(57)【要約】【課題】簡素な構成にて、精度よく、且つ安定的に、左右の車輪速に基づく転舵角の推定による操舵角検出を行なうことが可能な電動パワーステアリング装置を提供すること。【解決手段】マイコン２１は、左右の車輪速Ｗr，Ｗlに基づいて、転舵輪に生じた転舵角θtを推定する転舵角推定部３１と、転舵角θtをステアリングに生じた操舵角θsに換算する操舵角換算部３２とを備える。そして、操舵角換算部３２は、モータ１２の回転角速度ωmに示される操舵速度に基づいて、その転舵角θtを操舵角θsに換算する際の換算係数を可変する。【選択図】図２
2011110975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動源として操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置と、左右の車輪速に基づいて転舵輪に生じた転舵角を推定する転舵角推定手段と、前記転舵角を換算することによりステアリングに生じた操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記操舵角に基づいて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、
操舵速度に基づき前記転舵角を前記操舵角に換算する際の換算係数を可変する係数可変手段を備えること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
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、
前記モータに生ずる誘起電圧に基づいて、前記モータの回転角速度を推定するモータ速度推定手段を備え、
前記係数可変手段は、前記モータの回転角速度に示される前記操舵速度に基づいて、前記換算係数を可変すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記係数可変手段は、前記操舵速度が速いほど前記換算係数を大とするものであって、
前記操舵角を所定値以下に制限する操舵角制限手段を備えること、
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〜請求項３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、
ステアリングシャフトを介して伝達される操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記トルクセンサの異常を判定する異常判定手段とを備え、
前記制御手段は、前記トルクセンサが正常である場合には、前記操舵トルクに基づき前記操舵力補助装置の作動を制御するとともに、前記トルクセンサに異常が生じた場合には、前記操舵角に対応した前記アシスト力を発生させるべく前記操舵力補助装置の作動を制御すること、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】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用のパワーステアリング装置には、モータを駆動源とする電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）があり、通常、このようなＥＰＳでは、ステアリングシャフトの途中にトルクセンサが設けられている。そして、操舵系に付与するアシスト力の制御は、その検出される操舵トルクに基づいて行なわれる。
【０００３】
また、ＥＰＳには、ステアリングに生じた操舵角に基づいて、そのパワーアシスト制御を実行するものがある。そして、こうした操舵角（操舵速度）を用いたパワーアシスト制御の態様としては、そのパワーアシスト制御の基礎成分を補償すべく実行される各種補償制御の他、その基礎成分となる制御目標値自体を演算する代替制御が挙げられる。
【０００４】
具体的には、操舵角（操舵速度）を用いた補償制御としては、例えば、ステアリング中立位置への復帰性（ステアリング戻り性）を向上させる所謂ステアリング戻し制御等が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。また、操舵角（及び操舵速度）に基づく代替制御については、例えば、特許文献２等にその開示がある。そして、このように操舵角をパワーアシスト制御に用いることにより、優れた操舵フィーリングを実現し、或いはトルクセンサに異常が生じた後においても、その操舵系に対するアシスト力付与を継続することが可能になる。
