電動機制御装置（図示せず）に伝達される。電動機制御装置は、電流指令値Ｉｃに基づいて例えば半導体スイッチング素子により構成されたインバータ装置を制御し、電動機電流を電流指令値Ｉｃに追従させるように制御する。なお、インバータ装置を含む電動機制御装置は、制御部６３に内蔵されていてもよい。
　制御部６３は、目標ヨーレートＹ０と検出ヨーレートＹ１との偏差に基づいて生成した電流指令値Ｉｃを電動機制御装置に与えることで電動機電流Ｉｍを制御し、ヨーレートを目標ヨーレートＹ０に追従させるように電動機２を駆動して操舵機構１を回転させる。なお、ヨーレートセンサ９から出力される検出ヨーレートＹ１は、実ヨーレートに対してヒステリシスを含んでいる。
　操舵機構１は、車両の運転者により操作されるステアリングホイール１１と、ステアリングホイール１１に連結されたステアリングシャフト１２と、ステアリングシャフト１２により駆動されるラック・ピニオンギア１３と、ラック・ピニオンギア１３により駆動され一対の転舵輪１０を転舵させるラック１４と、から構成されている。ヨーレートセンサ９は、車両の実ヨーレートを計測し、実ヨーレートに対応した検出ヨーレートＹ１を出力してヨーレート制御器６１に入力する。上位制御器８は、車両の目標経路を演算し、演算した目標経路に車両の走行経路を追従させるための目標ヨーレートＹ０を出力してヨーレート制御器６１に入力する。
　ヨーレート制御器６１は、ヨーレートセンサ９から得られた検出ヨーレートＹ１と上位制御器８からの目標ヨーレートＹ０とに基づいて電流指令値Ｉｃを演算し、電動機２を制御する電動機制御装置（図示せず）に与える。電動機制御装置は、電流指令値Ｉｃに追随するように電動機電流Ｉｍを制御して電動機２に供給する。電動機２は供給された電動機電流Ｉｍに応じたトルクを発生する。電動機２に発生したトルクは、電動機減速ギア３を介してステアリングシャフト１２に伝達され、さらに、ラック・ピニオンギア１３を介してラック１４に伝達される。ラック１４は、ラック・ピニオンギア１３により軸方向に駆動され、一対の転舵輪１０を転舵させる。
　図９は、実施の形態３による車両操舵装置における、ヨーレート制御器の構成図であって、ヒステリシス補償を導入したヨーレート制御器６１の構成を示している。図９において、ヨーレート制御器６１は、ヒステリシス推定部６２と、加算部２１と、偏差演算部２２と、制御部６３を備えている。ヒステリシス推定部６２は、入力される入力値Ｘ３に基づいてヒステリシス推定値Ｈ２を演算して出力する。加算部２１は、検出ヨーレートＹ１とヒステリシス推定値Ｈ２とを加算し、その加算値を補償検出ヨーレートＹ２として出力する。
　偏差演算部２２は、目標ヨーレートＹ０から補償検出ヨーレートＹ２を減算して制御偏差ΔＳを出力する。制御部６３は、入力された制御偏差ΔＳと目標ヨーレートＹ０と補償検出ヨーレートＹ２とに基づいて電流指令値Ｉｃを演算し、電動機２を制御する電動機制御装置に入力する。電動機制御装置は電動機２に流れる電動機電流Ｉｍを電流指令値Ｉｃに追従するように制御する。
　図１０は、実施の形態３による車両操舵装置における、ヒステリシス推定部の構成図である。図１０において、ヒステリシス推定部６２は、ヨーレート推定部７１と、小振幅ろ過フィルタ７２を備えている。ヨーレート推定部７１は、入力値Ｘ３に基づいて演算したヨーレート推定値Ｙ３を小振幅ろ過フィルタ７２に入力する。小振幅ろ過フィルタ７２は、ヨーレート推定部７１から入力されたヨーレート推定値Ｙ３に基づいてヒステリシス推定値Ｈ２を出力する。
　ヨーレート推定部７１は、入力値Ｘ３を実ヨーレートに近づけるような周波数応答性を備えており、ヒステリシス推定部６２によるヒステリシス推定の精度を向上させる。実施の形態３では、ヒステリシス推定部６２へ入力する入力値Ｘ３として目標ヨーレートＹ０を用いる。その理由として、ヨーレート制御の応答性が高い場合、目標ヨーレートＹ０と実ヨーレートが概ね近似すると仮定できるためである。実際には、目標ヨーレートＹ０に対して実ヨーレートは遅れて追従するので、その追従の遅れをヨーレート推定部７１により近似する。
