(57)【要約】【課題】  良好な操舵フィーリングを維持しながら、減速機の軸において発生する振動、異音を抑制可能な電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】  電動パワーステアリング装置２００は、操舵系に減速機１２，１３を介して補助トルクＴＭを付与する電動機１１と、少なくとも前記操舵系の操舵トルクＴＢに応じて、補助トルクＴＭの目標信号ＩＭの基準となるベース信号ＤＴを演算するベース信号演算部２２０と、少なくとも前記操舵系又は前記減速機の軸の回転速度ωＷＧに応じて、補助トルクＴＭを補正する補正信号ＩＢＲＫを演算する補正信号演算部２２６と、を備える。補正信号演算部２２６は、回転速度の周波数１０［Ｈｚ］以下の低周波成分を抑制する周波数整形部有し、１０［Ｈｚ］以下での良好な操舵フィーリングを維持しながら、１０［Ｈｚ］よりも高い周波数領域に生じる減速機の共振を前記補正信号ＩＢＲＫにより低減させる。【選択図】  図８
2014031120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵系に減速機を介して補助トルクを付与する電動機と、
少なくとも前記操舵系の操舵トルクに応じて、前記補助トルクの目標信号の基準となるベース信号を演算するベース信号演算部と、
少なくとも前記操舵系又は前記減速機の軸の回転速度に応じて、前記補助トルクを補正する補正信号を演算する補正信号演算部と、
を備え、
前記補正信号演算部は、前記回転速度のうちの低周波成分を抑制する周波数整形部を有し、前記補助トルクを前記回転速度のうちの高周波成分で補正する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】
前記周波数整形部は、前記低周波成分を抽出するローパスフィルタを有し、前記回転速度から前記低周波成分を減算して、前記高周波成分を生成することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記周波数整形部は、前記高周波成分と前記回転速度の絶対値とを乗算して、前記補正信号を生成することを特徴とする請求項１乃至２の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
少なくとも前記回転速度に応じて、前記ベース信号を補正するダンパ補正信号を演算するダンパ補正信号演算部を
さらに備え、
前記補助トルクは、前記補正信号の前記高周波成分と前記ダンパ補正信号との双方によって補正されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
操向ハンドルでの前記操舵トルクから前記減速機の軸の前記回転速度までの伝達関数のゲイン特性において、前記減速機の減速比に応じた極大値は、１０［Ｈｚ］よりも高い周波数領域に存在し、
前記高周波成分は、前記極大値を減少させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記操舵系又は前記減速機の軸の前記回転速度は、前記減速機の軸の角速度であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に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、電動パワーステアリング装置等に関し、電動パワーステアリング装置の減速機の軸において発生し得る振動、異音等の異常を抑制可能な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両は、電動パワーステアリング装置を備えることができ、電動パワーステアリング装置は、操向ハンドル（ステアリングハンドル）への運転者による操作によって生じる操舵系（ステアリング系）での操舵トルクを補助する補助トルク（アシストトルク）を電動機（電動モータ）で発生させる。アシストトルクの発生により、電動パワーステアリング装置は、運転者の操舵をアシストして、運転者の負担を軽減することができる。
【０００３】
例えば特許文献１の図１は、電動パワーステアリング装置１００を開示し、特許文献１の図２によれば、電動機１１を所定のデューティ比で駆動するＤＵＴＹ（ＤＵＴＹＵ，ＤＵＴＹＶ，ＤＵＴＹＷ）信号を制御装置２００で設定し、制御装置２００は、少なくともトルク信号Ｔに応じて、電動機１１の出力トルクＴＭの目標信号ＩＭの基準となるベース信号ＤＴをベース信号演算部２２０で設定する。また、特許文献１の図２の制御装置２００は、少なくとも角速度信号ωに応じて、ステアリング系の粘性を補償してベース信号ＤＴを補正するダンパ補償信号（ダンパ補正信号）をダンパ補償信号演算部２２５で設定することができる。ここで、ダンパ補償信号は、ベース信号ＤＴから減算されて、ベース信号ＤＴは、減少する。
【０００４】
さらに、特許文献１の図２の制御装置２００は、少なくともトルク信号Ｔに応じて、ステアリング系の慣性による影響を補償してベース信号ＤＴを補正するイナーシャ補償信号（イナーシャ補正信号）をイナーシャ補償信号演算部２１０で設定することができる。ここで、イナーシャ補償信号は、ベース信号ＤＴに加算されて、ベース信号ＤＴは、増加する。
【０００５】
例えば特許文献２の図１も、電動パワーステアリング装置を開示し、特許文献２の図２によれば、電動機９を所定のデューティ比で駆動する駆動回路１９の電流制御信号（出力電流信号）を操舵制御ユニット１７で設定し、操舵制御ユニット１７は、少なくともトルクセンサ１２の出力に応じて、電動機９の目標電流の基準となる補助操舵トルク（アシストトルク）を補助操舵トルク決定手段１７ａで設定する。また、特許文献２の図２の操舵制御ユニット１７の補助操舵トルク決定手段１７ａは、例えば前述の特許文献１又は後述の特許文献３のように、少なくとも操舵角速度センサ１１の出力に応じて、ステアリング系の粘性を補償して補助操舵トルクを補正するダンパ補正信号を設定することができる。
【０００６】
さらに、特許文献２の図２の操舵制御ユニット１７の補助反力トルク決定手段１７ｂは、少なくともヨーレイトセンサ１５の出力に応じて、横風等の外乱を打ち消す補助反力トルクＴ２を設定することができる。特許文献２の図６によれば、補助反力トルク決定手段１７ｂは、少なくとも操舵角速度センサ１１の出力（操舵角速度ω）に応じて、補助反力トルクＴ２を補正する補助反力トルクＴ１を設定することができる。
【０００７】
