(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング機構に設けられて操舵アシストトルクを発生するモータと、
車両の横加速度を取得する横加速度取得手段と、
前記横加速度取得手段により取得した横加速度に時間遅れを持たせた値である遅れ横加速度を設定する遅れ横加速度設定手段と、
前記遅れ横加速度設定手段により設定された遅れ横加速度を上限値として使って、前記横加速度取得手段により取得された横加速度を上限制限した値である制限横加速度を設定する制限横加速度設定手段と、
前記制限横加速度設定手段により設定された制限横加速度に基づいて目標操舵アシスト制御量を設定するアシスト制御量設定手段と、
前記目標操舵アシスト制御量に従って前記モータを駆動制御するモータ制御手段と
を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置
【請求項２】
前記遅れ横加速度の上限と下限の少なくとも一方を設定する遅れ横加速度制限手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記遅れ横加速度制限手段は、車速が大きい場合は小さい場合に比べて、前記遅れ横加速度の上限と下限の少なくとも一方を小さく設定することを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記横加速度に対する遅れ横加速度の時間遅れが、前記遅れ横加速度が増加する場合に比べて減少する場合のほうが大きくなるように、前記遅れ横加速度の時間遅れを設定する時間遅れ設定手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか一項記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
車両の横滑りの指標を表すスリップ指標を取得するスリップ指標取得手段と、
前記スリップ指標が閾値を超えたときに前記遅れ横加速度を減少させる遅れ横加速度低減手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか一項記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記遅れ横加速度の下限の設定する遅れ横加速度下限制限手段と、
前記スリップ指標が閾値を超えている場合には、前記遅れ横加速度の下限をゼロに変更する遅れ横加速度下限変更手段と
を備えたことを特徴とする請求項５記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
操舵ハンドルからステアリングシャフトに入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、
前記操舵トルクセンサの異常を検出する異常検出手段と
を備え、
前記アシスト制御量設定手段は、前記操舵トルクセンサの異常が検出されていない場合は、前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づいて目標操舵アシスト制御量を設定し、前記操舵トルクセンサの異常が検出されている場合は、前記制限横加速度に基づいて目標操舵アシスト制御量を設定することを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れか一項記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者の操舵操作に基づいてモータを駆動して操舵アシストトルクを発生する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電動パワーステアリング装置は、ドライバーが操舵ハンドルに付与した操舵トルクをトルクセンサにより検出し、検出した操舵トルクに基づいて目標アシストトルクを計算する。そして、目標アシストトルクが得られるようにモータに流す電流を制御することにより、ドライバーの操舵操作をアシストする。こうしたモータの通電制御をアシスト制御と呼ぶ。【０００３】
トルクセンサが故障した場合には、目標アシストトルクの計算ができなくなり、アシスト制御を行うことができない。これに対してトルクセンサの故障時においても操舵アシストを行う電動パワーステアリング装置が特許文献１において提案されている。この特許文献１に提案された電動パワーステアリング装置は、トルクセンサの故障が検出された場合、横加速度を計測し、この横加速度に基づいてモータの通電を制御する。この電動パワーステアリング装置においては、横加速度とモータ駆動電流との関係を設定したマップを備え、このマップを参照して横加速度に応じて設定される駆動電流をモータに通電する。この場合、駆動電流は、横加速度に比例して増加するように設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４８２５０号公報
【発明の概要】
【０００５】
しかしながら、上記のように、単に横加速度に比例した駆動電流を設定した場合には、横加速度が検出された時からすぐに操舵アシストが開始されるため、特に、路面の摩擦係数が低い道路を走行中に速いハンドル操作をした場合には、操舵ハンドルを切り過ぎて車両が横滑り（スリップ）するおそれがある。これは、操舵ハンドルを切り過ぎると横加速度が更に増加し、結果として、アシストトルクが増加して過剰となり、操舵ハンドルの切り過ぎを助長してしまうからである。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、横加速度に基づいてアシスト制御を行う場合において、アシストトルクをより適正にすることにある。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、ステアリング機構に設けられて操舵アシストトルクを発生するモータ（２０）と、車両の横加速度（ＬＡ）を取得する横加速度取得手段（２７）と、前記横加速度取得手段により取得した横加速度に時間遅れを持たせた値である遅れ横加速度（ＬＡlim）を設定する遅れ横加速度設定手段（９０）と、前記遅れ横加速度設定手段により設定された遅れ横加速度を上限値として使って、前記横加速度取得手段により取得された横加速度を上限制限した値である制限横加速度（ＬＡ２）を設定する制限横加速度設定手段（８２）と、前記制限横加速度設定手段により設定された制限横加速度に基づいて目標操舵アシスト制御量（Ｔａ２）を設定するアシスト制御量設定手段（８３）と、前記目標操舵アシスト制御量に従って前記モータを駆動制御するモータ制御手段（６０）とを備えたことにある。
【０００８】
本発明においては、横加速度取得手段が車両の横加速度（横加速度を表す情報）を取得すると、遅れ横加速度設定手段が横加速度に時間遅れを持たせた値である遅れ横加速度を設定する。この遅れ横加速度の値は、横加速度の推移（時間経過に伴う変化）に対して、この横加速度に追従するように遅れて生成されるもので、例えば、マイクロコンピュータの演算処理により設定される。
【０００９】
制限横加速度設定手段は、遅れ横加速度を上限値として使って、横加速度を上限制限した値である制限横加速度を設定する。つまり、横加速度を遅れ横加速度で上限制限した値である制限横加速度を設定する。例えば、制限横加速度設定手段は、横加速度と遅れ横加速度とを比較して、小さい方の値を制限横加速度として選択する。
【００１０】
遅れ横加速度は、横加速度に時間遅れを持たせた値であるため、横加速度の発生開始時においては、横加速度に比べて小さな値となっている。このため、横加速度を遅れ横加速度で上限制限した値である制限横加速度は、遅れ横加速度と同じ値となる。遅れ横加速度は、横加速度が増加しているあいだ横加速度に追従するように遅れて増加し、横加速度が増加から減少に転じると、その時点よりも遅れて減少に転じる。これにより、横加速度と遅れ横加速度との大小関係が途中で逆転し、制限横加速度は、遅れ横加速度から横加速度に切り替わる。
【００１１】
アシスト制御量設定手段は、制限横加速度に基づいて目標操舵アシスト制御量を設定する。この場合、例えば、制限横加速度が大きくなるにしたがって大きくなる目標操舵アシスト制御量を設定するとよい。モータ制御手段は、目標操舵アシスト制御量に従ってモータを駆動制御する。従って、横加速度の発生開始時においては、制限横加速度が小さな値となるため目標操舵アシスト制御量を小さくすることができる。
【００１２】
