(57)【要約】【課題】電動パワーステアリング装置において、入力トルクに応じた目標舵角に実舵角を追従させる構成において、バンク路にあっても適切な操舵フィーリングを実現することにある。【解決手段】車両がバンク路を走行しているとき、ゼロ点変更モデル７１を通じて、合計トルクがゼロのときの目標転舵角θｐが中立転舵角からバンク路の路面が下がっていく側にずらされる（バンク路対応制御）。よって、例えば車両がバンク路を走行する際に、たとえ操舵トルクＴｈが加えられていなくても、バンク路に応じたステアリングの舵角が実現される。よって、合計トルクに応じた目標転舵角θｐを実現する構成においても、バンク路において適切な操舵フィーリングが実現される。【選択図】図５
2014162420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵系にアシストトルクを付与する操舵力付与手段と、
運転者によって回動操作されるステアリングを通じてステアリングシャフトに加えられる操舵トルクに応じて前記操舵力付与手段を通じて前記操舵系にアシストトルクを付与する第１の制御手段と、
前記アシストトルク及び前記操舵トルクの少なくとも一方である入力トルクに応じた目標転舵角を決定し、前記操舵力付与手段を通じて前記操舵系にアシストトルクを付与することで車両の転舵角を前記目標転舵角とする第２の制御手段と、
車両の幅方向における車両が走行する路面の水平面に対する傾斜度合いを検出する走行路検出手段と、
前記傾斜度合いの増加に伴い、前記第２の制御手段を通じて、前記入力トルクがゼロのときの目標転舵角を車両の直進方向に対応する中立転舵角から傾斜した路面が下がっていく側に変化させるバンク路対応制御を行う変更手段と、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】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記変更手段は、
ヨーレートセンサを通じて検出された車両のヨーレートがしきい値以上のとき、車両が前記バンク路を走行している可能性があるとして、前記バンク路対応制御を行い、
前記検出されたヨーレートが前記しきい値未満のとき、車両が前記カント路を走行している可能性があるとして、前記傾斜度合いの増加に伴い、前記第２の制御手段を通じて、前記入力トルクがゼロのときの目標転舵角を前記中立転舵角から傾斜した路面が上っていく側に変化させるカント路対応制御を行う
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第２の制御手段は、理想ＥＰＳモデル、理想車両モデル及び減算器を備え、
前記減算器は、前記入力トルクに対して前記理想車両モデルからのばね成分を差し引いた減算値を前記理想ＥＰＳモデルに出力し、
前記理想ＥＰＳモデルは、前記減算値に基づき、目標転舵角加速度、目標転舵角速度及び前記目標転舵角を演算し、
前記理想車両モデルは、前記理想ＥＰＳモデルからの目標転舵角、目標転舵角度速度及び目標転舵角加速度に基づきばね成分を演算し、そのばね成分を前記減算器に出力し、
前記変更手段は、前記傾斜度合いの増加に応じてゼロ点移動角を決定し、この決定したゼロ点移動角を前記理想ＥＰＳモデルから前記理想車両モデルへの目標転舵角に足し合わせることで、前記入力トルクに対する前記目標転舵角を調整する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第２の制御手段は、理想ＥＰＳモデル、理想車両モデル及び減算器を備え、
前記減算器は、前記入力トルクに対して前記理想車両モデルからのばね成分を差し引いた減算値を前記理想ＥＰＳモデルに出力し、
前記理想ＥＰＳモデルは、前記減算値に基づき、目標転舵角加速度、目標転舵角速度及び前記目標転舵角を演算し、
前記理想車両モデルは、前記理想ＥＰＳモデルからの目標転舵角、目標転舵角度速度及び目標転舵角加速度に基づきばね成分を演算し、そのばね成分を前記減算器に出力し、
前記変更手段は、前記傾斜度合いに応じてゼロ点移動トルクを決定し、この決定したゼロ点移動トルクを前記理想車両モデルから前記減算器へのばね成分に足し合わせることで、前記入力トルクに対する前記目標転舵角を調整する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記走行路検出手段は、横加速度センサを通じて検出された車両幅方向に作用する横加速度から、ヨーレートセンサを通じて検出されたヨーレートと車速センサを通じて検出された車速とを乗じて得た車両に作用する遠心力を差し引いて得た、車両の幅方向に作用する路面勾配による重力成分に基づき前記傾斜度合いを検出する
ことを特徴とする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】