【０００５】
また、従来、例えば、特許文献３に示されるように、左右の車輪速（車輪の回転速度）に基づいて、転舵輪に生じた転舵角（タイヤ角）を推定する方法も提案されている。そして、このように左右の車輪速に基づく転舵角の推定を実行することにより、直接的に操舵角を検出可能なステアリングセンサを有しない車両においても、そのパワーアシスト制御に操舵角を用いることができる。
【０００６】
しかしながら、こうした左右の車輪速に基づく転舵角の推定方法には、各車輪に生ずるスリップを要因とした推定誤差が生じやすく、その車両状態が定常旋回（操舵角一定）から乖離した場合には、正しい転舵角を求めることが困難になる。
【０００７】
そこで、上記特許文献３には、更に、横方向加速度演算や、オーバーステア／アンダーステア判定等を実行することにより、その推定誤差を補正する方法が開示されている。また、例えば、特許文献４には、その車輪速に基づき推定される転舵角と、操舵系の減速比に基づきモータ回転角を換算することにより得られる相対舵角とを比較して、これら両舵角間又は両角速度間の差分が所定値以下である場合に、その推定により得られた転舵角を車両の転舵角として用いる構成が開示されている。そして、これらの方法を用いることにより、基本的に定常旋回から乖離した状態にあるステアリング操作中においても、精度よく操舵角を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１３７３５９号公報
【特許文献２】特開２００４−３３８５６２号公報
【特許文献３】米国特許出願公開２００８／０１４０３４０号明細書
【特許文献４】特開２００８−２１３７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、車輪速（及び車速）以外の車両状態量を用いることなく上記特許文献３のようなオーバーステア／アンダーステア判定を行なうためには、車輌毎の適合データが不可欠である。そして、その収集及び検証（実験やシミュレーション等）に要する労力（及び時間）が、製造コストを押し上げる一因となってしまう。
【００１０】
また、上記のような推定誤差は、各車輪に生ずるスリップが大きいほど大となる傾向がある。そのため、上記特許文献４のように一定範囲を超えた推定誤差を許容せず、その推定された操舵角自体を無効とする構成では、凍結路面等、頻繁にスリップが生ずる低μ路走行時には、その左右の車輪速に基づく転舵角の推定による操舵角検出が実質的に実行されない状況が増大することになる。更に、その一定範囲の誤差を規定する閾値（差分）の妥当性を担保するために、上記比較に用いる相対舵角についても高い検出精度が要求される。このため、ブラシ付の直流モータを駆動源とする場合等、モータレゾルバ（モータ回転角センサ）による直接的な回転角検出ができない構成には、その適用が難しいという問題があり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡素な構成にて、精度よく、且つ安定的に、左右の車輪速に基づく転舵角の推定による操舵角検出を行なうことのでき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】
【００１２】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、モータを駆動源として操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置と、左右の車輪速に基づいて転舵輪に生じた転舵角を推定する転舵角推定手段と、前記転舵角を換算することによりステアリングに生じた操舵角を検出する操舵角検出手段と、前記操舵角に基づいて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置において、操舵速度に基づき前記転舵角を前記操舵角に換算する際の換算係数を可変する係数可変手段を備えること、を要旨とする。
【００１３】
即ち、操舵速度が速い場合ほど、ステアリング操作に対する車両の挙動に応答遅れが生じやすく、その際、各車輪に生ずるスリップによって、左右の車輪速に基づき推定される転舵角の値は、実際の値よりも小さな値となる。
【００１４】
