(57)【要約】【課題】所望の操舵感を実現ための調整作業を簡易化する。【解決手段】粘性係数演算部２５ａは、ドライバ仕事率Ｗに応じて、ハンドル操作時にドライバに与える粘性感を調整するために使用する粘性係数Ｃを、予め用意された粘性調整マップを用いて生成する。粘性補正量演算部２５ｃは、剛性相当係数Ｋに応じて、剛性相当係数Ｋに基づいて生成される剛性調整トルクＴｋ*によって期待される剛性感と実際に得られる剛生感との差を補償するための粘性補正量ΔＣを生成する。加算器２５ｄは、粘性係数Ｃに粘性補正量ΔＣを加算して補正粘性係数Ｃ＋ΔＣを生成し、乗算器２５ｂは、補正粘性係数Ｃ＋ΔＣにモータ速度ω（操舵速度に相当する）を乗じることで粘性調整トルクＴｃ*を生成する。【選択図】図３
2014227036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵部材（２）に連結された操舵軸（３．５）に加わる操舵トルクに応じたアシストトルクをモータ（６）によって出力することで操舵特性を制御するステアリング制御装置（１５）であって、
前記操舵軸で検出される操舵トルクと操舵角の関係を規定する機械インピーダンスの剛性係数を調整するための前記操舵トルクの目標値である剛性調整トルクを生成する剛性調整トルク生成手段（２４）と、
前記機械インピーダンスの粘性係数を調整するための前記操舵トルクの目標値である粘性調整トルクを生成する粘性調整トルク生成手段（２５）と、
前記剛性調整トルクおよび前記粘性調整トルクから、前記モータを制御するための指令値を生成する指令値生成手段（２７，２８，２９，４１，４２）と、
を備え、
前記粘性調整トルク生成手段は、前記剛性係数の変化に対して期待される剛性感と実際に得られる剛性感との差が補償されるように、前記剛性調整トルク生成手段での調整内容に連動して前記粘性係数を変化させることを特徴とするステアリング制御装置。
【請求項２】
前記粘性調整トルク生成手段は、
前記操舵状態量から粘性係数を求める粘性係数演算手段（２５ａ）と、
前記剛性係数から粘性係数の補正量を求める粘性補正量演算手段（２５ｃ）と、
前記粘性係数演算手段にて求められた粘性係数に前記粘性補正量演算手段にて求められた補正量を反映させる補正量反映手段（２５ｄ）と、
前記補正量反映手段の出力に操舵速度を乗じることで前記粘性調整トルクを求めるトルク演算手段（２５ｂ）と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のステアリング制御装置。
【請求項３】
前記補正量には、前記剛性係数の変化に伴う前記粘性係数の変化分を補償する成分を含むことを特徴とする請求項２に記載のステアリング制御装置。
【請求項４】
前記操舵部材に加わる操作を表す操舵状態量を生成する操舵状態量生成手段（２３）を備え、
前記剛性調整トルク生成手段および前記粘性調整トルク生成手段は、前記操舵状態量に従って、前記剛性調整トルクおよび前記粘性調整トルクを生成することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のステアリング制御装置。
【請求項５】
前記指令値生成手段は、前記剛性調整トルクおよび前記粘性調整トルクを含んだ目標操舵トルクを生成し、前記指令値は、前記目標操舵トルクに前記操舵トルクを追従させるためのものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のステアリング制御装置。
【請求項６】