この発明は、電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動パワーステアリング装置においては、優れた操舵フィーリングを実現するために、モータの駆動を通じて操舵力をアシストする構成が存在する。
具体的には、電動パワーステアリング装置は、車速及び操舵トルクに基づきアシストトルクを演算するアシストトルク演算部を有する。アシストトルク演算部は、操舵トルクが大きいほどアシストトルクを大きくする。また、車速Ｖが速いほどアシストトルクを小さくする。この演算されたアシストトルクに応じた操舵補助力がモータを通じてステアリングに加えられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、特許文献２に記載の電動パワーステアリング装置は、操舵角に基づき目標操舵トルクを定める第１の規範モデルと、操舵トルクに基づき操舵系の目標舵角（目標転舵角）を定める第２の規範モデルとを備える。これら両規範モデル（理想モデル）に基づいて、モータの動作が制御される。
【０００４】
すなわち、第１の規範モデルを通じて目標操舵トルクに実操舵トルクを追従させるトルクフィードバック制御が実行される。これにより、操舵トルクを常に最適な値にすることができる。また、第２の規範モデルを通じて目標舵角に実舵角を追従させる舵角フィードバック制御が実行される。これにより、操舵トルク（入力トルク）に応じた実舵角を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３１１９１号公報
【特許文献２】特許第４４５３０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記第２の規範モデルを有しない車両が、その幅方向に傾斜するとともに、路がカーブしたバンク路を走行する際には、ステアリングは運転者によって操舵トルクが加えられなくても、そのバンク路に応じた舵角位置となる。すなわち、バンク路の走行中においては、運転者はステアリングを大きく回動操作する必要がない。
【０００７】
しかし、上記第２の規範モデルを有する車両においては、操舵トルクに応じた実舵角が実現されるため、バンク路の走行中において操舵トルクが加えられないと、ステアリングが中立位置に戻されることが懸念される。よって、運転者は、バンク路を走行中にステアリングが中立位置に戻らないように操舵トルクを加える必要がある。このように、運転者はバンク路を走行中に適切な操舵フィーリングが得られないおそれがあった。
【０００８】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、入力トルクに応じた目標舵角に実舵角を追従させる構成において、バンク路にあっても適切な操舵フィーリングが実現される電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、操舵系にアシストトルクを付与する操舵力付与手段と、運転者によって回動操作されるステアリングを通じてステアリングシャフトに加えられる操舵トルクに応じて前記操舵力付与手段を通じて前記操舵系にアシストトルクを付与する第１の制御手段と、前記アシストトルク及び前記操舵トルクの少なくとも一方である入力トルクに応じた目標転舵角を決定し、前記操舵力付与手段を通じて前記操舵系にアシストトルクを付与することで車両の転舵角を前記目標転舵角とする第２の制御手段と、車両の幅方向における車両が走行する路面の水平面に対する傾斜度合いを検出する走行路検出手段と、前記傾斜度合いの増加に伴い、前記第２の制御手段を通じて、前記入力トルクがゼロのときの目標転舵角を車両の直進方向に対応する中立転舵角から傾斜した路面が下がっていく側に変化させるバンク路対応制御を行う変更手段と、を備えたことをその要旨としている。
【００１０】
同構成によれば、車両が一定値以上の傾斜度合いを有するとともにその路がカーブしてなるバンク路を走行しているとき、変更手段を通じて、入力トルクがゼロのときの目標転舵角が中立転舵角からバンク路の路面が下がっていく側にずらされる。よって、例えば車両がバンク路を走行する際に、たとえ操舵トルクが加えられていなくても、バンク路に応じた舵角が実現される。よって、入力トルクに応じた目標転舵角を実現する構成を採用する場合であっても、バンク路において適切な操舵フィーリングが実現される。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、前記変更手段は、ヨーレートセンサを通じて検出された車両のヨーレートがしきい値以上のとき、車両が前記バンク路を走行している可能性があるとして、前記バンク路対応制御を行い、前記検出されたヨーレートが前記しきい値未満のとき、車両が前記カント路を走行している可能性があるとして、前記傾斜度合いの増加に伴い、前記第２の制御手段を通じて、前記入力トルクがゼロのときの目標転舵角を前記中立転舵角から傾斜した路面が上っていく側に変化させるカント路対応制御を行うことをその要旨としている。