この点、上記構成により、その操舵速度に応じて、転舵角を操舵角に変換する際の転舵角に対する操舵角の傾きを大とすることで、各車輪のスリップにより生じた過小分を補正することが可能になる。そして、凍結路面等、頻繁にスリップが生ずる低μ路走行時においても、その左右の車輪速に基づく転舵角の推定による操舵角検出自体が停止することはない。従って、上記構成によれば、簡素な構成にて、精度よく、且つ安定的に、左右の車輪速に基づく転舵角の推定による操舵角検出を行なうことができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記モータに生ずる誘起電圧に基づいて、前記モータの回転角速度を推定するモータ速度推定手段を備え、前記係数可変手段は、前記モータの回転角速度に示される前記操舵速度に基づいて、前記換算係数を可変すること、を要旨とする。
【００１６】
即ち、換算係数を可変する場合においては、操舵速度の検出誤差によって、その推定された操舵角自体が無効とされることはない。そのため、操舵速度を示すモータの回転角速度については、その推定された操舵角の無効判定の閾値演算に用いる場合（特許文献４参照）ほどの高い検出精度は要求されない。従って、上記構成により、モータレゾルバ（モータ回転角センサ）による回転角検出ができないブラシ付の直流モータを駆動源とする構成にも適用することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、前記係数可変手段は、前記操舵速度が速いほど前記換算係数を大とするものであって、前記操舵角を所定値以下に制限する操舵角制限手段を備えること、を要旨とする。
【００１８】
上記構成によれば、換算係数を可変することにより、転舵角を操舵角に変換する際における転舵角に対する操舵角の傾きが大となった場合でも、そのアシスト制御に用いられる操舵角を適正な範囲内に維持して、安定的にアシスト力付与を行なうことができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、ステアリングシャフトを介して伝達される操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記トルクセンサの異常を判定する異常判定手段とを備え、前記制御手段は、前記トルクセンサが正常である場合には、前記操舵トルクに基づき前記操舵力補助装置の作動を制御するとともに、前記トルクセンサに異常が生じた場合には、前記操舵角に対応した前記アシスト力を発生させるべく前記操舵力補助装置の作動を制御すること、を要旨とする。
【００２０】
上記構成によれば、簡素な構成にて、トルクセンサの異常時においても、安定的に、操舵系に対するアシスト力付与を継続することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、簡素な構成にて、精度よく、且つ安定的に、左右の車輪速に基づく転舵角の推定による操舵角検出を行なうことが可能な電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。
【図２】ＥＰＳの制御ブロック図。
【図３】換算係数可変、操舵角検出及びその制限処理の態様を示す説明図。
【図４】別例の換算係数可変、操舵角検出及びその制限処理の態様を示す説明図。
【図５】別例の換算係数可変、操舵角検出及びその制限についての処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
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において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されており、ステアリング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によりラック軸５の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト３は、コラムシャフト３ａ、インターミディエイトシャフト３ｂ、及びピニオンシャフト３ｃを連結してなる。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド６を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪７の舵角、即ち車両の進行方向が変更される。
【００２４】
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補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１１とを備えている。
【００２５】
