(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵系にモータによるアシスト力を付与するようにした電動パワーステアリング装置において、
操舵トルク及び車速に基づいて、電流指令値を決定する電流指令値決定部と、
補償したい所定の振幅の範囲内で、振動成分を含む信号である電動パワーステアリング状態量に応じて、操舵者に還元すべき振動成分と抑制すべき振動成分の区分けを行いながら、所定の周波数帯域を有する振動成分を抽出する振動抽出フィルタと、
前記振動抽出フィルタにて抽出した振動成分に基づいて、振動抑制補償値を算出する補償値算出部とを備え、
前記補償値算出部で算出された振動抑制補償値を、前記電流指令値決定部で決定された電流指令値に還元することで、前記モータの振動を抑制するようになっており、
前記振動抽出フィルタは、前記電動パワーステアリング状態量に基づいて、前記所定の周波数帯域の逆特性に応じて振動中心値を算出するウィンドウ付抽出逆特性フィルタを備えており、前記振動中心値と、前記電動パワーステアリング状態量との差分にて、前記所定の振幅及び前記所定の周波数帯域を有する振動成分を抽出するようになっており、
前記ウィンドウ付抽出逆特性フィルタは、前記所定の周波数帯域の逆特性を有する逆特性フィルタと、前記所定の振幅が予め設定されている振幅ウィンドウ判定部とを備えており、
前記ウィンドウ付抽出逆特性フィルタでは、前記電動パワーステアリング状態量を前記逆特性フィルタに通してから、前記逆特性フィルタの出力を前記振幅ウィンドウ判定部に出力し、
前記振幅ウィンドウ判定部にて、前記電動パワーステアリング状態量、前記逆特性フィルタの出力、及び、前記振動中心値の過去値に基づき、前記電動パワーステアリング状態量が前記振動中心値の過去値±前記所定の振幅という振幅ウィンドウの範囲内にあるか否かを判定する、振幅ウィンドウ判定処理を行い、
前記電動パワーステアリング状態量が前記振幅ウィンドウの範囲内にあると判定された場合に、前記逆特性フィルタの出力は前記振動中心値として出力され、
前記電動パワーステアリング状態量が前記振幅ウィンドウの範囲外にあると判定された場合に、前記電動パワーステアリング状態量に前記所定の振幅を加減算した値は、前記振動中心値として出力され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】
車両の操舵系にモータによるアシスト力を付与するようにした電動パワーステアリング装置において、
操舵トルク及び車速に基づいて、電流指令値を決定する電流指令値決定部と、
補償したい所定の振幅の範囲内で、振動成分を含む信号である電動パワーステアリング状態量に応じて、操舵者に還元すべき振動成分と抑制すべき振動成分の区分けを行いながら、所定の周波数帯域を有する振動成分を抽出する振動抽出フィルタと、
前記振動抽出フィルタにて抽出した振動成分に基づいて、振動抑制補償値を算出する補償値算出部とを備え、
前記補償値算出部で算出された振動抑制補償値を、前記電流指令値決定部で決定された電流指令値に還元することで、前記モータの振動を抑制するようになっており、
前記振動抽出フィルタは、前記電動パワーステアリング状態量に基づいて、前記所定の周波数帯域の逆特性に応じて振動中心値を算出するウィンドウ付抽出逆特性フィルタを備えており、前記振動中心値と、前記電動パワーステアリング状態量との差分にて、前記所定の振幅及び前記所定の周波数帯域を有する振動成分を抽出するようになっており、
前記ウィンドウ付抽出逆特性フィルタは、前記所定の周波数帯域の逆特性を有する逆特性フィルタと、予め設定された前記所定の振幅をモータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量に応じて増減させる手段を具備する振幅ウィンドウ判定部とを備えており、
前記ウィンドウ付抽出逆特性フィルタでは、前記電動パワーステアリング状態量を前記逆特性フィルタに通してから、前記逆特性フィルタの出力を前記振幅ウィンドウ判定部に出力し、
前記振幅ウィンドウ判定部にて、前記モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量に応じて前記所定の振幅を増減させることにより、前記所定の振幅を設定した後に、
前記電動パワーステアリング状態量、前記逆特性フィルタの出力、及び、前記振動中心値の過去値に基づき、前記電動パワーステアリング状態量が前記振動中心値の過去値±前記所定の振幅という振幅ウィンドウの範囲内にあるか否かを判定する、振幅ウィンドウ判定処理を行い、
前記電動パワーステアリング状態量が前記振幅ウィンドウの範囲内にあると判定された場合に、前記逆特性フィルタの出力は前記振動中心値として出力され、
前記電動パワーステアリング状態量が前記振幅ウィンドウの範囲外にあると判定された場合に、前記電動パワーステアリング状態量に前記所定の振幅を加減算した値は、前記振動中心値として出力され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】
前記モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量は、前記電流指令値又は前記操舵トルクである請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量は前記電流指令値であり、
前記振幅ウィンドウ判定部では、前記電流指令値の増大に応じて、前記所定の振幅を大きくするように設定する請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記補償値算出部では、モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量、及び、速度に関連する電動パワーステアリング状態量に応じて、振動抑制補償の割合を変更する感応ゲインを算出し、算出した各感応ゲインを前記振動抽出フィルタにて抽出した振動成分に基づいて算出された振動抑制補償値に乗算して得られた値を、前記振動抑制補償値とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記補償値算出部では、
前記モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量が所定の閾値以下の場合に、前記モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量に係る前記感応ゲインを小さくすることで、前記振動抑制補償値の割合を小さくし、
前記速度に関連する電動パワーステアリング状態量が所定の閾値以上の場合に、前記速度に関連する電動パワーステアリング状態量に係る前記感応ゲインを小さくすることで、前記振動抑制補償値の割合を小さくする請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量は、前記電流指令値又は前記操舵トルクであり、
前記速度に関連する電動パワーステアリング状態量は、操舵速度又はモータ角速度である請求項５又は請求項６に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
車両の操舵系にモータによるアシスト力を付与するようにした電動パワーステアリング装置において、
操舵トルク及び車速に基づいて、電流指令値を決定する電流指令値決定部と、
補償したい所定の振幅の範囲内で、振動成分を含む信号である電動パワーステアリング状態量に応じて、操舵者に還元すべき振動成分と抑制すべき振動成分の区分けを行いながら、所定の周波数帯域を有する振動成分を抽出する振動抽出フィルタと、
前記振動抽出フィルタにて抽出した振動成分に基づいて、振動抑制補償値を算出する補償値算出部とを備え、
前記補償値算出部で算出された振動抑制補償値を、前記電流指令値決定部で決定された電流指令値に還元することで、前記モータの振動を抑制するようになっており、
前記振動抽出フィルタは、前記電動パワーステアリング状態量に基づいて、前記所定の周波数帯域の逆特性に応じて振動中心値を算出するウィンドウ付抽出逆特性フィルタを備えており、前記振動中心値と、前記電動パワーステアリング状態量との差分にて、前記所定の振幅及び前記所定の周波数帯域を有する振動成分を抽出するようになっており、
前記ウィンドウ付抽出逆特性フィルタは、前記所定の周波数帯域の逆特性を有する逆特性フィルタと、予め設定された前記所定の振幅を前記車速に応じて増減させる手段を具備する振幅ウィンドウ判定部とを備えており、
前記ウィンドウ付抽出逆特性フィルタでは、前記電動パワーステアリング状態量を前記逆特性フィルタに通してから、前記逆特性フィルタの出力を前記振幅ウィンドウ判定部に出力し、
前記振幅ウィンドウ判定部にて、前記車速に応じて前記所定の振幅を増減させることにより、前記所定の振幅を設定した後に、
前記電動パワーステアリング状態量、前記逆特性フィルタの出力、及び、前記振動中心値の過去値に基づき、前記電動パワーステアリング状態量が前記振動中心値の過去値±前記所定の振幅という振幅ウィンドウの範囲内にあるか否かを判定する、振幅ウィンドウ判定処理を行い、
前記電動パワーステアリング状態量が前記振幅ウィンドウの範囲内にあると判定された場合に、前記逆特性フィルタの出力は前記振動中心値として出力され、
前記電動パワーステアリング状態量が前記振幅ウィンドウの範囲外にあると判定された場合に、前記電動パワーステアリング状態量に前記所定の振幅を加減算した値は、前記振動中心値として出力され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９】
前記補償値算出部では、前記車速に応じて、振動抑制補償の割合を変更する車速感応ゲインを算出し、算出した車速感応ゲインを前記振動抽出フィルタにて抽出した振動成分に基づいて算出された振動抑制補償値に乗算して得られた値を、前記振動抑制補償値とする請求項８に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記車速が所定の車速以上の場合に、
前記振幅ウィンドウ判定部にて、前記車速に応じて前記所定の振幅を減少させることにより、前記所定の振幅を設定し、
前記補償値算出部では、前記車速感応ゲインを小さくすることで、前記振動抑制補償値の割合を小さくする請求項９に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
前記所定の周波数帯域は、前記電動パワーステアリング装置として、操舵者に伝達したい周波数帯域の振動成分以外の周波数帯域である請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
前記所定の周波数帯域は、前記電動パワーステアリング装置として操舵者に伝達したい周波数帯域、及びサンプリング等で制限される振動抽出精度が悪化する周波数以上の周波数帯域以外の周波数帯域である請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１３】
前記操舵者に伝達したい周波数帯域は、路面情報、タイヤコンディション等が含まれる約１０［Ｈｚ］以下の周波数帯域である請求項１１又は請求項１２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１４】
前記電動パワーステアリング状態量は、モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量、又は、速度に関連する電動パワーステアリング状態量である請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１５】