　具体的には、実車からヨーレート制御器６１の周波数応答性を測定してヨーレート制御器６１の固有周波数を求め、その固有周波数を有するローパスフィルタにより入力値Ｘ３としての目標ヨーレートＹ０を処理することで、実ヨーレートの波形に近似した波形のヨーレート推定値Ｙ３を生成するようにすればよい。なお、ヨーレート推定部７１から出力されるヨーレート推定値Ｙ３は、あくまでセンサヒステリシスを推定するためものであるので、ヨーレート推定値Ｙ３が実ヨーレートと完全に一致するほど高い推定精度でヨーレート推定値Ｙ３が生成されることを必要としない。なお、入力値Ｘ３の他の例として、ヨーレートセンサ９からの検出ヨーレートＹ１を用いてもよいし、加速度、車速、左右車輪回転差などの車両状態に基づいてヨーレートを演算して入力値と用いてもよい。
　次に、制御部６３について説明する。図１１は、実施の形態３、および実施の形態４による車両操舵装置における、制御部の構成図である。
　図１１は、実施の形態３、および実施の形態４による車両操舵装置における、制御部の構成図である。図１１において、制御部６３は、第１の擬似微分器５１と、第２の擬似微分器５２と、第１のゲイン５３と、第２のゲイン５４と、第３のゲイン５５と、位相補償器５６と、加算部５７と、減算部５８とを備えている。図１１に示す制御部６３は、基本的には、前述の制御偏差ΔＳを抑えるようにフィードバック制御を行なう。
　目標ヨーレートＹ０から第１の擬似微分器５１により目標ヨーレート速度ＹＲ０を生成し、この目標ヨーレート速度ＹＲ０に第１のゲイン５３を乗算して加算部５７に入力する。制御偏差ΔＳから第２のゲイン５４と位相補償器５６による処理を経てヨーレート速度指令値ＹＲｃを生成し、このヨーレート速度指令値ＹＲｃを減算部５８に入力する。第２のゲイン５４と位相補償器５６は、所望の安定性と制御偏差ΔＳへの追従性が確保されたヨーレート速度指令値ＹＲｃを生成するように設計されている。また、補償検出ヨーレートＹ２から第２の擬似微分器５２により検出ヨーレート速度ＹＲ１を生成し、この検出ヨーレート速度ＹＲ１を減算部５８に入力する。
　減算部５８により、ヨーレート速度指令値ＹＲｃから検出ヨーレート速度ＹＲ１を減算し、この減算した値に第３のゲイン５５を乗算して加算部５７に入力する。加算部５７は、前述の目標舵角速度Ｒ０に第１のゲイン５３を乗算した値と、ヨーレート速度指令値ＹＲｃから検出ヨーレート速度ＹＲ１を減算した値に第３のゲイン５５を乗算した値とを加算し、この加算した値を電流指令値Ｉｃとして出力する。
　安定性の向上を図るために、図１１に示す制御部６３は、目標ヨーレートＹ０による目標ヨーレート速度ＹＲ０と、制御偏差ΔＳによるヨーレート速度指令値ＹＲｃとによるフィードバック制御をメジャーループとし、補償検出ヨーレートＹ２による検出ヨーレート速度ＹＲ１と、制御偏差ΔＳによるヨーレート速度指令値ＹＲｃとによるフィードバック制御をマイナーループとしている。そして、制御部６３は、前述のメジャーループによるフィードバック制御に前述のマイナーループによるフィードバック制御を加えたカスケード制御を構成している。
　ここで、図１１に示す制御部６３において、検出ヨーレートＹ１ではなくヒステリシス補償を施した補償検出ヨーレートＹ２を用いていることにより、ヨーレートセンサ９からの検出ヨーレートＹ１に内包されるヒステリシスの影響が低減され、より正確な操舵制御が可能となる。さらに、速応性の向上を目的として目標ヨーレート速度ＹＲ０のフィードフォワード制御も加えられている。
　以上のように、実施の形態３によれば、車両操舵装置のヨーレート制御において、ヨーレートセンサのヒステリシスを推定及び補償することができ、ヒステリシスの影響を低減した滑らかな操舵が可能となる。