前記剛性係数は、前記アシストトルクから推定される路面負荷に対する調整ゲインであり、前記粘性係数は、操舵速度に対する調整ゲインであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のステアリング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アシストトルクによって操舵時のフィールを調整するステアリング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータによって発生させたアシストトルク（補助操舵トルク）によって、車両の操舵部材（ハンドル）に加わる操舵力を補助するステアリング制御装置が知られている。この種の装置に適用する技術として、操舵部材における操舵角と操舵トルクとの関係を規定する規範操舵モデルを利用してアシストトルクを生成し、その規範操舵モデルを特徴づける機械インピーダンスを、車速や操舵角に応じて変化させることによって操舵感を変化させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
なお、機械インピーダンス（慣性、粘性、剛性）は、主として、ハンドルを操作するドライバの力覚に作用し、操舵感（操舵時のフィール）の中でも基本的な重さや手応えを作り出すものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開第４２３２４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された従来技術では、機械インピーダンスの慣性、粘性、剛性をそれぞれ独立に調整するように構成されている。このため、所望の操舵感を実現するための適合作業に非常に多くの手間を要するという問題があった。
【０００６】
例えば、剛性を調整するとばね反力が増減し、ばね反力を強くすると、ハンドルの戻され感も強くなる。この戻され感を抑制するには、粘性を適切に調整する必要がある。このように、剛性と粘性が互いに影響し合うため、剛性を変更したときには、それに応じて粘性も調整する必要がある。その粘性の調整に対して、剛性が影響を受けるため、更に、剛性の調整、粘線の調整を繰り返すことになる。つまり、操舵感のバランスをとるためには、微妙な数値変更によって、剛性と粘性それぞれを合わせこまなければならないため、所望の操舵感を得るまでに、多くの手間を要してしまうのである。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するために、所望の操舵感を実現するための調整作業を簡易化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のステアリング制御装置は、操舵状態量生成手段と、剛性調整トルク生成手段と、粘性調整トルク生成手段と、指令値生成手段とを備える。
操舵状態量生成手段は、操舵部材に加わる操作を表す操舵状態量を生成する。剛性調整トルク生成手段は、操舵状態量に従って、操舵軸で検出される操舵トルクと操舵角の関係を規定する機械インピーダンスの剛性係数を調整するための操舵トルクの目標値である剛性調整トルクを生成する。粘性調整トルク生成手段は、操舵状態量に従って、機械インピーダンスの粘性係数を調整するための操舵トルクの目標値である粘性調整トルクを生成する。指令値生成手段は、剛性調整トルクおよび粘性調整トルクから、モータを制御するための指令値を生成する。但し、粘性調整トルク生成手段は、剛性係数の変化に対して期待される剛性感と実際に得られる剛性感との差が補償されるように、剛性調整トルク生成手段での調整内容に連動して粘性係数を変化させる。
【０００９】
このような構成によれば、剛性係数を調整した時に、粘性係数を調整する必要がないため、所望の操舵感を実現するための調整作業を簡易化することができる。
特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、本発明は、前述したステアリング制御装置の他、ステアリング制御装置を構成する各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム、ステアリング制御方法など、種々の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】電動パワーステアリングシステムの概略構成を表す構成図である。