これにより、本発明によれば、横加速度の発生開始時においては、ハンドル操作が重くなり、速いハンドル操作を抑制することができる。このため、操舵ハンドルの切り過ぎによる車両のスリップ（横滑り）を抑制することができる。
【００１３】
本発明の他の特徴は、前記遅れ横加速度の上限（ＬＡlim_max）と下限（ＬＡlim_min）の少なくとも一方を設定する遅れ横加速度制限手段（９４，９５）を備えたことにある。
【００１４】
本発明においては、遅れ横加速度制限手段が遅れ横加速度の上限と下限の少なくとも一方を設定する。つまり、遅れ横加速度制限手段は、遅れ横加速度設定手段により設定された遅れ横加速度が上限値を超えないように、あるいは、下限値を下回らないように制限する。遅れ横加速度を上限制限した場合には、制限横加速度も遅れ横加速度の上限値を超えないようになるため、目標操舵アシスト制御量を上限制限することができる。従って、操舵アシストが過剰になることを防止することができる。
【００１５】
一方、遅れ横加速度を下限制限した場合には、遅れ横加速度が下限値よりも小さな値をとらないため、下限値を下回る小さな横加速度が発生している状況であれば、制限横加速度に横加速度を設定することができる。つまり、遅れ横加速度に下限を設けない場合には、横加速度の発生直後においては、必ず制限横加速度がゼロになるが、遅れ横加速度に下限を設けることで、横加速度の発生直後から制限横加速度をゼロより大きな値に設定することができる。これにより、横加速度に対して遅れることなく操舵アシストを開始することができる。この場合、大きな横加速度が発生している状況であれば、遅れ横加速度で制限横加速度を制限することにより操舵アシストを制限して車両のスリップを抑制することができる。従って、横加速度が車両スリップの発生しない程度に小さい場合には、操舵アシストを遅れないようにすることができる。この結果、車両のスリップの抑制と、操舵操作性能の向上との両立を図ることができる。
【００１６】
本発明の他の特徴は、前記遅れ横加速度制限手段（９４，９５）は、車速（ｖｘ）が大きい場合は小さい場合に比べて、前記遅れ横加速度の上限と下限の少なくとも一方を小さく設定することにある。
【００１７】
通常の車両の運転状態であれば、車速が大きい場合には、大きな横加速度を発生することは殆どない。そこで、本発明においては、車速が大きい場合は小さい場合に比べて、遅れ横加速度の上限と下限の少なくとも一方を小さく設定する。これにより、実使用上において車両のスリップを効果的に抑制することができる。
【００１８】
本発明の他の特徴は、前記横加速度に対する遅れ横加速度の時間遅れが、前記遅れ横加速度が増加する場合に比べて減少する場合のほうが大きくなるように、前記遅れ横加速度の時間遅れを設定する時間遅れ設定手段（９２３）を備えたことにある。
【００１９】
本発明においては、時間遅れ設定手段が、横加速度に対する遅れ横加速度の時間遅れが、遅れ横加速度が増加する場合に比べて減少する場合のほうが大きくなるように遅れ横加速度の時間遅れを設定する。従って、操舵ハンドルを左右交互に繰り返し操舵操作した場合には、２度目以降の操舵操作時に、遅れ横加速度が横加速度よりも大きな値となっている期間を確保することができ、操舵アシストの開始を遅れないようにすることができる。これにより、例えば、コーナーが連続した道路を軽いハンドル操作にて走行することができる。
【００２０】
本発明の他の特徴は、車両の横滑りの指標を表すスリップ指標を取得するスリップ指標取得手段（９８）と、前記スリップ指標が閾値を超えたときに前記遅れ横加速度を減少させる遅れ横加速度低減手段（９７，９８）を備えたことにある。
【００２１】
本発明においては、スリップ指標取得手段が、車両の横滑りの指標を表すスリップ指標を取得し、遅れ横加速度低減手段が、スリップ指標が閾値を超えたときに遅れ横加速度を減少させる。万が一、車両がスリップした場合には、遅れ横加速度が減らされるため、これに伴って制限横加速度が減少して操舵アシストが減少する。従って、本発明によれば、万が一、車両がスリップした場合には、ハンドル操作を重くすることができ、これにより、車両のスリップの拡大、つまり、車両が更にスリップしてしまうことを防止することができる。
【００２２】
本発明の他の特徴は、前記遅れ横加速度の下限の設定する遅れ横加速度下限制限手段（９５４）と、前記スリップ指標が閾値を超えている場合には、前記遅れ横加速度の下限をゼロに変更する遅れ横加速度下限変更手段（Ｓ１３）とを備えたことにある。
【００２３】
本発明においては、遅れ横加速度下限変更手段が、スリップ指標が閾値を超えている場合には、遅れ横加速度の下限をゼロに変更する。従って、遅れ横加速度低減手段は、遅れ横加速度をゼロにまで減少させることができる。このため、制限横加速度をゼロにして操舵アシストを停止させることができる。従って、本発明によれば、万が一、車両がスリップしても、確実に操舵アシストを停止させることができ、車両のスリップの拡大を防止することができる。
【００２４】
本発明の他の特徴は、操舵ハンドルからステアリングシャフトに入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ（２１）と、前記操舵トルクセンサの異常を検出する異常検出手段（７２）とを備え、前記アシスト制御量設定手段（７０）は、前記操舵トルクセンサの異常が検出されていない場合は、前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づいて目標操舵アシスト制御量を設定し（７１）、前記操舵トルクセンサの異常が検出されている場合は、前記制限横加速度に基づいて目標操舵アシスト制御量を設定する（８０）ことにある。
【００２５】
本発明によれば、操舵トルクセンサに異常が検出されていない場合には、操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づいて目標操舵アシスト制御量を設定し、操舵トルクセンサの異常が検出されている場合は、制限横加速度に基づいて目標操舵アシスト制御量を設定する。従って、操舵トルクセンサが故障しても、操舵ハンドルを切り過ぎないような適正な操舵アシストが得られる。
【００２６】
尚、上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成図である。
【図２】アシストＥＣＵの機能ブロック図である。
【図３】正常時アシストマップを表すグラフである。
【図４】異常時アシストトルク計算部の機能ブロック図である。
【図５】時間遅れ設定部の機能ブロック図である。
【図６】横加速度と遅れ横加速度と制限横加速度の推移を表すグラフである。
【図７】異常時アシストマップを表すグラフである。
【図８】第２実施形態にかかる時間遅れ設定部の機能ブロック図である。
【図９】第２実施形態にかかる遅れ横加速度上限マップと、遅れ横加速度下限マップとを表すグラフである。
【図１０】第２実施形態にかかる積分計算部の機能ブロック図である。
【図１１】第２実施形態にかかる横加速度と遅れ横加速度と制限横加速度の推移を表すグラフである。
【図１２】第３実施形態にかかる遅れ調整ゲインの特性を表すグラフである。
【図１３】第３実施形態にかかる横加速度と遅れ横加速度と制限横加速度の推移を表すグラフである。
【図１４】第４実施形態にかかる時間遅れ設定部の機能ブロック図である。
【図１５】第４実施形態にかかる低下量マップを表すグラフである。
【図１６】第４実施形態にかかる遅れ横加速度下限設定ルーチンを表すフローチャートである。
【図１７】第４実施形態にかかる横加速度と遅れ横加速度と制限横加速度の推移を表すグラフである。
【図１８】第４実施形態の変形例にかかるゲイン乗算ルーチンを表すフローチャートである。
【図１９】変形例１にかかる異常時アシストマップを表すグラフである。
【図２０】変形例１にかかる他の異常時アシストマップを表すグラフである。
【図２１】変形例２にかかるアシストトルク計算部の機能ブロック図である。
【図２２】変形例２にかかる補償トルクマップを表すグラフである。
【図２３】変形例２にかかる他の補償トルクマップを表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置について図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る車両の電動パワーステアリング装置１の概略構成を表している。
【００２９】