例えば特許文献３の図１も、電動パワーステアリング装置を開示し、特許文献３の図４〜図７によれば、電動機１０を電動機駆動信号Ｍｏで駆動する電動機駆動手段１６の電動機制御信号Ｄｏを制御手段１５，２２，２７，３０で設定し、制御手段１５，２２，２７，３０は、少なくともトルク信号Ｔに応じて、電動機１０のトルク制御量ＤＴ（ベース信号）をトルク制御量変換部１７で設定する。また、特許文献３の図４〜図７の制御手段１５，２２，２７，３０は、少なくとも操舵回転速度信号Ｎの絶対値に応じて、ステアリング系の粘性を補償してトルク制御量ＤＴを補正する回転数制御信号ＤＮ（ダンパ補正信号）を回転速度制御量変換部１８で設定することができる。ここで、回転数制御信号ＤＮは、ステアリング系の往き状態においてトルク制御量ＤＴから減算されて、トルク制御量ＤＴは、減少する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１３６６９６号公報
【特許文献２】特許第３１０３０４９号公報
【特許文献３】特許第２８２５１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者らが電動パワーステアリング装置の試作を重ねていると、電動パワーステアリング装置において振動、異音等の異常が発生した。この異常の原因を検討した結果、その試作の減速機の軸において振動、異音等の異常が発生するという課題を認識した。
【００１０】
図１（Ａ）は、試作の減速機を備える電動パワーステアリング装置における評価関数の周波数特性（伝達関数のゲイン特性）を示す。ここで、本発明者らは、評価関数Ｅｖとして、操舵トルクＴＨ（ｓ）から試作の減速機の軸の角速度ωＷＧ（ｓ）までの伝達関数Ｇ（ｓ）を以下の式１のように設定した。
【００１１】
Ｅｖ＝Ｇ（ｓ）＝ωＷＧ（ｓ）／ＴＨ（ｓ）      ・・・式１
【００１２】
ＴＨは、操向ハンドルでの操舵トルクを意味し、時間ｔの関数であるＴＨ（ｔ）で表すこともできる。式１におけるラプラス変数ｓの関数であるＴＨ（ｓ）は、ＴＨ又はＴＨ（ｔ）をラプラス変換することによって得ることができる。ωＷＧは、減速機の軸の回転角θＷＧの微分（＝ｄ（θＷＧ）／ｄｔ）である減速機の軸の角速度を意味し、時間ｔの関数であるωＷＧ（ｔ）で表すこともできる。式１におけるラプラス変数ｓの関数であるωＷＧ（ｓ）は、ωＷＧ又はωＷＧ（ｔ）をラプラス変換することによって得ることができる。
【００１３】
ラプラス変数ｓを虚数ｉと角速度ωとの積で表す時、図１（Ａ）の縦軸のゲイン［ｄＢ］は、２０Ｌｏｇ１０｜Ｇ（ｓ）｜＝２０Ｌｏｇ１０｜Ｇ（ｉ・ω）｜であり、図１（Ａ）の横軸の周波数ｆ［Ｈｚ］は、ω／２πである。
【００１４】
図１（Ａ）の例において、比較例１は、一点鎖線で示されている。周波数ｆが４０［Ｈｚ］付近の比較例１での極大値は、比較例１において、振動、異音等の異常が発生することを意味している。また、図１（Ａ）の例において、比較例２は、二点鎖線で示されている。周波数ｆが４０［Ｈｚ］付近の比較例２での極大値は、比較例２において、補助トルク（ベース信号）を補正するダンパ補正信号（又は後述の電動機の軸での粘性係数ＣＭ）の大きさ（寄与）を増大させる電動パワーステアリング装置において、振動、異音等の異常の発生が抑制されることを意味している。
【００１５】
しかしながら、図１（Ａ）の例において、周波数ｆが１［Ｈｚ］付近の比較例２での極大値は、周波数ｆが１［Ｈｚ］付近の比較例１での極大値よりも大幅に減少している。言い換えれば、周波数ｆが１［Ｈｚ］付近の比較例１での極大値は、比較例１において滑らかな操舵が実行されることを意味している一方、周波数ｆが１［Ｈｚ］付近の比較例２での極大値は、比較例２において滑らかな操舵が実行されないことを意味している。これは、通常１［Ｈｚ］程度の操舵をした場合に、操舵フィーリングが悪化していることを示している。図１（Ｂ）は、１［Ｈｚ］の操舵である操舵トルクＴＨの時間変化の１例を示す。
【００１６】
図２（Ａ）は、図１（Ａ）の評価関数を導出する時に必要な電動パワーステアリング装置のモデルを示し、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のモデルを簡略した時の減速機の軸の共振周波数を示す。
【００１７】
図２（Ａ）の例において、ＴＨ、θＨ及びＪＨは、それぞれ、操向ハンドルでの操舵トルク（入力トルク）、操舵角及び慣性モーメントを意味する。ＣＣは、入力軸での粘性係数を意味する。Ｋ１は、入力軸でのねじり剛性を意味する。ＫＣ及びＫＴＳは、それぞれ、ステアリングコラムでのねじり剛性及びトルクセンサでのねじり剛性を意味する。Ｔｄｅｔ、Ｔｐ及びθｐは、それぞれ、入力軸での操舵トルク（検出トルク）、複合トルク、及び回転角を意味する。ｎＭは、減速機の減速比を意味する。ＫＷＧ、θＷＧ及びωＷＧは、減速機の軸でのねじり剛性、回転角及び角速度を意味する。ＴＭ、ＪＭ及びＣＭは、それぞれ、電動機の軸での補助トルク、慣性モーメント及び粘性係数を意味する。ｎＧ及びＫＷは、減速機構での減速比及びねじり剛性を意味する。ＣＷ、ＴＷ、θＷ及びＪＷは、それぞれ、出力軸での粘性係数、複合トルク、回転角（転舵輪の切れ角）及び慣性モーメントを意味する。
【００１８】
電動パワーステアリング装置が動作して電動機での補助トルクが発生している時に図２（Ａ）で示されるモデルを減速機の軸の共振周波数ｆＷＧＲに着目して解析した結果、本発明者らは、図２（Ａ）で示されるモデルを図２（Ｂ）で示されるモデルに簡略化できることを認識した。減速機の軸の共振周波数ｆＷＧＲは、以下の式２のように求めることができる。
【００１９】
ｆＷＧＲ＝（１／２π）・［（ｎＭ２・ＫＷＧ）・｛（ＪＨ）＋（ｎＭ２・ＪＭ）｝／｛（ＪＨ）・（ｎＭ２・ＪＭ）｝］０．５      ・・・式２
【００２０】
試作の電動パワーステアリング装置における各種のパラメータを式２に代入すると、減速機の軸の共振周波数ｆＷＧＲは、ほぼ４０［Ｈｚ］である。この値は、図１（Ａ）で示される２番目の極大値に対応する周波数ｆとほぼ一致し、図１（Ａ）で示される２番目の極大値が減速機の軸の共振周波数ｆＷＧＲに起因していることを理解することができる。
【００２１】
図２（Ａ）の例において、電動パワーステアリング装置における回転運動等の運動方程式は、以下の式３〜式７のように求めることができる。
【００２２】
ＴＨ＝ＪＨ・｛ｄ２（θＨ）／ｄｔ２｝＋ＣＣ・｛ｄ（θＨ）／ｄｔ｝＋Ｋ１・（θＨ−θＰ）      ・・・式３
【００２３】