　実施の形態３では、ヨーレート制御器６１は、図９で説明したように、ヒステリシス推定部６２によりヒステリシス推定値Ｈ２を生成し、加算部２１により検出ヨーレートＹ１とヒステリシス推定値Ｈ２とを加算して補償検出ヨーレートＹ２を生成し、偏差演算部２２により目標ヨーレートＹ０から補償検出ヨーレートＹ２を減算して制御偏差ΔＳを生成しているが、ヒステリシス補償値Ｈ２を用いて制御偏差ΔＳを生成する構成は、図９に示す構成の他にも存在する。
　図１２は、実施の形態３、および実施の形態４による車両操舵装置における、ヒステリシス推定値を用いて制御偏差を生成する各種の構成例を示す説明図である。図１２の（ａ）に示す構成は、図９に示す構成に相当するものであり、ヒステリシス推定値Ｈ２を検出ヨーレートＹ１に加算して補償検出ヨーレートＹ２を生成し、目標ヨーレートＹ０から補償検出ヨーレートＹ２を減算することで制御偏差ΔＳを生成している。
　図１２の（ａ）に示す構成に代えて、図１２（ｂ）に示す構成のように、目標ヨーレートＹ０から検出ヨーレートＹ１を減算した値から、ヒステリシス推定値Ｈ２を減算して制御偏差ΔＳを生成するようにしてもよく、或いは、図１２の（ｃ）に示す構成のように、目標ヨーレートＹ０からヒステリシス推定値Ｈ２を減算して補償目標ヨーレートＹ４を生成し、この補償目標ヨーレートＹ４から検出ヨーレートＹ１を減算して制御偏差ΔＳを得るようにしてもよい。図１２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す構成は、何れも同様の効果が得られる。
　また、実施の形態３では、ヨーレート推定部７１は伝達関数を用いてヨーレート推定値Ｙ３を得るようにしているが、計算負荷を低減するために単なるゲインを用いてヨーレート推定値Ｙ３を得るようにしてもよい。さらに、ヨーレート推定部７１の精度を向上するために、飽和処理及び不感帯処理のような非線形処理を行なうようにしてもよい。
　さらに、小振幅ろ過フィルタ７２におけるヒステリシスフィルタ４１は、図２Ａに示す理想的なヒステリシス特性を有するフィルタを用いているが、ヒステリシスフィルタ４１の特性を舵角センサのヒステリシス特性に合わせることが重要である。例えば、舵角センサのヒステリシス特性が図２Ｂに示すように、図２Ａのヒステリシス特性に比べてヒステリシスループの図の右下と左上の角部が抑制された形のヒステリシス特性であれば、そのヒステリシス特性に合わせたヒステリシス特性を有するヒステリシスフィルタを用いる。
　また、ヨーレートセンサのヒステリシス特性が図２Ｃに示すように原点近傍に不感帯を持つ特性であれば、その特性に合わせた特性を有するヒステリシスフィルタを用いる。このように、ヨーレートセンサのヒステリシス特性にヒステリシスフィルタ４１のヒステリシス特性を合わせることで、ヒステリシス推定値Ｈ２の精度を高めることができる。
　以上の説明では、ヨーレートと検出ヨーレートとの関係にヒステリシスが存在するとしているが、ヒステリシスの発生要因は特に限定されるものではない。例えばヒステリシスの発生がヨーレートセンサ自体の特性に由来している場合であっても、或いはヨーレートセンサを回転させる操舵機構の機械的バックラッシに由来している場合でも、更にはこれ等の双方がヒステリシス発生の要因である場合であっても、実施の形態３の車両操舵装置は適用可能であり同様の効果を奏することができる。
　以上のように、実施の形態３による車両操舵装置によれば、ヨーレート制御において、ヨーレートセンサのヒステリシスを推定し補償することができ、ヒステリシスの影響を低減した滑らかな操舵が可能となる。
実施の形態４．
　次に、実施の形態４による車両操舵装置について説明する。実施の形態３では、前述したようにヒステリシス推定部６へ入力する入力値Ｘ３として目標ヨーレートＹ０を用いていた。しかし、制御応答性が低い場合及び摩擦などの外乱がある環境では、目標ヨーレートＹ０とヨーレートの差が大きくなり、実施の形態３の構成ではヒステリシスの推定が不正確となる可能性がある。実施の形態４では、目標ヨーレート以外の入力値をヒステリシス推定部６２に入力してヒステリシスの推定を行うように構成したものである。以下、実施の形態４による車両操舵装置を、実施の形態３による車両操舵装置との相違点を主体にして説明する。図８、図９、図１０、図１１、および図１２は、実施の形態４による車両操舵装置にも適用される。
