(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵シャフトの入力側と出力側との捩れに応じて検出されるトルク信号に基づいて、アシスト力の基礎成分を演算する第１の演算部と、
前記トルク信号に基づき、転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角指令値を演算して、前記回転角指令値に基づく角度フィードバック制御を実行することにより、前記基礎成分に対する補償成分を演算する第２の演算部と、を備え、
前記基礎成分に前記補償成分を加算することにより第１の指令値を演算し、前記第１の指令値に基づきアシスト力の発生源であるモータを制御する操舵制御装置において、
運転支援のために自車両周辺の環境情報に基づき外部で生成される第２の指令値を前記第１の指令値または前記第１の指令値に基づく前記モータを制御するための制御量に反映させる第３の演算部と、
前記第２の指令値を前記第１の指令値または前記第１の指令値に基づく前記モータを制御するための制御量に反映させる場合、前記補償成分を演算するための前記トルク信号を増加または低減することにより補正するトルク信号補正部と、を備え、
前記トルク信号補正部は、前記第２の指令値を受け取った場合、前記トルク信号を前記第２の指令値に基づいて補正する操舵制御装置。
【請求項２】
操舵シャフトの入力側と出力側との捩れに応じて検出されるトルク信号に基づいて、アシスト力の基礎成分を演算する第１の演算部と、
前記トルク信号に基づき、転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角指令値を演算して、前記回転角指令値に基づく角度フィードバック制御を実行することにより、前記基礎成分に対する補償成分を演算する第２の演算部と、を備え、
前記基礎成分に前記補償成分を加算することにより第１の指令値を演算し、前記第１の指令値に基づきアシスト力の発生源であるモータを制御する操舵制御装置において、
運転支援のために自車両周辺の環境情報に基づき外部で生成される第２の指令値を前記第１の指令値または前記第１の指令値に基づく前記モータを制御するための制御量に反映させる第３の演算部と、
前記第２の指令値を前記第１の指令値または前記第１の指令値に基づく前記モータを制御するための制御量に反映させる場合、前記補償成分を演算するための前記トルク信号を増加または低減することにより補正するトルク信号補正部と、を備え、
前記第２の指令値は、運転支援のために用いられる、前記転舵輪の転舵角の目標値となる角度指令値であり、
前記トルク信号補正部は、
前記角度指令値を微分することにより演算される角速度指令値に基づいた粘性補償項を演算する粘性補償項演算部と、
前記角速度指令値を微分することにより演算される角加速度指令値に基づいた慣性補償項を演算する慣性補償項演算部と、
前記トルク信号、前記粘性補償項、および前記慣性補償項を加算する加算器と、を有している操舵制御装置。
【請求項３】
操舵シャフトの入力側と出力側との捩れに応じて検出されるトルク信号に基づいて、アシスト力の基礎成分を演算する第１の演算部と、
前記トルク信号に基づき、転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角指令値を演算して、前記回転角指令値に基づく角度フィードバック制御を実行することにより、前記基礎成分に対する補償成分を演算する第２の演算部と、を備え、
前記基礎成分に前記補償成分を加算することにより第１の指令値を演算し、前記第１の指令値に基づきアシスト力の発生源であるモータを制御する操舵制御装置において、
運転支援のために自車両周辺の環境情報に基づき外部で生成される第２の指令値を前記第１の指令値または前記第１の指令値に基づく前記モータを制御するための制御量に反映させる第３の演算部と、
前記第２の指令値を前記第１の指令値または前記第１の指令値に基づく前記モータを制御するための制御量に反映させる場合、前記補償成分を演算するための前記トルク信号を増加または低減することにより補正するトルク信号補正部と、を備え、
前記トルク信号補正部は、予め定められた演算周期毎に前記第２の指令値を受け取って、前記トルク信号の補正を実行するものであり、
前記トルク信号補正部は、前回の演算周期に演算された前記第２の指令値を今回の演算周期の前記第１の指令値または前記第１の指令値に基づく前記モータを制御するための制御量に反映させる場合、今回の演算周期で前記第１の指令値または前記第１の指令値に基づく前記モータを制御するための制御量の演算に用いられる前記トルク信号を補正する操舵制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記トルク信号補正部は、前記第２の指令値を受け取った場合、前記トルク信号を物理モデルに従って補正する操舵制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記第２の指令値は、運転支援のために用いられる、前記転舵輪の転舵角の目標値となる角度指令値であり、