本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１０は、駆動源であるモータ１２が減速機構１３を介してコラムシャフト３ａと駆動連結された所謂コラム型のＥＰＳアクチュエータとして構成されている。尚、本実施形態では、モータ１２には、ブラシ付の直流モータが採用されている。そして、ＥＰＳアクチュエータ１０は、同モータ１２の回転を減速してコラムシャフト３ａに伝達することにより、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。
【００２６】
一方、ＥＣＵ１１には、トルクセンサ１４が接続されている。そして、ＥＣＵ１１は、このトルクセンサ１４が出力するセンサ信号Ｓa，Ｓbに基づいて、ステアリングシャフト３を介して伝達される操舵トルクτを検出する。
【００２７】
具体的には、本実施形態のコラムシャフト３ａには、その上記ＥＰＳアクチュエータ１０を構成する減速機構１３よりもステアリング２側にトーションバー１７が設けられている。そして、本実施形態のトルクセンサ１４は、このトーションバー１７の捩れに応じて出力が変化する二つの磁気検出素子（本実施形態ではホールＩＣ）を、そのセンサ素子１４ａ，１４ｂとすることにより形成されている。尚、このようなトルクセンサは、例えば、特開２００３−１４９０６２号公報に示されるように、トーションバー１７の捩れに基づき磁束変化を生ずるセンサコア（図示略）の外周に、各センサ素子１４ａ，１４ｂを配置することにより形成することが可能である。
【００２８】
即ち、回転軸であるステアリングシャフト３に対するトルク入力によりトーションバー１７が捻れることで、各センサ素子１４ａ，１４ｂを通過する磁束が変化する。そして、本実施形態のトルクセンサ１４は、その磁束変化に伴い変動する各センサ素子１４ａ，１４ｂの出力電圧を、それぞれセンサ信号Ｓa，Ｓbとして、ＥＣＵ１１に出力する構成となっている。
【００２９】
また、ＥＣＵ１１には、上記操舵トルクτとともに車速Ｖが入力される。具体的には、本実施形態の車両には、その左右の後輪（図示略）に、それぞれ車輪速センサ１８が設けられている。
【００３０】
本実施形態の車輪速センサ１８は、その対応する車輪の一回転毎に一パルスを出力する周知の構成を有しており、これら各車輪速センサ１８が出力する車輪速パルスを積分することにより左右の車輪速Ｗr，Ｗlを得ることができる（Ｗr：右後輪車輪速、Ｗl：左後輪車輪速）。そして、ＥＣＵ１１には、これら各車輪速Ｗr，Ｗlに基づき検出される車速Ｖが入力されるようになっている。
【００３１】
本実施形態のＥＣＵ１１は、このようにして検出される操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて目標アシスト力を演算する。そして、その目標アシスト力をＥＰＳアクチュエータ１０に発生させるべく、モータ１２に対する駆動電力の供給を通じて、当該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する構成となっている（パワーアシスト制御）。
【００３２】
次に、本実施形態のＥＰＳによるパワーアシスト制御の態様について説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ１１は、モータ制御信号を出力するマイコン２１と、そのモータ制御信号に基づいて、ＥＰＳアクチュエータ１０の駆動源であるモータ１２に駆動電力を供給する駆動回路２２とを備えている。
【００３３】
尚、以下に示す各制御ブロックは、マイコン２１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。そして、同マイコン２１は、所定のサンプリング周期で各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。
【００３４】
詳述すると、マイコン２１は、モータ１２に対する電力供給の目標値、即ち目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉ*を演算する電流指令値演算部２５と、電流指令値演算部２５により算出された電流指令値Ｉ*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部２６とを備えている。
【００３５】
電流指令値演算部２５には、基本アシスト制御部２７が設けられており、上記車速Ｖ及び操舵トルクτは、この基本アシスト制御部２７に入力される。そして、この基本アシスト制御部２７において、上記目標アシスト力の基礎成分となる基本アシスト制御量Ｉas*が演算される。