　実施の形態４によるヒステリシス推定部６２は、図１０に示す入力値Ｘ３として検出ヨーレートＹ１を用いてヒステリシス推定値Ｈ２を演算するように構成されている。この構成では検出ヨーレートＹ１が動かないヒステリシス区間ではヒステリシスの推定はできないが、ヒステリシス区間を抜け出した後は検出ヨーレートＹ１が動く。そのため舵角の変動がヒステリシス幅に対して十分大きい状況ではヒステリシスの推定が可能であり、ヒステリシス推定値Ｈ２を得ることができる。
　実施の形態４の変形例として、ヒステリシス推定部６２に入力する入力値Ｘ３として電動機電流Ｉｍに基づく値を用いて、ヒステリシス推定値Ｈ２を演算する構成としてもよい。操舵機構系及び転舵輪と路面間に静止摩擦が存在する場合、電動機電流Ｉｍが一定値以内であると静止摩擦が大きいため舵角が動かないが。電動機電流Ｉｍが一定値を越えると、静止摩擦に打ち勝ち舵角が動き始める。このときの電動機電流の値を電流閾値として、操舵開始を判定することができ、ヒステリシス推定をより正確に行うことが可能となる。
　以上述べたように、実施の形態４による車両操舵装置によれば、目標ヨーレートとヨーレートの差が大きい状況下でもヒステリシス推定が可能となる効果がある。なお、入力値は一種類の信号を用いてもよいし、目標ヨーレートを含めた複数の信号を併用しヒステリシスを推定してもよい。
　以上述べた実施の形態３、および実施の形態４は、下記の（１１）から（１４）に記載の車両操舵装置を具体化したものである。
（１１）車両を操舵する操舵機構と、
　前記操舵機構を回転させる電動機と、
　前記車両のヨーレートを検出し前記ヨーレートに対してヒステリシスを有する検出ヨーレートを出力するヨーレートセンサと、
　前記ヨーレートと前記検出ヨーレートとの差に相当するヒステリシス推定値を推定するヒステリシス推定部と、
　前記ヨーレートの目標値である目標ヨーレートと前記ヨーレートの差に等しくなるように前記目標ヨーレートと前記検出ヨーレートと前記ヒステリシス推定値とに基づいて前記電動機を制御する制御部と、
を備えた操舵制御装置。
　このように構成された車両操舵装置によれば、ヨーレートセンサのヒステリシスをなくすように補正するので、滑らかにヨーレート制御ができる。
（１２）上記（１１）に記載の車両操舵装置において、
　前記ヒステリシス推定部は、前記ヨーレートから前記検出ヨーレートを減算した差に相当する前記ヒステリシス推定値を推定し、
　前記制御部は、前記目標ヨーレートから前記検出ヨーレートと前記ヒステリシス推定値を減算した値に基づいて前記電動機を制御するように構成された操舵制御装置。
　このように構成された車両操舵装置によれば、目標ヨーレートと検出ヨーレートとヒステリシス推定値を上記符号のように加減算することで、目標ヨーレートとヨーレートの差と等価の値となり、望ましい偏差入力を用いたヨーレート制御が可能となる効果がある。
（１３）上記（１１）又は（１２）に記載の車両操舵装置において、
　前記ヒステリシス推定部は、前記ヒステリシス推定部の入力値に対して前記ヨーレートの応答を推定するヨーレート推定部を備え、前記ヨーレート推定部から出力されるヨーレート推定値に基づいて前記ヒステリシス推定値を演算するように構成された操舵制御装置。
　このように構成された車両操舵装置によれば、入力値をヨーレート相当の信号に変換することで、ヒステリシス推定の精度を向上させることができる。
（１４）上記（１１）又は（１２）に記載の車両操舵装置において、
　前記ヒステリシス推定部は、前記目標ヨーレートに対して高周波の位相を遅らせたヨーレート推定値を出力するヨーレート推定部を備え、前記ヨーレート推定値に基づいて前記ヒステリシス推定値を演算するように構成された操舵制御装置。