前記第２の演算部は、前記トルク信号および前記基礎成分の和であるトルク指令値に基づいて、前記転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角指令値を演算し、当該回転角指令値に前記角度指令値を加算することにより、前記補償成分を演算する操舵制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記モータは、前記操舵シャフトの回転に連動して直線運動することにより前記転舵輪を転舵させる転舵シャフトに前記アシスト力を付与し、
前記トルク信号は、前記操舵シャフトの一構成要素であるピニオンシャフトに設けられたトーションバーの一方側である前記入力側と他方側である前記出力側との捩れに応じて検出される操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の操舵機構にモータの動力を付与することにより、運転者のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が知られている。たとえば、特許文献１に記載のＥＰＳは、運転者の操舵トルクに基づき運転者の操舵による制御量を演算している。
【０００３】
ところで、近年の車両には、ＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance Systems：先進運転支援システム）などの運転者の運転を支援するシステムが搭載されている。このような車両のＥＰＳでは、運転者の操舵感の向上や高度な運転支援を行うために、運転者の操舵による制御量とカメラやレーダー等の計測手段が計測する自車両の周辺環境に基づき演算される制御量とに基づいてモータを制御するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−４０１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、運転支援により操舵機構の操舵角が変更されたとき、ステアリングホイールの粘性や慣性によってトーションバーが捩れてしまうため、運転者の操舵によらない操舵トルクが検出されてしまう。このため、ＥＰＳは、運転者の操舵によって発生する操舵トルクに加えて、運転支援によって発生する操舵トルクを加味して、運転者の操舵による制御量を演算する。運転者の操舵による制御量と運転支援による制御量とが互いに干渉する分、操舵角の操舵角指令値への追従性能が低下してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、操舵角の操舵角指令値への追従性能を維持した操舵制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成しうる操舵制御装置は、操舵シャフトの入力側と出力側との捩れに応じて検出されるトルク信号に基づいて、アシスト力の基礎成分を演算する第１の演算部と、前記トルク信号に基づき、転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角指令値を演算して、前記回転角指令値に基づく角度フィードバック制御を実行することにより、前記基礎成分に対する補償成分を演算する第２の演算部と、を備え、前記基礎成分に前記補償成分を加算することにより第１の指令値を演算し、前記第１の指令値に基づきアシスト力の発生源であるモータを制御する操舵制御装置において、運転支援のために自車両周辺の環境情報に基づき外部で生成される第２の指令値を前記第１の指令値または前記第１の指令値に基づく前記モータを制御するための制御量に反映させる第３の演算部と、前記第２の指令値を前記第１の指令値または前記第１の指令値に基づく前記モータを制御するための制御量に反映させる場合、前記補償成分を演算するための前記トルク信号を増加または低減することにより補正するトルク信号補正部と、を備えている。
【０００８】
この構成によれば、トルク信号補正部が第２の指令値を受け取った場合、トルク信号を増加または低減することにより、第１の演算部および第２の演算部は補正されたトルク信号を用いて演算を実行する。このため、第２の指令値に基づいて運転支援が実行された場合であっても、操舵機構の回転軸の操舵角が変化することによってトルク信号が生じることによる回転角の回転角指令値への追従性能に対する影響を抑制できる。このため、運転者の操作によるトルク信号（操舵トルク）のみによって第１の指令値が演算されるため、回転角の回転角指令値への追従性能が維持される。また、運転者の操舵感の向上と高度な運転支援を両立することができる。
【０００９】