この電動パワーステアリング装置１は、操舵ハンドル１１の操舵操作により転舵輪を転舵するステアリング機構１０と、ステアリング機構１０に組み付けられ操舵アシストトルクを発生するモータ２０と、操舵ハンドル１１の操作状態に応じてモータ２０の作動を制御する電子制御ユニット１００とを主要部として備えている。以下、電子制御ユニット１００をアシストＥＣＵ１００と呼ぶ。
【００３０】
ステアリング機構１０は、操舵ハンドル１１の回転操作により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を転舵するための機構で、操舵ハンドル１１を上端に一体回転するように接続したステアリングシャフト１２を備える。このステアリングシャフト１２の下端には、ピニオンギヤ１３が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ１３は、ラックバー１４に形成されたギヤ部１４ａと噛み合って、ラックバー１４とともにラックアンドピニオン機構を構成する。
【００３１】
ラックバー１４は、ギヤ部１４ａがラックハウジング１６内に収納され、その左右両端がラックハウジング１６から露出してタイロッド１７と連結される。このラックバー１４のタイロッド１７との連結部には、ストロークエンドを構成するストッパ１８が形成され、このストッパ１８とラックハウジング１６の端部との当接によりラックバー１４の左右動ストロークが機械的に規制されている。左右のタイロッド１７の他端は、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２２に設けられたナックル１９に接続される。こうした構成により、左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、ステアリングシャフト１２の軸線回りの回転に伴うラックバー１４の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。
【００３２】
ステアリングシャフト１２には減速ギヤ２５を介してモータ２０が組み付けられている。モータ２０は、その回転により減速ギヤ２５を介してステアリングシャフト１２をその軸中心に回転駆動して、操舵ハンドル１１の回動操作に対してアシスト力を付与する。
【００３３】
ステアリングシャフト１２には、操舵ハンドル１１と減速ギヤ２５との中間位置に操舵トルクセンサ２１が組みつけられている。操舵トルクセンサ２１は、例えば、ステアリングシャフト１２の中間部に介装されたトーションバー（図示略）の捩れ角度をレゾルバ等により検出し、この捩れ角に基づいてステアリングシャフト１２に働いた操舵トルクＴｒを検出する。操舵トルクＴｒは、正負の値により操舵ハンドル１１の操作方向が識別される。例えば、操舵ハンドル１１の右方向への操舵時における操舵トルクＴｒを正の値で、操舵ハンドル１１の左方向への操舵時における操舵トルクＴｒを負の値で示す。尚、本実施形態においては、トーションバーの捩れ角度をレゾルバにより検出するが、ＭＲセンサ等の他の回転角センサにより検出することもできる。
【００３４】
次に、アシストＥＣＵ１００について図２を用いて説明する。アシストＥＣＵ１００は、モータ２０の目標制御量を演算し、演算された目標制御量に応じたスイッチ駆動信号を出力する電子制御回路５０と、電子制御回路５０から出力されたスイッチ駆動信号にしたがってモータ２０に通電するモータ駆動回路４０とを含んで構成される。
【００３５】
モータ２０としては、種々のものを採用することができる。例えば、ＤＣブラシレスモータを使用する場合には、モータ駆動回路４０としては３相インバータを使用すればよく、ブラシ付モータを使用する場合には、モータ駆動回路４０としてはＨブリッジ回路を使用するとよい。本実施形態においては、ＤＣブラシレスモータを使用するものとして説明する。
【００３６】
電子制御回路５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータと、各種の入出力インタフェースと、モータ駆動回路４０にスイッチ駆動信号を供給するスイッチ駆動回路等を備えている。
【００３７】
電子制御回路５０は、その機能に着目すると、目標アシストトルクＴａ＊を計算する目標アシストトルク計算部７０と、目標アシストトルクＴａ＊に応じた電流がモータ２０に流れるようにモータ通電量を計算してモータ通電量に応じたスイッチ駆動信号をモータ駆動回路４０に出力するモータ制御部６０とを備えている。各機能部における処理は、マイコンに記憶された制御プログラムを所定の周期で繰り返し実行することにより行われる。
【００３８】
目標アシストトルク計算部７０は、正常時アシストトルク計算部７１と、異常時アシストトルク計算部８０と、異常検出部７２と、制御切替部７３とを備えている。正常時アシストトルク計算部７１は、異常検出部７２から出力される異常判定フラグＦfailを入力し、異常判定フラグＦfailが「０」である場合に、目標アシストトルクＴａ１を計算し、異常判定フラグＦfailが「１」である場合には、その計算処理を停止する演算ブロックである。異常時アシストトルク計算部８０は、異常検出部７２から出力される異常判定フラグＦfailを入力し、異常判定フラグＦfailが「１」である場合に、目標アシストトルクＴａ２を計算し、異常判定フラグＦfailが「０」である場合には、その計算処理を停止する演算ブロックである。
【００３９】
異常検出部７２は、操舵トルクセンサ２１の異常の有無を判定し、異常無しと判定している場合には、異常判定フラグＦfailを「０」に設定し、異常有りと判定している場合には、異常判定フラグＦfailを「１」に設定し、異常判定フラグＦfailを正常時アシストトルク計算部７１と異常時アシストトルク計算部８０と制御切替部７３とに出力する。
【００４０】
制御切替部７３は、正常時アシストトルク計算部７１により計算された目標アシストトルクＴａ１と異常時アシストトルク計算部８０により計算された目標アシストトルクＴａ２とを入力して、異常判定フラグＦfailが「０」の場合には、目標アシストトルクＴａ１を選択し、異常判定フラグＦfailが「１」の場合には、目標アシストトルクＴａ２を選択する。そして、選択した目標アシストトルクＴａ１（またはＴａ２）を目標アシストトルクＴａ＊に設定して、目標アシストトルクＴａ＊をモータ制御部６０に出力する。
【００４１】
目標アシストトルク計算部７０の各機能部の詳細については後述する。
【００４２】
モータ制御部６０は、電流フィードバック制御部６１とＰＷＭ信号発生部６２とを備えている。電流フィードバック制御部６１は、制御切替部７３から出力された目標アシストトルクＴａ＊を入力し、目標アシストトルクＴａ＊をモータ２０のトルク定数で除算することにより、目標アシストトルクＴａ＊を発生させるために必要な目標電流Ｉ＊を計算する。そして、モータ駆動回路４０に設けられた電流センサ４１により検出されるモータ電流Ｉｍ（実電流Ｉｍと呼ぶ）を読み込み、目標電流Ｉ＊と実電流Ｉｍとの偏差を計算し、この偏差を使った比例積分制御により実電流Ｉｍが目標電流Ｉ＊に追従するように目標電圧Ｖ＊を計算する。そして、目標電圧Ｖ＊に対応したＰＷＭ制御信号（スイッチ駆動信号）をモータ駆動回路（インバータ）４０のスイッチング素子に出力する。これにより、モータ２０が駆動され、目標アシストトルクＴａ＊に追従したアシストトルクがステアリング機構１０に付与される。
【００４３】
尚、本実施形態においては、ＤＣブラシレスモータを使用しているため、電流フィードバック制御部６１は、モータ２０に設けたモータ回転角センサ２２により検出されるモータ回転角θｍを入力し、このモータ回転角θｍを電気角に変換して、電気角に基づいて目標電流の位相を制御する。
【００４４】
次に、目標アシストトルク計算部７０の各機能部について詳細説明する。正常時アシストトルク計算部７１は、車速センサ２６により検出される車速ｖｘと、操舵トルクセンサ２１により検出される操舵トルクＴｒとを入力して、図３に示す正常時アシストマップを参照して目標アシストトルクＴａ１を計算する。正常時アシストマップは、正常時アシストトルク計算部７１に記憶されており、代表的な複数の車速ｖｘごとに、操舵トルクＴｒと目標アシストトルクＴａ１との関係を設定した関係付けデータであり、操舵トルクＴｒの大きさ（絶対値）が大きくなるほど大きくなり、かつ、車速ｖｘが大きくなるほど小さくなる目標アシストトルクＴａ１を設定する特性を有する。
【００４５】