【００３６】
ここで、本実施形態では、このように目標アシスト力の基礎となる操舵トルクτは、マイコン２１に設けられた操舵トルク検出部２８において、上記トルクセンサ１４が出力するセンサ信号Ｓa，Ｓbに基づき検出される。そして、本実施形態の基本アシスト制御部２７は、当該操舵トルク検出部２８の出力する操舵トルクτ（の絶対値）が大きいほど、また車速Ｖが小さいほど、より大きなアシスト力を付与すべき値を有した基本アシスト制御量Ｉas*を演算するように構成されている。
【００３７】
更に、本実施形態では、上記操舵トルク検出部２８には、トルクセンサ１４の出力するセンサ信号Ｓa，Ｓbに基づき同トルクセンサ１４の異常を判定する異常判定手段としての機能が備えられており、電流指令値演算部２５には、その判定結果を示す異常判定信号Ｓtrが入力されるようになっている。そして、電流指令値演算部２５は、その入力される異常判定信号Ｓtrが正常である旨を示すものである場合、即ちトルクセンサ１４が正常に作動している通常時には、この基本アシスト制御量Ｉas*に基づく値を、上記目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉ*として、モータ制御信号出力部２６に出力する構成となっている。
【００３８】
一方、モータ制御信号出力部２６には、電流指令値演算部２５が出力する電流指令値Ｉ*とともに、電流センサ２９により検出されたモータ１２の実電流値Ｉが入力される。即ち、本実施形態のモータ制御信号出力部２６は、目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉ*に実電流値Ｉを追従させるべく電流フィードバック制御を実行することによりモータ制御信号を生成する。そして、本実施形態では、このようにして生成されたモータ制御信号が、マイコン２１から駆動回路２２へと出力され、同駆動回路２２により当該モータ制御信号に基づく駆動電力がモータ１２へと供給されることにより、その目標アシスト力に対応するアシスト力が操舵系に付与される構成となっている。
【００３９】
また、本実施形態の電流指令値演算部２５には、上記のように操舵トルクτ（及び車速Ｖ）に基づいて基本アシスト制御量Ｉas*を演算する基本アシスト制御部２７とともに、ステアリング２に生じた操舵角θsに基づいて代替アシスト制御量Ｉsb*を演算する代替アシスト制御部３０が設けられている。そして、トルクセンサ１４に何らかの異常が発生した場合には、その操舵トルクτに基づく通常のアシスト制御に代えて、操舵角θsに基づく代替アシスト制御を実行すべく、代替アシスト制御部３０が演算する代替アシスト制御量Ｉsb*を、その代替アシスト制御における目標アシスト力の基礎成分とする構成となっている。
【００４０】
詳述すると、本実施形態のＥＣＵ１１には、上記各車輪速センサ１８により検出される左右の車輪速Ｗr，Ｗlが入力されるようになっている。そして、マイコン２１は、これら各車輪速Ｗr，Ｗlに基づいて、転舵輪７に生じた転舵角θtを推定する転舵角推定手段としての転舵角推定部３１を備えている。
【００４１】
即ち、本実施形態のマイコン２１は、左右の車輪速Ｗr，Ｗlに基づき推定される転舵角θtを換算することよりステアリング２に生じた操舵角θsを検出する。そして、その転舵角θtの推定により得られた操舵角θsに基づいて、上記代替アシスト制御を行なう構成となっている。
【００４２】
具体的には、本実施形態の転舵角推定部３１は、次の（１）式を用いることにより、左右の車輪速Ｗr，Ｗlに基づいて、転舵輪７に生じた舵角、即ち転舵角θtを推定する。
θt＝（２×ＷＢ×（Ｗl−Ｗr））／（ＲＷ×（Ｗl＋Ｗr））×（１８０／π）
・・・（１）
尚、上記（１）式中、「ＷＢ」は車両のホイールベース長、「ＲＷ」は車両のトレッド長、そして、「Ｗr」は右後輪車輪速、「Ｗl」は左後輪車輪速である。
【００４３】
本実施形態では、転舵角推定部３１により推定された転舵角θtは、操舵角換算部３２に入力されることにより、同操舵角換算部３２において、ステアリングに生じた操舵角θsに換算される。そして、代替アシスト制御部３０は、その操舵角θs（の絶対値）が大きいほど、また車速Ｖが遅いほど、より大きなアシスト力を付与すべき旨を示す代替アシスト制御量Ｉsb*を演算する構成となっている。
【００４４】