　このように構成された車両操舵装置によれば、前記目標ヨーレートをヨーレートに近づけるような周波数応答を付与することで、ヒステリシス推定の精度を向上させることができる。
　本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
　図１３は、実施の形態１における舵角制御器、および実施の形態２におけるヨ―レート制御器のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図１３に示すように、実施の形態１における舵角制御器５、および実施の形態２に於けるヨ―レート制御器６１は、プロセッサ１０００と記憶装置１００１から構成される。記憶装置は図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ１０００は、記憶装置１００１から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ１０００にプログラムが入力される。また、プロセッサ１０００は、演算結果等のデータを記憶装置１００１の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。なお、実施の形態１における舵角制御器５のうち、ヒステリシス推定部６と制御部７のみを図１３に示すハードウェア構成とし、および／又は、実施の形態２におけるヨ―レート制御器６１のうち、ヒステリシス推定部６２と制御部６３のみを図１３に示すハードウェア構成としてもよい。
１００、２００　車両操舵装置、１　操舵機構、２　電動機、３　電動機減速ギア、４　舵角センサ、５　舵角制御器、６、６２　ヒステリシス推定部、７、６３　制御部、８　上位制御器、９　ヨーレートセンサ、１０　転舵輪、１１　ステアリングホイール、１２　ステアリングシャフト、１３　ラック・ピニオンギア、１４　ラック、２１、５７　加算部、２２　偏差演算部、３１　操舵角推定部、３２、７２　小振幅ろ過フィルタ、４１　ヒステリシスフィルタ、２３、４２　減算器、５１　第１の擬似微分器、５２　第２の擬似微分器、５３　第１のゲイン、５４　第２のゲイン、５５　第３のゲイン、５６　位相補償器、５８　減算部、６１　ヨーレート制御器、７１　ヨーレート推定部、１０００　プロセッサ、１００１　記憶装置

Claims (14)

  1. 　車両を操舵する操舵機構と、
    　前記操舵機構を回転させる電動機と、
    　前記操舵機構の回転角である操舵角を検出し前記操舵角に対してヒステリシスを有した検出舵角を出力する舵角センサと、
    　前記操舵角と前記検出舵角との差に相当するヒステリシス推定値を推定するヒステリシス推定部と、
    　前記操舵角の目標値である目標舵角と前記操舵角との差に等しくなるように、前記目標舵角と前記検出舵角と前記ヒステリシス推定値に基づいて前記電動機を制御する制御部と、
    を備えた、
    ことを特徴とする車両操舵装置。
  2. 　前記ヒステリシス推定部は、前記操舵角から前記検出舵角を減算した差に相当する前記ヒステリシス推定値を推定するように構成され、
    　前記制御部は、前記目標舵角から前記検出舵角と前記ヒステリシス推定値とを減算した値に基づいて、前記電動機を制御するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両操舵装置。
  3. 　前記ヒステリシス推定部は、前記目標舵角に基づいて前記ヒステリシス推定値を演算するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両操舵装置。
  4. 　前記ヒステリシス推定部は、前記検出舵角に基づいて前記ヒステリシス推定値を演算するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両操舵装置。