尚、目標アシストトルクＴａ１の計算にあたっては、各種の補償トルクを目標アシストトルクＴａ１に付加するようにしてもよい。例えば、ステアリング機構１０における摩擦力分を補償する摩擦補償トルクを付加しても良い。また、摩擦分に加えて粘性分を補償する摩擦粘性補償トルクを付加するようにしてもよい。尚、補償トルクの特性については、後述する変形例２にて用いた補償トルクＴａ２２と同様の特性（図２２，２３）でよい。
【００４６】
正常時アシストトルク計算部７１は、異常検出部７２から出力される異常判定フラグＦfailが「０」である場合に、こうした計算処理を実行し、計算結果である目標アシストトルクＴａ１を制御切替部７３に出力する。
【００４７】
異常検出部７２は、操舵トルクセンサ２１の異常の有無を判定する。操舵トルクセンサ２１は、ステアリングシャフト１２の途中に設けられたトーションバーの捩れ角度を検出することにより操舵トルクを計算できるようにしたもので、トーションバーの一端の回転角度と他端の回転角度との角度差から捩れ角度を検出する。操舵トルクセンサ２１は、回転角度を検出するためにレゾルバやＭＲセンサ等の回転角センサを備え、操舵トルクＴｒに対応する捩れ角度の計算値に加えて、回転角センサの検出信号もアシストＥＣＵ１００に出力する。尚、回転角センサの検出信号のみをアシストＥＣＵ１００に出力し、アシストＥＣＵ１００で操舵トルクを計算するようにしてもよい。
【００４８】
操舵トルクセンサ２１に設けられた回転角センサは、回転角に応じた電圧信号を出力する。従って、出力信号の電圧値が適正範囲から外れている場合には、回転角センサに断線や短絡が発生したと考えられる。また、例えば、レゾルバのように出力電圧が正弦波状に周期的に変化する回転角センサを使用している場合には、出力電圧が一定値に固定されている場合等においても、断線や短絡が発生したと考えられる。
【００４９】
異常検出部７２は、回転角センサの出力電圧に基づいて、上記のように操舵トルクセンサ２１の異常を検出する（異常の有無を判定する）。そして、操舵トルクセンサ２１の異常判定結果にしたがって、異常判定フラグＦfailを「１」（異常あり）または「０」（異常なし）に設定する。
【００５０】
次に、異常時アシストトルク計算部８０について説明する。上述した正常時アシストトルク計算部７１は、操舵トルクＴｒに基づいて目標アシストトルクＴａ１を計算するが、操舵トルクセンサ２１が故障した場合には、目標アシストトルクＴａ１を計算することができない。そこで、異常時アシストトルク計算部８０は、操舵トルクセンサ２１の異常が検出された場合に、正常時アシストトルク計算部７１に代わって、目標アシストトルクＴａ２を計算する。
【００５１】
異常時アシストトルク計算部８０は、車両の横加速度、つまり、車両の車幅方向の加速度を検出する横加速度センサ２７の検出信号を入力し、横加速度センサ２７により検出された横加速度ＬＡに基づいて、目標アシストトルクＴａ２を計算する。横加速度ＬＡは、その絶対値により横加速度の大きさを表し、その符号（＋，−）により方向を表す。例えば、右方向の横加速度を正の値で、左方向の横加速度を負の値で表す。
【００５２】
異常時アシストトルク計算部８０は、図４に示すように、方向分離部８１と、時間遅れ設定部９０と、横加速度上限制限部８２と、アシストトルク計算部８３とを備えている。方向分離部８１は、横加速度センサ２７から出力された横加速度ＬＡを、その絶対値｜ＬＡ｜と、その方向Ｓとを表す情報に分離し、絶対値｜ＬＡ｜を時間遅れ設定部９０と横加速度上限制限部８２とに出力し、方向Ｓをアシストトルク計算部８３に出力する。以下、時間遅れ設定部９０と横加速度上限制限部８２とに関しては、横加速度ＬＡの方向を区別する必要はないため、説明を簡単にするために、横加速度｜ＬＡ｜を横加速度ＬＡと呼ぶ。
【００５３】
時間遅れ設定部９０は、図５に示すように、偏差計算部９１と、遅れ調整ゲイン乗算部９２と、積分計算部９３とを備えている。時間遅れ設定部９０は、横加速度ＬＡ（＝｜ＬＡ｜）を入力して、図６に示すように、その横加速度ＬＡに対して時間遅れを持たせた値ＬＡlimを計算により設定するブロックである。以下、値ＬＡlimを遅れ横加速度ＬＡlimと呼ぶ。
【００５４】
図５に示すように、偏差計算部９１は、横加速度ＬＡと、時間遅れ設定部９０の出力である遅れ横加速度ＬＡlimとを入力し、横加速度ＬＡから遅れ横加速度ＬＡlimを減算し、その計算結果である偏差Δ（＝ＬＡ−ＬＡlim）を遅れ調整ゲイン乗算部９２に出力する。遅れ調整ゲイン乗算部９２は、遅れ調整ゲインＫを記憶しており、偏差Δに遅れ調整ゲインＫ（＞０）を乗算して、その計算結果（Ｋ・Δ）を積分計算部９３に出力する。以下、遅れ調整ゲイン乗算部９２の計算結果（Ｋ・Δ）をゲイン乗算値（Ｋ・Δ）と呼ぶ。
【００５５】
積分計算部９３は、遅れ調整ゲイン乗算部９２から出力されたゲイン乗算値（Ｋ・Δ）を積算し、その計算結果（Σ（Ｋ・Δ））を遅れ横加速度ＬＡlimとして出力する。偏差計算部９１、遅れ調整ゲイン乗算部９２、積分計算部９３は、それぞれ所定の短い周期で演算処理を実行する。従って、所定の周期で偏差Δ（＝ＬＡ−ＬＡlim）が計算され、その偏差Δに遅れ調整ゲインＫを乗算したゲイン乗算値（Ｋ・Δ）が積分計算部９３により積算されていく。積分計算部９３における初期値はゼロに設定されている。従って、時間遅れ設定部９０における計算開始直後においては、大きな偏差Δが発生するが、その偏差Δがゼロに近づくように計算処理が繰り返される。これにより、図６に示すような波形の横加速度ＬＡが入力された場合には、横加速度ＬＡに対して時間遅れを有する遅れ横加速度ＬＡlimが計算されることになる。
【００５６】
この場合、遅れ調整ゲイン乗算部９２に設定されているゲインＫが大きいほど、横加速度ＬＡに対する遅れ横加速度ＬＡlimの時間遅れ量が少なくなる。従って、ゲインＫを調整しておくことで、時間遅れ量を任意に設定することができる。この時間遅れ設定部９０は、１次遅れフィルタで構成されているため、入力波形（横加速度ＬＡ）と出力波形（遅れ横加速度ＬＡlim）とは同一の波形にならないが、単純に一定時間だけ出力値を遅らせる遅延回路で構成されるものであってもよい。
【００５７】
時間遅れ設定部９０は、その計算結果である遅れ横加速度ＬＡlimを横加速度上限制限部８２に出力する。横加速度上限制限部８２は、方向分離部８１から出力された横加速度ＬＡと時間遅れ設定部９０から出力された遅れ横加速度ＬＡlimとを入力し、遅れ横加速度ＬＡlimを上限値として使って、横加速度ＬＡを上限制限した制限横加速度ＬＡ２を計算する。つまり、横加速度上限制限部８２は、横加速度ＬＡと遅れ横加速度ＬＡlimとを比較し、両者のうち小さい方の値を制限横加速度ＬＡ２に設定する。従って、制限横加速度ＬＡ２は、図６にハッチングを施した波形で示すように推移する。
【００５８】
この場合、制限横加速度ＬＡ２は、遅れ横加速度ＬＡlimが横加速度ＬＡに対して必ず遅れて発生するため、横加速度の発生開始時においてはゼロとなる。遅れ横加速度ＬＡlimは、横加速度ＬＡに対して遅れて増加し始め、その後、横加速度ＬＡが増加から減少に転じても、その時点においては増加状態を継続する。そして、遅れ横加速度ＬＡlimが横加速度ＬＡを超えると、偏差計算部９１の出力が負の値となり、遅れ横加速度ＬＡlimは、減少に転じる。
【００５９】
従って、制限横加速度ＬＡ２は、図６に示すように、横加速度の発生時においては、遅れ横加速度ＬＡlimと同じ値をとり、横加速度ＬＡに対して遅れて推移する。その後、横加速度ＬＡが減少に転じて遅れ横加速度ＬＡlimを下回ると、横加速度ＬＡと同じ値をとるように推移する。
【００６０】
横加速度上限制限部８２は、計算結果である制限横加速度ＬＡ２をアシストトルク計算部８３に出力する。アシストトルク計算部８３は、制限横加速度ＬＡ２と、方向分離部８１から出力された方向Ｓとを入力し、制限横加速度ＬＡ２（＝｜ＬＡ２｜）に方向Ｓを乗算することで、方向情報の含まれた制限横加速度ＬＡ２を求める。そして、図７に示す異常時アシストトルクマップを参照して目標アシストトルクＴａ２を計算する。
【００６１】
異常時アシストマップは、アシストトルク計算部８３に記憶されており、制限横加速度ＬＡ２と目標アシストトルクＴａ２との関係を設定した関係付けデータであり、制限横加速度ＬＡ２の大きさ（絶対値）が大きくなるほど大きくなる目標アシストトルクＴａ２を設定する特性を有する。異常時アシストトルクマップとしては、例えば、図７（ａ）に示すように、制限横加速度ＬＡ２に比例する目標アシストトルクＴａ２を設定したもの、図７（ｂ）に示すように、制限横加速度ＬＡ２の増加に伴って目標アシストトルクＴａ２の増加度合が少なくなるように設定したもの、図７（ｃ）に示すように、制限横加速度ＬＡ２の不感帯を設けたものなどを採用することができる。