【図２】ＥＣＵの制御機構の概略構成を表す構成図である。
【図３】ベースアシスト部の構成を表す構成図である。
【図４】粘性補正量演算部で使用する補正量生成マップの内容を示すグラフである。
【図５】剛性相当係数を変化させた時に得られる剛性相当係数と剛性値との関係を示すグラフである。
【図６】剛性値を変化させた時に得られる剛性値と粘性値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
＜全体構成＞
本実施形態の電動パワーステアリングシステム１は、図１に示すように、ドライバによるハンドル（操舵部材）２の操作をモータ６によってアシストするものである。ハンドル２は、ステアリングシャフト３の一端に固定され、ステアリングシャフト３の他端にはトルクセンサ４が接続されており、このトルクセンサ４の他端には、インターミディエイトシャフト５が接続されている。なお、以下の説明では、ステアリングシャフト３からトルクセンサ４を経てインターミディエイトシャフト５に至る軸体全体を、まとめて操舵軸ともいう。また、以下では、操舵軸の回転角を舵角、操舵軸の回転角速度を操舵速度、操舵軸の回転角加速度を操舵加速度ともいう。
【００１２】
トルクセンサ４は、操舵トルクＴｓを検出するためのセンサである。具体的には、ステアリングシャフト３とインターミディエイトシャフト５とを連結するトーションバーを有し、このトーションバーのねじれ角に基づいてそのトーションバーに加えられているトルクを検出する。
【００１３】
モータ６は、ハンドル２の操舵力をアシスト（補助）するものであり、減速機構６ａを介してその回転がインターミディエイトシャフト５に伝達される。すなわち、減速機構６ａは、モータ６の回転軸の先端に設けられたウォームギアと、このウォームギアと噛み合った状態でインターミディエイトシャフト５に同軸状に設けられたウォームホイールとにより構成されており、これにより、モータ６の回転がインターミディエイトシャフト５に伝達される。逆に、ハンドル２の操作や路面からの反力（路面反力）によってインターミディエイトシャフト５が回転すると、その回転が減速機構６ａを介してモータ６に伝達され、モータ６も回転することになる。
【００１４】
また、モータ６は、本実施形態ではブラシレスモータであり、内部にレゾルバ等の回転センサを備え、モータ６の回転状態を出力可能に構成されている。本実施形態のモータ６は、回転センサからの回転状態として、少なくともモータ速度ω（回転角速度を示す情報）を出力可能に構成されている。なお、モータ速度ωの代わりに、モータ速度ωに減速機構６ａのギア比を乗じることで求められる操舵速度を用いてもよい。
【００１５】
インターミディエイトシャフト５における、トルクセンサ４が接続された一端とは反対側の他端は、ステアリングギアボックス７に接続されている。ステアリングギアボックス７は、ラックとピニオンギアからなるギア機構にて構成されており、インターミディエイトシャフト５の他端に設けられたピニオンギアに、ラックの歯が噛み合っている。そのため、ドライバがハンドル２を回すと、インターミディエイトシャフト５が回転（すなわちピニオンギアが回転）し、これによりラックが左右に移動する。ラックの両端にはそれぞれタイロッド８が取り付けられており、ラックとともにタイロッド８が左右の往復運動を行う。これにより、タイロッド８がその先のナックルアーム９を引っ張ったり押したりすることで、操舵輪である各タイヤ１０の向きが変わる。
【００１６】
また、車両における所定の部位には、車速Ｖを検出するための車速センサ１１が設けられている。