【００１２】
カント路は、バンク路と同様に路面が傾斜しているものの、バンク路と異なって路が直線状に延びている。よって、バンク路走行時のヨーレートはカント路走行時のヨーレートより大きくなる。上記構成によれば、このヨーレートの違いに着目して、ヨーレートがしきい値以上のときバンク路対応制御が行われ、ヨーレートがしきい値未満のときカント路対応制御が行われる。
【００１３】
カント路対応制御とは、傾斜度合いの増加に伴い入力トルクがゼロのときの目標転舵角を中立転舵角から傾斜した路面が上っていく側に変化させる制御である。この制御により、車両がカント路を走行する際に、たとえ操舵トルクが加えられていなくても、カント路に沿って直進する。よって、上記バンク路対応制御を実行可能な構成にあっても、カント路において適切な操舵フィーリングが実現される。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置において、前記第２の制御手段は、理想ＥＰＳモデル、理想車両モデル及び減算器を備え、前記減算器は、前記入力トルクに対して前記理想車両モデルからのばね成分を差し引いた減算値を前記理想ＥＰＳモデルに出力し、前記理想ＥＰＳモデルは、前記減算値に基づき、目標転舵角加速度、目標転舵角速度及び前記目標転舵角を演算し、前記理想車両モデルは、前記理想ＥＰＳモデルからの目標転舵角、目標転舵角度速度及び目標転舵角加速度に基づきばね成分を演算し、そのばね成分を前記減算器に出力し、前記変更手段は、前記傾斜度合いの増加に応じてゼロ点移動角を決定し、この決定したゼロ点移動角を前記理想ＥＰＳモデルから前記理想車両モデルへの目標転舵角に足し合わせることで、前記入力トルクに対する前記目標転舵角を調整することをその要旨としている。
【００１５】
同構成によれば、目標転舵角にゼロ点移動角を足し合わせることで、入力トルクがゼロのときの目標転舵角を中立転舵角からゼロ点移動角に応じた角度だけ変化させることができる。ゼロ点移動角及び目標転舵角の単位が同じであるため、設計者は傾斜度合いに応じたゼロ点移動角の調整を通じてバンク路等に対応する目標転舵角の設定を感覚的に行うことができる。従って、目標転舵角の設定が容易となる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置において、前記第２の制御手段は、理想ＥＰＳモデル、理想車両モデル及び減算器を備え、前記減算器は、前記入力トルクに対して前記理想車両モデルからのばね成分を差し引いた減算値を前記理想ＥＰＳモデルに出力し、前記理想ＥＰＳモデルは、前記減算値に基づき、目標転舵角加速度、目標転舵角速度及び前記目標転舵角を演算し、前記理想車両モデルは、前記理想ＥＰＳモデルからの目標転舵角、目標転舵角度速度及び目標転舵角加速度に基づきばね成分を演算し、そのばね成分を前記減算器に出力し、前記変更手段は、前記傾斜度合いに応じてゼロ点移動トルクを決定し、この決定したゼロ点移動トルクを前記理想車両モデルから前記減算器へのばね成分に足し合わせることで、前記入力トルクに対する前記目標転舵角を調整することをその要旨としている。
【００１７】
同構成によれば、ばね成分にゼロ点移動トルクを足し合わせることで、入力トルクがゼロのときの目標転舵角を中立転舵角からゼロ点移動トルクに応じた角度だけ変化させることができる。本構成においては、ゼロ点移動トルクは理想車両モデルに入力されない。従って、変更手段からの出力（ゼロ点移動トルク）が理想車両モデルを介することに伴う位相遅れを抑制することができる。よって、入力トルクがゼロのときの目標転舵角を、より迅速にバンク路又はカント路に適した状態とすることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、前記走行路検出手段は、横加速度センサを通じて検出された車両幅方向に作用する横加速度から、ヨーレートセンサを通じて検出されたヨーレートと車速センサを通じて検出された車速とを乗じて得た車両に作用する遠心力を差し引いて得た、車両の幅方向に作用する路面勾配による重力成分に基づき前記傾斜度合いを検出することをその要旨としている。
【００１９】