前記モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量は、前記操舵トルク、前記電流指令値、又は検出されたモータ電流である請求項１４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１６】
前記速度に関連する電動パワーステアリング状態量は、操舵速度又はモータ角速度である請求項１４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１７】
前記電動パワーステアリング状態量は、
操舵エネルギーとなる前記操舵トルクと操舵速度の乗算値、
モータ運動エネルギーとなる前記電流指令値、トルク定数及びモータ角速度の乗算値、
又は、モータ電気的エネルギーとなる検出されたモータ電流と電源電圧の乗算値である請求項１乃至請求項１３のいずれか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、車両の操舵系にモータによるアシスト力を付与するようにした電動パワーステアリング装置に関し、特に、電動パワーステアリング状態量に応じて所定の振幅範囲と所定の周波数帯域を有するトルクリップル振動成分を抽出し、抽出した振動成分に基づいて算出された振動抑制補償値、又は、抽出した振動成分及び振動抑制補償の割合を変更する電動パワーステアリング状態量感応ゲインに基づいて算出された振動抑制補償値を制御系にフィードバックすることで、効率よくトルクリップルを抑制できると共に、ハンドル粘性感増加などの操舵性能劣化を最小限とすることもできるようにした電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のステアリング機構にモータの回転力で操舵補助力（アシスト）を付与する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に操舵補助力を付与するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、操舵補助力のトルクを正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、操舵補助指令値（電流指令値）とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデューティの調整で行っている。
【０００３】
電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図１に示して説明すると、操向ハンドル１のコラム軸（ステアリングシャフト）２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、更にハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。また、コラム軸２には、操向ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられており、操向ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット３０には、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｒと車速センサ１２で検出された車速Ｖｅｌとに基づいてアシスト（操舵補助）指令の操舵補助指令値の演算を行い、操舵補助指令値に補償等を施した電流制御値Ｅによってモータ２０に供給する電流を制御する。なお、車速ＶｅｌはＣＡＮ（Controller  Area  Network）等から受信することも可能である。
【０００４】
コントロールユニット３０は主としてＣＰＵ（又はＭＰＵやＭＣＵ）で構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと、図２のようになっている。
【０００５】
図２を参照してコントロールユニット３０の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｒ及び車速センサ１２からの車速Ｖｅｌは操舵補助指令値演算部１０１に入力され、アシストマップを用いて操舵補助指令値Ｉｒｅｆ０が演算される。演算された操舵補助指令値Ｉｒｅｆ０は過熱保護条件等に基づいて最大出力制限部１０２で出力を制限され、最大出力を制限された電流指令値Ｉｒｅｆは減算部１０３に入力される。以下、操舵補助指令値演算部１０１と最大出力制限部１０２を合わせて電流指令値決定部１０８と称する。
【０００６】
なお、操舵補助指令値演算部１０１での操舵補助指令値Ｉｒｅｆ０の演算は、操舵トルクＴｒ及び車速Ｖｅｌに加えて更に操舵角を用いて演算することも可能である。
【０００７】
減算部１０３は、電流指令値Ｉｒｅｆとフィードバックされているモータ２０のモータ電流Ｉｍとの偏差ΔＩ（＝Ｉｒｅｆ−Ｉｍ）を求め、偏差ΔＩはＰＩ制御（比例積分制御）等の電流制御部１０４で制御され、制御された電流制御値ＥはＰＷＭ（パルス幅変調）制御部１０５に入力されてデューティを演算され、デューティを演算されたＰＷＭ信号ＰＳによってモータ駆動回路１０６を介してモータ２０を駆動する。モータ２０へ供給されるモータ電流Ｉｍはモータ電流検出回路１０７で検出され、検出されたモータ電流Ｉｍが減算部１０３に入力されてフィードバックされる。
【０００８】
電流制御値Ｅでモータ電流を制御し、モータ２０を駆動するモータ駆動回路１０６には、半導体スイッチング素子（ＦＥＴ）とモータとをブリッジ接続したブリッジ回路を使用し、電流制御値Ｅに基づいて決定されたＰＷＭ信号のデューティにより半導体スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御してモータ電流を制御するように構成されたモータ駆動回路が使用されている。
【０００９】
ところで、電動パワーステアリング装置は、自動車部品の中では、特に運転者に直接フィールを伝えやすい、いわゆるマン・マシン・インターフェース機構であることから、モータやメカ機構によるトルクリップルが、操舵フィーリング性能の問題として取り上げられている。
【００１０】
特に、モータやメカ機構によるトルクリップルが起因となり、車両固有値を励起することで起きるフロア振動は、車両システムの作動音問題にも絡むため、大きな問題となっている。
【００１１】
しかし、トルクリップル要因は多種多様であるため、要因別にトルクリップル対策を講じると、効率的ではないという問題がある。
【００１２】
このような問題を解決するものとして、特開昭６０−１６１２５７号公報（特許文献１）、特開２００６−１８８１８３号公報（特許文献２）、特開２００９−０９０９５３号公報（特許文献３）、及び国際公開第２００９／０７８０７４号パンフレット（特許文献４）に示すものがある。
【００１３】
特許文献１に開示された「車両の運動制御装置」における振動抽出方法は、車両挙動を検出するセンサー値（操舵角）より、フーリエ変換を用いて特定（任意）の周波数帯域の振動成分を抽出し、抽出した任意の周波数帯域の振動成分に応じて、制御パラメータを変更することで振動を抑制する構成となっている。
【００１４】
しかし、フーリエ変換を実現する構成は特に複雑であるため、マイコンリソースを大きく消費するので、特許文献１の振動抽出方法が効率的な方法とは言えない。また、制御パラメータを変更する際に、どの制御パラメータを変更すればよいのか、及び、他の性能への背反事項の確認が非常に複雑となりがちであるとの問題点もある。
【００１５】
特許文献２に開示された「電動パワーステアリング装置」における振動抽出方法は、操舵トルクに対し、移動平均することで算出した振動中心値と、バンドパスフィルタで特定の振動周波数を抽出した値との差分より、意図した任意の周波数帯域の振動成分を抽出し、抽出した任意の周波数帯域の振動成分に応じて、制御パラメータを変更することで振動を抑制する構成となっている。
【００１６】
しかし、特許文献２の振動抽出方法でも、制御パラメータを変更する際に、どの制御パラメータを変更すればよいのか、及び、他の性能への背反事項の確認が非常に複雑となりがちであるとの問題点がある。
【００１７】
特許文献３に開示された「電動パワーステアリング装置」における振動抽出方法は、操舵角（ピニオン角）に対し、バンドパスフィルタ処理とＲＭＳ（平均自乗平方根）演算を行うことで、逆入力応力の印加に起因する操舵系の振動に対応する特定の周波数成分（１４〜１６Ｈｚ）を抽出し、抽出した周波数成分の実効値を求め、求めた実効値をローパスフィルタ処理した後の値（パワースペクトル）に応じて、制御パラメータを変更する構成となっている。
【００１８】
しかし、電動パワーステアリング装置では、操舵者（運転者）の操舵パターンを特定することはできないため、操舵入力される操舵周波数が上記特定の周波数帯域（１４〜１６Ｈｚ）に同期した場合に、当該特定の周波数帯域中に操舵者が意図して入力した操舵成分（操舵周波数）が混在する可能性がある。そのため、特許文献３の振動抽出方法によれば、このような操舵パターン時に、それを阻害する方向に補償が働き、違和感を伴う可能性があるという問題が発生する。
【００１９】
また、特許文献１と同様に、特許文献３の振動抽出方法でも、制御パラメータを変更する際に、どの制御パラメータを変更すればよいのか、及び、他の性能への背反事項の確認が非常に複雑となりがちであるとの問題点がある。
【００２０】
特許文献４に開示された「電動パワーステアリング制御装置」における振動抽出方法は、トルクリップルや路面外乱等の振動成分が、操舵者の操舵成分より小振幅であることを利用した手法であり、具体的に、電動パワーステアリング装置または自動車の動的状態量（モータの回転速度または操舵トルク）に対し、任意の振幅を有する振動成分に対応するヒステリシス幅を持ったヒステリシス関数処理を行って得られた出力と、上記動的状態量との差分により、任意の振幅を有する振動成分（小振動成分）を抽出し、抽出した振動成分に応じて振動補償値（振動抑制電流）を算出して帰還制御ループを構成するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開昭６０−１６１２５７号公報
【特許文献２】特開２００６−１８８１８３号公報
【特許文献３】特開２００９−０９０９５３号公報
【特許文献４】国際公開第２００９／０７８０７４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、例えば、高速走行時では、微小なライン取りが必要となるため、操舵者はハンドルを微小に操舵することがある。このような操舵パターン（以下、「微小ライン取り操舵パターン」と称する）時の振幅は、非常に微小であるため、特許文献４の振動抽出方法によれば、微小ライン取り操舵パターン時の振幅がヒステリシス幅の範囲内となってしまうため、操舵者の意図を阻害する振動補償を行ってしまうことになり、よって、ハンドル粘性感が増加するという問題が発生してしまう。
【００２３】
また、タイヤからの車両反力成分には、路面情報（アスファルト路面や砂利路面等）などが含まれている。路面情報の振幅は比較的に小さいが、操舵者にとっては必要な情報となる。このような情報は、電動パワーステアリング装置としては、抑制せず操舵者に伝達することが望まれることが非常に多いが、路面情報も振幅が小さいため、特許文献４の振動抽出方法によれば、その振幅がヒステリシス幅の範囲内となってしまい、路面情報が補償されてしまう可能性がある。
【００２４】
本発明は、上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、電動パワーステアリング状態量に応じて任意の振幅と任意の周波数帯域を有するトルクリップル振動成分を抽出し、抽出した振動成分、又は、抽出した振動成分及び振動抑制補償の割合を変更する電動パワーステアリング状態量感応ゲインに応じて算出された振動抑制補償値を電流指令値に還元することで、効率よくトルクリップルを抑制できると共に、ハンドル粘性感増加などの操舵性能劣化を最小限とすることも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】