上記の操舵制御装置において、前記トルク信号補正部は、前記第２の指令値を受け取った場合、前記トルク信号を前記第２の指令値に基づいて補正することが好ましい。
この構成によれば、トルク信号補正部は、操舵トルクを第２の指令値に基づいて補正することにより、補正されたトルク信号を演算できる。
【００１０】
上記の操舵制御装置において、前記トルク信号補正部は、前記第２の指令値を受け取った場合、前記トルク信号を物理モデルに従って補正してもよい。
この構成によれば、トルク信号補正部は、トルク信号を物理モデルに従って補正することにより、補正されたトルク信号を演算できる。
【００１１】
上記の操舵制御装置において、前記第２の指令値は、運転支援のために用いられる、前記転舵輪の転舵角の目標値となる角度指令値であり、前記トルク信号補正部は、前記角度指令値を微分することにより演算される角速度指令値に基づいた粘性補償項を演算する粘性補償項演算部と、前記角速度指令値を微分することにより演算される角加速度指令値に基づいた慣性補償項を演算する慣性補償項演算部と、前記トルク信号、前記粘性補償項、および前記慣性補償項を加算する加算器と、を有していることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、トルク信号補正部は、トルク信号、粘性補償項、および慣性補償項を加算することにより、補正されたトルク信号を演算できる。
上記の操舵制御機構において、前記第２の指令値は、運転支援のために用いられる、前記転舵輪の転舵角の目標値となる角度指令値であり、前記第２の演算部は、前記トルク信号および前記基礎成分の和であるトルク指令値に基づいて、前記転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角指令値を演算し、当該回転角指令値に前記角度指令値を加算することにより、前記補償成分を演算することが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、第２の演算部は、操舵角指令値に角度指令値を加算することにより、補償成分を演算できる。そして、この補償成分と基礎成分とを加算することにより、第１の指令値が演算される。
【００１４】
上記の操舵制御機構において、前記モータは、前記操舵シャフトの回転に連動して直線運動することにより前記転舵輪を転舵させる転舵シャフトに前記アシスト力を付与し、前記トルク信号は、前記操舵シャフトの一構成要素であるピニオンシャフトに設けられたトーションバーの一方側である前記入力側と他方側である前記出力側との捩れに応じて検出されることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、転舵シャフトにアシスト力を付与する場合には、操舵シャフトにおけるトーションバーの入力側（上側）の部分の距離が長く重い分、トルク信号を補正する効果が大きい。
【００１６】
上記の操舵制御機構において、トルク信号補正部は、所定の演算周期毎に前記第２の指令値を受け取って、前記トルク信号の補正を実行するものであり、前記トルク信号補正部は、前回の演算周期に演算された前記第２の指令値を今回の演算周期の前記第１の指令値または前記第１の指令値に基づく前記モータを制御するための制御量に反映させる場合、今回の演算周期で前記第１の指令値または前記第１の指令値に基づく前記モータを制御するための制御量の演算に用いられる前記トルク信号を補正することが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、前回の演算周期に演算された第２の指令値によって、今回の演算周期で第１の演算部および第２の演算部に入力されるトルク信号が補正されるため、今回の演算周期における操舵角の操舵角指令値へのフィードバック制御が追従しやすくなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の操舵制御装置によれば、操舵角の操舵角指令値への追従性能を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。
【図２】本実施形態のＥＰＳにおける制御ブロック図。
【図３】基本アシスト制御演算およびアシスト勾配の概要を示す説明図。
【図４】アシスト勾配に基づく位相補償制御の態様を示す説明図。
【図５】トルク微分値とトルク微分基礎制御量との関係を示す説明図。
【図６】アシスト勾配とアシスト勾配ゲインとの関係を示す説明図。
【図７】ピニオン角Ｆ／Ｂ制御部の概略構成図。
【図８】操舵トルク補償部の概略構成図。
【図９】他の実施形態におけるＥＰＳの概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、操舵制御装置をステアリング装置に適用した一実施形態について説明する。