このような構成により、ドライバがハンドル２を回転（操舵）させると、その回転がステアリングシャフト３、トルクセンサ４、およびインターミディエイトシャフト５を介してステアリングギアボックス７に伝達される。そして、ステアリングギアボックス７内で、インターミディエイトシャフト５の回転がタイロッド８の左右移動に変換され、タイロッド８が動くことによって、左右の両タイヤ１０が操舵される。
【００１７】
ＥＣＵ１５は、図示しない車載バッテリからの電力によって動作し、トルクセンサ４にて検出された操舵トルクＴｓ、モータ６のモータ速度ω、および車速センサ１１にて検出された車速Ｖに基づいて、アシストトルク指令Ｔａを演算する。そして、その演算結果に応じた駆動電圧Ｖｄをモータ６へ印加することにより、ドライバがハンドル２を回す力（ひいては両タイヤ１０を操舵する力）のアシスト量を制御するものである。
【００１８】
本実施形態ではモータ６がブラシレスモータであるため、ＥＣＵ１５からモータ６へ出力（印加）される駆動電圧Ｖｄは、詳しくは、３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電圧Ｖｄｕ，Ｖｄｖ，Ｖｄｗである。ＥＣＵ１５からモータ６へこれら各相の駆動電圧Ｖｄｕ，Ｖｄｖ，Ｖｄｗを印加（各相の駆動電流を通電）することで、モータ６の回転トルクが制御される。ブラシレスモータを３相の駆動電圧で駆動（例えばＰＷＭ駆動）する方法やその３相の駆動電圧を生成する駆動回路（例えば３相インバータ）についてはよく知られているため、ここではその詳細説明は省略する。
【００１９】
ＥＣＵ１５は、直接的にはモータ６へ印加する駆動電圧Ｖｄを制御することによりモータ６を制御することによって操舵特性を制御するものであるが、モータ６を制御することで結果としてそのモータ６により駆動される操舵系メカ１００を制御するものであると言え、よってＥＣＵ１５の制御対象はこの操舵系メカ１００であると言える。なお、操舵系メカ１００は、図１に示したシステム構成図のうちＥＣＵ１５を除く機構全体、すなわちハンドル２から各タイヤ１０に至る、ハンドル２の操舵力が伝達される機構全体を示す。
【００２０】
＜ＥＣＵ＞
次に、ＥＣＵ１５の概略構成（制御機構）を図２のブロック図に示す。なお、図２に示したＥＣＵ１５の制御機構のうち、電流フィードバック（ＦＢ）部４２を除く各部、および電流ＦＢ部４２の機能の一部は、実際には、ＥＣＵ１５が備える図示しないＣＰＵが所定の制御プログラムを実行することによって実現されるものである。つまり、ＣＰＵによって実現される各種機能を機能ブロック毎に分けて図示したものが図２である。但し、これら各図に示した制御機構がソフトウェアにて実現されることはあくまでも一例であり、図２等に示した制御機構全体または一部を例えばロジック回路等のハードウェアにて実現するようにしてもよいことはいうまでもない。
【００２１】
ＥＣＵ１５は、図２に示すように、ベースアシスト指令Ｔｂ*を生成するベースアシスト部２０と、補正トルク指令Ｔｒを生成する補正部３０と、ベースアシスト指令Ｔｂ*と補正トルク指令Ｔｒを加算することによりアシストトルク指令Ｔａを生成する加算器４１と、アシストトルク指令Ｔａに基づいてモータ６へ駆動電圧Ｖｄを印加することによりモータ６を通電駆動する電流フィードバック（ＦＢ）部４２と、を備えている。
【００２２】
ベースアシスト部２０は、路面反力（路面負荷）に応じた操舵反力（操舵トルク）の特性の実現、すなわち路面負荷に対応した反応（反力）が準定常的にドライバへ伝達されるようにすることで車両の状態や路面の状態をドライバが把握しやすくなるようにすると共に、操舵状態に応じてドライバに与える手感（ハンドルからタイヤまでの感覚的硬さ，ねばり，重さ）を調整することで操舵時のフィールを向上させることを実現するためのブロックである。ベースアシスト部２０は、操舵トルクＴｓとモータ速度ωと車速Ｖに基づき、上述した路面負荷に応じた伝達感や操舵状態に応じたフィールが実現されるようにハンドル２の操作をアシストするための、ベースアシスト指令Ｔｂ*を生成する。
【００２３】