【００２５】
本発明は、車両の操舵系にモータによるアシスト力を付与するようにした電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、操舵トルク及び車速に基づいて、電流指令値を決定する電流指令値決定部と、補償したい所定の振幅の範囲内で、振動成分を含む信号である電動パワーステアリング状態量に応じて、操舵者に還元すべき振動成分と抑制すべき振動成分の区分けを行いながら、所定の周波数帯域を有する振動成分を抽出する振動抽出フィルタと、前記振動抽出フィルタにて抽出した振動成分に基づいて、振動抑制補償値を算出する補償値算出部とを備え、前記補償値算出部で算出された振動抑制補償値を、前記電流指令値決定部で決定された電流指令値に還元することで、前記モータの振動を抑制するようになっており、前記振動抽出フィルタは、前記電動パワーステアリング状態量に基づいて、前記所定の周波数帯域の逆特性に応じて振動中心値を算出するウィンドウ付抽出逆特性フィルタを備えており、前記振動中心値と、前記電動パワーステアリング状態量との差分にて、前記所定の振幅及び前記所定の周波数帯域を有する振動成分を抽出するようになっており、前記ウィンドウ付抽出逆特性フィルタは、前記所定の周波数帯域の逆特性を有する逆特性フィルタと、前記所定の振幅が予め設定されている振幅ウィンドウ判定部とを備えており、前記ウィンドウ付抽出逆特性フィルタでは、前記電動パワーステアリング状態量を前記逆特性フィルタに通してから、前記逆特性フィルタの出力を前記振幅ウィンドウ判定部に出力し、前記振幅ウィンドウ判定部にて、前記電動パワーステアリング状態量、前記逆特性フィルタの出力、及び、前記振動中心値の過去値に基づき、前記電動パワーステアリング状態量が前記振動中心値の過去値±前記所定の振幅という振幅ウィンドウの範囲内にあるか否かを判定する、振幅ウィンドウ判定処理を行い、前記電動パワーステアリング状態量が前記振幅ウィンドウの範囲内にあると判定された場合に、前記逆特性フィルタの出力は前記振動中心値として出力され、前記電動パワーステアリング状態量が前記振幅ウィンドウの範囲外にあると判定された場合に、前記電動パワーステアリング状態量に前記所定の振幅を加減算した値は、前記振動中心値として出力されることにより達成される。
【００２７】
また、本発明の上記目的は、車両の操舵系にモータによるアシスト力を付与するようにした電動パワーステアリング装置において、操舵トルク及び車速に基づいて、電流指令値を決定する電流指令値決定部と、補償したい所定の振幅の範囲内で、振動成分を含む信号である電動パワーステアリング状態量に応じて、操舵者に還元すべき振動成分と抑制すべき振動成分の区分けを行いながら、所定の周波数帯域を有する振動成分を抽出する振動抽出フィルタと、前記振動抽出フィルタにて抽出した振動成分に基づいて、振動抑制補償値を算出する補償値算出部とを備え、前記補償値算出部で算出された振動抑制補償値を、前記電流指令値決定部で決定された電流指令値に還元することで、前記モータの振動を抑制するようになっており、前記振動抽出フィルタは、前記電動パワーステアリング状態量に基づいて、前記所定の周波数帯域の逆特性に応じて振動中心値を算出するウィンドウ付抽出逆特性フィルタを備えており、前記振動中心値と、前記電動パワーステアリング状態量との差分にて、前記所定の振幅及び前記所定の周波数帯域を有する振動成分を抽出するようになっており、前記ウィンドウ付抽出逆特性フィルタは、前記所定の周波数帯域の逆特性を有する逆特性フィルタと、予め設定された前記所定の振幅をモータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量に応じて増減させる手段を具備する振幅ウィンドウ判定部とを備えており、前記ウィンドウ付抽出逆特性フィルタでは、前記電動パワーステアリング状態量を前記逆特性フィルタに通してから、前記逆特性フィルタの出力を前記振幅ウィンドウ判定部に出力し、前記振幅ウィンドウ判定部にて、前記モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量に応じて前記所定の振幅を増減させることにより、前記所定の振幅を設定した後に、前記電動パワーステアリング状態量、前記逆特性フィルタの出力、及び、前記振動中心値の過去値に基づき、前記電動パワーステアリング状態量が前記振動中心値の過去値±前記所定の振幅という振幅ウィンドウの範囲内にあるか否かを判定する、振幅ウィンドウ判定処理を行い、前記電動パワーステアリング状態量が前記振幅ウィンドウの範囲内にあると判定された場合に、前記逆特性フィルタの出力は前記振動中心値として出力され、前記電動パワーステアリング状態量が前記振幅ウィンドウの範囲外にあると判定された場合に、前記電動パワーステアリング状態量に前記所定の振幅を加減算した値は、前記振動中心値として出力されることにより達成される。
【００２８】
また、本発明の上記目的は、車両の操舵系にモータによるアシスト力を付与するようにした電動パワーステアリング装置において、操舵トルク及び車速に基づいて、電流指令値を決定する電流指令値決定部と、補償したい所定の振幅の範囲内で、振動成分を含む信号である電動パワーステアリング状態量に応じて、操舵者に還元すべき振動成分と抑制すべき振動成分の区分けを行いながら、所定の周波数帯域を有する振動成分を抽出する振動抽出フィルタと、前記振動抽出フィルタにて抽出した振動成分に基づいて、振動抑制補償値を算出する補償値算出部とを備え、前記補償値算出部で算出された振動抑制補償値を、前記電流指令値決定部で決定された電流指令値に還元することで、前記モータの振動を抑制するようになっており、前記振動抽出フィルタは、前記電動パワーステアリング状態量に基づいて、前記所定の周波数帯域の逆特性に応じて振動中心値を算出するウィンドウ付抽出逆特性フィルタを備えており、前記振動中心値と、前記電動パワーステアリング状態量との差分にて、前記所定の振幅及び前記所定の周波数帯域を有する振動成分を抽出するようになっており、前記ウィンドウ付抽出逆特性フィルタは、前記所定の周波数帯域の逆特性を有する逆特性フィルタと、予め設定された前記所定の振幅を前記車速に応じて増減させる手段を具備する振幅ウィンドウ判定部とを備えており、前記ウィンドウ付抽出逆特性フィルタでは、前記電動パワーステアリング状態量を前記逆特性フィルタに通してから、前記逆特性フィルタの出力を前記振幅ウィンドウ判定部に出力し、前記振幅ウィンドウ判定部にて、前記車速に応じて前記所定の振幅を増減させることにより、前記所定の振幅を設定した後に、前記電動パワーステアリング状態量、前記逆特性フィルタの出力、及び、前記振動中心値の過去値に基づき、前記電動パワーステアリング状態量が前記振動中心値の過去値±前記所定の振幅という振幅ウィンドウの範囲内にあるか否かを判定する、振幅ウィンドウ判定処理を行い、前記電動パワーステアリング状態量が前記振幅ウィンドウの範囲内にあると判定された場合に、前記逆特性フィルタの出力は前記振動中心値として出力され、前記電動パワーステアリング状態量が前記振幅ウィンドウの範囲外にあると判定された場合に、前記電動パワーステアリング状態量に前記所定の振幅を加減算した値は、前記振動中心値として出力されることにより達成される。
【００２９】
また、本発明の上記目的は、前記所定の周波数帯域は、前記電動パワーステアリング装置として、操舵者に伝達したい周波数帯域の振動成分以外の周波数帯域であることにより、或いは、前記所定の周波数帯域は、前記電動パワーステアリング装置として操舵者に伝達したい周波数帯域、及びサンプリング等で制限される振動抽出精度が悪化する周波数以上の周波数帯域以外の周波数帯域であることにより、或いは、前記操舵者に伝達したい周波数帯域は、路面情報、タイヤコンディション等が含まれる約１０［Ｈｚ］以下の周波数帯域であることにより、或いは、前記電動パワーステアリング状態量は、モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量、又は、速度に関連する電動パワーステアリング状態量であることにより、或いは、前記モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量は、前記操舵トルク、前記電流指令値、又は検出されたモータ電流であることにより、或いは、前記速度に関連する電動パワーステアリング状態量は、操舵速度又はモータ角速度であることにより、或いは、前記電動パワーステアリング状態量は、操舵エネルギーとなる前記操舵トルクと操舵速度の乗算値、モータ運動エネルギーとなる前記電流指令値、トルク定数及びモータ角速度の乗算値、又は、モータ電気的エネルギーとなる検出されたモータ電流と電源電圧の乗算値であることにより、より効果的に達成される。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、電動パワーステアリング状態量に応じて振動抽出フィルタにより任意の振幅と任意の周波数帯域を持つトルクリップル振動成分を抽出することができるため、トルクリップルのような操舵成分より振幅が小さい振動成分を効率よく抽出でき、且つ路面情報等の操舵者に還元すべき振動成分と、トルクリップルやジャダー振動等の抑制すべき振動成分の区分けを行いながらの振動抽出が可能となるため、操舵性能の劣化を最小限としながらも、効率よくトルクリップル振動を抑制することができる。
【００３１】
また、本発明では、抽出した振動成分に基づいて、振動抑制補償値を算出する際に、モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量（例えば、電流指令値）、及び、速度に関連する電動パワーステアリング状態量（例えば、モータ角速度）に応じて、振動抑制補償値の割合を可変とするようにしているので（振動抑制補償の割合を変更する電動パワーステアリング状態量感応ゲインを算出するようにしているので）、モータ電流量に関連する信号が少ない状態で発生する、オンセンタ付近での切り出し時の粘性感を抑制できるとともに、速度に関連する信号が高回転を示す場合に発生する、振動波形の抽出精度の悪化による影響を解消することもできる。
【００３２】
さらに、本発明では、抽出した振動成分に基づいて、振動抑制補償値を算出する際に、モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量と、速度に関連する電動パワーステアリング状態量にだけでなく、車速にも応じて振動抑制補償値の割合を可変とするようにしているので、車速に応じて変化する振動成分の振幅変化に対し、振動抑制効果を確実に高めることができると共に、頻繁に行われるオンセンタ付近の微操舵に起因する粘性感を解消することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】電動パワーステアリング装置の概要を示す構成図である。
【図２】コントロールユニットの一般的な構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例１の構成図を示すブロック図である。
【図４】振動成分の周波数分布例を示す図である。
【図５】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例１において、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタの特性設定例（抽出したい所定の周波数帯域がハイパス特性である場合の例）を示す図である。