図１に示すように、ＥＰＳ１は運転者のステアリングホイール１０の操作に基づいて転舵輪１５を転舵させる操舵機構２、運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構３、およびアシスト機構３を制御するＥＣＵ（電子制御装置）４０を備えている。
【００２１】
操舵機構２は、ステアリングホイール１０およびステアリングホイール１０と一体回転するステアリングシャフト１１を備えている。ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール１０と連結されたコラムシャフト１１ａ、コラムシャフト１１ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト１１ｂ、およびインターミディエイトシャフト１１ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト１１ｃを有している。ピニオンシャフト１１ｃの下端部はラックアンドピニオン機構１３を介してラックシャフト１２に連結されている。したがって、操舵機構２では、ステアリングシャフト１１の回転運動は、ピニオンシャフト１１ｃの先端に設けられたピニオンギヤと、ラックシャフト１２に形成されたラックからなるラックアンドピニオン機構１３を介してラックシャフト１２の軸方向（図１の左右方向）の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動は、ラックシャフト１２の両端にそれぞれ連結されたタイロッド１４を介して左右の転舵輪１５にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪１５の転舵角が変化する。
【００２２】
アシスト機構３は、アシスト力の発生源であるモータ２０を備えている。モータ２０の回転軸２１は、減速機構２２を介してコラムシャフト１１ａに連結されている。減速機構２２はモータ２０の回転を減速し、当該減速した回転力をコラムシャフト１１ａに伝達する。すなわち、ステアリングシャフト１１にモータ２０の回転力（トルク）がアシスト力として付与されることにより、運転者のステアリング操作が補助される。モータ２０としては、たとえば、３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に基づいて回転する３相ブラシレスモータが採用されている。
【００２３】
ＥＣＵ４０は、車両に設けられる各種のセンサの検出結果に基づいてモータ２０を制御する。各種のセンサとしては、たとえばトルクセンサ３０、回転角センサ３１、および車速センサ３２がある。コラムシャフト１１ａには、トーションバー１６が設けられている。トルクセンサ３０はコラムシャフト１１ａに設けられ、回転角センサ３１はモータ２０に設けられている。トルクセンサ３０は、運転者のステアリング操作に伴って生じる、コラムシャフト１１ａにおけるトーションバー１６の上側の部分とコラムシャフト１１ａにおけるトーションバー１６の下側の部分との捩れに基づいて、ステアリングシャフト１１に付与される操舵トルク（トルク信号）Ｔｈ０を検出する。回転角センサ３１は、回転軸２１の回転角θｍを検出する。車速センサ３２は、車両の走行速度である車速Ｖを検出する。ＥＣＵ４０は各センサの出力に基づいて、目標のアシスト力を設定し、実際のアシスト力が目標のアシスト力となるように、モータ２０に供給される電流を制御する。
【００２４】
次に、ＥＣＵ４０の構成を詳細に説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ４０は、モータ制御信号を駆動回路４２に出力するマイコン（マイクロコンピュータ）４１と、そのモータ制御信号に基づいてモータ２０に駆動電力を供給する駆動回路４２とを備えている。
【００２５】
なお、以下に示す制御ブロックは、マイコン４１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、マイコン４１は、所定のサンプリング周期で各種の状態量を検出し、所定の周期ごとに以下の各制御ブロックに示される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。
【００２６】
詳述すると、本実施形態のマイコン４１は、上記操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに基づいて、モータ２０に発生させるべきアシストトルク、すなわち目標アシスト力に対応したアシスト指令値Ｔａ＊を演算するアシスト指令値演算部４３と、アシスト指令値Ｔａ＊に対応した電流指令値Ｉ＊を演算する電流指令値演算部４４とを備えている。また、マイコン４１は、電流偏差ｄＩ（ｄＩ＝Ｉ＊−Ｉ）に実電流値Ｉを追従させるべく、電流偏差ｄＩに基づく電流フィードバック制御を実行することにより、駆動回路４２に出力されるモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部４５を有している。