ＴＷ＝（ＪＷ／ｎＧ２）・｛ｄ２（θＰ）／ｄｔ２｝＋（ＣＷ／ｎＧ２）・｛ｄ（θＨ）／ｄｔ｝＋Ｋ１・（θＰ−θＨ）＋ｎＭ２・ＫＷＧ｛θＰ−（θＷＧ／ｎＭ）｝      ・・・式４
【００２４】
ＴＭ＝ＪＭ・｛ｄ２（θＷＧ）／ｄｔ２｝＋ＣＭ・｛ｄ（θＷＧ）／ｄｔ｝＋ＫＷＧ・｛θＷＧ−（ｎＭ・θＰ）｝      ・・・式５
【００２５】
Ｔｄｅｔ＝Ｋ１・（θＨ−θＰ）      ・・・式６
【００２６】
ＴＷ＝−ＫＷ・θＷ＝−ＫＷ・（θＰ／ｎＧ２）      ・・・式７
【００２７】
式３〜式７をラプラス変換することによって上述の式１の伝達関数Ｇ（ｓ）を得ることができる。
【００２８】
なお、図２（Ａ）の例において、電動機の軸での補助トルクＴＭは、電動パワーステアリング装置のアシスト制御によって、入力軸での検出トルクＴｄｅｔから求めることができる。検出トルクＴｄｅｔは増幅部で増幅後の検出トルクＴＢに増幅されて、検出トルクＴＢは電動機制御部で補助トルクＴＭに変換される。この時、電動機制御部は、例えば減速機の軸での回転角θＷＧ及び角速度ωＷＧ等を考慮することができる。
【００２９】
本発明の１つの目的は、良好な操舵フィーリングを維持しながら、操舵系と電動機との間に設けられる減速機の軸において発生し得る振動、異音等の異常を抑制可能な電動パワーステアリング装置を提供することである。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び好ましい実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。
【００３１】
本発明に従う第１の態様は、操舵系に減速機を介して補助トルクを付与する電動機と、
少なくとも前記操舵系の操舵トルクに応じて、前記補助トルクの目標信号の基準となるベース信号を演算するベース信号演算部と、
少なくとも前記操舵系又は前記減速機の軸の回転速度に応じて、前記補助トルクを補正する補正信号を演算する補正信号演算部と、
を備え、
前記補正信号演算部は、前記回転速度のうちの低周波成分を抑制する周波数整形部を有し、前記補助トルクを前記回転速度のうちの高周波成分で補正することを特徴とする電動パワーステアリング装置に関係する。
【００３２】
ベース信号に基づき補助トルクで良好な操舵フィーリングを運転者に与えている場合であっても、補助トルクは、減速機の軸において発生し得る振動、異音等の異常の原因となる減速機の軸の共振周波数成分を含むことがある。一般に、例えば１０［Ｈｚ］以下の周波数領域で操舵フィーリングが決定されるので、回転速度のうちの所定値（例えば操舵の周波数１０［Ｈｚ］に相当する回転速度の周波数１０［Ｈｚ］）よりも高い高周波成分で補助トルクを補正させることにより、操舵フィーリングを維持しながら、ベース信号又は補助トルクに含まれる減速機の軸の共振周波数成分を抑制することができる。なお、運転者が操向ハンドルを操舵する時の周波数の上限は、１０［Ｈｚ］程度であり、言い換えれば、通常、１０［Ｈｚ］よりも高い操舵の周波数で運転者は操向ハンドルを操舵することができない。従って、運転者の操舵の周波数の上限である例えば１０［Ｈｚ］に相当する回転速度の周波数１０［Ｈｚ］よりも高い回転速度の高周波成分で補助トルクを補正させることが好ましい。
【００３３】
第１の態様において、前記周波数整形部は、前記低周波成分を抽出するローパスフィルタを有してもよく、前記回転速度から前記低周波成分を減算して、前記高周波成分を生成してもよい。
【００３４】
回転速度から、回転速度の高周波成分を抽出する時に、ローパスフィルタを利用することができる。言い換えれば、例えばハイパスフィルタだけで高周波成分を抽出する時に、高周波成分にノイズが増幅し得るので、ローパスフィルタを利用することで、高周波成分を安定させることができる。
【００３５】
第１の態様において、前記周波数整形部は、前記高周波成分と前記回転速度の絶対値とを乗算して、前記補正信号を生成してもよい。
【００３６】
回転速度から、回転速度の高周波成分を抽出する時に、回転速度の高周波成分は、位相の変化を伴う。一方、回転速度の絶対値は、位相の変化を伴わない。回転速度の高周波成分と回転速度の絶対値とを乗算して補正信号を生成することで、高周波成分を抽出する時の位相の変化を低減することができる。このような補正信号によって補助トルクが生成されるので、補正信号は、入力である回転速度に対して補助トルクを安定させることができる。
【００３７】
第１の態様において、電動パワーステアリング装置は、
少なくとも前記回転速度に応じて、前記ベース信号を補正するダンパ補正信号を演算するダンパ補正信号演算部を
さらに備えてもよく、
前記補助トルクは、前記補正信号の前記高周波成分と前記ダンパ補正信号との双方によって補正されてもよい。
【００３８】
ダンパ補正信号でステアリング系の粘性を補償することができ、補正信号の高周波成分は、ダンパ補正信号から独立している。従って、補正信号の高周波成分を独立に調整することで、ベース信号又は補助トルクに含まれる減速機の軸の共振周波数成分を更に抑制することができる。
【００３９】
第１の態様において、操向ハンドルでの前記操舵トルクから前記減速機の軸の前記回転速度までの伝達関数のゲイン特性において、前記減速機の減速比に応じた極大値は、１０［Ｈｚ］よりも高い周波数領域に存在してもよく、
前記高周波成分は、前記極大値を減少させてもよい。
【００４０】
操向ハンドルでの操舵トルクから減速機の軸の回転数を経由して出力軸での回転角（転舵輪の切れ角）までの全体としての伝達関数ではなく、操向ハンドルでの操舵トルクから減速機の軸の回転速度までの伝達関数を解析して、減速機の軸の共振周波数に対応するゲイン特性上の極大値を発見することができる。この極大値が補正信号の高周波成分によって減少することで、減速機の軸において発生し得る振動、異音等の異常を抑制することができる。
【００４１】
第１の態様において、前記操舵系又は前記減速機の軸の前記回転速度は、前記減速機の軸の角速度であってもよい。
【００４２】
当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１（Ａ）は、試作の減速機を備える電動パワーステアリング装置における評価関数の周波数特性（操向ハンドルでの操舵トルクから減速機の軸の回転速度までの伝達関数のゲイン特性）を示し、図１（Ｂ）は、１［Ｈｚ］の操舵である操舵トルクの時間変化の１例を示す。
【図２】図２（Ａ）は、図１（Ａ）の評価関数を導出する時に必要な電動パワーステアリング装置のモデルを示し、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のモデルを簡略した時の減速機の軸の共振周波数を示す。