補正部３０は、路面の状態（ロードインフォメーション）が的確にハンドルに伝達されるようにすると共に、ベースアシスト部２０だけでは調整しきれない操舵時のフィールを補償するためのブロックである。補正部３０は、操舵トルクＴｓとモータ速度ωに基づき上述した補正トルク指令Ｔｒを生成する。
【００２４】
加算器４１は、ベースアシスト部２０で生成されたベースアシスト指令Ｔｂ*と補正部３０で生成された補正トルク指令Ｔｒとを加算することにより、アシストトルク指令Ｔａを生成する。
【００２５】
電流ＦＢ部４２は、アシストトルク指令Ｔａに基づき、そのアシストトルク指令Ｔａに対応したアシストトルク（アシスト操舵力）が操舵軸（特にトルクセンサ４よりもタイヤ１０側）に付与されるようにモータ６へ駆動電圧Ｖｄを印加する。具体的には、アシストトルク指令Ｔａに基づいて、モータ６の各相へ通電すべき目標電流（相毎の目標電流）を設定する。そして、各相の通電電流Ｉｍを検出・フィードバックして、その検出値（各相の通電電流Ｉｍ）がそれぞれ目標電流と一致するように駆動電圧Ｖｄを制御（通電電流を制御）することで、操舵軸に対して所望のアシストトルクを発生させる。
【００２６】
なお、このような補正部３０および電流ＦＢ部４２は公知の技術（例えば、特開２０１３−５２７９３号公報参照）であるため、ここでは説明を省略し、以下では、本発明の主要部に関わるベースアシスト部２０について詳述する。
【００２７】
＜ベースアシスト部＞
ベースアシスト部２０は、図３に示すように、負荷推定器２１と、基本負荷量演算部２２と、ドライバ仕事率演算部２３と、剛性調整量演算部２４と、粘性調整量演算部２５と、慣性調整量演算部２６と、微分器２６１と、目標演算器２７と、偏差演算器２８と、コントローラ部２９とを備えている。
【００２８】
負荷推定器２１は、ベースアシスト指令Ｔｂ*（アシストトルクに相当）と操舵トルクＴｓとに基づいて路面負荷を推定する。基本負荷量演算部２２は、負荷推定器２１にて推定された路面負荷（推定負荷Ｔｘ）と自車両の走行速度（車速Ｖ）とに基づいて、操舵トルクの目標値の基本成分である基本トルクＴｆ*を生成する。
【００２９】
ドライバ仕事率演算部２３は、モータ速度ωに減速機構６ａのギア比を乗じることで求めた操舵速度に、操舵トルクＴｓを乗じることでドライバ仕事率Ｗを算出する。但し、操舵トルクＴｓおよびモータ速度ω（ひいては操舵速度）は、いずれもハンドル２を右回転させた場合と、左回転させた場合とで逆極性の値となる。また、操舵トルクＴｓは、Ｔｓ＝０となるハンドル２の位置を中立位置として、中立位置から右回転させた場合と左回転させた場合とで逆極性の値となる。中立位置は、タイヤがグリップしている通常走行時には、車両を直進させる位置が中立位置となり、オーバステアによるスピン発生時にはタイヤが横滑りしている方向が中立位置となる。ここでは、左回転時に正、右回転時に負となるものとする。
【００３０】
従って、操舵トルクＴｓとモータ速度ωの極性が同じでありドライバ仕事率Ｗが正極性となる場合は、ハンドルを切り込む操作によって生じた値であること、操舵トルクＴｓとモータ速度ωの極性が異なっておりドライバ仕事率Ｗが負極性となる場合は、ハンドルを切り戻す操作によって生じた値であること、ドライバ仕事率Ｗがゼロであれば保舵の状態であることを表す。
【００３１】
つまり、ハンドルを中立位置から左右どちらかに切り込んだ場合、操舵トルクＴｓ、モータ速度ωの極性は同じであるため、ドライバ仕事率Ｗは正極性の値となる。ハンドルを切った状態で保持すると（保舵の状態）、モータ速度ωは０であるため、ドライバ仕事率は０となる。この保舵の状態から、ハンドルを切り戻した場合、切り込んだときとはモータ速度ωの極性が反転し、操舵トルクＴｓとモータ速度ωの極性が互いに異なったものとなるため、ドライバ仕事率Ｗは負極性の値となる。なお、操舵トルクＴｓは、タイヤの向きが車両の進行方向から外れるほど大きな値となり、また、モータ速度ωが急な操舵を行うほど大きな値となり、これらの操作の度合い（操作量）に応じて、ドライバ仕事率Ｗの絶対値は大きな値をとる。