【００２７】
具体的には、本実施形態の電流指令値演算部４４は、その電流指令値Ｉ＊としてｄ／ｑ座標系のｑ軸電流指令値を演算する（ｄ軸電流指令値はゼロ）。また、モータ制御信号生成部４５には、電流指令値Ｉ＊とともに、電流センサ４６により実電流値Ｉとして検出される三相の相電流値（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）、および回転角センサ３１により検出される回転角θｍが入力される。そして、電流指令値演算部４４は、その各相電流値を回転角θｍに従う回転座標としてのｄ／ｑ座標に写像し、このｄ／ｑ座標系において電流フィードバック制御を実行することにより、そのモータ制御信号を生成する。
【００２８】
つぎに、本実施形態におけるアシスト指令値演算部の演算態様について説明する。
図２に示すように、アシスト指令値演算部４３は、そのアシスト指令値Ｔａ＊の基礎成分として基本アシスト制御量Ｔａｓ＊を演算する基本アシスト制御部５１を備えている。また、アシスト指令値演算部４３には、トルクセンサ３０により検出される操舵トルクＴｈ０の位相を遅らせる（進ませる）第１位相補償制御部５２が設けられている。基本アシスト制御部５１は、第１位相補償制御部５２による位相補償後の操舵トルクＴｈ’および車速Ｖに基づいて、アシスト指令値Ｔａ＊の基礎成分として基本アシスト制御量Ｔａｓ＊を演算する。なお、基本アシスト制御部５１は、第１の演算部である。
【００２９】
具体的には、図３に示すように、基本アシスト制御部５１は、入力される操舵トルクＴｈ’の絶対値が大きいほど、また車速Ｖが小さいほど、より大きな絶対値を有する基本アシスト制御量Ｔａｓ＊を演算する。操舵トルクＴｈ’が大きいほど、アシスト勾配Ｒａｇが大きくなるように設計されている。なお、アシスト勾配Ｒａｇとは、操舵トルクＴｈ’の変化に対する基本アシスト制御量Ｔａｓ＊の変化の割合（たとえば接線Ｌ１，Ｌ２の傾き）である。
【００３０】
また、図２に示すように、本実施形態の基本アシスト制御部５１は、操舵トルクＴｈ’（および車速Ｖ）に応じたアシスト勾配Ｒａｇを第１位相補償制御部５２および第２位相補償制御部５３に出力する。第１位相補償制御部５２は、入力されるアシスト勾配Ｒａｇに基づいて、位相補償制御の特性（たとえばフィルタ係数）を変更する。
【００３１】
具体的には、図４に示すように、第１位相補償制御部５２は、アシスト勾配Ｒａｇの上昇に応じて、位相補償後の操舵トルクＴｈ’の位相が遅れるように（ゲインを低減するように）、その位相補償の特性を変更する。さらに、本実施形態では、モータ制御信号生成部４５により実行される電流フィードバック制御を設計することにより、振動の発生を抑えて制御の安定性を確保しつつ、その電流制御の応答性を高めて良好な操舵フィーリングの実現を図る構成になっている。
【００３２】
また、図２に示すように、アシスト指令値演算部４３は、入力される操舵トルクＴｈの微分値（トルク微分値ｄＴｈ）に基づく補償成分としてシステム安定化制御量Ｔｄｔ＊を演算する第２位相補償制御部５３を備えている。第２位相補償制御部５３は、トルク微分値ｄＴｈおよびアシスト勾配Ｒａｇに基づいて、システム安定化制御量Ｔｄｔ＊を演算する。なお、微分器５４は、入力される操舵トルクＴｈを微分することにより、トルク微分値ｄＴｈを演算する。
【００３３】
具体的には、一例として図５に示すように、第２位相補償制御部５３は、トルク微分値ｄＴｈの絶対値が大きいほど、より絶対値の大きなトルク微分基礎制御量εｄｔを演算する。また、一例として図６に示すように、第２位相補償制御部５３に入力されるアシスト勾配Ｒａｇに基づいて、アシスト勾配Ｒａｇの絶対値が大きい程、より小さな値となるように変化するアシスト勾配ゲインＫａｇを演算する。アシスト勾配ゲインＫａｇは、アシスト勾配Ｒａｇに対して反比例するように、「０」〜「１．０」の範囲で設定される値である。第２位相補償制御部５３は、これらトルク微分基礎制御量εｄｔおよびアシスト勾配ゲインＫａｇを乗算した値をシステム安定化制御量Ｔｄｔ＊として出力する。すなわち、システム安定化制御量Ｔｄｔ＊は、トルク微分基礎制御量εｄｔおよびアシスト勾配ゲインＫａｇを用いて、次式（１）により表すことができる。
【００３４】
Ｔｄｔ＊＝εｄｔ×Ｋａｇ  …（１）
図２に示すように、基本アシスト制御部５１が演算する基本アシスト制御量Ｔａｓ＊、および第２位相補償制御部５３が演算するシステム安定化制御量Ｔｄｔ＊は、加算器５５に入力される。アシスト指令値演算部４３は、これら基本アシスト制御量Ｔａｓ＊およびシステム安定化制御量Ｔｄｔ＊を加算した値を基礎として、第１のアシスト成分Ｔａ１＊を演算する。
【００３５】