【図３】本発明に従う電動パワーステアリング装置の具体的構成例を示す。
【図４】操舵トルク及び車速信号と目標信号との関係の１例を示す。
【図５】図５（Ａ）は、制動信号演算部の構成例を示し、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の制動信号演算部の改良例を示す。
【図６】図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）は、角速度信号（ωＷＧ＝２５［ｒａｄ／ｓｅｃ］）の角速度成分を変化させた時の図５（Ｂ）の制動信号の波形の表示例を示す。
【図７】図７（Ａ）、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）は、角速度信号（ωＷＧ＝５７［ｒａｄ／ｓｅｃ］）の角速度成分を変化させた時の図５（Ｂ）の制動信号の波形の他の表示例を示す。
【図８】図３の制御装置の具体的構成例を示す。
【図９】図９（Ａ）は、検出トルクの増幅信号及び車速信号とベース信号との関係の１例を示し、図９（Ｂ）は、角速度及び車速信号とダンパ補償信号との関係の１例を示す。
【図１０】本発明に従う電動パワーステアリング装置における評価関数の周波数特性を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下に説明する好ましい実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。
【００４５】
図３は、本発明に従う電動パワーステアリング装置の具体的構成例を示す。本発明は、図３の例に限定されず、概略構成例で本発明に従う電動パワーステアリング装置を構成することができる。言い換えれば、本発明は、図３の例に示される構成要素のすべてを備える必要はない。
【００４６】
図３の例において、電動パワーステアリング装置１００は、概略構成例として、操舵系（例えばピニオン軸５）に減速機１２，１３を介して補助トルクＴＭを付与する電動機１１と、電動機１１の電動機電流Ｉを制御する電動機制御部２００，６０と、を備えている。図５、図８等で後述するように、電動パワーステアリング装置１００又は制御装置２００は、電動機制御部２００，６０として、ベース信号演算部２２０と、補正信号演算部と、を備えている。ベース信号演算部２２０は、少なくとも操舵系の操舵トルク（例えば検出トルクＴＢ）に応じて、補助トルクＴＭの目標信号ＩＭの基準となるベース信号ＤＴを演算する。また、補正信号演算部（例えば制動信号演算部２２６）は、少なくとも操舵系又は減速機の軸の回転速度（減速機１２，１３の軸の回転角θＷＧの微分である角速度ωＷＧ）に応じて、補助トルクＴＭを補正する補正信号（例えば制動信号ＩＢＲＫ）を演算する。
【００４７】
ベース信号ＤＴに基づき補助トルクＴＭによるアシストを運転者に与えている場合であっても、補助トルクＴＭは、減速機１２，１３の軸において発生し得る振動、異音等の異常の原因となる減速機の軸の共振周波数成分を含むことがある（図１（Ａ）の周波数ｆが４０［Ｈｚ］付近の比較例１，２での極大値を参照）。一般に、例えば１０［Ｈｚ］以下の周波数領域で操舵フィーリングが決定されるので、回転速度のうちの所定値（例えば操舵の周波数１０［Ｈｚ］に相当する回転速度の周波数１０［Ｈｚ］）よりも高い高周波成分で補助トルクＴＭを補正することにより、操舵フィーリングを維持しながら、減速機１２，１３の軸に生じる共振を抑制することができる。なお、運転者が操向ハンドル２を操舵する時の周波数の上限は、１０［Ｈｚ］程度であり、言い換えれば、通常、１０［Ｈｚ］よりも高い操舵の周波数で運転者は操向ハンドル２を操舵することができない。従って、運転者の操舵の周波数の上限である例えば１０［Ｈｚ］に相当する回転速度の周波数１０［Ｈｚ］よりも高い回転速度の高周波成分で補助トルクを補正させることが好ましい。
【００４８】
図３の例において、電動パワーステアリング装置１００は、以下のように、概略構成例以外の構成要素を備えることができる。操向ハンドル２（例えばステアリングホイール）が設けられたメインステアリングシャフト３と、シャフト１と、ピニオン軸５とが、２つのユニバーサルジョイント（自在継手）４，４によって連結され、また、ピニオン軸５の下端部に設けられたピニオンギア７は、車幅方向に往復運動可能なラック軸８のラック歯８ａに噛合し、ラック軸８の両端には、タイロッド９，９を介して左右の転舵輪１０，１０（例えば前輪）が連結されている。この構成により、電動パワーステアリング装置１００は、操向ハンドル２の操舵時に車両の進行方向を変えることができる。ここで、ラック軸８、ラック歯８ａ、タイロッド９，９は転舵機構を構成する。なお、ピニオン軸５は、その下部、中間部、上部を軸受６ａ，６ｂ，６ｃを介してステアリングギアボックス２０に支持されている。
【００４９】
また、電動機１１の出力軸に設けられたウォームギア１２が、ピニオン軸５に設けられたウォームホイールギア１３に噛合している。図３の例において、減速機１２，１３は、ウォームギア１２とウォームホイールギア１３とで構成されているが、例えば特許文献３の図１で示されるようなボールねじ機構で構成してもよい。減速機１２，１３の軸は、例えば電動機１１の出力軸又はウォームギア１２の軸、ボールねじ機構のねじ軸等である。なお、一般的には、「ウォームギア」それ自身を減速機と呼ぶ時、「ウォームギア」は、「ウォーム」と「ウォームホイール」とで構成されるが、本明細書（及び特許請求の範囲）において、ウォームギア１２は、減速機１２，１３の一部の構成要素を意味し、一般的な「ウォーム」のギアを意味している。
【００５０】
操舵系（ステアリング系）は、ピニオン軸５、ラック軸８、ラック歯８ａ、タイロッド９，９等を含んで操向ハンドル２から転舵輪１０，１０に至り、補助トルク機構（アシストトルク機構）を含んでいない。操舵系に補助トルクＴＭを与える補助トルク機構は、減速機１２，１３、電動機１１、トルクセンサ３０、制御装置２００等を含んで、補助トルク機構は、操向ハンドル２を操舵することによって操舵系、例えばピニオン軸５（入力軸）に発生する操舵トルク（検出トルクＴｄｅｔ）をトルクセンサ３０等のトルク検出部で検出し、この検出信号を差動増幅回路４０等の増幅部で増幅し、この増幅信号ＴＢに基づき制御装置２００でベース信号ＤＴを発生し、このベース信号ＤＴに基づき操舵トルクＴＨ、検出トルクＴｄｅｔに応じた補助トルクＴＭを電動機１１で発生し、減速機１２，１３を介して補助トルクＴＭをピニオン軸５に伝達する。