【００６２】
このようにして、目標アシストトルクＴａ２は、制限横加速度ＬＡ２に応答して設定される。従って、目標アシストトルクＴａ２は、横加速度ＬＡの発生に対して遅れて発生し、横加速度ＬＡの低下とともに低下する。
【００６３】
アシストトルク計算部８３は、その計算結果である目標アシストトルクＴａ２を制御切替部７３に出力する。
【００６４】
この電動パワーステアリング装置１によれば、操舵トルクセンサ２１が故障した場合であっても、正常時アシストトルク計算部７１に代わって異常時アシストトルク計算部８０が目標アシストトルクＴａ＊を計算するため、操舵アシストを継続することができる。この場合、異常時アシストトルク計算部８０においては、横加速度ＬＡに時間遅れを持たせた遅れ横加速度ＬＡlimを上限値として、横加速度ＬＡを上限制限した制限横加速度ＬＡ２を計算し、この制限横加速度ＬＡ２に基づいて目標アシストトルクＴａ＊（＝Ｔａ２）を設定する。従って、操舵操作開始時においては、操舵アシストが発生しないためハンドル操作が重くなり、速いハンドル操作を抑制することができる。このため、操舵ハンドル１１の切り過ぎを防止することができる。
【００６５】
また、ドライバーがゆっくりハンドル操作を開始した場合には、操舵ハンドル１１を切り過ぎることはなく、また、操舵速度に対して操舵アシストの遅れは少ないため、ドライバーに操舵アシストの遅れを感じにくくすることができる。
【００６６】
また、例えば、操舵ハンドル１１を切りすぎた場合には、横加速度が必要以上に増加してしまい、これに伴って操舵アシストが増加する。従って、この場合には、操舵ハンドル１１の切り過ぎをさらに助長してしまうことになり、車両がスリップする可能性がある。これに対して、本実施形態においては、操舵操作の開始時点においては、操舵アシストが発生しないため、速いハンドル操作を防止し、操舵ハンドルの切り過ぎを防止する。これにより、車両のスリップを防止することができる。
【００６７】
特に、摩擦係数の低い路面の走行中においては、タイヤグリップ力の低下により、操舵ハンドル１１を切り過ぎやすいが、本実施形態においては、操舵操作から遅れて操舵アシストを開始するため、上記の課題を解決することができる。また、路面の摩擦係数が変動し、これに伴って車両の挙動が一瞬乱れて、横加速度が一時的に増加することがある。そうした場合、横加速度に基づいてすぐに操舵アシストを発生させてしまうと、操舵ハンドルを切り過ぎてしまうことがある。これに対して、本実施形態においては、上述したように操舵アシストの発生を遅らせるために、車両の一時的な挙動の乱れに対して操舵ハンドルの切り過ぎを防止することができる。
【００６８】
また、操舵ハンドル１１を戻し操作するときには、横加速度ＬＡが遅れ横加速度ＬＡlimよりも小さい状態になっているため、制限横加速度ＬＡ２が横加速度ＬＡと同じ値に設定される。従って、戻し操作をスムーズに行うことができる。
【００６９】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。この第２実施形態にかかる電動パワーステアリング装置１は、第１実施形態にかかる時間遅れ設定部９０の機能を変更したもので、他の構成は第１実施形態と同一である。従って、ここでは、時間遅れ設定部についてのみ説明する。図８は、第２実施形態にかかる時間遅れ設定部９０２の機能ブロック図である。第１実施形態と同じ機能部については、図面に第１実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
【００７０】
第２実施形態にかかる時間遅れ設定部９０２は、遅れ横加速度ＬＡlimの上限と下限とを設定する機能を設けたものである。時間遅れ設定部９０２は、偏差計算部９１と、遅れ調整ゲイン乗算部９２と、遅れ横加速度上限設定部９４と、遅れ横加速度下限設定部９５と、上下限付き積分計算部９６とを備えている。各機能部は、それぞれ所定の短い周期で演算処理を実行する。偏差計算部９１と遅れ調整ゲイン乗算部９２に関しては、第１実施形態と同一である。
【００７１】
遅れ横加速度上限設定部９４は、車速ｖｘを入力し、この車速ｖｘに基づいて遅れ横加速度ＬＡlimの上限値である遅れ横加速度上限ＬＡlim_maxを計算する。遅れ横加速度上限設定部９４は、図９（ａ）に示すような遅れ横加速度上限マップを記憶しており、この遅れ横加速度上限マップを参照して、車速ｖｘに基づいて遅れ横加速度上限ＬＡlim_maxを計算する。遅れ横加速度上限マップは、車速ｖｘが基準車速ｖｘ０以下である場合には、遅れ横加速度上限ＬＡlim_maxを一定値ＬＡａに設定し、車速ｖｘが基準車速ｖｘ０を超える場合には、車速ｖｘが大きくなるに従って、遅れ横加速度上限ＬＡlim_maxを減少させる特性を有する。遅れ横加速度上限設定部９４は、計算した遅れ横加速度上限ＬＡlim_maxを上下限付き積分計算部９６に出力する。
【００７２】
遅れ横加速度下限設定部９５は、車速ｖｘを入力し、この車速ｖｘに基づいて遅れ横加速度ＬＡlimの下限値である遅れ横加速度下限ＬＡlim_minを計算する。遅れ横加速度下限設定部９５は、図９（ｂ）に示すような遅れ横加速度下限マップを記憶しており、この遅れ横加速度下限マップを参照して、車速ｖｘに基づいて遅れ横加速度下限ＬＡlim_minを計算する。遅れ横加速度下限マップは、車速ｖｘが基準車速ｖｘ０以下である場合には、遅れ横加速度下限ＬＡlim_minを一定値ＬＡｂ（＜ＬＡａ）に設定し、車速ｖｘが基準車速ｖｘ０を超える場合には、車速ｖｘが大きくなるに従って、遅れ横加速度下限ＬＡlim_minを減少させる特性を有する。遅れ横加速度下限設定部９５は、計算した遅れ横加速度下限ＬＡlim_minを上下限付き積分計算部９６に出力する。
【００７３】
上下限付き積分計算部９６は、遅れ調整ゲイン乗算部９２から出力されたゲイン乗算値（Ｋ・Δ）と、遅れ横加速度上限ＬＡlim_maxと遅れ横加速度下限ＬＡlim_minとを入力して、遅れ横加速度ＬＡlimを計算し、計算結果である遅れ横加速度ＬＡlimを横加速度上限制限部８２に出力する演算ブロックである。この上下限付き積分計算部９６は、図１０に示すように、加算部９６１と、１サンプル遅延部９６２と、大側選択部９６３と、小側選択部９６４とを備えている。各機能部は、それぞれ所定の短い周期で演算処理を実行する。
【００７４】
１サンプル遅延部９６２は、上下限付き積分計算部９６の計算結果である遅れ横加速度ＬＡlimを入力して記憶し、次の演算周期に、この遅れ横加速度ＬＡlim(n-1)を加算部９６１に出力する。尚、符号末尾の(n-1)は、１演算周期前の計算値であることを表す。加算部９６１は、１サンプル遅延部９６２から出力された遅れ横加速度ＬＡlim(n-1)に遅れ調整ゲイン乗算部９２から出力されたゲイン乗算値（Ｋ・Δ）を加算し、この計算結果である（ＬＡlim(n-1)＋Ｋ・Δ）を大側選択部９６３に出力する。
【００７５】
従って、加算部９６１は、遅れ横加速度ＬＡlimが横加速度ＬＡに追従するように計算されたゲイン乗算値（Ｋ・Δ）を積算することにより、新たな遅れ横加速度ＬＡlim’を演算する積分器として機能する。この遅れ横加速度ＬＡlim’は、後述する上限・下限制限が施されていないものであるため、以下、遅れ横加速度ＬＡlim’を制限前遅れ横加速度ＬＡlim’と呼ぶ。
【００７６】
大側選択部９６３は、遅れ横加速度下限設定部９５から出力された遅れ横加速度下限ＬＡlim_minと、加算部９６１から出力された制限前遅れ横加速度ＬＡlim’とを入力し、両者のうちの大きい方の値を選択する。例えば、制限前遅れ横加速度ＬＡlim’が遅れ横加速度下限ＬＡlim_minよりも大きければ、制限前遅れ横加速度ＬＡlim’を選択し、制限前遅れ横加速度ＬＡlim’が遅れ横加速度下限ＬＡlim_min以下であれば、遅れ横加速度下限ＬＡlim_minを選択する。大側選択部９６３は、選択した値を表す下限制限済遅れ横加速度ＬＡlim’’を小側選択部９６４に出力する。
【００７７】
小側選択部９６４は、遅れ横加速度上限設定部９４から出力された遅れ横加速度上限ＬＡlim_maxと、大側選択部９６３から出力された下限制限済遅れ横加速度ＬＡlim’’を入力し、両者のうちの小さい方の値を選択する。例えば、下限制限済遅れ横加速度ＬＡlim’’が遅れ横加速度上限ＬＡlim_maxよりも小さければ、下限制限済遅れ横加速度ＬＡlim’’を選択し、下限制限済遅れ横加速度ＬＡlim’’が遅れ横加速度上限ＬＡlim_max以上であれば、遅れ横加速度上限ＬＡlim_maxを選択する。小側選択部９６４は、選択した値を最終的な遅れ横加速度ＬＡlimに設定する。