また、マイコン４１には、回転角θｍに基づいて、トーションバー１６よりも転舵輪１５側に位置するピニオンシャフト１１ｃ（図１参照）の回転角（ピニオン角θｐ）を演算するピニオン角演算部５６が設けられている。なお、本実施形態では、転舵輪１５の転舵角に換算可能な回転軸の回転角（操舵角）として、ピニオン角θｐを用いるが、これに限らない。
【００３６】
アシスト指令値演算部４３には、ピニオン角θｐに基づく角度フィードバック制御を実行することにより、第２のアシスト成分Ｔａ２＊を演算するピニオン角Ｆ／Ｂ制御部６０が設けられている。なお、ピニオン角Ｆ／Ｂ制御部６０は、第２の演算部である。
【００３７】
図７に示すように、ピニオン角Ｆ／Ｂ制御部６０には、第１のアシスト成分Ｔａ１＊および操舵トルクＴｈが入力される。ピニオン角Ｆ／Ｂ制御部６０は、これらの各状態量に基づいて、ピニオンシャフト１１ｃに伝達される入力トルクに対応したトルク指令値Ｔｐ＊を演算するトルク指令値演算部６１を備えている。トルク指令値演算部６１には、第１のアシスト成分Ｔａ１＊および操舵トルクＴｈを加算することにより、トルク指令値Ｔｐ＊を演算する加算器６２が設けられている。
【００３８】
また、ピニオン角Ｆ／Ｂ制御部６０は、トルク指令値Ｔｐ＊に基づいて、転舵輪１５の転舵角に換算可能な回転軸の回転角指令値としてピニオン角指令値θｐ＊を演算するピニオン角指令値演算部６３を備えている。ピニオン角指令値演算部６３は、トルク指令値Ｔｐ＊に示された入力トルクに応じて回転するピニオンシャフト１１ｃの理想モデル（入力トルク・回転角モデル）に基づいて、ピニオン角指令値θｐ＊を演算する。すなわち、この入力トルク・回転角モデルは、ピニオンシャフト１１ｃの回転角（ピニオン角指令値θｐ＊）に基づくバネ項、ピニオンシャフト１１ｃの回転角速度（ピニオン角速度）に基づく粘性項、およびバネ項及び粘性項の各制御出力であるバネ成分及び粘性成分を入力トルク（トルク指令値Ｔｐ＊）から減じた値に基づく慣性項により表される。ピニオン角指令値演算部６３は、これら各次元（角度、速度、および角速度）の指令値、および車速Ｖに基づいて、各種の補償値を演算するフィルタを備えている。ピニオン角指令値演算部６３は、これら各種の補償値に基づいて補償されたピニオン角指令値θｐ＊を演算する。
【００３９】
ところで、図２に示すように、ＥＣＵ４０には、その外部に設けられるＡＤＡＳ指令値演算部７０からＡＤＡＳ制御を行うための指令値であるＡＤＡＳ指令角θａ＊が入力される。ＡＤＡＳ指令値演算部７０は、操舵トルクＴｈ、車速Ｖ、および外部検出手段７１から得られる外部情報Ｅに基づいて、ＡＤＡＳ指令角θａ＊を演算する。外部検出手段７１としてはたとえばカメラなどが用いられ、車両周辺の環境情報などを含む外部情報Ｅが検出される。
【００４０】
図７に示すように、ピニオン角Ｆ／Ｂ制御部６０は、ピニオン角指令値演算部６３により演算されたピニオン角指令値θｐ＊、およびＡＤＡＳ指令値演算部７０により演算されるＡＤＡＳ指令角θａ＊を加算することにより、最終ピニオン角指令値θ＊を演算する加算器６４を備えている。すなわち、ピニオン角指令値θｐ＊にＡＤＡＳ指令角θａ＊を加算することにより、ピニオン角指令値θｐ＊にＡＤＡＳ指令角θａ＊を反映（加味）した最終ピニオン角指令値θ＊が演算される。なお、加算器６４は、第３の演算部である。
【００４１】
そして、加算器６４により演算された最終ピニオン角指令値θ＊は、ピニオン角演算部５６により検出された実回転角としてのピニオン角θｐとともに、Ｆ／Ｂ演算部６５に入力される。Ｆ／Ｂ演算部６５は、最終ピニオン角指令値θ＊とピニオン角θｐとの間の偏差に基づく角度フィードバック制御を実行することにより、第２のアシスト成分Ｔａ２＊を生成する。なお、フィードバック制御としては、たとえば比例・積分・微分制御（ＰＩＤ制御）が行われる。
【００４２】
図２に示すように、ピニオン角Ｆ／Ｂ制御部６０により演算された第２のアシスト成分Ｔａ２＊は、加算器５５により演算された第１のアシスト成分Ｔａ１＊とともに、加算器５７に入力される。加算器５７は、第１のアシスト成分Ｔａ１＊および第２のアシスト成分Ｔａ２＊の和に基づいて、アシスト指令値Ｔａ＊を出力する。
【００４３】
また、マイコン４１は、ＡＤＡＳ指令値演算部７０により演算されたＡＤＡＳ指令角θａ＊、およびトルクセンサ３０により検出された操舵トルクＴｈ０が入力される操舵トルク補償部８０（トルク信号補正部）を備えている。操舵トルク補償部８０は、予め定められた演算周期毎に、ＡＤＡＳ指令角θａ＊および操舵トルクＴｈ０に基づいて、ＡＤＡＳ制御によるピニオン角θｐが変化するのに伴って生じる操舵トルクを加味して、アシスト指令値演算部４３に入力すべき操舵トルクＴｈを演算する。すなわち、前回の演算周期に演算されたＡＤＡＳ指令角θａ＊を用いて、今回の演算周期でアシスト指令値演算部４３の演算に用いられる操舵トルクＴｈを演算する。なお、ＡＤＡＳ制御としては、たとえばレーンキーピングアシスト制御などが挙げられる。
【００４４】