【００５１】
なお、補助トルクＴＭが操舵系に与えられる箇所によって、電動パワーステアリング装置１００は、ピニオンアシスト型、ラックアシスト型、コラムアシスト型等に分類することができる。図３の電動パワーステアリング装置１００は、ピニオンアシスト型を示しているが、電動パワーステアリング装置１００は、ラックアシスト型、コラムアシスト型等に適用してもよい。
【００５２】
補助トルクＴＭは、例えばピニオン軸５で操舵トルクＴＨ又は検出トルクＴｄｅｔと加えられて、複合トルクＴＰが生成される。複合トルクＴＰ（操舵トルクＴＨ（又はＴｄｅｔ）及び補助トルクＴＭの合成）は、ピニオン軸５から、ピニオンギア７、ラック歯８ａ、タイロッド９，９等の減速機構に伝達され、操向ハンドル２での操舵トルクＴＨ又はピニオン軸５での復合トルクＴＰによって、転舵輪１０，１０が転舵されて、転舵輪１０，１０の切れ角が変化する。
【００５３】
好ましくは、車速Ｖは、車速センサ３５によって検出され、車速センサ３５からの車速信号ＶＳは、制御装置２００又はベース信号演算部２２０に入力されて、補助トルクＴＭの目標信号ＩＭの基準となるベース信号ＤＴは、例えば検出トルクの増幅信号であるＴＢ及び車速Ｖ（又は車速信号ＶＳ）の双方に応じて演算される。
【００５４】
図４は、操舵トルクＴＨ及び車速信号ＶＳと目標信号ＩＭとの関係、即ち操舵トルクＴＨ及び車速信号ＶＳの双方に基づいて目標信号ＩＭを決定できるベースマップの１例を示す。図４の例において、例えば６本の曲線が示され、６本の曲線の各々は、車速Ｖに対応している。車速Ｖが０［ｋｍ/ｈ］を示し、車両が停止している時には、同一の操舵トルクＴＨに対して目標信号ＩＭ又は電動機電流が最大となる一方、車速Ｖが最高車速［ｋｍ/ｈ］を示している時には、同一の操舵トルクＴＨに対して目標信号ＩＭ又は電動機電流が最小となる。車速信号ＶＳが大きい時に目標信号ＩＭを小さくすることによって、高速領域では、補助トルクＴＭが小さくなり、急激な操舵を抑制することができる。なお、最高車速は、車両の重量、大きさ等の車両特性に依存し、車両の種類に応じて設定することができ、車両が実際に走行可能な最高車速でもよく、ベースマップで設定されている最高車速でもよい。
【００５５】
また、図４の例において、ベースマップは、例えば６本の曲線を含んでいるが、ベースマップに含まれる曲線の数は、２本でもよく、３本から５本でもよく、７本以上でもよい。さらに、ベースマップが含む曲線は、１本又は複数の例えば直線に変更してもよく、ベースマップは、車速Ｖ毎に決められた特性を有していればよい。図４の例において、ベースマップは、例えば検出トルクの増幅信号ＴＢ及び車速信号ＶＳと目標信号ＩＭとの関係を記述してもよい。図３の制御装置２００は、ベースマップ内の検出トルクの増幅信号ＴＢ及び車速信号ＶＳの双方を参照することで、目標信号ＩＭを決定することができる。具体的には、図４で示されるような特性を数式で表し、その数式に検出トルクの増幅信号ＴＢ及び車速信号ＶＳを代入して、目標信号ＩＭを算出又は決定してもよく、或いは、図４で示されるような特性をテーブルで表し、そのテーブルから、検出トルクの増幅信号ＴＢ及び車速信号ＶＳに対応する目標信号ＩＭを抽出又は決定してもよい。
【００５６】
なお、ベースマップは、例えば操舵トルクＴＨ（又は検出トルクの増幅信号ＴＢ）及び車速信号ＶＳと目標信号ＩＭとの関係を示しているが、車速Ｖの代わりに、車両の走行状態を表す走行パラメータ、例えばエンジン回転数を用いて、ベースマップを構築してもよく、或いは、車速Ｖ、エンジン回転数等の走行パラメータを省略して、例えば操舵トルクＴＨと目標信号ＩＭとの関係を示すベースマップを構築してもよい。
【００５７】
制御装置２００又は制動信号演算部２２６は、操舵系又は減速機１２，１３の軸の回転速度に応じて、ベース信号ＤＴ又は目標信号ＩＭを補正する補正信号又は制動信号ＩＢＲＫを演算する。図３の例において、電動パワーステアリング装置１００は、レゾルバ５０等の回転速度検出部を備え、レゾルバ５０は、電動機１１の電動機回転角θｍを検出する。電動機１１は、例えば３相のブラシレスモータであり、３相のブラシレスモータの回転子の回転角（電動機回転角θｍ）は、ウォームギア１２の回転角と一致する。電動機回転角θｍと一致するウォームギア１２の回転角信号θＷＧは、制御装置２００又は制動信号演算部２２６に入力されて、回転角信号θＷＧが微分されて、補正信号又は制動信号ＩＢＲＫは、例えばウォームギア１２の角速度信号ωＷＧに応じて演算される。
【００５８】
ウォームギア１２の角速度信号ωＷＧは、減速機１２，１３の軸の回転速度の１例であり、制動信号ＩＢＲＫは、例えばウォームギア１２の回転数信号に応じて演算されてもよく、或いは、制動信号ＩＢＲＫは、操舵系の軸の回転速度の１例である例えばピニオン軸５の回転数信号に応じて演算されてもよい。
【００５９】
電動機駆動手段６０は、例えば３相のＦＥＴブリッジ回路のような複数のスイッチング素子を備え、制御装置２００からのＤＵＴＹ（ＤＵＴＹＵ，ＤＵＴＹＶ，ＤＵＴＹＷ）信号を用いて、例えば正弦波電圧を生成し、電動機１１を駆動する。また、電動機駆動手段６０は、図示しない例えばホール素子を用いて３相の電動機電流Ｉ（ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ）を検出する機能を備えている。制御装置２００は、例えば電動機駆動手段６０によって検出された電動機電流Ｉが目標信号ＩＭに一致するように、ＤＵＴＹ信号を設定することができる。
【００６０】
図５（Ａ）は、制動信号演算部２２６の構成例を示し、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の制動信号演算部２２６の改良例を示す。図５（Ａ）の例において、制動信号演算部２２６又は補正信号演算部は、例えばウォームギア１２の角速度信号ωＷＧに応じて制動信号ＩＢＲＫ又は補正信号を演算し、角速度信号ωＷＧのうちの低周波成分を抑制する周波数整形部を有している。角速度信号ωＷＧが所定値（例えば操舵の周波数１０［Ｈｚ］に相当する角速度信号ωＷＧの周波数１０［Ｈｚ］）以下の低周波成分と所定値よりも高い高周波成分とを含む時に、周波数整形部から出力される制動信号ＩＢＲＫは、主として、角速度信号ωＷＧの高周波成分を有する。周波数整形部は、角速度信号ωＷＧのうちの低周波成分を抽出するローパスフィルタＬＰＦを有し、角速度信号ωＷＧから低周波成分を減算して、信号ＨＰＦを出力する。角速度信号ωＷＧが低周波成分と高周波成分とを含む時に、周波数整形部から出力される信号ＨＰＦは、低周波成分以外の高周波成分のみで構成され、図５（Ａ）に示される周波数整形部は、ハイパスフィルタに相当する。