【００３２】
なお、操舵速度はモータ速度ωに比例した値であるため、モータ速度ωを操舵速度と見なして、モータ速度ωに操舵トルクＴｓを乗じたものをドライバ仕事率Ｗとして用いてもよい。
【００３３】
微分器２６１は、操舵速度に相当するモータ速度ωを微分することで操舵加速度に相当するモータ加速度αを生成する。
剛性調整量演算部２４は、ドライバ仕事率Ｗと推定負荷Ｔｘと車速Ｖに基づいて、目標操舵トルクＴｓ*に含まれる調整成分（調整トルク）の一つであり、操舵時にドライバに与える操舵系メカ１００の剛性感を調整するための剛性調整トルクＴｋ*を生成する。粘性調整量演算部２５は、ドライバ仕事率Ｗとモータ速度ωと車速Ｖに基づいて、目標操舵トルクＴｓ*に含まれる調整成分の一つであり、操舵時にドライバに与える操舵系メカ１００の粘性感を調整するための粘性調整トルクＴｃ*を生成する。慣性調整量演算部２６は、ドライバ仕事率Ｗとモータ加速度αに基づいて、目標操舵トルクＴｓ*に含まれる調整成分の一つであり、操舵時にドライバに与える操舵系メカ１００の慣性感を調整するための慣性調整トルクＴｉ*を生成する。
【００３４】
目標演算器２７は、基本トルクＴｆ*、剛性調整トルクＴｋ*、粘性調整トルクＴｃ*、慣性調整トルクＴｉ*を加算して目標操舵トルクＴｓ*を演算する。偏差演算器２８は、操舵トルクＴｓと目標操舵トルクＴｓ*との差であるトルク偏差を演算する。コントローラ部２９は、微分器や積分器等を備えており、ハンドル操作時にドライバに与える路面負荷に応じた伝達感や操舵状態量に応じたフィールを調整するための出力を生成する。
【００３５】
コントローラ部２９は、トルク偏差（操舵トルクＴｓと目標操舵トルクＴｓ*との差）に基づき、トルク偏差が０になるよう、すなわち操舵トルクＴｓが目標操舵トルクＴｓ*に追従するように制御することで、路面負荷に応じた伝達感や操舵状態量に応じたフィールを実現するアシストトルク（アシスト量とも言う）を発生させるためのベースアシスト指令Ｔｂ*を生成する。
【００３６】
負荷推定器２１は、ベースアシスト指令Ｔｂ*と操舵トルクＴｓとを加算する加算器と、その加算結果から所定の周波数以下の帯域の成分を抽出するローパスフィルタ（ＬＰＦ）とを備え、このＬＰＦにより抽出された周波数成分を推定負荷Ｔｘとして出力する。通常、ドライバは、主に１０Ｈｚ以下の操舵反力情報を頼りに運転をしているため、概ね１０Ｈｚ以下の周波数成分を通過（抽出）させ、１０Ｈｚより高い周波数成分は遮断するようにしている。
【００３７】
基本負荷量演算部２２は、路面反力に応じてドライバがハンドル操作を重いまたは軽いと感じることができるようにするための、或いは路面反力の上昇に対するドライバの操舵反力（或いは操舵トルク）の上昇度合い（勾配）を実現するための、目標操舵トルクＴｓ*を生成するものである。本実施形態の基本負荷量演算部２２は、実際には、推定負荷Ｔｘおよび車速Ｖに対応する目標操舵トルクＴｓ*がマップ化されており、そのマップをもとに目標操舵トルクＴｓ*を生成する。
【００３８】
剛性調整量演算部２４は、剛性係数演算部２４ａと乗算器２４ｂを備える。剛性係数演算部２４ａは、ドライバ仕事率Ｗに応じて、ハンドル操作時にドライバに与える剛性感（ばね感）を調整するための係数である剛性相当係数Ｋ（機械インピーダンスの剛性係数に相当する値）を、予め用意された剛性調整マップを用いて生成するものである。乗算器２４ｂは、剛性相当係数Ｋに推定負荷Ｔｘを乗じることで剛性調整トルクＴｋ*を生成する。つまり、剛性相当係数Ｋは、路面負荷（推定負荷Ｔｘ）に対する調整ゲインといえる。また、剛性相当係数Ｋは、粘性調整量演算部２５に供給される。
【００３９】