図８に示すように、操舵トルク補償部８０には、入力されたＡＤＡＳ指令角θａ＊を微分することにより、ＡＤＡＳ指令角速度ωａ＊（ＡＤＡＳ指令角θａ＊の時間に関する１階微分値）を演算する微分器８１を備えている。また、操舵トルク補償部８０には、入力されたＡＤＡＳ指令角速度ωａ＊を微分することにより、ＡＤＡＳ指令角加速度αａ＊（ＡＤＡＳ指令角θａ＊の時間に関する２階微分値）を演算する微分器８２を備えている。
【００４５】
操舵トルク補償部８０は、ＡＤＡＳ指令角速度ωａ＊に粘性係数を乗算することにより、粘性補償項Ｔ１を演算する粘性補償項演算部８３を備えている。粘性係数は、ステアリングホイール１０およびステアリングシャフト１１の回転に関する粘性などによって決定される。
【００４６】
また、操舵トルク補償部８０は、ＡＤＡＳ指令角加速度αａ＊に慣性係数を乗算することにより、慣性補償項Ｔ２を演算する慣性補償項演算部８４を備えている。慣性係数は、ステアリングホイール１０およびステアリングシャフト１１の回転に関する慣性などによって決定される。
【００４７】
そして、操舵トルク補償部８０は、トルクセンサ３０から入力される操舵トルクＴｈ０、粘性補償項演算部８３から入力される粘性補償項Ｔ１、および慣性補償項演算部８４から入力される慣性補償項Ｔ２を加算することにより、操舵トルクＴｈを演算する加算器８５を有している。すなわち、加算器８５は、粘性補償項Ｔ１および慣性補償項Ｔ２を用いて、次式（２）により操舵トルクＴｈを演算する。
【００４８】
Ｔｈ＝Ｔｈ０＋Ｔ１＋Ｔ２  …（２）
なお、粘性補償項Ｔ１および慣性補償項Ｔ２は、操舵トルクＴｈ０の向きに応じて、正負の符号のいずれかを有している。すなわち、粘性補償項Ｔ１および慣性補償項Ｔ２は、操舵トルクＴｈ０に加味されている粘性および慣性の成分を低減する（打ち消す）ように、操舵トルクＴｈ０に加算される。このため、アシスト指令値演算部４３には、ＡＤＡＳ制御によりピニオン角θｐが変化したであっても、ステアリングホイール１０などの慣性および粘性によって生じる操舵トルクを低減した（打ち消した）状態の操舵トルクＴｈが入力される。
【００４９】
本実施形態の作用および効果を説明する。
（１）ＡＤＡＳ制御によってピニオン角θｐが変化した場合、コラムシャフト１１ａにトーションバー１６が設けられているため、コラムシャフト１１ａにおけるトーションバー１６よりも上の部分と、コラムシャフト１１ａにおけるトーションバー１６よりも下の部分とで、コラムシャフト１１ａの回転角は異なるものとなってしまう。これは、コラムシャフト１１ａにおけるトーションバー１６よりも上の部分には、ステアリングホイール１０が設けられているため、ステアリングホイール１０の粘性および慣性が関係してくるためである。また、ステアリングホイール１０のみならず、運転者がステアリングホイール１０を把持しているときには、運転者の把持によって粘性および慣性が増加することもある。アシスト指令値演算部４３は、粘性および慣性により生じる操舵トルクを含んだ状態の操舵トルクを用いて、回転角指令値（最終ピニオン角指令値θ＊）を演算してしまう。このため、Ｆ／Ｂ演算部６５による最終ピニオン角指令値θ＊と回転角（ピニオン角θｐ）との角度フィードバック制御が収束しにくくなり、ピニオン角θｐの最終ピニオン角指令値θ＊への追従性能が悪化してしまう。
【００５０】
この点、本実施形態では、操舵トルク補償部８０が設けられることにより、アシスト指令値演算部４３は、粘性および慣性を考慮して補償された操舵トルクＴｈを取り込んで、第１のアシスト成分Ｔａ１＊および第２のアシスト成分Ｔａ２＊を演算する。これは、ＡＤＡＳ指令値演算部７０から出力されるＡＤＡＳ指令角θａ＊によって、ピニオンシャフト１１ｃのピニオン角θｐが動かされた場合であっても、操舵トルクへのステアリングホイール１０の粘性および慣性による影響が低減されているためである。そして、アシスト指令値演算部４３は、粘性および慣性により生じる操舵トルクを低減した状態の操舵トルクＴｈを用いて、最終ピニオン角指令値θ＊を演算する。このため、Ｆ／Ｂ演算部６５による最終ピニオン角指令値θ＊とピニオン角θｐとの角度フィードバック制御が収束しやすくなり、ピニオン角θｐの最終ピニオン角指令値θ＊への追従性能が維持される。すなわち、アシスト指令値演算部４３は、ＡＤＡＳ制御が行われていない場合と同程度の追従性能に維持される。
【００５１】
（２）ＡＤＡＳ指令値演算部７０も、操舵トルク補償部８０によって補償された操舵トルクＴｈに基づいて、ＡＤＡＳ指令角θａ＊を演算できる。このため、ＡＤＡＳ指令値演算部７０は、運転者がステアリング操作したことにより生じる操舵トルクのみをより用いて、ＡＤＡＳ指令角θａ＊を演算できる。
【００５２】