また、本実施形態では、電流指令値演算部２５には、切替制御部３３が設けられており、代替アシスト制御部３０において演算された代替アシスト制御量Ｉsb*は、上記基本アシスト制御部２７において演算された基本アシスト制御量Ｉas*及び上記操舵トルク検出部２８の出力する異常判定信号Ｓtrとともに、この切替制御部３３に入力される。そして、切替制御部３３は、その入力される異常判定信号Ｓtrがトルクセンサ１４の異常を示すものである場合には、上記基本アシスト制御量Ｉas*に代えて、代替アシスト制御量Ｉsb*を、その目標アシスト力の基礎成分として出力するように構成されている。
【００４５】
本実施形態の電流指令値演算部２５は、このようにして、トルクセンサ異常時には、操舵角θsに基づく代替アシスト制御量Ｉsb*を基礎とした電流指令値Ｉ*を出力する。そして、その代替アシスト制御量Ｉsb*を基礎とする駆動電力が、モータ１２に供給されることにより、操舵角θsに基づく代替アシスト制御が実行されるようになっている。
【００４６】
（換算係数可変制御）
次に、本実施形態における換算係数可変制御の態様について説明する。
上述のように、左右の車輪速に基づき転舵角を推定する方法には、各車輪に生ずるスリップを要因とした推定誤差が生じやすく、その車両状態が定常旋回（操舵角一定）から乖離した場合には、正しい転舵角を求めることが困難になる。
【００４７】
この点を踏まえ、本実施形態では、操舵速度に基づいて、転舵角θtを操舵角θsに換算する際の換算係数（α）を可変する。
即ち、転舵角θtが正しいとすれば、上記ラックアンドピニオン機構４のギヤ比を変換係数として同転舵角θtに乗ずることにより、操舵角θsを得ることができる。しかしながら、操舵速度が速い場合ほど、ステアリング操作に対する車両の挙動に応答遅れが生じやすく、その際、各車輪に生ずるスリップによって、左右の車輪速Ｗr，Ｗlに基づき推定される転舵角θtの値は、実際の値よりも小さな値となる。
【００４８】
そこで、本実施形態では、図３に示すように、その操舵速度が速いほど、転舵角θtを操舵角θsに換算する際の換算係数αをより大きな値に変更する。つまり、転舵角θtを操舵角θsに変換する際における転舵角θtに対する操舵角θsの傾きを大とすることで、上記のような各車輪のスリップにより生じた過小分を補正する。そして、これにより、簡素な構成にて、精度よく、且つ安定的に、その左右の車輪速Ｗr，Ｗlに基づく転舵角θtの推定により操舵角θsを検出する構成となっている。
【００４９】
詳述すると、図２に示すように、本実施形態のマイコン２１には、モータ印加電圧Ｖ０及びその通電される実電流値Ｉに基づいて、モータ１２の回転角速度ωmを推定するモータ速度推定部３４が設けられている。具体的には、本実施形態のモータ速度推定部３４には、上記モータ印加電圧Ｖ０として、電圧センサ３５が検出する駆動回路２２の印加電圧Ｖbが入力されるようになっている。そして、モータ速度推定部３４は、次の（２）式を用いることにより、そのモータ印加電圧Ｖ０及び実電流値Ｉに基づいて、モータ１２の回転角速度ωmを推定する。
【００５０】
ωm＝（Ｖ０−Ｉ×Ｒ）／Ｋe      ・・・（２）
尚、上記（２）式は、モータ１２に生ずる誘起電圧の関係を示す周知のモータ電圧方程式である。そして、「Ｒ」はモータ１２の抵抗成分の総和、「Ｋe」は逆起定数（誘起電圧定数）を示している。
【００５１】
本実施形態では、このように誘起電圧に基づく推定により検出されたモータ１２の回転角速度ωmが、操舵速度に対応するパラメータとして、上記操舵角換算部３２に入力される。そして、操舵角換算部３２は、その回転角速度ωm（の絶対値）が大きいほど、その転舵角θtを操舵角θsに換算する際の換算係数αを、より大きな値に変更する構成となっている。
【００５２】
ここで、本実施形態の操舵角換算部３２は、図３に示されるような、転舵角θt及び操舵速度（回転角速度ωm）と操舵角θsとが関連付けられたマップ（図示略）を用いたマップ演算により、転舵角θtを操舵角θsに変換する。そして、同図に示すように、そのマップにおける操舵角θs（の絶対値）は、ステアリングエンド角（の絶対値）に対応する所定値θ０が上限値となっている。
【００５３】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）マイコン２１は、左右の車輪速Ｗr，Ｗlに基づいて、転舵輪７に生じた転舵角θtを推定する転舵角推定部３１と、転舵角θtをステアリング２に生じた操舵角θsに換算する操舵角換算部３２とを備える。そして、操舵角換算部３２は、モータ１２の回転角速度ωmに示される操舵速度に基づいて、その転舵角θtを操舵角θsに換算する際の換算係数αを可変する。
【００５４】