【００７８】
従って、上下限付き積分計算部９６から出力される遅れ横加速度ＬＡlimは、図１１に示すように、第１実施形態の遅れ横加速度ＬＡlimに対して、更に、上限・下限制限が施されたものとなる。この遅れ横加速度ＬＡlimは、横加速度上限制限部８２に出力される。横加速度上限制限部８２においては、第１実施形態で説明したように、横加速度ＬＡを遅れ横加速度ＬＡlimで上限制限した制限横加速度ＬＡ２を計算する。従って、制限横加速度ＬＡ２は、図１１にハッチングを施した波形で示すように推移する。
【００７９】
ここで、遅れ横加速度ＬＡlimに上限・下限制限を施した理由について説明する。第１実施形態のように横加速度ＬＡを遅れ横加速度ＬＡlimで上限制限した場合には、横加速度の発生直後においては、遅れ横加速度ＬＡlimがゼロになるため、制限横加速度ＬＡ２もゼロになる。従って、横加速度の発生直後においては操舵アシストが働かなくなってハンドル操作が重くなり車両のスリップを防止することができる。しかし、車両が摩擦係数の低い路面を走行している場合であっても、横加速度が低い状態（例えば、０．１〜０．２Ｇ程度）であれば車両はスリップしない。従って、横加速度が低い状態であれば、操舵アシストを遅れさせなくても問題ない。
【００８０】
一方、大きな横加速度ＬＡが検出された場合には、操舵アシストは遅れるものの、最終的には大きな制限横加速度ＬＡ２が計算されることもあり、操舵アシストが過剰となることが考えられる。
【００８１】
そこで、第２実施形態においては、横加速度が低い状況においては、遅れ横加速度ＬＡlimがゼロにならないようにする。そうするために、第２実施形態においては、遅れ横加速度ＬＡlimの下限値である遅れ横加速度下限ＬＡlim_min（＞０）を設定する。遅れ横加速度下限ＬＡlim_minを設定すれば、図１１に示すように、横加速度の発生直後においては、必ず横加速度ＬＡが遅れ横加速度ＬＡlimを下回る。これにより、横加速度の発生直後から操舵アシストを開始することができスムーズな操舵操作が可能となる。また、横加速度ＬＡが遅れ横加速度ＬＡlimを上回った場合には、その時点から、操舵アシストが抑制され、操舵ハンドル１１の切り過ぎを抑制することができる。
【００８２】
また、遅れ横加速度下限ＬＡlim_minは、摩擦係数の低い路面（例えば、雪上路面）におけるグリップ力限界に対応させて設定される。従って、摩擦係数の低い路面であっても車両のスリップを防止することができる
【００８３】
また、横加速度ＬＡlimの上限値である遅れ横加速度上限ＬＡlim_maxが設定されるため、操舵アシストが過剰になることを防止することができる。
【００８４】
通常の車両の運転状態であれば、車速が大きい場合には、大きな横加速度を発生することは殆どない。そこで、第２実施形態においては、車速ｖｘが大きい場合には、車速ｖｘが大きくなるほど小さくなる遅れ横加速度上限ＬＡlim_maxと遅れ横加速度下限ＬＡlim_minとを設定する。これにより、実使用上において車両のスリップを効果的に抑制することができる。
【００８５】
＜第２実施形態の変形例＞
第２実施形態においては、車速ｖｘに応じて遅れ横加速度上限ＬＡlim_maxと遅れ横加速度下限ＬＡlim_minとを設定する構成であるが、遅れ横加速度上限ＬＡlim_maxと遅れ横加速度下限ＬＡlim_minとの少なくとも一方を、車速ｖｘに関係なく固定値にしてもよい。この場合においても、車両のスリップを抑制しつつ、操舵開始時において適度な操舵アシストが得られる。
【００８６】
また、遅れ横加速度上限設定部９４と遅れ横加速度下限設定部９５との何れか一方のみを設けた構成、つまり、遅れ横加速度上限ＬＡlim_max、あるいは、遅れ横加速度下限ＬＡlim_minのみを設定する構成であってもよい。また、この場合においても、遅れ横加速度上限ＬＡlim_max、あるいは、遅れ横加速度下限ＬＡlim_minを車速ｖｘに関係なく固定値にしてもよい。
【００８７】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。この第３実施形態にかかる電動パワーステアリング装置１は、第１実施形態あるいは第２実施形態における遅れ調整ゲイン乗算部９２の機能を変更したもので、他の構成については第１実施形態あるいは第２実施形態と同一である。従って、ここでは、遅れ調整ゲイン乗算部についてのみ説明する。この第３実施形態における遅れ調整ゲイン乗算部を遅れ調整ゲイン乗算部９２３と呼ぶ。遅れ調整ゲイン乗算部９２３は、遅れ横加速度ＬＡlimを増加させる場合と減少させる場合とで、遅れ横加速度ＬＡlimの遅れ時間を独立して設定するように構成したものである。
【００８８】
図１２（ａ），（ｂ）は、遅れ調整ゲイン乗算部９２３におけるゲイン特性の２つの例を表す。同図において、横軸は、遅れ調整ゲイン乗算部９２３に入力される偏差Δ（＝ＬＡ−ＬＡlim）であり、縦軸は、遅れ調整ゲイン乗算部９２３の出力であるゲイン乗算値（Ｋ・Δ）を表す。図１２（ａ）のゲイン特性においては、遅れ横加速度ＬＡlimを減少させる傾きＫ（＝Ｋ２）が、遅れ横加速度ＬＡlimを増加させる傾きＫ（＝Ｋ１）に比べて小さく設定されている。また、図１２（ｂ）のゲイン特性においては、遅れ横加速度ＬＡlimを減少させる最大値ｍａｘ（Ｋ・Δ）が、遅れ横加速度ＬＡlimを増加させる場合に比べて小さな値に制限されている。
【００８９】
このため、どちらのゲイン特性においても、遅れ横加速度ＬＡlimは、増加する場合に比べて減少する場合のほうが時間をかけて変化する、つまり、ゆっくり変化する。従って、例えば、コーナーが連続する道路を走行しているときのように、操舵ハンドル１１を左右交互に繰り返し操舵操作する場合には、２度目以降の操舵操作時における操舵アシストが遅れなく立ち上がるため、軽いハンドル操作にて連続したコーナーを走行することができる。
【００９０】
図１３は、短期間のうちに操舵操作を２回行った場合における、横加速度ＬＡと遅れ横加速度ＬＡlimと制限横加速度ＬＡ２との関係を表す。１回目の操舵操作時においては、遅れ横加速度ＬＡlimにより上限制限された制限横加速度ＬＡ２が設定されるため、操舵アシストの立ち上がりが制限される。１回目の操舵操作が終了すると横加速度ＬＡが低下し、その後、遅れ横加速度ＬＡlimも低下する。この場合、遅れ横加速度ＬＡlimは、上記ゲイン特性にしたがってゆっくり減少するため、２回目の操舵操作が行われた時には、まだ、減少途中であって横加速度ＬＡよりも上回っている。これにより、２回目の操舵操作時においては、制限横加速度ＬＡ２として横加速度ＬＡが設定され、操舵アシストの開始が遅れない。
【００９１】
路面の摩擦係数は、短時間の間に大きく変化しないと考えられる。そこで、第３実施形態においては、遅れ調整ゲイン乗算部９２３のゲイン特性を調整することにより、遅れ横加速度ＬＡlimを増加させる速度よりも減少させる速度を遅くして、連続した操舵操作における２回目以降の操舵操作に対して操舵アシストの立ち上がりを遅れないようにしている。従って、第３実施形態によれば、操舵ハンドル１１の切り過ぎの抑制と、操舵アシスト性能の向上との両立を図ることができる。
【００９２】
＜第３実施形態の変形例＞
遅れ調整ゲイン乗算部９２３におけるゲイン特性は、図１２（ｂ）の破線にて示すように、偏差Δ（＝ＬＡ−ＬＡlim）が基準値より大きい場合には、遅れ調整ゲイン乗算部９２３の出力であるゲイン乗算値（Ｋ・Δ）がそれ以上増加しないように上限制限を設けたものであってもよい。これによれば、遅れ横加速度ＬＡlimが急激に増加することを防止するこができ、遅れ時間を適正に確保することができる。
【００９３】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。この第４実施形態にかかる電動パワーステアリング装置１は、第１実施形態ないし第３実施形態の何れかにおける時間遅れ設定部の機能を変更したもので、他の構成は上述の実施形態と同一である。従って、ここでは、時間遅れ設定部についてのみ説明する。図１４は、第４実施形態にかかる時間遅れ設定部９０４の機能ブロック図である。上述した実施形態と同じ機能部については、図面に当該実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