同構成によれば、一般的に車両に搭載されるヨーレートセンサ、車速センサ及び横加速度センサの検出結果を使用することにより路面勾配による重力成分が得られる。この路面勾配による重力成分は、車両がバンク路等の車両の幅方向に傾斜した傾斜路面に位置するとき、その傾斜度合いに応じて大きくなる。よって、車両に新たな構成を追加することなく、路面勾配による重力成分を通じて、車両がバンク路等の傾斜路及び平坦な通常路の何れを走行しているかを検出することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電動パワーステアリング装置において、入力トルクに応じた目標舵角に実舵角を追従させる構成において、バンク路にあっても適切な操舵フィーリングを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態における電動パワーステアリング装置の構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態におけるモータ制御装置等の構成を示すブロック図。
【図３】第１の実施形態におけるマイコンの構成を示すブロック図。
【図４】第１の実施形態における操舵トルク及び基本アシストトルクの関係を示すグラフ。
【図５】第１の実施形態における目標転舵角演算部の構成を示すブロック図。
【図６】第１の実施形態における車両に作用する力を示した説明図。
【図７】第１の実施形態における（ａ）はヨーレートがしきい値以上の場合の路面勾配に伴う重力成分及びゼロ点移動角（ゼロ点移動力）の関係を示すグラフ、（ｂ）はヨーレートがしきい値未満の場合の路面勾配に伴う重力成分及びゼロ点移動角（ゼロ点移動力）の関係を示すグラフ。
【図８】第１の実施形態における合計トルク及び舵角の関係を示したグラフ。
【図９】第２の実施形態における目標転舵角演算部の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる電動パワーステアリング装置を具体化した第１の実施形態について図１〜図８を参照して説明する。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１は、運転者によって操舵されるステアリング２と、そのステアリング２とともに回動するステアリングシャフト３と、そのステアリングシャフト３にラックアンドピニオン機構４を介して連結されるラック軸５と、を備える。
【００２４】
ステアリング２の回動操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によってラック軸５の往復直線運動に変換される。そして、このラック軸５の往復直線運動によってタイヤ７の実転舵角θｐｓが変更される。
【００２５】
また、ＥＰＳ１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力付与手段としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、このＥＰＳアクチュエータ１０の動作を制御するモータ制御装置１１とを備える。
【００２６】
ＥＰＳアクチュエータ１０は、駆動源であるモータ１２と、減速機構１３とを備える。モータ１２としては、例えばブラシレスモータが採用されている。
そして、モータ１２の駆動力は、減速機構１３を通じて減速されたうえでステアリングシャフト３に伝達される。これにより、操舵系（ステアリング２及びステアリングシャフト３等）にアシストトルクが付与される。
【００２７】
また、モータ制御装置１１には、車速センサ２６と、横Ｇセンサ２５と、ヨーレートセンサ２７と、トルクセンサ２４とが接続されている。
車速センサ２６は、車速Ｖを検出し、その検出結果をモータ制御装置１１に出力する。横Ｇセンサ２５は、車両幅方向に作用する横加速度ＬＡを検出し、その検出結果をモータ制御装置１１に出力する。ヨーレートセンサ２７は、車両の旋回方向への回転角の変化速度（ヨーレートＹＲ）を検出し、その検出結果をモータ制御装置１１に出力する。
【００２８】
トルクセンサ２４は、そのステアリングシャフト３の途中に設けられたトーションバー１５の捻れに基づいてステアリングシャフト３に伝達される操舵トルクＴｈを検出し、その検出結果をモータ制御装置１１に出力する。
【００２９】
図２に示すように、モータ制御装置１１は、モータ駆動信号を出力するマイコン３１と、モータ駆動信号に基づきモータ１２に駆動電力を供給するインバータ回路３０と、備える。
【００３０】
インバータ回路３０及びモータ１２間には実電流値Ｉを検出する電流センサ３５が設けられる。
また、モータ１２にはモータ回転角θｍを検出する回転角センサ１７が設けられる。回転角センサ１７は検出したモータ回転角θｍをマイコン３１に出力する。
【００３１】
図３に示すように、マイコン３１は、アシストトルク演算部４０と、電流指令値演算部２８と、モータ駆動信号生成部２９と、を備える。なお、マイコン３１における各制御ブロックは、マイコン３１が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。
【００３２】