【図６】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例１において、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタの構成図を示すブロック図である。
【図７】本発明による振動抽出結果と、従来の振動抽出方法による振動抽出結果を示す図である。
【図８】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例１において、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタの特性設定例（抽出したい所定の周波数帯域がバンドパス特性である場合の例）を示す図である。
【図９】本発明による振動補償機能の有無によるハンドル振動抑制効果を示す図である。
【図１０】本発明による振動補償機能の有無による、操舵舵角に対する操舵トルクのリサージュ波形を示す図である。
【図１１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例２の構成図を示すブロック図である。
【図１２】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例２において、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタの構成図を示すブロック図である。
【図１３】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例２における振動抽出フィルタにおいて、電流指令値に応じて所定振幅を可変とする可変振幅設定例を示す図である。
【図１４】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例３の構成図を示すブロック図である。
【図１５】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例３における補償値算出部の構成図を示すブロック図である。
【図１６】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例３における補償値算出部において、電流感応ゲイン設定例と角速度感応ゲイン設定例を示す図である。
【図１７】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例４の構成図を示すブロック図である。
【図１８】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例４において、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタの構成図を示すブロック図である。
【図１９】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例４における補償値算出部の構成図を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明は、フロア振動の要因であるトルクリップル（トルク振動）が、電動パワーステアリング状態量であるモータ角速度信号に顕著に現れることを利用し、モータ角速度信号（モータ角速度）に含まれる振動成分を振動抽出フィルタ（振動抽出フィルタ機能）により抽出し、抽出した振動成分（振動成分信号）に基づいて、トルクリップルを抑制するための振動抑制補償値を算出し、算出した振動抑制補償値を電流指令値に還元することで、様々な要因で起きるトルクリップルを効率よく抑制することができるようにした電動パワーステアリング装置に関する。
【００３５】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置では、振動抑制補償値を算出する際に、抽出した振動成分だけでなく、電流指令値及びモータ角速度信号に基づいて、振動抑制補償値を算出するようにしても良い。
【００３６】
更に、本発明に係る電動パワーステアリング装置では、振動抑制補償値を算出する際に、抽出した振動成分だけでなく、電流指令値、モータ角速度信号、及び車速にも基づいて、振動抑制補償値を算出するようにしても良い。
【００３７】
そして、本発明に係る電動パワーステアリング装置において、振動抽出フィルタは、所定の振幅範囲内のみに機能し、且つ、振動抽出フィルタに入力された電動パワーステアリング状態量（モータ角速度信号）に対し、任意の周波数帯域の逆特性のトルクリップル振動成分を出力する逆特性フィルタ（例えば、加重平均、ローパス、ハイパス、バンドパス等）を有する、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタを備えており、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタの出力（即ち、振動中心値）と、振動抽出フィルタに入力された電動パワーステアリング状態量（モータ角速度信号）の差分を用いて、任意の振幅と任意の周波数帯域を有するトルクリップル振動成分を抽出するように構成される。
【００３８】
つまり、本発明の振動抽出フィルタは、電動パワーステアリング状態量が所定の振幅範囲内であれば、電動パワーステアリング状態量を逆特性フィルタに通して得られた所定の周波数帯域の逆特性に応じて、振動中心値を算出するウィンドウ付抽出逆特性フィルタを備えており、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタで算出された振動中心値と、電動パワーステアリング状態量との差分にて、所定の振幅及び所定の周波数帯域を有する振動成分を抽出するようにしている。
【００３９】
振動抽出フィルタを有する本発明に係る電動パワーステアリング装置により、電動パワーステアリング状態量に応じて任意の振幅と任意の周波数帯域を持つトルクリップル振動成分を抽出することができるため、トルクリップルのような操舵成分より振幅が小さい振動成分を効率よく抽出でき、且つ路面情報等の操舵者に還元すべき振動成分と、トルクリップルやジャダー振動等の抑制すべき振動成分の区分けを行いながらの振動抽出が可能となるため、本発明に係る電動パワーステアリング装置を適用した時に、操舵性能の劣化（例えば、微小ライン取り操舵パターン時に発生したハンドル粘性感の増加）を最小限としながらも、効率よくトルクリップル振動を抑制することができる。
【００４０】
要するに、本発明は、振動成分を検出できる電動パワーステアリング状態量より、所定の振幅範囲内であるか否かを判断し、所定の振幅範囲内であれば、任意の周波数帯域の逆特性を出力するフィルタ（即ち、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ）にて振動中心値を更新し、また、所定の振幅範囲外であれば、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタを通さず振動中心値を更新し、更新した振動中心値と、元の電動パワーステアリング状態量との差分を取ることで、任意の振動周波数帯域と任意の振幅範囲での振動成分を抽出するようにしている。
【００４１】
ここで、本発明で用いられる電動パワーステアリング状態量として、上述したモータ角速度信号以外に、振動成分を検出できる信号であれば、例えば、トルクセンサで検出された操舵トルク、操舵速度、電源電圧やモータ印加電圧等の信号を用いることが勿論可能である。
【００４２】
本発明では、振動成分を検出できる電動パワーステアリング状態量に応じて、振動抽出フィルタにて任意の振幅と任意の周波数帯域を持つトルクリップル振動成分を抽出する際に、電動パワーステアリング装置として操舵者に伝達したい周波数帯域の振動成分（即ち、路面情報、やタイヤコンディション等が含まれる約１０［Ｈｚ］以下の振動成分）を抽出せず、電動パワーステアリング装置として操舵者へ伝達したくない周波数帯域の振動成分（即ち、システム固有値励起に起因するフロア振動、やモータトルクリップル等の振動成分）を抽出するようにしており、この任意の周波数帯域とは、電動パワーステアリング装置として操舵者へ伝達したくない情報の周波数帯域である。
【００４３】
このように、本発明は、簡単な構成で任意の振幅と任意の周波数帯域を持つトルクリップル振動成分を抽出できるため、マイコンリソースを効率的に使用しながら、電動パワーステアリング装置として、操舵違和感を生じさせることなく、トルクリップルやメカ共振等に起因する振動成分を効率よく抑制することが可能となる。
【００４４】
以下に、図面を参照しながら、本発明の具体的な実施形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００４５】
図３は本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例１の構成図を示すブロック図であり、電動パワーステアリング装置の部分は、図１及び図２に対応させて示しており、同一構成には同一符号で付して説明を省略する。また、図４に振動成分の周波数分布例を示している。そして、図５は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例１において、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタの特性設定例（抽出したい所定の周波数帯域がハイパス特性である場合の例）を示す図である。なお、実施例１では、電動パワーステアリング状態量をモータ角速度（モータ角速度信号）としている。
【００４６】
図３、図４及び図５を参照して、本発明の実施例１に係る電動パワーステアリング装置の機能及び全体動作を詳細に説明する。
【００４７】
図３に示されるように、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｒと、車速センサ１２で検出された車速Ｖｅｌに基づいて、電流指令値決定部１０８により電流指令値Ｉｒｅｆが決定される。決定された電流指令値Ｉｒｅｆは、減算部２２０に入力される。
【００４８】
一方、モータ２０へ供給されるモータ電流Ｉｍは、モータ電流検出回路１０７で検出され、検出されたモータ電流Ｉｍは減算部１０３に入力される。
【００４９】
また、モータ２０のロータ位置を検出するロータ位置検出センサ２００（例えば、レゾルバやホールセンサなどのロータ位置検出器）により、ロータ位置信号であるロータの回転角θが検出される。角速度算出部２１０では、ロータ位置検出センサ２００により検出されたロータの回転角θに基づいて、モータ角速度ωを算出する。そして、算出したモータ角速度ωは、本発明の要部である振動抽出フィルタ４００に入力される。
【００５０】
振動抽出フィルタ４００では、入力されたモータ角速度ωに基づき、所定の振幅及び所定の周波数帯域を有する振動成分を抽出し、抽出した振動成分ＶＳは、本発明のもう１つの要部である補償値算出部３００に入力される。
【００５１】
次に、補償値算出部３００では、抽出した振動成分ＶＳに基づき、振動抑制補償値ＣＶを算出し、算出した振動抑制補償値ＣＶは、減算部２２０に入力される。
【００５２】
そして、振動抑制補償値ＣＶを減算部２２０にて電流指令値Ｉｒｅｆから減算することにより、即ち、振動抑制補償値ＣＶを電流指令値Ｉｒｅｆにフィードバックし構成されることにより、振動補償された電流指令値Ｉを算出する。算出した振動補償された電流指令値Ｉは、減算部１０３に入力される。
【００５３】
そして、減算部１０３では、振動補償された電流指令値Ｉとフィードバックされているモータ２０のモータ電流Ｉｍとの偏差ΔＩ（＝Ｉ−Ｉｍ）を求め、求めた偏差ΔＩは電流制御部１０４で制御され、制御された電流制御値ＥはＰＷＭ制御部１０５に入力されてデューティを演算され、デューティを演算されたＰＷＭ信号ＰＳによってモータ駆動回路１０６を介してモータ２０を駆動する。