【００６１】
ローパスフィルタＬＰＦは、以下の式８のように例えば１次のローパスフィルタ型の伝達関数で表すことができ、周波数整形部も、以下の式９のように例えば１次のハイパスフィルタ型の伝達関数で表すことができる。τは、時定数である。
【００６２】
ローパスフィルタＬＰＦの伝達関数＝１／（１＋τ・ｓ）      ・・・式８
【００６３】
図５（Ａ）の周波数整形部の伝達関数＝１−｛１／（１＋τ・ｓ）｝＝｛τ・ｓ／（１＋τ・ｓ）｝      ・・・式９
【００６４】
図５（Ａ）の例において、制動信号演算部２２６は、周波数整形部から出力される信号ＨＰＦである｛τ・ｓ／（１＋τ・ｓ）｝・ωＷＧと係数ＫＢＲＫとを乗算し、リミッタを介して制動信号ＩＢＲＫを生成することができる。ベース信号ＤＴ又は補助トルクＴＭに含まれるウォームギア１２の共振周波数成分を十分に抑制できるように、伝達関数を規定する時定数τ及び信号ＨＰＦのゲインを規定する係数ＫＢＲＫを調整又は設定することが好ましい。また、電動機電流Ｉが電動機１１に通電できる最大電流値を超えないように、制動信号ＩＢＲＫの上限及び下限を制限するリミッタを設置することが好ましい。
【００６５】
図５（Ｂ）の例において、制動信号演算部２２６の周波数整形部は、ハイパスフィルタから出力される信号に相当する信号ＨＰＦのゲインを設定する係数ＫＢＲＫ'を有することができ、更に、ＫＢＲＫ'・｛τ・ｓ／（１＋τ・ｓ）｝・θＷＧと例えばウォームギア１２の角速度信号ωＷＧの絶対値を取得することができる。周波数整形部は、乗算器を有して、リミッタを通過する前の制動信号ＩＢＲＫを以下の式１０のように、演算することができる。
【００６６】
図５（Ｂ）の制動信号ＩＢＲＫ＝ＫＢＲＫ'・｛τ・ｓ／（１＋τ・ｓ）｝・ωＷＧ・｜ωＷＧ｜      ・・・式１０
【００６７】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）は、角速度信号ωＷＧが正弦波であり、且つ正弦波の周波数を変化させた時の図５（Ｂ）の制動信号ＩＢＲＫの波形の表示例を示す。図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）での正弦波の周波数は、それぞれ、５０［Ｈｚ］、１０［Ｈｚ］及び１［Ｈｚ］であり、角速度信号ωＷＧの最大角速度（振幅）が２５［ｒａｄ／ｓｅｃ］（＝２π・４［ｒａｄ／ｓｅｃ］）である。
【００６８】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）において、符号ωＷＧは、正弦波である角速度信号ωＷＧを示し、角速度信号ωＷＧの波形は、一点鎖線で表されている。図６（Ａ）の例において、正弦波である角速度信号ωＷＧは、例えば２５［ｒａｄ／ｓｅｃ］である最大角速度を振幅として有し、その振幅は５０［Ｈｚ］で変化又は振動している。図６（Ｂ）の例において、正弦波である角速度信号ωＷＧは、例えば２５［ｒａｄ／ｓｅｃ］である最大角速度を振幅として有し、その振幅は１０［Ｈｚ］で変化又は振動している。図６（Ｃ）の例において、正弦波である角速度信号ωＷＧは、例えば２５［ｒａｄ／ｓｅｃ］である最大角速度を振幅として有し、その振幅は１［Ｈｚ］で変化又は振動している。
【００６９】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）において、符号ＨＰＦは、図５（Ｂ）で示される係数ＫＢＲＫ'に入力される信号ＨＰＦを示し、図５（Ａ）で示される周波数整形部から出力される信号ＨＰＦに相当する。信号ＨＰＦの波形は、二点鎖線で表されている。図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）において、符号ＩＢＲＫは、図５（Ｂ）で示される制動信号演算部２２６から出力される制動信号ＩＢＲＫを示し、制動信号ＩＢＲＫの波形は、実線で表されている。
【００７０】
このように、図６（Ｃ）側又は低周波側で、制動信号ＩＢＲＫ（実線）の振幅は小さい一方、図６（Ａ）側又は高周波側で、制動信号ＩＢＲＫ（実線）の振幅は大きい。このような制動信号ＩＢＲＫの特性は、式１０中の｛τ・ｓ／（１＋τ・ｓ）｝・ωＷＧの成分（ハイパスフィルタ相当成分）に起因している。また、信号ＨＰＦ（二点鎖線）は、正弦波である角速度信号ωＷＧ（一点鎖線）に対して位相が変化している一方、制動信号ＩＢＲＫ（実線）は、角速度信号ωＷＧ（一点鎖線）に対して位相の変化が低減されている。このような制動信号ＩＢＲＫの特性は、式１０中の｜ωＷＧ｜成分（角速度の絶対値成分）に起因している。
【００７１】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）は、角速度信号ωＷＧが正弦波であり、且つ正弦波の周波数を変化させた時の図５（Ｂ）の制動信号ＩＢＲＫの波形の他の表示例を示す。図７（Ａ）、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）での正弦波の周波数は、それぞれ、５０［Ｈｚ］、１０［Ｈｚ］及び１［Ｈｚ］であり、角速度信号ωＷＧの最大角速度（振幅）が５７［ｒａｄ／ｓｅｃ］（＝２π・９［ｒａｄ／ｓｅｃ］）である。
【００７２】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）において、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）と同様に、符号ωＷＧ、符号ＨＰＦ及び符号ＩＢＲＫは、それぞれ、一点鎖線、二点鎖線及び実線に対応する。図７（Ａ）、図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）において、符号｜ωＷＧ｜は、角速度信号ωＷＧの絶対値信号を示し、絶対値信号の波形は、点線で表されている。図６（Ａ）〜図６（Ｃ）と比較して、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）における角速度信号ωＷＧの最大角速度（振幅）が増加すると、｜ωＷＧ｜の最大値も増加する。言い換えれば、式１０中のωＷＧ・｜ωＷＧ｜成分（角速度の二乗成分）に起因して、角速度信号ωＷＧの最大角速度（振幅）が増加すると、制動信号ＩＢＲＫのスイング又は最大値が大きくなる。