アシストトルク演算部４０は、操舵トルクＴｈ及び車速Ｖに基づいてモータ１２に発生させるべきアシストトルクＴａｓを演算し、その演算結果を電流指令値演算部２８に出力する。電流指令値演算部２８はアシストトルクＴａｓに対応した電流指令値Ｉｃを演算し、その演算結果をモータ駆動信号生成部２９に出力する。
【００３３】
モータ駆動信号生成部２９は、電流指令値Ｉｃに実電流値Ｉを追従させる電流フィードバック制御を実行することでモータ駆動信号を生成する。インバータ回路３０は、モータ駆動信号生成部２９からのモータ駆動信号に基づき駆動する。
【００３４】
図３に示すように、アシストトルク演算部４０は、基本アシストトルク演算部４１と、目標転舵角演算部４４と、転舵角フィードバック制御部４５と、転舵角演算部４３と、加算器４６とを備える。
【００３５】
基本アシストトルク演算部４１は、トルクセンサ２４により検出される操舵トルクＴｈ、及び車速センサ２６により検出される車速Ｖに基づいて基本アシストトルクＴａｂを演算し、その演算結果を目標転舵角演算部４４及び加算器４６に出力する。
【００３６】
詳しくは、図４に示すように、基本アシストトルク演算部４１は、操舵トルクＴｈが大きいほど基本アシストトルクＴａｂを大きくする。また、車速Ｖが速いほど基本アシストトルクＴａｂを小さくする。
【００３７】
目標転舵角演算部４４は、操舵トルクＴｈ及び基本アシストトルクＴａｂの総和からなる合計トルクＴｔに応じた理想的なタイヤの切れ角（転舵角）である目標転舵角θｐを演算し、その演算結果を転舵角フィードバック制御部４５に出力する。
【００３８】
転舵角演算部４３は、回転角センサ１７を通じて検出されたモータ回転角θｍに基づき実転舵角θｐｓを演算し、その演算結果を転舵角フィードバック制御部４５に出力する。
転舵角フィードバック制御部４５は、実転舵角θｐｓが目標転舵角θｐに追従するようにフィードバック制御を実行することにより、アシストトルク補正値ΔＴａｂを出力する。加算器４６は、基本アシストトルクＴａｂに対してアシストトルク補正値ΔＴａｂを加算することでアシストトルクＴａｓを演算した後、その演算結果を電流指令値演算部２８に出力する。これにより、実転舵角θｐｓが目標転舵角θｐとなるようにアシストトルクＴａｓの大きさが制御される。このため、転舵輪側から操舵系に入力される逆入力振動を抑制することにより、より安定した操舵フィーリングが得られる。
【００３９】
次に、目標転舵角演算部４４の具体的な制御ブロックについて説明する。
図５に示すように、目標転舵角演算部４４は、理想ＥＰＳモデル５０と、理想車両モデル６０と、ゼロ点変更部７０と、加算器５６，５９、減算器５８と、を備える。
【００４０】
加算器５６は、操舵トルクＴｈ及び基本アシストトルクＴａｂを足し合わせて合計トルクＴｔを演算し、その演算結果を減算器５８に出力する。
減算器５８は、合計トルクＴｔに対して、理想車両モデル６０からのばね成分Ｔｓｐを減算することで減算値Ｔｐを演算し、その演算結果を理想ＥＰＳモデル５０に出力する。
【００４１】
理想ＥＰＳモデル５０は、ステアリングシャフト３やモータ１２等のＥＰＳ１を構成する各要素の特性に応じて設定され、理想車両モデル６０はサスペンションやホイールアライメントの仕様、及び転舵輪のグリップ力等のＥＰＳ１が搭載される車両側の特性に応じて設定される。
【００４２】
ここで、合計トルクＴｔと目標転舵角θｐとの間には、以下のような式が成り立つ。
Ｔｔ＝Ｊθｐ´´＋Ｃθｐ´＋Ｋθｐ・・・・（１）
すなわち、合計トルクＴｔは、目標転舵角θｐの２階時間微分値θｐ´´に慣性モーメントＪを乗じたものと、目標転舵角θｐの１階時間微分値θｐ´に粘性係数Ｃを乗じたものと、目標転舵角θｐにばね係数Ｋを乗じたものとを加算することによって得られる。
【００４３】
理想ＥＰＳモデル５０及び理想車両モデル６０は、上記式（１）に基づき、合計トルクＴｔから目標転舵角θｐを算出するように構成されている。
詳しくは、理想ＥＰＳモデル５０は、慣性項に対応する慣性制御演算部５１と、粘性項に対応する粘性制御演算部５２と、減算器５７と、一対の積分器５４，５５とを備えている。また、理想車両モデル６０は、ばね項に対応するばね特性制御演算部６１を備えている。
【００４４】
減算器５７は減算値Ｔｐに対して、粘性制御演算部５２からの粘性成分Ｔｖｉを減算することで減算値Ｔｐ＊を演算し、その演算結果を慣性制御演算部５１に出力する。
慣性制御演算部５１は、減算器５７からの減算値Ｔｐ＊を慣性モーメントＪで除することで目標転舵角加速度αｐを演算し、その演算結果を積分器５４及びばね特性制御演算部６１に出力する。積分器５４は目標転舵角加速度αｐを積分することで目標転舵角速度ωｐを演算し、その演算結果を積分器５５、ばね特性制御演算部６１及び粘性制御演算部５２に出力する。
【００４５】
積分器５５は目標転舵角速度ωｐを積分することで目標転舵角θｐを演算し、その演算結果を転舵角フィードバック制御部４５及び加算器５９（ひいてはばね特性制御演算部６１）に出力する。