【００５４】
ここで、本発明の振動抽出フィルタ４００にて抽出する、「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」を有する振動成分（即ち、本発明が補償しようとする振動成分）について説明する。
【００５５】
本発明が補償しようとする振動成分は、主にモータにて発生するトルクリップル、及び車両フレーム等の振動固有励起で発生する共振振動、タイヤからの車両反力成分等である。これらの振動成分は、操舵者の操舵成分に対して振幅は小さい。即ち、トルクリップルや路面外乱等の振動成分が、操舵者の操舵成分より小振幅である。
【００５６】
前述したように、特許文献４の振動抽出方法でも、このことを利用し、所定の振幅範囲内の振動波形を抽出することで、これらの振動成分の抜き出しを行うようにしている。
【００５７】
しかしながら、例えば、高速走行時では、微小なライン取りが必要となるため、操舵者は、オンセンタ付近でハンドルを微小に操舵することがある。この微小ライン取り操舵パターン時の振幅は非常に微小であるため、特許文献４の振動抽出方法によれば、振幅のみで振動成分を抽出するようにしているので、この微小ライン取り操舵パターンも振動成分として捉え補償してしまうため、結果的に、操舵粘性感が増加するとともに、操舵フワフワ感になってしまうという問題が発生する。
【００５８】
また、タイヤからの車両反力成分には、路面情報（アスファルト路面や砂利路面等）などが含まれている。路面情報の振幅は比較的に小さいが、操舵者にとっては必要な情報となる。このような情報は、電動パワーステアリング装置としては、抑制せず操舵者に伝達することが望まれることが非常に多いが、路面情報も振幅が小さいため、特許文献４の振動抽出方法によれば、その振幅がヒステリシス幅の範囲内となってしまい、路面情報が補償されてしまう問題がある。
【００５９】
図４に周波数と振動成分の振幅の分布例を示している。図４に示されたように、本発明にて補償したい振動成分は、運転者に違和感として感じられるメカ、車両の固有振動成分、モータトルクリップルであり、一方、本発明にて補償したくない振動成分（即ち、運転者へフィードバックしたい情報）は、運転者の操舵成分、路面情報等であり、これらの補償したくない振動成分は、おおよそ１０［Ｈｚ］以下に分布している。
【００６０】
本発明では、振動抽出フィルタにて、抑制する振動成分を「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」を有する振動成分に限定することにより、電動パワーステアリング装置として、操舵感に影響を及ぼさずに、違和感となる振動成分を効率よく抑制することで、操舵性能を向上させる。本発明で言う「所定の周波数帯域」は、本発明にて補償したい振動成分の周波数帯域を意味する。
【００６１】
ここで、振動抽出フィルタ４００の機能及び動作について説明する。
【００６２】
図３に示されたように、振動抽出フィルタ４００は、減算部４１０と、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ４２０を備えている。振動抽出フィルタ４００にて行われる処理（動作）は、次のようになる。
【００６３】
まず、振動抽出フィルタ４００は、角速度算出部２１０からのモータ角速度ωに対し、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ４２０にて、「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」の逆特性を有する振動成分を抽出する。
【００６４】
ここで、「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」の逆特性を有する振動成分は、振動中心値ＶＣＶとして、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ４２０から出力される。
【００６５】
次に、振動抽出フィルタ４００は、減算部４１０にて、抽出した「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」の逆特性を有する振動成分（即ち、振動中心値ＶＣＶ）と、モータ角速度ωとの差分計算を行うことにより、「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」を有する振動成分ＶＳを抽出する。
【００６６】
ここで、振動抽出フィルタ４００により抽出した「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」を有する振動成分ＶＳは、補償値算出部３００に入力される。
【００６７】
本発明で言う「逆特性」とは、例えば図４で示した補償したくない情報の周波数は通過させ、補償したい周波数はカットするような特性である。図４の例では、約１０［Ｈｚ］以下の振動成分を抽出しないことから、本発明の「逆特性」は、約１０［Ｈｚ］をカットオフとするローパス特性となる。
【００６８】
図５に、振動抽出フィルタ４００にて抽出する「所定の周波数帯域」がハイパス特性である場合のウィンドウ付抽出逆特性フィルタ４２０の特性設定例を示す。ちなみに、図５（Ａ）に、振動抽出フィルタ４００にて抽出する、ハイパス特性を持つ周波数帯域の特性線図を示している。また、図５（Ｂ）に、図５（Ａ）に示されたようなハイパス特性を持つ周波数帯域の逆特性の特性線図（即ち、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ４２０が持つ逆特性の特性線図）を示している。
【００６９】
図６は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例１において、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ４２０の構成図を示すブロック図である。図６に基づいて、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ４２０の機能及び動作を説明する。
【００７０】
図６に示されたように、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ４２０は、「所定の周波数帯域」の逆特性を有する逆特性フィルタ４２１と、「所定の振幅」が予め設定されている振幅ウィンドウ判定部４２２と、振動中心過去値を保持している過去値保持部４２３とを備えている。
【００７１】
入力されたモータ角速度ωに対し、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ４２０にて行われる処理（動作）は、次のようになる。
【００７２】
まず、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ４２０は、モータ角速度ωを逆特性フィルタ４２１に通し、逆特性フィルタ４２１を通した出力（即ち、逆特性フィルタ４２１の出力）ＩＣＯを振幅ウィンドウ判定部４２２に出力する。ここで、逆特性フィルタ４２１が持っている「所定の周波数」の逆特性とは、例えば、図５（Ｂ）に示すような抽出したい周波数特性の逆特性である。
【００７３】
次に、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ４２０は、振幅ウィンドウ判定部４２２にて、モータ角速度ω、逆特性フィルタ４２１の出力ＩＣＯ、及び、過去値保持部４２３からの振動中心過去値ＶＣＰＶ（即ち、振動中心値ＶＣＶの過去値）に基づき、モータ角速度ωが振幅ウィンドウの範囲内にあるか否かを判定する、振幅ウィンドウ判定処理を行う。
【００７４】
振幅ウィンドウ判定処理より、モータ角速度ωが振幅ウィンドウの範囲内にあると判定された場合に、振幅ウィンドウ判定部４２２は、逆特性フィルタ４２１の出力ＩＣＯを振動中心値ＶＣＶとして出力する。
【００７５】
一方、振幅ウィンドウ判定処理より、モータ角速度ωが振幅ウィンドウの範囲外にあると判定された場合に、振幅ウィンドウ判定部４２２は、モータ角速度ωに「所定の振幅」を加減算した値を振動中心値ＶＣＶとして出力する。
【００７６】
本発明で言う「振幅ウィンドウ」とは、振動中心過去値ＶＣＰＶ±「所定の振幅」という範囲を意味している。
【００７７】
また、振幅ウィンドウ判定部４２２では、振幅ウィンドウ判定部４２２からの振動中心値ＶＣＶを減算部４１０に出力するとともに、過去値保持部４２３にも出力するようになっている。過去値保持部４２３では、入力された振動中心値ＶＣＶを振動中心過去値ＶＣＰＶとして保持するようになっている。
【００７８】
このように、本発明では、振動抽出フィルタ４００にて、所定の振幅及び所定の周波数帯域にて振動成分を抽出することができるとともに、操舵成分が劣化することなく振動補償を行うことができる。
【００７９】
本発明の振動抽出フィルタ４００の優れた振動抽出効果を実証するために、本発明の振動抽出フィルタ４００による振動抽出結果と、従来の振動抽出方法による振動抽出結果を図７に示す。
【００８０】
ちなみに、従来の振動抽出方法として、特許文献４の振動抽出方法を用いた。また、本発明の振動抽出フィルタ４００による振動抽出結果を示す図７（Ｂ）における「振幅ウィンドウ」は、振動中心値±「所定の振幅」を意味している。
【００８１】
本発明の振動抽出フィルタ４００による振動抽出結果と、特許文献４の振動抽出方法による振動抽出結果を比較するために、特許文献４の振動抽出方法におけるヒステリシス幅と、本発明の振動抽出フィルタ４００における所定の振幅を同じ値になるように設定した。また、振動成分を抽出する際に、必要となるモータ角速度信号も同じ信号を用いた。
【００８２】
図７から分かるように、本発明の振動抽出フィルタ４００による振動抽出結果では、抽出した振動成分に、低周波数の操舵成分の重畳が抑制されている。これにより、振動抑制機能による操舵感への影響を抑制しつつも、振動抑制が可能となる。
【００８３】
なお、本発明では、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタにて行われる処理において、使用する過去値には、振動中心値の過去値を利用するのが好ましい。これにより、振幅ウィンドウ判定部４２２による出力の切り替わりに対し、逆特性フィルタ４２１の出力が滑らかにつながり、所定の振幅の範囲内外が頻繁に切り替わっても違和感とならない利点がある。
【００８４】
また、本発明では、逆特性フィルタ４２１において、加重平均を用いると、振動中心過去値の反映に対して、容易な構成で実現できるという利点がある。
【００８５】
また、実施例１では、振動抽出フィルタ４００にて抽出する「所定の周波数帯域」を１０［Ｈｚ］のカットオフを持つハイパス特性としたが、本発明はそれに限定されるものではなく、振動抽出フィルタにて抽出する「所定の周波数帯域」をバンドパス特性とするようにしても良い。図８に、本発明の振動抽出フィルタにて抽出する「所定の周波数帯域」がバンドパス特性である場合のウィンドウ付抽出逆特性フィルタの特性設定例を示す。
【００８６】
ちなみに、図８（Ａ）に、振動抽出フィルタにて抽出する、バンドパス特性を持つ周波数帯域の特性線図を示している。また、図８（Ｂ）に、図８（Ａ）に示されたようなバンドパス特性を持つ周波数帯域の逆特性の特性線図（即ち、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタが持つ逆特性の特性線図）を示している。
【００８７】
ここで、補償値算出部３００について説明する。
【００８８】