即ち、操舵速度が速い場合ほど、ステアリング操作に対する車両の挙動に応答遅れが生じやすく、その際、各車輪に生ずるスリップによって、左右の車輪速Ｗr，Ｗlに基づき推定される転舵角θtの値は、実際の値よりも小さな値となる。
【００５５】
しかしながら、上記構成により、その操舵速度に応じて、転舵角θtを操舵角θsに変換する際における転舵角θtに対する操舵角θsの傾きを大とすることで、各車輪のスリップにより生じた過小分を補正することが可能になる。そして、凍結路面等、頻繁にスリップが生ずる低μ路走行時においても、その左右の車輪速に基づく転舵角の推定による操舵角検出自体が停止することはない。従って、上記構成によれば、簡素な構成にて、精度よく、且つ安定的に、左右の車輪速Ｗr，Ｗlに基づく転舵角θtの推定による操舵角検出を行なうことができる。
【００５６】
（２）マイコン２１には、モータ１２の誘起電圧に基づく推定により同モータ１２の回転角速度ωmを検出するモータ速度推定部３４が設けられる。そして、操舵角換算部３２には、そのモータ１２の回転角速度ωmが、操舵速度に対応するパラメータとして入力される。
【００５７】
即ち、上記換算係数αを可変する場合においては、操舵速度の検出誤差によって、その推定された操舵角自体が無効とされることはない。そのため、操舵速度を示すパラメータであるモータ１２の回転角速度ωmの検出については、推定された操舵角の無効判定の閾値演算に用いる場合（特許文献４参照）ほどの高い検出精度は要求されない。従って、上記構成により、モータレゾルバ（モータ回転角センサ）による回転角検出ができないブラシ付の直流モータを駆動源とする構成にも適用することができる。
【００５８】
（３）操舵角換算部３２は、転舵角θtを換算することにより得られる操舵角θs（の絶対値）の上限値を、ステアリングエンド角（の絶対値）に対応する所定値θ０とする。
上記構成によれば、換算係数αを可変することにより、転舵角θtを操舵角θsに変換する際における転舵角θtに対する操舵角θsの傾きが大となった場合でも、そのアシスト制御に用いられる操舵角θsを適正な範囲内に維持して、安定的にアシスト力付与を行なうことができる。
【００５９】
（４）マイコン２１は、目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉ*を出力する電流指令値演算部２５と、トルクセンサ１４の異常を判定する異常判定手段としての機能を有する操舵トルク検出部２８とを備える。そして、電流指令値演算部２５は、トルクセンサ１４が正常である場合には、操舵トルクτに基づく基本アシスト制御量Ｉas*を基礎成分とする電流指令値Ｉ*を出力し、トルクセンサ１４に異常が生じた場合には、操舵角θsに基づく代替アシスト制御量Ｉsb*を基礎とした電流指令値Ｉ*を出力する。
【００６０】
上記構成によれば、簡素な構成にて、トルクセンサ１４の異常時においても、安定的に、操舵系に対するアシスト力付与を継続することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
【００６１】
・上記実施形態では、本発明を所謂コラム型のＥＰＳ１に具体化したが、本発明は、所謂ピニオン型やラックアシスト型のＥＰＳに適用してもよい。
・上記実施形態では、本発明をブラシ付の直流モータを駆動源とするＥＰＳ１に具体化したが、ブラシレスモータを駆動源とするＥＰＳに適用してもよい。
【００６２】
・上記実施形態では、モータ速度推定手段としてのモータ速度推定部３４において、誘起電圧に基づく推定によりモータ１２の回転角速度ωmを検出する。そして、その回転角速度ωmに示される操舵速度に基づいて、転舵角θtを操舵角θsに換算する際の換算係数αを可変することとした。しかしながら、操舵速度の検出方法については、必ずしもこれに限るものではない。例えば、トーションバーの両端に設けられた一対の回転角センサにより該トーションバーの捻れ角を検出する周知のツインレゾルバ型のトルクセンサを備えるものにおいては、その何れかの回転角センサを用いて操舵速度を検出する等とすればよい。
【００６３】
・また、操舵速度に対応するパラメータとしてモータ１２の回転角速度ωmを用いる場合であっても、その検出方法については、必ずしも誘起電圧に基づく推定に限るものではなく、モータレゾルバを利用することができる場合には、その直接的に検出される回転角速度を用いてもよい。
【００６４】
・上記実施形態では、本発明を、転舵角θtと操舵角θsとが比例関係にあるケースに具体化した（図３参照）。しかし、これに限らず、例えば、ラックアンドピニオン機構４に可変ギヤに採用した場合等、図４に示すように、転舵角θtと操舵角θsとが必ずしも比例関係にない場合に適用してもよい。尚、このような場合、同図に示すように、その動作点Ｐにおける転舵角θtに対する操舵角θsの勾配（接線Ｌの傾き）が換算係数αとなる。