【００４６】
粘性制御演算部５２は、目標転舵角速度ωｐに基づき粘性成分Ｔｖｉを演算し、その演算結果を減算器５７に出力する。
ばね特性制御演算部６１は、目標転舵角加速度αｐ、目標転舵角速度ωｐ、目標転舵角θｐに基づきばね成分Ｔｓｐを演算し、その演算結果を減算器５７に出力する。
【００４７】
ゼロ点変更部７０は、ゼロ点変更モデル７１と、減算器７２と、乗算器７３とを備える。ゼロ点変更部７０は、車両がバンク路を走行する際に、ステアリング２の舵角θｓをバンク路に応じた位置とするために設けられている。バンク路とは、旋回外側に向かって上り勾配となる道路をいう。
【００４８】
図６に示すように、路面勾配があるバンク路において、車両には幅方向に路面勾配による重力成分Ｇａが加わる。路面勾配による重力成分Ｇａは、路面の傾斜角度をαとし、重力加速度をＧｂとすると「ＧｂＳｉｎα」で算出される値である。ゼロ点変更部７０は、路面勾配による重力成分Ｇａを以下の式から算出する。
【００４９】
路面勾配による重力成分Ｇａ＝横加速度ＬＡ−車速Ｖ×ヨーレートＹＲ・・・・（２）
上記式（２）は横加速度ＬＡが、遠心加速度α（車速Ｖ×ヨーレートＹＲ）及び路面勾配による重力成分Ｇａを足し合わせた値となることから導出される。
【００５０】
具体的には、図５に示すように、乗算器７３は、車速センサ２６からの車速Ｖと、ヨーレートセンサ２７からのヨーレートＹＲとを乗じて遠心加速度αを演算し、その演算した遠心加速度αを減算器７２に出力する。
【００５１】
減算器７２は、横Ｇセンサ２５からの横加速度ＬＡに対して乗算器７３からの遠心加速度αを引き算することで路面勾配による重力成分Ｇａを演算し、その演算した重力成分Ｇａをゼロ点変更モデル７１に出力する。また、ヨーレートセンサ２７によって検出されたヨーレートＹＲがゼロ点変更モデル７１に出力される。
【００５２】
図７（ａ），（ｂ）のグラフに示すように、ゼロ点変更モデル７１は、路面勾配による重力成分Ｇａに応じてゼロ点移動角θｚを決め、そのゼロ点移動角θｚを加算器５９に出力する。
【００５３】
具体的には、ゼロ点変更モデル７１はヨーレートＹＲがしきい値以上の場合には図７（ａ）のグラフを利用してゼロ点移動角θｚを決定し、ゼロ点変更モデル７１はヨーレートＹＲがしきい値未満の場合には図７（ｂ）のグラフを利用してゼロ点移動角θｚを決定する。
【００５４】
このしきい値は、車両が走行しているのがバンク路及びカント路の何れであるかを区別するために設定されている。カント路は車両の幅方向に傾斜した路面を有するとともに、その路面が直線状に延びている道路をいう。すなわち、しきい値は、車両がバンク路を走行しているときのヨーレートＹＲより小さく、かつ車両がカント路を走行しているときのヨーレートＹＲより大きく設定される。
【００５５】
ゼロ点変更モデル７１はヨーレートＹＲがしきい値以上の場合には、図７（ａ）に示すように路面勾配による重力成分Ｇａが大きくなるにつれてゼロ点移動角θｚを大きく設定する。また、ゼロ点変更モデル７１はヨーレートＹＲがしきい値未満の場合には、図７（ｂ）に示すように路面勾配による重力成分Ｇａが大きくなるにつれてマイナスの一定値Ｐ１に収束するようにゼロ点移動角θｚを設定する。
【００５６】
図５に示すように、加算器５９は、積分器５５からの目標転舵角θｐに対してゼロ点移動角θｚを足し合わせて得た補正目標転舵角θｐ＊をばね特性制御演算部６１に出力する。
【００５７】
次に、上記構成において、車両が走行する道路に応じたアシストトルク演算部４０の作用について説明する。
例えば、車両がその幅方向に傾斜がない道路を走行する場合、路面勾配による重力成分Ｇａ、ひいてはゼロ点移動角θｚがゼロとなる。この場合、ゼロ点変更部７０がない従来構成と同様となる。すなわち、図８における実線の通常直線Ｌ１に示すように、ステアリングシャフト３に加わる合計トルクＴｔがゼロのとき、上記のように実転舵角θｐｓが目標転舵角θｐとされることを通じて、ステアリング２の舵角θｓが中立角θｃ（０°）とされる。このステアリング２の舵角θｓは実転舵角θｐｓに対応している。ステアリング２の舵角θｓが中立角θｃにあるとき、実転舵角θｐｓは車両の直進時に対応する中立転舵角となる。
【００５８】