【００９４】
第４実施形態にかかる時間遅れ設定部９０４は、車両のスリップ指標を表す情報を取得し、スリップ指標が大きいほど遅れ横加速度ＬＡlimが小さくなるようにする機能を設けたものである。時間遅れ設定部９０４は、偏差計算部９１と、遅れ調整ゲイン乗算部９２３（または遅れ調整ゲイン乗算部９２）と、低下量減算部９７と、遅れ横加速度上限設定部９４と、遅れ横加速度下限設定部９５４と、スリップ応答低下量設定部９８と、上下限付き積分計算部９６とを備えている。各機能部は、それぞれ所定の短い周期で演算処理を実行する。
【００９５】
スリップ応答低下量設定部９８は、車両のスリップの程度を表すスリップ指標ＳＬを取得する。スリップ指標ＳＬは、例えば、車両の挙動を制御する車両挙動制御装置（図示略）により計算された値を入力してもよいし、アシストＥＣＵ１００において計算してもよい。スリップ指標ＳＬは、例えば、以下のように計算することができる。
【００９６】
スリップ指標は、例えば、計算により求めた推定操舵角θ’と操舵角センサ（図示略）により検出された実操舵角θとの偏差（｜θ−θ’｜を計算し、偏差が大きいほど大きくなるように設定することができる。推定操舵角θ’は、例えば、次式により計算することができる。
θ’＝ＫＧ・ｔａｎ-1（２ｂ（Ｖ１−Ｖ２）／ａ（Ｖ１＋Ｖ２））
ここで、Ｖ１は左後輪ＲＷ１の回転速度、Ｖ２は右後輪ＲＷ２の回転速度、ＫＧはモータ２０から前輪ＦＷ１，ＦＷ２までのギヤ比、ａは左右後輪ＲＷ１，ＲＷ２のトレッド、ｂは車両のホイールベースを表す。
【００９７】
また、スリップ指標は、例えば、計算により求めた規範ヨーレートγ’とヨーレートセンサ（図示略）により検出された実ヨーレートγとの偏差（｜γ−γ’｜）を計算し、偏差が大きいほど大きくなるように設定してもよい。規範ヨーレートγ’は、例えば、次式により計算することができる。
γ’＝ｖｘ・θ／（Ｎ・ｂ）−Ｋｈ・ＬＡ・ｖｘ
ここで、Ｋｈは車両のスタビリティファクタ、Ｎはステアリングギヤ比を表す。
【００９８】
スリップ応答低下量設定部９８は、スリップ指標ＳＬを入力し、このスリップ指標ＳＬに基づいて、遅れ調整ゲイン乗算部９２３の出力するゲイン乗算値（Ｋ・Δ）を低下させる低下量Ｒを計算する。スリップ応答低下量設定部は、図１５に示すような低下量マップを記憶しており、この低下量マップに基づいて低下量Ｒを計算する。低下量マップは、スリップ指標ＳＬが第１基準値ＳＬ１以下である場合には、低下量Ｒをゼロに設定し、スリップ指標ＳＬが第１基準値ＳＬ１を上回り第２基準値ＳＬ２以下となる場合には、スリップ指標ＳＬの増加にしたがって増加する低下量Ｒを設定し、スリップ指標ＳＬが第２基準値ＳＬ２を上回る場合には、一定の低下量Ｒを設定する特性を有する。
【００９９】
スリップ応答低下量設定部９８は、スリップ指標ＳＬに基づいて低下量Ｒを計算すると、低下量Ｒを低下量減算部９７に出力する。低下量減算部９７は、この低下量Ｒと、遅れ調整ゲイン乗算部９２３から出力されたゲイン乗算値（Ｋ・Δ）とを入力し、ゲイン乗算値（Ｋ・Δ）から低下量Ｒを減算し、その計算結果（（Ｋ・Δ）−Ｒ）を上下限付き積分計算部９６に出力する。以下、計算結果（（Ｋ・Δ）−Ｒ）をスリップ応答ゲイン乗算値（（Ｋ・Δ）−Ｒ）と呼ぶ。
【０１００】
スリップ指標ＳＬは、遅れ横加速度下限設定部９５４にも出力される。遅れ横加速度下限設定部９５４は、車速ｖｘとスリップ指標ＳＬとを入力し、図１６に示す遅れ横加速度下限設定ルーチンを所定の短い周期で実行する。遅れ横加速度下限設定部９５４は、ステップＳ１１において、スリップ指標ＳＬが予め設定した判定閾値ＳＬrefより大きいか否かを判断する。スリップ指標ＳＬが判定閾値ＳＬref以下である場合には、ステップＳ１２において、車速ｖｘに基づいて遅れ横加速度ＬＡlimの下限値である遅れ横加速度下限ＬＡlim_minを計算する。このステップＳ１２の計算処理は、第２実施形態における遅れ横加速度下限ＬＡlim_minの計算処理と同様である。尚、判定閾値ＳＬrefは、スリップ応答低下量設定部９８において使用される第１基準値ＳＬ１，第２基準値ＳＬ２とは関係なく任意に設定してもよいし、第１基準値ＳＬ１と同じ値に設定してもよいし、第２基準値ＳＬ２と同じ値に設定してもよい。
【０１０１】
一方、スリップ指標ＳＬが判定閾値ＳＬrefを超えている場合には（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、遅れ横加速度下限設定部９５４は、ステップＳ１３において、遅れ横加速度下限ＬＡlim_minをゼロ（ＬＡlim_min＝０）に設定する。
【０１０２】
遅れ横加速度下限設定部９５４は、ステップＳ１２あるいはステップＳ１３にて計算した遅れ横加速度下限ＬＡlim_minを上下限付き積分計算部９６に出力する。遅れ横加速度下限設定部９５４は、遅れ横加速度下限設定ルーチンを所定の短い周期で実行するため、スリップ指標ＳＬの大きさに応じた遅れ横加速度下限ＬＡlim_minを出力する。
【０１０３】
上下限付き積分計算部９６は、低下量減算部９７から出力されたスリップ応答ゲイン乗算値（（Ｋ・Δ）−Ｒ）と、遅れ横加速度上限設定部９４から出力された遅れ横加速度上限ＬＡlim_maxと、遅れ横加速度下限設定部９５４から出力された遅れ横加速度下限ＬＡlim_minとを入力し、遅れ横加速度ＬＡlimを計算する。遅れ横加速度ＬＡlimの計算は、第２実施形態における計算と同様である。この場合、第２実施形態におけるゲイン乗算値（Ｋ・Δ）に代わってスリップ応答ゲイン乗算値（（Ｋ・Δ）−Ｒ）が使用され、第２実施形態における遅れ横加速度下限ＬＡlim_minに代わって遅れ横加速度下限設定部９５４で計算された遅れ横加速度下限ＬＡlim_minが使用される。
【０１０４】
従って、上下限付き積分計算部９６においては、車両がスリップしていない場合には、第２実施形態と同様の遅れ横加速度ＬＡlimが計算される。また、万が一、車両がスリップした場合には、スリップ指標ＳＬに応じて設定される低下量Ｒだけ低減されたスリップ応答ゲイン乗算値（（Ｋ・Δ）−Ｒ）が積算されて遅れ横加速度ＬＡlimが計算される。この場合においても、遅れ横加速度ＬＡlimが、遅れ横加速度上限ＬＡlim_maxと遅れ横加速度下限ＬＡlim_minと間に収まるように、遅れ横加速度ＬＡlimの上下限制限が行われる。
【０１０５】
この第４実施形態においては、車両のスリップ指標ＳＬが第１基準値ＳＬ１を超えた場合には、ゲイン乗算値（Ｋ・Δ）をスリップ指標ＳＬに応じた低下量Ｒだけ減らすため、上下限付き積分計算部９６の出力である遅れ横加速度ＬＡlimは、スリップ指標ＳＬに応じた速度で減少する。例えば、図１７に示すように、時刻ｔ１において、車両のスリップ指標が第１基準値を超えると、その時点から遅れ横加速度ＬＡlimが大きく減少し始める。この場合、遅れ横加速度下限ＬＡlim_minがゼロに設定されるため、遅れ横加速度ＬＡlimは、速やかにゼロにまで減少する（時刻ｔ２）。従って、遅れ横加速度ＬＡlimに上限制限される制限横加速度ＬＡ２がゼロになり、その結果、操舵アシストが停止される。これにより、ハンドル操作を重くすることができ、車両のスリップの拡大、つまり、車両が更にスリップしてしまうことを防止することができる。
【０１０６】
車両のスリップがおさまって、スリップ指標ＳＬが判定閾値ＳＬref以下にまで低下すると（時刻ｔ３）、遅れ横加速度下限マップに基づいて遅れ横加速度下限ＬＡlim_min（＞０）が計算され、この遅れ横加速度下限ＬＡlim_min以下となる範囲で制限横加速度ＬＡ２が設定される。従って、速やかに操舵アシストを復帰させることができる。これにより、操舵アシストの停止期間を、車両のスリップ拡大防止に必要な最小限に抑えることができる。この結果、車両のスリップの拡大防止と、操舵アシスト性能の向上とを一層良好に両立させることができる。
【０１０７】
また、スリップ指標ＳＬと低下量Ｒとを関係付ける低下量マップには、第１基準値ＳＬ１による不感帯が設定されているため、敏感なスリップ判定を防止でき、路面凹凸などによって不必要に操舵アシストが低下されてしまうといった不具合を防止することができる。また、遅れ横加速度下限ＬＡlim_minにおいても、判定閾値ＳＬref（＞０）による不感帯が設定されているため、遅れ横加速度下限ＬＡlim_minが不必要にゼロに設定されてしまうことを防止できる。
【０１０８】
＜第４実施形態の変形例＞