【００７３】
図８は、図３の制御装置２００の具体的構成例を示す。図３の制御装置２００は、図８の例に限定されず、概略構成例で本発明に従う制御装置２００を構成することができる。言い換えれば、制御装置２００は、図８の例に示される構成要素のすべてを備える必要はない。
【００７４】
図８の例において、制御装置２００は、概略構成例として、ベース信号演算部２２０と、補正信号演算部又は制動信号演算部２２６と、を備えている。制御装置２００は、以下のように、概略構成例以外の構成要素を備えることができる。制御装置２００は、ダンパ補正信号演算部を更に備えることが好ましい。ここで、補正信号演算部（例えばダンパ補償信号演算部２２５）は、少なくとも操舵系又は減速機の軸の回転速度（例えば減速機１２，１３の軸の回転角θＷＧの微分である角速度ωＷＧ）に応じて、ベース信号ＤＴを補正するダンパ補正信号（例えばダンパ補償信号ＩＤＭＰ）を演算することができる。ダンパ補正信号ＩＤＭＰで操舵系の粘性を補償することができる。
【００７５】
好ましくは、車速センサ３５からの車速信号ＶＳは、ダンパ補償信号演算部２２５に入力されて、ダンパ補償信号ＩＤＭＰは、例えばウォームギア１２の角速度ωＷＧ（又は角速度信号）及び車速Ｖ（又は車速信号ＶＳ）の双方に応じて演算される。上述のように、好ましくは、ベース信号ＤＴは、例えば検出トルクの増幅信号ＴＢ及び車速Ｖ（又は車速信号ＶＳ）の双方に応じて演算される。
【００７６】
図９（Ａ）は、検出トルクの増幅信号ＴＢ及び車速信号ＶＳとベース信号ＤＴとの関係の１例を示し、図９（Ｂ）は、角速度ωＷＧ及び車速信号ＶＳとダンパ補償信号ＩＤＭＰとの関係の１例を示す。
【００７７】
図９（Ａ）の例において、ベース信号演算部２２０のベーステーブル２２０ａが表すベースマップによれば、検出トルクの増幅信号ＴＢが小さい時にベース信号ＤＴがゼロに設定される不感帯Ｎ１がベースマップに設けられ、検出トルクの増幅信号ＴＢがこの不感帯Ｎ１よりも大きくなるとベース信号ＤＴはゲインＧ１で直線的に増加する。また、検出トルクの増幅信号ＴＢが第１の所定値よりも大きくなるとベース信号ＤＴはゲインＧ２で直線的に増加し、さらに検出トルクの増幅信号ＴＢが第１の所定値よりも大きくなるとベース信号ＤＴは飽和する。加えて、車速信号ＶＳによりゲインＧ１，Ｇ２及び不感帯Ｎ１が調整される。具体的には、車速信号ＶＳが大きくなる時に、ベース信号演算部２２０は、ゲインＧ１，Ｇ２を低く、かつ、不感帯Ｎ１を大きく設定することができる。
【００７８】
なお、運転者が例えば左に操向ハンドル２を操作した時に検出トルクの増幅信号ＴＢが正である一方、運転者が例えば右に操向ハンドル２を操作した時に検出トルクの増幅信号ＴＢが負である場合、負である検出トルクの増幅信号ＴＢに対してベース信号ＤＴも負になるように、ベースマップを設定することができる。言い換えれば、図９（Ａ）で示されるベースマップは、第１象限でのベース信号ＤＴの特性を表しているが、第１象限でのベース信号ＤＴの特性を原点０に対して対象である第３象限でのベース信号ＤＴの特性で、負である検出トルクの増幅信号ＴＢに対処することができる。
【００７９】
図９（Ｂ）の例において、ダンパ補償信号演算部２２５のダンパテーブル２２５ａが表すダンパマップによれば、ウォームギア１２の角速度ωＷＧが大きく時に、ダンパ補償信号ＩＤＭＰが増加するとともに、車速信号ＶＳが小さくなる時に、ダンパ補償信号ＩＤＭＰが減少する。なお、ベースマップと同様に、不感帯がダンパマップに設けられてもよい。また、ダンパマップは、第１象限でのダンパ補償信号の特性だけでなく、第３象限でのダンパ補償信号の特性を表すことができる。
【００８０】
図８の例において、制御装置２００は、イナーシャ補償信号演算部２１０を備えることができる。ここで、イナーシャ補償信号演算部２１０は、少なくとも操舵系の例えば検出トルクの増幅信号ＴＢ）に応じて、ベース信号ＤＴを補正するイナーシャ補償信号を演算することができる。イナーシャ補償信号演算部２１０は、電動機１１の回転子の慣性による応答性の低下を補償している。例えば、イナーシャ補償信号は、例えば検出トルクの増幅信号ＴＢの微分に応じて演算される。イナーシャ補償信号演算部２１０のイナーシャテーブル２１５ａが表すイナーシャマップによれば、検出トルクの増幅信号ＴＢの微分が大きくなる時にイナーシャ補償信号を大きく設定することができる。
【００８１】
制御装置２００は、Ｑ軸（トルク軸）ＰＩ制御部２４０と、Ｄ軸（磁極軸）ＰＩ制御部２４５と、加算器２５０，２５１，２５２，２５３と、２軸３相変換部２６０と、ＰＷＭ変換部２７０と、３相２軸変換部２６５と、電動機速度算出部２８０と、励磁電流生成部２８５とを更に備えることができる。
【００８２】
加算器２５１は、ベース信号演算部２２０のベース信号ＤＴとダンパ補償信号演算部２２５のダンパ補償信号ＩＤＭＰの反転信号と制動信号演算部２２６の制動信号ＩＢＲＫの反転信号とを加算する。言い換えれば、加算器２５１は、ベース信号演算部２２０のベース信号ＤＴから、ダンパ補償信号演算部２２５のダンパ補償信号ＩＤＭＰと制動信号演算部２２６の制動信号ＩＢＲＫとの双方を減算する。この場合、ダンパ補償信号ＩＤＭＰと制動信号ＩＢＲＫとが独立して生成されているので、操舵系の粘性の補償とウォームギア１２の軸の振動、異音等の異常の抑制とを独立して調整することが容易である。
【００８３】
なお、ダンパ補償信号演算部２２５と制動信号演算部２２６とを統合して、制御装置２００は、１つの補正信号演算部を備えてもよい。言い換えれば、制御装置２００は、制動信号演算部２２６の代わりに、ダンパ補償信号演算部２２５と電動機速度算出部２８０との間に、図５（Ａ）又は図５（Ｂ）で示されるような周波数整形部を設けてもよい。この場合、ウォームギア１２の軸の振動、異音等の異常の抑制可能な１つの補正信号（ダンパ補償信号と制動信号との合成）を簡易に生成できるが、加算器２５１は、ベース信号ＤＴから１つの補正信号を減算するので、操舵系の粘性の補償と振動、異音等の異常の抑制とを独立して調整することが容易でない。
【００８４】
加算器２５０は、加算器２５１の出力信号とイナーシャ補償信号演算部２１０の出力信号とを加算して、目標信号ＩＭが加算器２５０で生成される。図８の例において、目標信号ＩＭは、電動機１１での補助トルクＴＭを規定するＱ軸電流の目標信号である。
【００８５】