【００６５】
・上記実施形態では、操舵角検出手段及び係数可変手段としての操舵角換算部３２は、マップ演算により転舵角θtを操舵角θsに換算し、及びその換算係数αを可変する。そして、そのマップ演算において、操舵角θs（の絶対値）に上限値（ステアリングエンド角の絶対値に対応する所定値θ０）を設定することにより、同操舵角換算部３２が、操舵角制限手段を構成することとした。しかし、これに限らず、転舵角θtと操舵角θsとが比例関係にある場合（図３参照）には、その操舵速度（回転角速度ωm）に対応した換算係数αを転舵角θtに乗ずることにより、同転舵角θtを操舵角θsに換算することとしてもよい。そして、操舵角θsの制限についても、その換算後に行なうこととしてもよい。
【００６６】
具体的には、例えば、図５のフローチャートに示すように、先ず、転舵角θtの推定（ステップ１０１）、及びモータ１２の回転角速度ωmの推定を実行する（ステップ１０２）。そして、その回転角速度ωmが示す操舵速度に対応した換算係数αを決定し（ステップ１０３）、当該換算係数αを転舵角θtに乗ずることにより操舵角θsを検出する（ステップ１０４）。次に、その検出された操舵角θsの絶対値が、上限値として設定されたステアリングエンド角の絶対値に対応する所定値θ０を超えるか否かを判定する（ステップ１０５）。そして、操舵角θsの絶対値が上限値である所定値θ０を超える場合（|θs|＞θ０、ステップ１０５：ＹＥＳ）には、その絶対値が所定値θ０となるように当該操舵角θsを補正するとよい（|θs|＝θ０、ステップ１０６）。
【００６７】
・上記実施形態では、転舵角θtを推定する際の車輪速Ｗr，Ｗlとして後輪車輪速を用いた（Ｗr：右後輪車輪速、Ｗl：左後輪車輪速）。しかし、これに限らず、左右の前輪車輪速、或いは前後の左右車輪速速に基づいて転舵角θtを推定してもよい。尚、その推定に用いる計算式については、適宜変更すべきことはいうまでもない。
【００６８】
・上記実施形態では、操舵角θs（及び操舵速度ωs）に基づくパワーアシスト制御として、トルクセンサ異常時、操舵角θsに基づいて制御目標値の基礎成分を演算する代替アシスト制御を実行するものに具体化した。しかし、これに限らず、例えば、ステアリング戻し制御やダンピング制御等、操舵角θs（及び操舵速度ωs）に基づく補償制御を実行するものに具体化してもよい。
【００６９】
次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を記載する。
（イ）車輪の回転速度に基づき転舵輪に生じた転舵角を推定し、該転舵角を換算することにより、モータを駆動源として操舵系にアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置のステアリングに生じた操舵角を検出する操舵角検出方法であって、前記モータの回転角速度に示される操舵速度に基づいて、前記転舵角を前記操舵角に換算する際の変換係数を可変すること、を特徴とする操舵角検出方法。上記構成によれば、簡素な構成にて、精度よく、且つ安定的に、左右の車輪速に基づく転舵角の推定による操舵角検出を行なうことができる。
【符号の説明】
【００７０】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２…ステアリング、３…ステアリングシャフト、１０…ＥＰＳアクチュエータ、１１…ＥＣＵ、１２…モータ、１４…トルクセンサ、１４ａ，１４ｂ…センサ素子、１７…トーションバー、１８…車輪速センサ、２１…マイコン、２２…駆動回路、２５…電流指令値演算部、２６…モータ制御信号出力部、２７…基本アシスト制御部、２８…操舵トルク検出部、２９…電流センサ、３０…代替アシスト制御部、３１…転舵角推定部、３２…操舵角換算部、３３…切替制御部、３４…モータ速度推定部、３５…電圧センサ、Ｉ*…電流指令値、Ｉas*…基本アシスト制御量、Ｉsb*…代替アシスト制御量、τ…操舵トルク、Ｓa，Ｓb…センサ信号、Ｓtr…異常判定信号、Ｗr，Ｗl…車輪速、θt…転舵角、α…換算係数、θs…操舵角、Ｉ…実電流値、Ｖ０…モータ印加電圧、ωm…回転角速度。
【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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