図３に示されたように、補償値算出部３００は、振動抽出フィルタ４００にて抽出された「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」を有する振動成分ＶＳに基づき、振動抑制補償値ＣＶを算出する。
【００８９】
ここで、振動抽出フィルタ４００にて抽出された「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」を有する振動成分ＶＳは、実施例１に係る電動パワーステアリング装置を適用した場合に、電動パワーステアリング状態量をモータ角速度（モータ角速度信号）としているため、モータ角速度の次元である。
【００９０】
しかし、振動抑制補償値ＣＶは電流の次元であるため、補償値算出部３００にて、モータ角速度の次元を電流の次元へ変換する必要がある。変換方法については、単純にゲインにて構成するようにしても十分効果は得られる。
【００９１】
また、モータ及び電動パワーステアリング装置は、回転慣性系であることから、下記数１で表す運動方程式を用いて、モータ角速度の次元から電流の次元へ変換するようにしてもよい。ちなみに、下記数１の運動方程式の分母は、ノイズ等の影響を加味した近似微分特性としている。
【００９２】
【数１】
0005835091.tif 000002
ここで、Ｊはモータ（システム）イナーシャ項であり、Ｄはモータ（システム）粘性項であり、Ｋｔはトルク定数であり、Ｔ１は近似微分時定数である。また、位相進み／遅れ特性フィルタ、及びＰＩＤ制御器を構成するようにしても良い。
【００９３】
ここで、本発明による振動補償機能を実証するために、本発明による振動補償機能の有無によるハンドル振動抑制効果を図９に示す。ちなみに、図９（Ａ）に、本発明による振動補償機能なしの場合のハンドル振動抑制効果を示しており、また、図９（Ｂ）に、本発明による振動補償機能ありの場合のハンドル振動抑制効果を示している。
【００９４】
図９（Ａ）と図９（Ｂ）を比較することにより、本発明による振動補償機能を電動パワーステアリング装置に適用することで、操舵トルク振動が低減し、モータ角速度に現れていた振動成分も抑制されていることがよく分かる。
【００９５】
図１０は、本発明による振動補償機能の有無による、操舵舵角に対する操舵トルクのリサージュ波形を示す図である。図１０から、発明による振動補償機能を電動パワーステアリング装置に適用した場合と、発明による振動補償機能を電動パワーステアリング装置に適用しない場合のリサージュ波形の変化が殆どないことから、本発明による振動補償機能の操舵への影響がないことが確認できる。
【００９６】
図９と図１０の結果から、本発明によれば、操舵感への影響を抑制しつつも、運転者に違和感として認知される振動成分を抑制することが可能となることを確認することができる。
【実施例２】
【００９７】
電動パワーステアリング装置において、補償しようとする振動成分は、モータのトルクリップル成分が主な要因となり、モータのトルクリップルは、一般的にモータに通電する電流量に応じて、リップル幅が大きくなる傾向がある。
【００９８】
ところで、「所定の振幅」の値は、トルクリップルという振動成分を抽出できる振幅の値に設定されなければ、効率的な振動補償が行えないため、高電流時のトルクリップル量を目安に「所定の振幅」を設定するが、逆にオンセンタ付近、即ち、低電流付近では、高電流時のトルクリップル量を目安にして予め設定された「所定の振幅」の値は、大きすぎることとなる。
【００９９】
前述した実施例１のウィンドウ付抽出逆特性フィルタ４２０により、任意の周波数帯域（所定の周波数帯域）のみの振動成分を抽出することができるが、低周波数帯域の運転者の操舵成分を完全に取り去ることはできないことがあり、予め設定された「所定の振幅」の値が大きい場合に、オンセンタ操舵時に、ある程度操舵速度が大きいと、実施例１の振動抽出フィルタ４００による振動抽出結果に、操舵成分が多少重畳してしまうことがある。
【０１００】
これにより、操舵する方向の逆方向へ振動補償が働くため、結果的に、オンセンタ付近で粘性感を増加する可能性がある。
【０１０１】
この問題を解決するために、実施例２では、操舵トルク又は電流指令値のようなモータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量（以下、「モータ電流量に関連する信号」とも言う。）に応じて、振幅ウィンドウ判定部に予め設定された「所定の振幅」の値を可変とすることにより、「モータ電流量に関連する信号」に応じて、変化する振動成分に合わせて最適な「所定の振幅」の値を設定することができるようにした。
【０１０２】
つまり、実施例２では、モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量（操舵トルク又は電流指令値）に応じて、振幅ウィンドウ判定部に予め設定された「所定の振幅」を増減させる（拡大／縮小させる）ことで、トルクリップル成分の抽出精度を向上させ、高精度な振動補償を行うことが可能になる。
【０１０３】
これにより、本発明の実施例２を適用した場合に、オンセンタ付近での粘性感増加を発生させることなく、振動成分を効率よく抑制することも可能となる。
【０１０４】
以下、モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量（モータ電流量に関連する信号）を電流指令値とした場合に、本発明の実施例２に係る電動パワーステアリング装置について説明する。
【０１０５】
図１１は本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例２の構成図を示すブロック図であり、電動パワーステアリング装置の部分は、図１及び図２に対応させて示しており、同一構成には同一符号で付して説明を省略する。なお、実施例２でも、電動パワーステアリング状態量をモータ角速度（モータ角速度信号）としている。
【０１０６】
振動抽出フィルタを除いて、図１１に示す本発明の実施例２に係る電動パワーステアリング装置の構成は、図３に示す本発明の実施例１に係る電動パワーステアリング装置の構成と同じであるため、同一構成についての説明は省略する。
【０１０７】
振動抽出フィルタについて、図３に示す本発明の実施例１に係る電動パワーステアリング装置は振動抽出フィルタ４００を備えているのに対し、図１１に示す本発明の実施例２に係る電動パワーステアリング装置は振動抽出フィルタ５００を備えている。
【０１０８】
ここで、振動抽出フィルタ５００の機能及び動作について説明する。
【０１０９】
図１１に示されたように、振動抽出フィルタ５００は、減算部５１０と、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ５２０を備えている。振動抽出フィルタ５００にて行われる処理（動作）は、次のようになる。
【０１１０】
まず、振動抽出フィルタ５００は、角速度算出部２１０からのモータ角速度ωに対し、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ５２０にて、「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」の逆特性を有する振動成分を抽出する。
【０１１１】
ここで、「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」の逆特性を有する振動成分は、振動中心値ＶＣＶとして、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ５２０から出力される。
【０１１２】
次に、振動抽出フィルタ５００は、減算部５１０にて、抽出した「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」の逆特性を有する振動成分（即ち、振動中心値ＶＣＶ）と、モータ角速度ωとの差分計算を行うことにより、「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」を有する振動成分ＶＳを抽出する。
【０１１３】
ここで、振動抽出フィルタ５００により抽出した「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」を有する振動成分ＶＳは、補償値算出部３００に入力される。
【０１１４】
図１２は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例２において、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ５２０の構成図を示すブロック図である。図１２に基づいて、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ５２０の機能及び動作を説明する。
【０１１５】
図１２に示されたように、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ５２０は、「所定の周波数」の逆特性を有する逆特性フィルタ４２１と、電流指令値に応じて予め設定された「所定の振幅」を増減させる手段を具備する振幅ウィンドウ判定部５２２と、振動中心過去値を保持している過去値保持部４２３とを備えている。
【０１１６】
入力されたモータ角速度ωに対し、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ５２０にて行われる処理（動作）は、次のようになる。
【０１１７】
まず、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ５２０は、モータ角速度ωを逆特性フィルタ４２１に通し、逆特性フィルタ４２１を通した出力（即ち、逆特性フィルタ４２１の出力）ＩＣＯを振幅ウィンドウ判定部５２２に出力する。ここで、逆特性フィルタ４２１が持っている「所定の周波数」の逆特性とは、例えば、図５（Ｂ）に示すような抽出したい周波数特性の逆特性である。
【０１１８】
次に、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ５２０は、振幅ウィンドウ判定部５２２にて、電流指令値決定部１０８からの電流指令値Ｉｒｅｆに応じて予め設定された「所定の振幅」を増減させることにより、「所定の振幅」を設定した後に、モータ角速度ω、逆特性フィルタ４２１の出力ＩＣＯ、及び、過去値保持部４２３からの振動中心過去値ＶＣＰＶに基づき、モータ角速度ωが振幅ウィンドウの範囲内にあるか否かを判定する、振幅ウィンドウ判定処理を行う。
【０１１９】
振幅ウィンドウ判定処理より、モータ角速度ωが振幅ウィンドウの範囲内にあると判定された場合に、振幅ウィンドウ判定部５２２は、逆特性フィルタ４２１の出力ＩＣＯを振動中心値ＶＣＶとして出力する。
【０１２０】
一方、振幅ウィンドウ判定処理より、モータ角速度ωが振幅ウィンドウの範囲外にあると判定された場合に、振幅ウィンドウ判定部５２２は、モータ角速度ωに「所定の振幅」を加減算した値を振動中心値ＶＣＶとして出力する。
【０１２１】
また、振幅ウィンドウ判定部５２２では、振幅ウィンドウ判定部５２２からの振動中心値ＶＣＶを減算部４１０に出力するとともに、過去値保持部４２３にも出力するようになっている。過去値保持部４２３では、入力された振動中心値ＶＣＶを振動中心過去値ＶＣＰＶとして保持するようになっている。
【０１２２】
ちなみに、振幅ウィンドウ判定部５２２で言う「振幅ウィンドウ」とは、振動中心過去値ＶＣＰＶ±「所定の振幅」という範囲を意味しており、当該「所定の振幅」とは、電流指令値Ｉｒｅｆに応じて予め設定された「所定の振幅」を増減させることにより得られた（設定された）「所定の振幅」である。
【０１２３】