加算器２５２は、目標信号ＩＭ（目標電流）からＱ軸電流ＩＱを減算して、偏差信号ＩＥが加算器２５２で生成される。Ｑ軸（トルク軸）ＰＩ制御部２４０は、偏差信号ＩＥが減少するように、ＰＩ制御を行う。ここで、Ｑ軸電流ＩＱは、３相２軸変換部２６５からの出力信号であり、３相２軸変換部２６５は、電動機１１の３相電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを、Ｑ軸電流ＩＱ及びＤ軸電流ＩＤに変換する。なお、Ｄ軸は、電動機１１の回転子の磁極軸であり、Ｑ軸は、このＤ軸に対して電気的に９０度回転した軸である。Ｄ軸電流ＩＤは、加算器２５３に入力される。
【００８６】
励磁電流生成部２８５は、Ｄ軸電流ＩＤの目標信号を生成し、加算器２５３は、励磁電流生成部２８５の出力信号（目標信号）からＤ軸電流ＩＤを減算する。Ｄ軸（磁極軸）ＰＩ制御部２４５は、加算器２５３の出力信号（偏差信号）が減少するようにＰＩ帰還制御を行う。
【００８７】
２軸３相変換部２６０は、Ｑ軸（トルク軸）ＰＩ制御部２４０の出力信号ＶＱとＤ軸（磁極軸）ＰＩ制御部２４５の出力信号ＶＤとの２軸信号を３相信号ＵＵ，ＵＶ，ＵＷに変換する。ＰＷＭ変換部２７０は、３相信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの大きさに比例したパルス幅のＯＮ／ＯＦＦ信号（ＰＷＭ信号）であるＤＵＴＹ信号（ＤＵＴＹＵ，ＤＵＴＹＶ，ＤＵＴＹＷ）を生成する。なお、電動機１１の電動機回転角θｍと一致するウォームギア１２の回転角信号θＷＧは、２軸３相変換部２６０、ＰＷＭ変換部２７０及び電動機速度算出部２８０に入力され、電動機速度算出部２８０は、角度信号θＷＧを微分演算して角速度信号ωＷＧを生成する。
【００８８】
図１０は、本発明に従う電動パワーステアリング装置１００における評価関数の周波数特性（伝達関数のゲイン特性）を示す。図１０の例において、図１（Ａ）と同様に、評価関数Ｅｖとして、操舵トルクＴＨ（ｓ）からウォームギア１２の軸の角速度ωＷＧ（ｓ）までの伝達関数Ｇ（ｓ）が設定され、図１（Ａ）の比較例１及び比較例２も示されている。図１０の例において、比較例１及び比較例２は、それぞれ一点鎖線及び二点鎖線で示され、実施例は、実線で示されている。図１０の例において、減速比１２，１３の減速比ｎＭに応じた極大値は、周波数ｆが４０［Ｈｚ］付近の比較例１での極大値であり、１０［Ｈｚ］よりも高い周波数領域に存在している。比較例１での極大値の存在は、ウォームギア１２の軸の角速度ωＷＧの元であるベース信号又は補助トルクにウォームギア１２の軸の共振周波数成分が含まれていることを意味している。従って、この共振周波数成分を抑制する信号を本発明により加算することによって、伝達関数Ｇ（ｓ）のゲイン特性上の周波数ｆが４０［Ｈｚ］付近の極大値を減少させることができる。
【００８９】
周波数ｆが４０［Ｈｚ］付近の実施例での極大値は、実施例において、共振周波数成分を抑制する信号となる補正信号（例えば制動信号ＩＢＲＫ）を追加する電動パワーステアリング装置において、ウォームギア１２の軸の振動、異音等の異常の発生が抑制されることを意味している。加えて、周波数ｆが１［Ｈｚ］付近の実施例での極大値は、周波数ｆが１［Ｈｚ］付近の比較例１での極大値とほぼ一致している。言い換えれば、周波数ｆが１［Ｈｚ］付近の実施例での極大値は、実施例において滑らかな操舵が維持されていることを意味している。
【００９０】
なお、制動信号ＩＢＲＫを用いないで、比較例１において例えばウォームギア１２、ウォームホイールギア１３等の材質を変更して、剛性を高め、ウォームギア１２の軸の共振周波数成分を抑制することも考えられる。しかしながら、減速機１２，１３の製造コストが増加してしまう。本発明に従う実施例では、減速機１２，１３の材質を変更しないで、電動機１１の出力トルクＴＭを制動信号ＩＢＲＫで制御することによって、この共振周波数成分を抑制している。制動信号ＩＢＲＫは、例えば、上述の式１０で示されるように角速度信号ωＷＧの二乗の成分を用いて算出することができるが、例えば指数関数的に算出してもよい。
【００９１】
また、例えばウォームホイール１３は、一般的に樹脂で構成され、エンジンルーム等の環境の温度によりウォームホイール１３の硬度が変化しやすい。ウォームホイール１３の硬度が変化するとウォームホイール１３の剛性も当然変化する為、温度によりウォームギア１２の軸の共振周波数が変化する虞がある。本発明に従う実施例では、常用域以外の周波数すべてに（即ち、１０［Ｈｚ］以上）、共振周波数成分を抑制するように制動信号ＩＢＲＫを掛けるので、ウォームホイール１３等の環境温度変化に対応することが可能である。言い換えれば、例えば図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示される周波数整形部がハイパスフィルタに相当させることで、減速機１２，１３の環境温度変化に対する耐性を高めることができる。
【００９２】
本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。
【符号の説明】
【００９３】
１・・・シャフト、２・・・操向ハンドル、３・・・メインステアリングシャフト、４・・・ユニバーサルジョイント、５・・・ピニオン軸、６ａ，６ｂ，６ｃ・・・軸受、７・・・ピニオンギア、８・・・ラック軸、８ａ・・・ラック歯、９・・タイロッド、１０・・・転舵輪、１１・・・電動機、１２・・・ウォームギア（減速機の軸）、１３・・・ウォームホイールギア、２０・・・ステアリングギアボックス、３０・・・トルクセンサ、３５・・・車速センサ、４０・・・差動増幅回路、５０・・・レゾルバ、６０・・・電動機駆動手段、１００・・・電動パワーステアリング装置、２００・・・制御装置、２１０・・・イナーシャ補償信号演算部、２１０ａ・・・イナーシャテーブル、２２０・・・ベース信号演算部、２２０ａ・・・ベーステーブル、２２５・・・ダンパ補償信号演算部、２２５ａ・・・ダンパテーブル、２２６・・・制動信号演算部（補正信号演算部）、２４０・・・Ｑ軸（トルク軸）ＰＩ制御部、２４５・・・Ｄ軸（磁極軸）ＰＩ制御部、２５０，２５１，２５２，２５３・・・加算器、２６０・・・２軸３相変換部、２６５・・・３相２軸変換部、２７０・・・ＰＷＭ変換部、２８０・・・電動機速度算出部。
【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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