第４実施形態においては、車両がスリップした場合には、遅れ調整ゲイン乗算部９２３から出力されたゲイン乗算値（Ｋ・Δ）から低下量Ｒを減算することにより、遅れ横加速度ＬＡlimを速やかに減少させるが、一方で、偏差計算部９１の出力する偏差Δ（＝ＬＡ−ＬＡlim）が大きくなり、結果として、ゲイン乗算値（Ｋ・Δ）が低下量Ｒをキャンセルしてしまうおそれがある。そうしたケースにおいては、遅れ横加速度ＬＡlimを速やかに減少させることができない。第４実施形態の変形例は、そうしたケースに特に有効なものである。
【０１０９】
第４実施形態の変形例においては、遅れ調整ゲイン乗算部の処理のみが上述した第４実施形態に対して相違する。以下、この変形例の遅れ調整ゲイン乗算部を遅れ調整ゲイン乗算部９２４と呼び、遅れ調整ゲイン乗算部９２４の処理について説明する。遅れ調整ゲイン乗算部９２４は、偏差計算部９１から出力される偏差Δに加えて、図１４の破線矢印に示すように、スリップ指標ＳＬを入力し、図１８に示すゲイン乗算ルーチンを所定の短い周期で実行する。
【０１１０】
遅れ調整ゲイン乗算部９２４は、ステップＳ２１において、スリップ指標ＳＬが予め設定した判定閾値ＳＬrefより大きいか否かを判断する。この判定閾値ＳＬrefは、遅れ横加速度下限設定部９５４がステップＳ１１において使用する判定閾値ＳＬrefと同一であってもよいし、異なる値であってもよい。遅れ調整ゲイン乗算部９２４は、スリップ指標ＳＬが判定閾値ＳＬref以下である場合には、ステップＳ２２において、偏差Δに調整ゲインＫ（≠０）を乗算することによりゲイン乗算値を計算して、計算結果（Ｋ・Δ）を低下量減算部９７に出力する。
【０１１１】
一方、スリップ指標ＳＬが判定閾値ＳＬrefを超えている場合には、遅れ調整ゲイン乗算部９２４は、ステップＳ２３において、ゲイン乗算値をゼロに設定し、計算結果（Ｋ・Δ＝０）を低下量減算部９７に出力する。
【０１１２】
この変形例によれば、車両のスリップが検出された場合には、遅れ横加速度ＬＡlimを第４実施形態に比べて一層速やかに減少させることができる。従って、車両のスリップの拡大防止能力を高めることができる。
【０１１３】
次に、第１実施形態〜第４実施形態に共通するアシストトルク計算部８３にかかる変形例を２つ説明する。
＜第１〜第４実施形態の共通の変形例１＞
変形例１にかかるアシストトルク計算部をアシストトルク計算部８３１と呼ぶ。アシストトルク計算部８３１は、制限横加速度｜ＬＡ２｜と方向Ｓとに加えて、図４に示すように、車速ｖｘを入力し、図１９に示す異常時アシストマップを参照して目標アシストトルクＴａ２を計算する。異常時アシストマップは、アシストトルク計算部８３１に記憶されており、代表的な複数の車速ｖｘごとに、制限横加速度ＬＡ２と目標アシストトルクＴａ２との関係を設定した関係付けデータであり、制限横加速度ＬＡ２の大きさ（絶対値）が大きくなるほど大きくなり、かつ、車速ｖｘが大きくなるほど小さくなる目標アシストトルクＴａ２を設定する特性を有する。
【０１１４】
従って、車速ｖｘが小さいほど制限横加速度ＬＡ２に対する目標アシストトルクＴａ２の感度が高く、車速ｖｘが大きいほど制限横加速度ＬＡ２に対する目標アシストトルクＴａ２の感度が低くなる。これにより、低速時における操舵力低減と高速時における操舵操作の安定性との両立を図ることができる。
【０１１５】
また、この変形例１における異常時アシストマップは、図７（ａ）に対応したものであるが、図７（ｂ）あるいは図７（ｃ）に対応させたものであっても良い。つまり、制限横加速度ＬＡ２の増加に伴って目標アシストトルクＴａ２の増加度合が少なくなるように設定してもよいし、制限横加速度ＬＡ２の不感帯を設けてもよい。
【０１１６】
また、異常時アシストマップは、図２０に示すように、制限横加速度ＬＡ２に対する目標アシストトルクＴａ２の比（Ｔａ２／ＬＡ２）を車速ｖｘに応じて設定するものであってもよい。この場合、図に破線にて示すように、車速ｖｘがゼロ付近においては、比（Ｔａ２／ＬＡ２）をゼロにしてもよい。
【０１１７】
＜第１〜第４実施形態の共通の変形例２＞
図２１は、変形例２におけるアシストトルク計算部８３２の構成を表す。アシストトルク計算部８３２は、基本トルク計算部８３２１と、補償トルク計算部８３２２と、加算部８３２３とを備えている。基本トルク計算部８３２１は、制限横加速度｜ＬＡ２｜と方向Ｓと車速ｖｘを入力し、上記の変形例１のアシストトルク計算部８３１と同様の処理を行う。基本トルク計算部８３２１は、その計算結果Ｔａ２１（変形例１の目標アシストトルクＴａ２に相当する）を加算部８３２３に出力する。
【０１１８】
補償トルク計算部８３２２は、操舵速度ωを入力し、図２２に示す摩擦補償マップを参照して、ステアリング機構１０における摩擦力分を補償するための補償トルクＴａ２２を計算する。摩擦補償マップは、補償トルク計算部８３２２に記憶されており、操舵方向に働く一定の補償トルクＴａ２２を設定する。尚、操舵速度ωは、モータ回転角センサ２２により検出されるモータ回転角θｍを時間で微分することにより求められる。操舵角センサを備えている車両であれば、操舵角センサにより検出される操舵角を時間で微分して操舵速度ωを求めてもよい。
【０１１９】
補償トルク計算部８３２２は、計算した補償トルクＴａ２２を加算部８３２３に出力する。加算部８３２３は、基本トルクＴａ２１と補償トルクＴａ２２とを入力し、それらを足しあわせて目標アシストトルクＴａ２（＝Ｔａ２１＋Ｔａ２２）を計算する。
【０１２０】
また、補償トルク計算部８３２２は、車速ｖｘに応じて補償トルクＴａ２２を可変するようにしてもよい。例えば、図２２に破線にて示すように、車速ｖｘが大きいほど小さくなる補償トルクＴａ２２を設定するようにするとよい。
【０１２１】
また、補償トルク計算部８３２２は、ステアリング機構１０における摩擦力分に加えて粘性分を補償するための補償トルクＴａ２２を計算するようにしてもよい。この場合、図２３に示すような、摩擦粘性補償マップを参照して、操舵速度ωに基づいて補償トルクＴａ２２を計算するとよい。この摩擦粘性補償マップは、一定の摩擦補償トルクと、操舵速度ωの増加にしたがって増加する粘性補償トルクとの合計を補償トルクＴａ２２として設定する。また、この例においても、補償トルクＴａ２２を、車速ｖｘが大きいほど小さくなるように設定してもよい。
【０１２２】
この変形例２によれば、操舵トルクセンサ２１の異常時であっても、ステアリング機構１０における摩擦力や粘性を補償した操舵アシストを行うことができる。また、低速時における操舵力低減と高速時における操舵操作の安定性との両立を図ることができる
【０１２３】
以上、複数の実施形態および変形例にかかる電動パワーステアリング装置１について説明したが、本発明は上記実施形態および変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【０１２４】
例えば、本実施形態においては、横加速度センサ２７を備え、この横加速度センサ２７により検出される横加速度ＬＡをアシストＥＣＵ１００に入力しているが、横加速度センサ２７の検出値に代えて、操舵角と車速とから計算した横加速度をアシストＥＣＵ１００に入力するようにしてもよい。横加速度ＬＡは、例えば、次式のように計算することができる。
ＬＡ＝（Ｖ１−Ｖ２）（Ｖ１＋Ｖ２）／２ａ
【０１２５】
また、本実施形態においては、モータ２０の発生するトルクをステアリングシャフト１２に付与するコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置について説明したが、モータの発生するトルクをラックバー１４に付与するラックアシスト式の電動パワーステアリング装置であってもよい。
【要約】  操舵トルクセンサが故障した場合に、時間遅れ設定部９０が、横加速度ＬＡに時間遅れを持たせた値である遅れ横加速度ＬＡlimを計算する。横加速度上限制限部８２は、横加速度ＬＡを遅れ横加速度ＬＡlimで上限制限した制限横加速度ＬＡ２を計算する。アシストトルク計算部８３は、制限横加速度ＬＡ２に基づいて、制限横加速度ＬＡ２が大きくなるにしたがって大きくなる目標アシストトルクＴａ２を計算する。これにより、横加速度ＬＡの検出に対して操舵アシストを適切に遅らせることができ、操舵ハンドル１１の切り過ぎによる車両のスリップを抑制する。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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