粘性調整量演算部２５は、粘性係数演算部２５ａと乗算器２５ｂと粘性補正量演算部２５ｃと加算器２５ｄを備える。粘性係数演算部２５ａは、ドライバ仕事率Ｗに応じて、ハンドル操作時にドライバに与える粘性感を調整するために使用する粘性係数Ｃを、予め用意された粘性調整マップを用いて生成するものである。粘性補正量演算部２５ｃは、剛性相当係数Ｋに応じて、剛性相当係数Ｋに基づいて生成される剛性調整トルクＴｋ*によって期待される剛性感と実際に得られる剛生感との差を補償するための粘性補正量ΔＣを生成するものであり、その詳細については後述する。加算器２５ｄは、粘性係数Ｃに粘性補正量ΔＣを加算して補正粘性係数Ｃ＋ΔＣを生成する。乗算器２５ｂは、補正粘性係数Ｃ＋ΔＣにモータ速度ω（操舵速度に相当する）を乗じることで粘性調整トルクＴｃ*を生成する。つまり、補正粘性係数Ｃ＋ΔＣは、モータ速度ω（ひいては操舵速度）に対する調整ゲインといえる。
【００４０】
慣性調整量演算部２６は、慣性係数演算部２６ａと乗算器２６ｂを備える。慣性係数演算部２６ａは、ドライバ仕事率Ｗに応じて、ハンドル操作時にドライバに与える慣性感を調整するための慣性係数Ｉを、予め用意された慣性調整マップを用いて生成するものである。乗算器２６ｂは、微分器２６１によって生成されたモータ加速度αに慣性係数Ｉを乗じることで慣性調整トルクＴｉ*を演算する。つまり、慣性係数は、モータ加速度α（ひいては操舵加速度）に対する調整ゲインといえる。
【００４１】
ところで、機械インピーダンス（剛性係数，粘性係数，慣性係数）は、物体に加わる力Ｆと、物体の変位量ｘとの関係を規定するものであり、（１）式の関係式によって表される。特に回転運動の場合では、Ｆは物体に加わるトルク、ｘは物体の回転量と見なす。
【００４２】
【数１】
2014227036.tif 000003
ここでは、ｘは操舵角（モータの回転角）、その１回微分値は操舵速度（モータ速度ω）、その２回微分は操舵加速度（モータ加速度α）を表す。つまり、剛性調整量演算部２４，粘性調整量演算部２５，慣性調整量演算部２６は、（１）式に従ってハンドル操作時にドライバに与えるフィールの調整に必要なトルクを求めるものである。但し、本実施形態では、剛性調整トルクＴｋ*の算出に、操舵角ｘではなく推定負荷Ｔｘを使用しているため、剛性係数の代わりに剛性係数に相当する剛性相当係数Ｋが用いられている。なお、操舵角ｘと剛性相当係数Ｋの関係は、操舵系メカ１００の特性を表す関係式から簡単に求めることができる。
【００４３】
＜粘性補正量演算部＞
粘性補正量演算部２５ｃは、期待する剛性感と実際の剛性感との差を補償する第１補正量ΔＣ１と、剛性相当係数Ｋの変化に伴う操舵部材の粘性変化分を補償する第２補正量ΔＣ２とを、それぞれ第１マップ及び第２マップを用いて求め、その加算値を粘性補正量ΔＣ（＝ΔＣ１＋ΔＣ２）として出力する。
【００４４】
第１補正量ΔＣ１は、図４（ａ）に示す第１マップを用いて生成され、剛性値が０のときに０、剛性値が０より大きいときに正の値をとりその絶対値は剛性値の増加に伴って大きくなる。つまり、剛性が増大することによって生じる戻され感を、粘性を増大させることによって、感覚的には相殺されるように設定されている。
【００４５】
即ち、人間の感覚特性では、感覚的な剛性（剛性感）の変化をより忠実に再現するには、剛性だけではなく剛性の変化に連動して粘性を適切に変化させる必要があり、この感覚的なずれを補償するための補正成分が第１補正量ΔＣ１である。従って、第１マップは、ドライバの感覚特性（力覚に関する知覚特性）の測定結果に基づいて設定される。
【００４６】
第２補正量ΔＣ２は、図４（ｂ）に示す第２マップを用いて生成され、剛性値が０のときに０、剛性値が０より大きいときに負極性の値をとりその絶対値は剛性値の増加に伴って大きくなる。
【００４７】