実施例２のウィンドウ付抽出逆特性フィルタ５２０において、振幅ウィンドウ判定部５２２が電流指令値Ｉｒｅｆに応じて所定の振幅を可変とする可変振幅設定例を図１３に示す。振幅ウィンドウ判定部５２２では、例えば、図１３に示されたように、電流指令値Ｉｒｅｆの増大に応じて所定の振幅を大きくするように、所定の振幅を設定するようにしている。
【０１２４】
これにより、実施例２を適用すれば、オンセンタ付近での粘性感増加を発生させることなく、トルクリップル成分の抽出精度を向上させ、高精度な振動補償を行うことが可能になる。
【実施例３】
【０１２５】
上記のように、実施例２では、電流指令値又は操舵トルクに応じて所定の振幅を可変とする構成を採用している。しかしながら、実施例２に示されたこの構成を採用した場合でも、モータ無負荷回転での振動、即ち、モータのコギングトルク、ロストルク変動、メカ機構の振動等の振動を補償するため、低電流付近でも、電流指令値に応じて設定される「所定の振幅」をある程度の値に設定する可能性がある。
【０１２６】
この場合、特にセンタから切り出し操舵した時に、粘性感が発生する場合がある。また、高速操舵した場合に、実現上のサンプリングの関係より、振動成分の波形が精度よく抽出できないことがある。更には、高速操舵時は、トルクリップル等の振動周波数が非常に高くなるため、運転者が振動として検知しにくく、そのような振動に対し、補償自体を行う必要性がなくなることも考えられる。
【０１２７】
これらの問題を解決するために、実施例３では、振動抑制補償値ＣＶを算出する補償値算出部にて、モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量、及び、速度に関連する電動パワーステアリング状態量に応じて、補償割合を変更する感応ゲインを算出し、算出した各感応ゲインを、振動抽出フィルタにて抽出された「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」を有する振動成分ＶＳに基づいて算出された振動抑制補償値ＣＶ０に乗算することで、振動抑制補償値ＣＶを求めるようにした。
【０１２８】
ちなみに、モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量は、モータ電流量に関連する信号を意味しており、即ち、操舵トルク又は電流指令値を意味する。また、速度に関連する電動パワーステアリング状態量は、速度に関連する信号、即ち、操舵速度又はモータ角速度を意味する。
【０１２９】
具体的に、実施例３では、モータ電流量に関連する信号が少ない状態では、即ち、モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量が所定の閾値以下の場合に、モータ電流量に関連する信号に係る感応ゲインを小さくし、振動抑制補償値の割合を小さくすることにより、オンセンタ付近での切り出し時の粘性感を抑制するようにしている。
【０１３０】
また、速度に関連する信号が高回転を示す場合には、即ち、速度に関連する電動パワーステアリング状態量が所定の閾値以上の場合に、速度に関連する信号に係る感応ゲインを小さくし、振動抑制補償値の割合を小さくすることにより、振動波形の抽出精度の悪化による影響を緩和するようにしている。
【０１３１】
つまり、速度に関連する信号（操舵速度又はモータ角速度）が高くなると、トルクリップル等の振動周波数が高くなる。サンプリング時間との関係上、振動周波数が高くなると、振動波形の抽出精度が低下するため、結果的に、振動補償の精度が低下し、逆に意図しないリップルや操舵違和感を発生させる可能性もある。
【０１３２】
しかし、実施例３では、速度に関連する信号（操舵速度又はモータ角速度）に応じて補償割合を増減させるようにしているので、振動補償の精度低下前に、振動抑制補償値を低下させることで、上記問題を回避することができる。
【０１３３】
以下、モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量を電流指令値とし、また、速度に関連する電動パワーステアリング状態量をモータ角速度とした場合に、本発明の実施例３に係る電動パワーステアリング装置について説明する。
【０１３４】
図１４は本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例３の構成図を示すブロック図であり、電動パワーステアリング装置の部分は、図１及び図２に対応させて示しており、同一構成には同一符号で付して説明を省略する。なお、実施例３でも、電動パワーステアリング状態量をモータ角速度（モータ角速度信号）としている。
【０１３５】
補償値算出部を除いて、図１４に示す本発明の実施例３に係る電動パワーステアリング装置の構成は、図１１に示す本発明の実施例２に係る電動パワーステアリング装置の構成と同じであるため、同一構成についての説明は省略する。
【０１３６】
補償値算出部について、図１１に示す本発明の実施例２に係る電動パワーステアリング装置は補償値算出部３００を備えているのに対し、図１４に示す本発明の実施例３に係る電動パワーステアリング装置は、補償値算出部３１０を備えている。
【０１３７】
図１５は補償値算出部３１０の構成図を示すブロック図である。また、図１６は、図１５に示された補償値算出部３１０において、電流感応ゲイン設定例と角速度感応ゲイン設定例を示す図である。以下、図１５と図１６を参照しながら、補償値算出部３１０の機能及び動作について説明する。
【０１３８】
図１５に示されたように、補償値算出部３１０は、電流指令値感応ゲイン算出部３１１と、角速度感応ゲイン算出部３１２と、補償値演算部３１３と、乗算部３１４と、乗算部３１５を備えている。補償値算出部３１０にて行われる処理（動作）は、次のようになる。
【０１３９】
まず、補償値算出部３１０は、電流指令値決定部１０８からの電流指令値Ｉｒｅｆに対し、電流指令値感応ゲイン算出部３１１にて電流指令値感応ゲインＧＩを算出するとともに、角速度算出部２１０からのモータ角速度ωに対し、角速度感応ゲイン算出部３１２にて角速度感応ゲインＧωを算出し、さらに、振動抽出フィルタ５００にて抽出した振動成分ＶＳに基づいて、補償値演算部３１３にて振動抑制補償値ＣＶ０を算出する。
【０１４０】
ここで、電流指令値感応ゲイン算出部３１１では、例えば、図１６（Ａ）の電流感応ゲイン設定例に基づき、電流指令値Ｉｒｅｆに対応する電流指令値感応ゲインＧＩを算出するようにしても良い。
【０１４１】
また、角速度感応ゲイン算出部３１２では、例えば、図１６（Ｂ）の角速度感応ゲイン設定例に基づき、モータ角速度ωに対応する角速度感応ゲインＧωを算出するようにしても良い。
【０１４２】
ちなみに、補償値演算部３１３は、実施例１における補償値算出部３００の構成と同じなので、その説明は省略する。ただし、実施例１における補償値算出部３００にて算出した補償値は振動抑制補償値ＣＶとするのに対し、実施例３における補償値演算部３１３にて算出した補償値は振動抑制補償値ＣＶ０とする。
【０１４３】
次に、補償値算出部３１０は、乗算部３１４及び乗算部３１５にて、振動抑制補償値ＣＶ０に電流指令値感応ゲインＧＩ及び角速度感応ゲインＧωを乗算することで、振動抑制補償値ＣＶを求める。
【０１４４】
ここで、補償値算出部３１０により算出した振動抑制補償値ＣＶは、減算部２２０に入力される。
【０１４５】
これにより、実施例３を適用すれば、モータ電流量に関連する信号が少ない状態で発生する、オンセンタ付近での切り出し時の粘性感を抑制できるとともに、速度に関連する信号が高回転を示す場合に発生する、振動波形の抽出精度の悪化による影響を解消することもできる。
【実施例４】
【０１４６】
一般的に、電動パワーステアリング装置において、車速が高くなると、抑制したい振動成分の振幅が増す傾向がある。これに対し、本発明の振動抽出フィルタにおいて、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタにおける振幅ウィンドウ判定部に予め設定された「所定の振幅」の値が十分でないと、振動抑制効果が期待できない場合がある。
【０１４７】
このような問題を解決するために、実施例４では、車速に応じて、振動成分を抽出する際に、振幅ウィンドウ判定部に予め設定された「所定の振幅」の値を可変とすることにより、車速に応じて変化する振動成分に合わせて、最適な「所定の振幅」の値を設定することができるようにした。
【０１４８】
車速に応じて「所定の振幅」の値を可変とする設定例としては、車速が高くなるにつれて、「所定の振幅」を大きくするように、「所定の振幅」を設定する。
【０１４９】
また、実施例４では、車速に応じて、振動抑制補償の割合を可変とするようにしても良い。これにより、車速に応じて変化する振動成分の振幅変化に対し、振動抑制効果を高めることができる。
【０１５０】
つまり、電動パワーステアリング装置において、高車速時には、固有値振動等の補償したい振動成分の振幅も大きくなる傾向があるため、実施例４では、振動成分を抽出する際に、車速に応じて、振幅ウィンドウ判定部に予め設定された「所定の振幅」の値を増減させると共に、抽出した振動成分に応じて振動抑制補償値ＣＶを算出する際に、車速に応じて、振動抑制補償の割合を変更する車速感応ゲインも増減させるようにした。
【０１５１】
また、高車速になると、操舵者はオンセンタ付近の微操舵を頻繁に行うため、前述した実施例１〜３を適用する際に、粘性感を感じやすくなることがある。
【０１５２】
このような問題を解決するために、実施例４では、高車速の時（即ち、所定の車速以上の場合）に、振動抑制補償の割合だけでなく、所定の振幅も小さく設定するようにしても良い。
【０１５３】
以下、モータ電流量に関連する電動パワーステアリング状態量を電流指令値とし、また、速度に関連する電動パワーステアリング状態量をモータ角速度とした場合に、本発明の実施例４に係る電動パワーステアリング装置について説明する。
【０１５４】
図１７は本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施例４の構成図を示すブロック図であり、電動パワーステアリング装置の部分は、図１及び図２に対応させて示しており、同一構成には同一符号で付して説明を省略する。また、図１８は、実施例４において、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ６２０の構成図を示すブロック図である。そして、図１９は、実施例４における補償値算出部３２０の構成図を示すブロック図である。なお、実施例４でも、電動パワーステアリング状態量をモータ角速度（モータ角速度信号）としている。
【０１５５】
図１７、図１８及び図１９を参照して、本発明の実施例４に係る電動パワーステアリング装置の機能及び全体動作を詳細に説明する。
【０１５６】
図１７に示されるように、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｒと、車速センサ１２で検出された車速Ｖｅｌに基づいて、電流指令値決定部１０８により電流指令値Ｉｒｅｆが決定される。決定された電流指令値Ｉｒｅｆは、減算部２２０に入力される。
【０１５７】
一方、モータ２０へ供給されるモータ電流Ｉｍは、モータ電流検出回路１０７で検出され、検出されたモータ電流Ｉｍは減算部１０３に入力される。
【０１５８】
また、モータ２０のロータ位置を検出するロータ位置検出センサ２００により、ロータ位置信号であるロータの回転角θが検出される。角速度算出部２１０では、ロータ位置検出センサ２００により検出されたロータの回転角θに基づいて、モータ角速度ωを算出する。そして、算出したモータ角速度ωは、本発明の要部である振動抽出フィルタ６００に入力される。
【０１５９】
振動抽出フィルタ６００では、入力されたモータ角速度ω、電流指令値Ｉｒｅｆ及び車速Ｖｅｌに基づき、所定の振幅及び所定の周波数帯域を有する振動成分を抽出し、抽出した振動成分ＶＳは、本発明のもう１つの要部である補償値算出部３２０に入力される。