また、車両がバンク路を走行する場合、上記図７（ａ）のグラフに従って、路面勾配による重力成分Ｇａ、ひいてはゼロ点移動角θｚが増加する。この場合、ばね特性制御演算部６１へ入力される補正目標転舵角θｐ＊、ひいてはばね特性制御演算部６１から出力されるばね成分Ｔｓｐが増大する。これにより、減算器５８を通じて理想ＥＰＳモデル５０に出力される減算値Ｔｐが減少する。理想ＥＰＳモデル５０における入力（減算値Ｔｐ）が変化することで出力（目標転舵角θｐ）も変化する。例えば、ゼロ点移動角θｚの増加に伴うばね成分Ｔｓｐの増加量が所定値Ａ１の場合には、合計トルクＴｔがゼロであっても、減算値Ｔｐがゼロとならないことから、目標転舵角θｐが所定値Ａ１に対応した角度θｘとなる。すなわち、図８における一点鎖線のバンク路直線Ｌ２に示すように、ステアリングシャフト３に加わる合計トルクＴｔがゼロのとき、ステアリング２の舵角θｓが角度θｘとなる。この角度θｘは、路面勾配による重力成分Ｇａに応じて変化する。これは、路面勾配による重力成分Ｇａが大きいほど、バンク路直線Ｌ２が上側に移動するためである。よって、バンク路走行中には、操舵トルクＴｈが加わっていない状態であっても、ステアリング２はバンク路に沿って、その内側（傾斜面が下っていく側）に保持される。この結果、運転者がステアリング２を操作しなくても、車両はバンク路のカーブに沿って曲がっていく。上記のバンク路走行時におけるゼロ点変更部７０（変更手段）の制御はバンク路対応制御である。
【００５９】
また、車両がカント路を走行する場合、上記図７（ｂ）のグラフに従って、路面勾配による重力成分Ｇａ、ひいてはゼロ点移動角θｚが一定値Ｐ１に収束する。この場合、ばね特性制御演算部６１へ入力される補正目標転舵角θｐ＊、ひいてはばね特性制御演算部６１から出力されるばね成分Ｔｓｐが減少する。これにより、減算器５８を通じて理想ＥＰＳモデル５０に出力される減算値Ｔｐが増加する。ここで、ゼロ点移動角θｚの減少に伴うばね成分Ｔｓｐの減少量が所定値Ａ２の場合には、合計トルクＴｔがゼロであっても、減算値Ｔｐがゼロとならないことから、目標転舵角θｐが所定値Ａ２に対応した角度θｙとなる。すなわち、図８における二点鎖線のカント路直線Ｌ３に示すように、ステアリングシャフト３に加わる合計トルクＴｔがゼロのとき、ステアリング２の舵角θｓが角度θｙとなる。両角度θｘ，θｙは、中立角θｃ（０°）を挟んで正負の符合が異なる。
【００６０】
よって、カント路走行中には、操舵トルクＴｈが加わっていない状態であっても、ステアリング２はカント路の傾斜面が上っていく側に保持される。この結果、運転者がステアリング２を操作しなくても、車両はカント路の傾斜面に応じて自然に曲がることなく直進する。上記のカント路走行時におけるゼロ点変更部７０の制御はカント路対応制御である。
【００６１】
なお、基本アシストトルク演算部４１は第１の制御手段に相当し、目標転舵角演算部４４及び転舵角フィードバック制御部４５は第２の制御手段に相当する。また、合計トルクＴｔは入力トルクに相当する。
【００６２】
以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）車両がバンク路を走行しているとき、ゼロ点変更モデル７１を通じて、合計トルクＴｔがゼロのときの目標転舵角θｐが中立転舵角からバンク路の路面が下がっていく側にずらされる（バンク路対応制御）。よって、例えば車両がバンク路を走行する際に、たとえ操舵トルクＴｈが加えられていなくても、バンク路に応じたステアリング２の舵角θｓが実現される。よって、合計トルクＴｔに応じた目標転舵角θｐを実現する構成においても、バンク路において適切な操舵フィーリングが実現される。
【００６３】
（２）カント路は、バンク路と同様に路面が傾斜しているものの、バンク路と異なって路が直進している。よって、バンク路走行時における車両のヨーレートＹＲはカント路走行時のヨーレートＹＲより大きくなる。このヨーレートＹＲの違いに着目して、ヨーレートＹＲがしきい値以上のときバンク路対応制御が行われ、ヨーレートＹＲがしきい値未満のときカント路対応制御が行われる。
【００６４】
カント路対応制御とは、傾斜角度βの増加に伴い合計トルクＴｔがゼロのときの目標転舵角θｐを中立転舵角から傾斜した路面が上っていく側に変化させる制御である。この制御により、車両がカント路を走行する際に、たとえ操舵トルクＴｈが加えられていなくても、カント路に沿って直進する。よって、上記バンク路対応制御を実行可能な構成にあっても、カント路において適切な操舵フィーリングが実現される。
【００６５】
（３）目標転舵角θｐにゼロ点移動角θｚを足し合わせることで、合計トルクＴｔがゼロのときの目標転舵角θｐを中立転舵角からゼロ点移動角θｚに応じた角度だけ変化させることができる。ゼロ点移動角θｚ及び目標転舵角θｐの単位が同一であるため、設計者は路面勾配による重力成分Ｇａに対するゼロ点移動角θｚの調整を通じてバンク路等に対応する目標転舵角θｐの設定を感覚的に行うことができる。従って、目標転舵角θｐの設定が容易となる。
【００６６】
（４）一般的に車両に搭載されるヨーレートセンサ２７、車速センサ２６及び横Ｇセンサ２５の検出結果を通じて路面勾配による重力成分Ｇａが得られる。この路面勾配による重力成分Ｇａは、車両がバンク路等の車両の幅方向に傾斜した傾斜路面に位置するとき、その傾斜角度βに応じて大きくなる。よって、車両に新たな構成を追加することなく、路面勾配による重力成分Ｇａを通じて、車両がバンク路等の傾斜路及び平坦な通常路の何れを走行しているかを検出することが可能となる。