即ち、上述したように、剛性係数を路面負荷に対するゲイン（剛性相当係数Ｋ）として定義すると、図５に示すように、剛性相当係数Ｋに概ね比例して操舵部材の剛性値が変化するものの、図６に示すように、この剛性の変化に伴って、物理的に粘性値も僅かながら変動する。この物理的な変動分を補償するための補正成分が第２補正量ΔＣ２である。従って、第２マップは、剛性値の変化に対する粘性値のずれを測定した結果に基づいて設定してもよいし、操舵系のモデルから剛性値と粘性値の関係を数学的に求めた関係式を用いて設定してもよい。
【００４８】
＜効果＞
以上説明したように、電動パワーステアリングシステム１では、機械インピーダンスの剛性係数の調整内容に連動して、期待する操舵感と実際の操舵感とのずれが補償されるように粘性係数を補正している。
【００４９】
従って、電動パワーステアリングシステム１によれば、剛性係数を調整するだけで、所望の操舵感（ハンドルを切ったときの手応え等）を実現することができるため、所望の操舵感を実現するための調整作業を簡易化することができ、その結果、調整作業に要する手間を削減することができる。
【００５０】
＜他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。例えば、一つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を一つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。
【００５１】
上記実施形態では、機械インピーダンスを変化させるパラメータとして、操舵トルクＴｓと操舵速度（モータ速度ω）の積からなるドライバ仕事率Ｗを用いているが、これに限るものではなく、例えば、ドライバ仕事率Ｗに加えて車速Ｖを用いたり、ドライバ仕事率Ｗの代わりに操舵角等を用いたりしてもよい。
【００５２】
上記実施形態では粘性補正量ΔＣを、第１補正量ΔＣ１と第２補正量ΔＣ２とを加算することで求めているが、第２補正量ΔＣ２は、基本トルクＴｆ*や剛性調整トルクＴｋ*を、操舵角ではなく推定負荷Ｔｘから求めることによって生じる粘性の変化を補償するものであるため、基本トルクＴｆ*や剛性調整トルクＴｋ*を操舵角から求めるように構成した場合は、第２補正量ΔＣ２を省略し、第１補正量ΔＣ１をそのまま粘性補正量ΔＣとして用いるように構成すればよい。
【００５３】
上記実施形態では、負荷推定器２１において、ベースアシスト指令Ｔｂ*と操舵トルクＴｓから推定負荷Ｔｘを生成しているが、ベースアシスト指令Ｔｂ*の代わりに電流ＦＢ部４２で検出される通電電流Ｉｍを用いてもよい。
【００５４】
上記実施形態では、基本トルクＴｆ*を、推定負荷Ｔｘから生成しているが、操舵角から生成するように構成してもよい。
上記実施形態では、基本トルクＴｆ*と、機械インピーダンス調整用のトルクＴｋ*，Ｔｃ*，Ｔｉ*を別々に求めた後、これらを加算して目標操舵トルクＴｓ*を生成しているが、特許文献１に記載されているように、機械インピーダンスを反映した規範操舵モデルを用いて操舵角から目標操舵トルクＴｓ*を求めるように構成されたシステムに本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１…電動パワーステアリングシステム  １５…ＥＣＵ  ２０…ベースアシスト部  ２１…負荷推定器  ２２…基本負荷量演算部  ２３…ドライバ仕事率演算部  ２４…剛性調整量演算部  ２４ａ…剛性係数演算部  ２４ｂ，２５ｂ，２６ｂ…乗算器  ２５…粘性調整量演算部  ２５ａ…粘性係数演算部  ２５ｃ…粘性補正量演算部、
２５ｄ…加算器  ２６…慣性調整量演算部  ２６ａ…慣性係数演算部  ２７…目標演算器  ２８…偏差演算器  ２９…コントローラ部  ３０…補正部  ４１…加算器  ４２…電流ＦＢ部  ２６１…微分器
【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１】
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