  5. 　前記ヒステリシス推定部は、前記電動機の電流に基づいて前記ヒステリシス推定値を演算するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両操舵装置。
  6. 　前記ヒステリシス推定部は、前記車両のヨーレートに基づいて前記ヒステリシス推定値を演算するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両操舵装置。
  7. 　前記ヒステリシス推定部は、前記ヒステリシス推定部の入力値に対して前記操舵角の応答を推定する操舵角推定部を備え、前記操舵角推定部から出力される操舵角推定値に基づいて前記ヒステリシス推定値を演算するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項１から６のうちの何れか一項に記載の車両操舵装置。
  8. 　前記ヒステリシス推定部は、前記目標舵角に対して高周波の位相を遅らせた操舵角推定値を出力する操舵角推定部を備え、前記操舵角推定値に基づいて前記ヒステリシス推定値を演算するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項１から６のうちの何れか一項に記載の車両操舵装置。
  9. 　前記ヒステリシス推定部は、小振幅ろ過フィルタを備え、
    　前記小振幅ろ過フィルタは、
    　前記ヒステリシスに対応するヒステリシス幅を有するヒステリシス関数処理を行うヒステリシスフィルタと、前記ヒステリシスフィルタの入力信号から前記ヒステリシスフィルタの出力信号を減算する減算器とから構成されている、
    ことを特徴とする請求項１から８のうちの何れか一項に記載の車両操舵装置。
  10. 　前記ヒステリシス推定部は、前記舵角センサ自体が有するヒステリシスを補償するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項１から９のうちの何れか一項に記載の車両操舵装置。
  11. 　車両を操舵する操舵機構と、
    　前記操舵機構を回転させる電動機と、
    　前記車両のヨーレートを検出し前記ヨーレートに対してヒステリシスを有する検出ヨーレートを出力するヨーレートセンサと、
    　前記ヨーレートと前記検出ヨーレートとの差に相当するヒステリシス推定値を推定するヒステリシス推定部と、
    　前記ヨーレートの目標値である目標ヨーレートと前記ヨーレートの差に等しくなるように前記目標ヨーレートと前記検出ヨーレートと前記ヒステリシス推定値とに基づいて前記電動機を制御する制御部と、
    を備えたことを特徴とする車両操舵装置。
  12. 　前記ヒステリシス推定部は、前記ヨーレートから前記検出ヨーレートを減算した差に相当する前記ヒステリシス推定値を推定し、
    　前記制御部は、前記目標ヨーレートから前記検出ヨーレートと前記ヒステリシス推定値を減算した値に基づいて前記電動機を制御するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の車両操舵装置。
  13. 　前記ヒステリシス推定部は、前記ヒステリシス推定部の入力値に対して前記ヨーレートの応答を推定するヨーレート推定部を備え、前記ヨーレート推定部から出力されるヨーレート推定値に基づいて前記ヒステリシス推定値を演算するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の車両操舵装置。
  14. 　前記ヒステリシス推定部は、前記目標ヨーレートに対して高周波の位相を遅らせたヨーレート推定値を出力するヨーレート推定部を備え、前記ヨーレート推定値に基づいて前記ヒステリシス推定値を演算するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の車両操舵装置。
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