【００６７】
（第２の実施形態）
以下、本発明にかかる電動パワーステアリング装置を具体化した第２の実施形態について、図９を参照して説明する。この実施形態のゼロ点変更モデルの接続位置が上記第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６８】
図９に示すように、加算器５９がばね特性制御演算部６１及び減算器５８間に設けられる。本実施形態におけるゼロ点変更モデル７５は、第１の実施形態と同様に図７（ａ），（ｂ）のグラフを利用して路面勾配による重力成分Ｇａに応じてゼロ点移動力Ｆｚ（単位が力）を決定する。図７（ａ），（ｂ）のグラフの勾配は第１の実施形態と同様である。ゼロ点変更モデル７５は、そのゼロ点移動力Ｆｚをトルク変換したゼロ点移動トルクＴｚを加算器５９に出力する。加算器５９は、ばね成分Ｔｓｐ及びゼロ点移動トルクＴｚを足し合わせた補正ばね成分Ｔｓｐ＊を減算器５８に出力する。
【００６９】
本実施形態においても、バンク路、カント路等の車両が走行する道路に応じて、合計トルクＴｔから差し引かれる補正ばね成分Ｔｓｐ＊が変化する。よって、バンク路及びカント路に適した合計トルクＴｔに対するステアリング２の舵角θｓ（実転舵角θｐｓ）を実現することができる。
【００７０】
以上、説明した実施形態によれば、第１の実施形態の（１）〜（４）の効果に加え、特に以下の効果を奏することができる。
（５）ばね成分Ｔｓｐにゼロ点移動トルクＴｚを足し合わせることで、合計トルクＴｔがゼロのときの目標転舵角θｐを中立転舵角からゼロ点移動トルクＴｚに応じた角度だけ変化させることができる。本構成においては、ゼロ点移動トルクＴｚは理想車両モデル６０に入力されない。従って、ゼロ点変更モデル７５からの出力（ゼロ点移動トルクＴｚ）が理想車両モデル６０を介することに伴う位相遅れを抑制することができる。よって、合計トルクＴｔ及び目標転舵角θｐの関係を、より迅速にバンク路又はカント路に適した状態とすることができる。
【００７１】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記両実施形態においては、ヨーレートＹＲがしきい値以上であるか否かに基づき、利用されるグラフが図７（ａ），（ｂ）間で異なっていた。しかし、ゼロ点移動角θｚ（ゼロ点移動力Ｆｚ）、路面勾配による重力成分Ｇａ及びヨーレートＹＲの３軸を有する１つのグラフを利用してもよい。
【００７２】
・また、ゼロ点変更モデル７１，７５は、ヨーレートＹＲを考慮せずに、ゼロ点移動角θｚ（ゼロ点移動力Ｆｚ）を決定してもよい。この場合には、バンク路に対応した図７（ａ）のグラフが利用される。
【００７３】
・上記両実施形態においては、目標転舵角演算部４４は、合計トルクＴｔに基づき目標転舵角θｐを演算していたが、操舵トルクＴｈのみ、又は基本アシストトルクＴａｂのみに基づき、目標転舵角θｐを演算してもよい。
【００７４】
・上記両実施形態においては、走行路検出手段である減算器７２及び乗算器７３を通じて傾斜角度βに応じた値となる路面勾配による重力成分Ｇａが演算されていた。しかし、路面の傾斜の度合いが検出可能であれば、例えば、傾斜角センサを車両に設け、その傾斜角センサの検出結果に基づき、傾斜角度βを検出してもよい。この場合、路面勾配による重力成分Ｇａの演算が不要となる。
【符号の説明】
【００７５】
１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリング、３…ステアリングシャフト、４…ラックアンドピニオン機構、５…ラック軸、１７…回転角センサ、１０…ＥＰＳアクチュエータ、１１…モータ制御装置、１２…モータ、１３…減速機構、１５…トーションバー、２４…トルクセンサ、２５…横Ｇセンサ、２６…車速センサ、２７…ヨーレートセンサ、２８…電流指令値演算部、２９…モータ駆動信号生成部、３０…インバータ回路、３１…マイコン、３５…電流センサ、４０…アシストトルク演算部、４１…基本アシストトルク演算部、４３…転舵角演算部、４４…目標転舵角演算部、４５…転舵角フィードバック制御部、４６…加算器、５０…理想ＥＰＳモデル、５１…慣性制御演算部、５２…粘性制御演算部、５４，５５…積分器、５６…加算器、５７，５８…減算器、５９…加算器、６０…理想車両モデル、６１…ばね特性制御演算部、７０…ゼロ点変更部、７１…ゼロ点変更モデル、７２…減算器、７３…乗算器、７５…ゼロ点変更モデル。
【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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