【０１６０】
次に、補償値算出部３２０では、抽出した振動成分ＶＳ、モータ角速度ω、電流指令値Ｉｒｅｆ及び車速Ｖｅｌに基づき、振動抑制補償値ＣＶを算出し、算出した振動抑制補償値ＣＶは、減算部２２０に入力される。
【０１６１】
そして、振動抑制補償値ＣＶを減算部２２０にて電流指令値Ｉｒｅｆから減算することにより、即ち、振動抑制補償値ＣＶを電流指令値Ｉｒｅｆにフィードバックし構成されることにより、振動補償された電流指令値Ｉを算出する。算出した振動補償された電流指令値Ｉは、減算部１０３に入力される。
【０１６２】
そして、減算部１０３では、振動補償された電流指令値Ｉとフィードバックされているモータ２０のモータ電流Ｉｍとの偏差ΔＩ（＝Ｉ−Ｉｍ）を求め、求めた偏差ΔＩは電流制御部１０４で制御され、制御された電流制御値ＥはＰＷＭ制御部１０５に入力されてデューティを演算され、デューティを演算されたＰＷＭ信号ＰＳによってモータ駆動回路１０６を介してモータ２０を駆動する。
【０１６３】
ここで、振動抽出フィルタ６００の機能及び動作について説明する。
【０１６４】
図１７に示されたように、振動抽出フィルタ６００は、減算部６１０と、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ６２０を備えている。振動抽出フィルタ６００にて行われる処理（動作）は、次のようになる。
【０１６５】
まず、振動抽出フィルタ６００は、角速度算出部２１０からのモータ角速度ωに対し、電流指令値Ｉｒｅｆ及び車速Ｖｅｌをも用いて、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ６２０にて、「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」の逆特性を有する振動成分を抽出する。
【０１６６】
ここで、「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」の逆特性を有する振動成分は、振動中心値ＶＣＶとして、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ６２０から出力される。
【０１６７】
次に、振動抽出フィルタ６００は、減算部６１０にて、抽出した「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」の逆特性を有する振動成分（即ち、振動中心値ＶＣＶ）と、モータ角速度ωとの差分計算を行うことにより、「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」を有する振動成分ＶＳを抽出する。
【０１６８】
ここで、振動抽出フィルタ６００により抽出した「所定の振幅」と「所定の周波数帯域」を有する振動成分ＶＳは、補償値算出部３２０に入力される。
【０１６９】
実施例４で言う「逆特性」は、実施例１で言う「逆特性」と同じであるため、その説明は省略する。
【０１７０】
図１８に基づいて、実施例４のウィンドウ付抽出逆特性フィルタ６２０の機能及び動作を説明する。
【０１７１】
図１８に示されたように、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ６２０は、「所定の周波数」の逆特性を有する逆特性フィルタ４２１と、電流指令値及び車速に応じて予め設定された「所定の振幅」を増減させる手段を具備する振幅ウィンドウ判定部６２２と、振動中心過去値を保持している過去値保持部４２３とを備えている。
【０１７２】
入力されたモータ角速度ωに対し、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ６２０にて行われる処理（動作）は、次のようになる。
【０１７３】
まず、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ６２０は、モータ角速度ωを逆特性フィルタ４２１に通し、逆特性フィルタ４２１を通した出力（即ち、逆特性フィルタ４２１の出力）ＩＣＯを振幅ウィンドウ判定部６２２に出力する。ここで、逆特性フィルタ４２１が持っている「所定の周波数」の逆特性とは、例えば、図５（Ｂ）に示すような抽出したい周波数特性の逆特性である。
【０１７４】
次に、ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ６２０は、振幅ウィンドウ判定部６２２にて、電流指令値決定部１０８からの電流指令値Ｉｒｅｆ及び車速Ｖｅｌに応じて予め設定された「所定の振幅」を増減させることにより、「所定の振幅」を設定した後に、モータ角速度ω、逆特性フィルタ４２１の出力ＩＣＯ、及び、過去値保持部４２３からの振動中心過去値ＶＣＰＶに基づき、モータ角速度ωが振幅ウィンドウの範囲内にあるかを判定する、振幅ウィンドウ判定処理を行う。
【０１７５】
振幅ウィンドウ判定処理より、モータ角速度ωが振幅ウィンドウの範囲内にあると判定された場合に、振幅ウィンドウ判定部６２２は、逆特性フィルタ４２１の出力ＩＣＯを振動中心値ＶＣＶとして出力する。
【０１７６】
一方、振幅ウィンドウ判定処理より、モータ角速度ωが振幅ウィンドウの範囲外にあると判定された場合に、振幅ウィンドウ判定部６２２は、モータ角速度ωに「所定の振幅」を加減算した値を振動中心値ＶＣＶとして出力する。
【０１７７】
また、振幅ウィンドウ判定部６２２では、振幅ウィンドウ判定部６２２からの振動中心値ＶＣＶを減算部６１０に出力するとともに、過去値保持部４２３にも出力するようになっている。過去値保持部４２３では、入力された振動中心値ＶＣＶを振動中心過去値ＶＣＰＶとして保持するようになっている。
【０１７８】
ちなみに、振幅ウィンドウ判定部６２２で言う「振幅ウィンドウ」とは、振動中心過去値ＶＣＰＶ±「所定の振幅」という範囲を意味しており、当該「所定の振幅」とは、電流指令値Ｉｒｅｆ及び車速Ｖｅｌに応じて予め設定された「所定の振幅」を増減させることにより得られた（設定された）「所定の振幅」である。
【０１７９】
このように、実施例４では、振動抽出フィルタ６００にて、所定の振幅及び所定の周波数帯域にて振動成分を抽出することができる。
【０１８０】
以下、図１９を参照しながら、補償値算出部３２０の機能及び動作について説明する。
【０１８１】
図１９に示されたように、補償値算出部３２０は、車速感応ゲイン算出部３２１と、電流指令値感応ゲイン算出部３１１と、角速度感応ゲイン算出部３１２と、補償値演算部３１３と、乗算部３１４と、乗算部３１５と、乗算部３２２を備えている。補償値算出部３２０にて行われる処理（動作）は、次のようになる。
【０１８２】
まず、補償値算出部３２０は、車速Ｖｅｌに対し、車速感応ゲイン算出部３２１にて車速感応ゲインＧＶを算出し、電流指令値決定部１０８からの電流指令値Ｉｒｅｆに対し、電流指令値感応ゲイン算出部３１１にて電流指令値感応ゲインＧＩを算出するとともに、角速度算出部２１０からのモータ角速度ωに対し、角速度感応ゲイン算出部３１２にて角速度感応ゲインＧωを算出し、さらに、振動抽出フィルタ５００にて抽出した振動成分ＶＳに基づいて、補償値演算部３１３にて振動抑制補償値ＣＶ０を算出する。
【０１８３】
ちなみに、補償値演算部３１３は、実施例１における補償値算出部３００の構成と同じなので、その説明は省略する。ただし、実施例１における補償値算出部３００にて算出した補償値は振動抑制補償値ＣＶとするのに対し、実施例４における補償値演算部３１３にて算出した補償値は振動抑制補償値ＣＶ０とする。
【０１８４】
次に、補償値算出部３２０は、乗算部３１４、乗算部３１５及び乗算部３２２にて、振動抑制補償値ＣＶ０に、角速度感応ゲインＧω、電流指令値感応ゲインＧＩ、及び車速感応ゲインＧＶを乗算することで、振動抑制補償値ＣＶを求める。ここで、補償値算出部３２０により算出した振動抑制補償値ＣＶは、減算部２２０に入力される。
【０１８５】
これにより、実施例４を適用すれば、車速に応じて、所定の振幅だけでなく、振動抑制補償の割合も可変とするとようにしているので、車速に応じて変化する振動成分の振幅変化に対し、振動抑制効果を高めることができ、また、頻繁に行われるオンセンタ付近の微操舵に起因する粘性感を解消することもできる。
なお、上述した実施例（実施例１〜実施例４）では、電動パワーステアリング状態量をモータ角速度信号としたが、本発明で用いられる電動パワーステアリング状態量は、それに限定されるものではなく、振動成分を検出できる信号であれば、その信号を電動パワーステアリング状態量とすることができる。
【０１８６】
例えば、トルクセンサで検出された操舵トルク、操舵速度、電源電圧、又はモータ印加電圧等の信号を電動パワーステアリング状態量とすることができる。
【０１８７】
また、本発明では、例えば、
操舵エネルギーとなる操舵トルクと操舵速度の乗算値、
モータ運動エネルギーとなる電流指令値、トルク定数及びモータ角速度の乗算値、
検出されたモータ電流、トルク定数、及びモータ角速度の乗算値、
電流指令値と電源電圧の乗算値、又は、
検出されたモータ電流と電源電圧の乗算値などのエネルギー算出値を、電動パワーステアリング状態量として使用することが勿論可能である。
【符号の説明】
【０１８８】
１                      操向ハンドル
１０                    トルクセンサ
１２                    車速センサ
１３                    バッテリ
２０                    モータ
３０                    コントロールユニット
１０１                  操舵補助指令値演算部
１０２                  最大出力制限部
１０３                  減算部
１０４                  電流制御部
１０５                  ＰＷＭ制御部
１０６                  モータ駆動回路
１０７                  モータ電流検出回路
１０８                  電流指令値決定部
２００                  ロータ位置検出センサ
２１０                  角速度算出部
２２０                  減算部
３００，３１０，３２０  補償値算出部
３１１                  電流指令値感応ゲイン算出部
３１２                  角速度感応ゲイン算出部
３１３                  補償値演算部
３１４，３１５，３２２  乗算部
３２１                  車速感応ゲイン算出部
４００，５００，６００  振動抽出フィルタ
４１０，５１０，６１０  減算部
４２０，５２０，６２０  ウィンドウ付抽出逆特性フィルタ
４２１                  逆特性フィルタ
４２２，５２２，６２２  振幅ウィンドウ判定部
４２３                  過去値保持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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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４】
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【図７】
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【図９】
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