なお、本実施形態は次のように変更してもよい。以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・本実施形態では、コラムアシスト型のＥＰＳ１に具体化したが、これに限らない。たとえば、ピニオンアシスト型のＥＰＳやラックアシスト型のＥＰＳなどのトーションバー１６の下流側（ラックシャフト１２側）にモータ２０のアシスト力を付与するステアリング装置であってもよい。ラックアシスト型のうち、たとえばラックパラレル（登録商標）型のＥＰＳの場合、図９に示すように、トーションバー１６はピニオンシャフト１１ｃに設けられていてもよい。この場合、トルクセンサ３０は、ピニオンシャフト１１ｃにおけるトーションバー１６の上側に連結された部分とピニオンシャフト１１ｃにおけるトーションバー１６の下側に連結された部分との捩れに基づいて、操舵トルク（トルク信号）を検出してもよい。なお、ラックパラレル型のＥＰＳの場合、モータ２０の回転力は減速機構２２およびボールねじ機構２３を介して、ラックシャフト１２の軸方向の力に変換される。ピニオンシャフト１１ｃにトーションバー１６が設けられる場合、ステアリングホイール１０とトーションバー１６との間の距離が長く、操舵機構２におけるトーションバー１６より上側（上流側）に連結された部分の質量が重くなるため、ステアリングホイール１０の慣性および粘性が大きくなってしまう。このため、本実施形態の操舵トルク補償部８０による補償を行った際の効果が大きくなる。
【００５３】
・本実施形態では、転舵輪１５の舵角に換算可能な回転軸の回転角として、ピニオンシャフト１１ｃの回転角であるピニオン角θｐを用いたが、これに限らない。たとえば、トーションバー１６よりも転舵輪１５側に位置する、インターミディエイトシャフト１１ｂやモータ２０の回転軸２１であってもよい。
【００５４】
・本実施形態では、ピニオン角演算部５６は、回転角センサ３１により検出されるモータ２０の回転角θｍに基づいて、ピニオン角θｐを検出したが、これに限らない。たとえば、ピニオン角θｐを直接実測する回転角センサを設けて、ピニオン角θｐを実測してもよい。
【００５５】
・本実施形態では、ＥＣＵ４０に第１位相補償制御部５２および第２位相補償制御部５３を設けたが、設けなくてもよい。この場合、基本アシスト制御部５１には、直接操舵トルクＴｈが入力される。また、第１のアシスト成分Ｔａ１＊は、基本アシスト制御量Ｔａｓ＊と等しくなる。
【００５６】
・本実施形態では、操舵トルク補償部８０は、入力されたＡＤＡＳ指令角θａ＊に基づいて操舵トルクＴｈ０を補償したが、これに限らない。たとえば、操舵トルク補償部８０は、ＡＤＡＳ指令角θａ＊を受け取ったとき、操舵トルクＴｈ０を予め決められた値だけ加減算することにより、操舵トルクＴｈを演算してもよい。
【００５７】
・本実施形態では、操舵トルク補償部８０は、粘性および慣性を考慮して操舵トルクＴｈを演算したが、これに限らない。すなわち、操舵トルク補償部８０は、粘性または慣性のいずれか一方のみを考慮して操舵トルクＴｈを演算してもよい。また、操舵トルク補償部８０は、粘性および慣性に限らず、弾性などのその他様々な物理モデルに従う補償量を考慮して、操舵トルクＴｈを演算してもよい。
【００５８】
・本実施形態では、ＡＤＡＳ指令値演算部７０は、操舵トルクＴｈ、車速Ｖ、および外部情報Ｅに基づいて、ＡＤＡＳ指令角θａ＊を演算したが、これに限らない。たとえば、ＡＤＡＳ指令値演算部７０は、操舵トルクＴｈおよび車速Ｖを用いずに（外部情報Ｅのみから）、ＡＤＡＳ指令角θａ＊を演算するものであってもよい。
【００５９】
・本実施形態では、トルクセンサ３０は、コラムシャフト１１ａにおけるトーションバー１６の上側に連結された部分とコラムシャフト１１ａにおけるトーションバー１６の下側に連結された部分との捩れに基づいて、操舵トルクＴｈ０を検出したが、これに限らない。たとえば、トーションバー１６を用いず、磁歪式トルクセンサにより操舵トルクＴｈ０を検出してもよい。
【００６０】
・本実施形態では、ピニオン角Ｆ／Ｂ制御部６０は、操舵トルクＴｈ（操舵トルクＴｈ０）および第１のアシスト成分Ｔａ１＊に基づいて、第２のアシスト成分Ｔａ２＊を演算したが、これに限らない。たとえば、ピニオン角Ｆ／Ｂ制御部６０は、操舵トルクＴｈに基づいて、第２のアシスト成分Ｔａ２＊を演算してもよい。
【００６１】
・本実施形態では、ＡＤＡＳ指令値演算部７０は、ＡＤＡＳ指令値としてＡＤＡＳ指令角θａ＊を演算したが、これに限らない。たとえば、ＡＤＡＳ指令値演算部７０は、ＡＤＡＳ指令トルク値を演算してもよい。この場合、アシスト指令値演算部４３は、ＡＤＡＳ指令トルク値を受け取って、これをＡＤＡＳ指令角θａ＊に変換してもよい。また、たとえば、ＡＤＡＳ指令値演算部７０は、ＡＤＡＳ指令電流値を演算してもよい。この場合、アシスト指令値演算部４３は、ＡＤＡＳ指令電流値を受け取って、これをＡＤＡＳ指令角θａ＊に変換してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１…ＥＰＳ、２…操舵機構、３…アシスト機構、１０…ステアリングホイール、１１…ステアリングシャフト（操舵シャフト）、１１ａ…コラムシャフト、１１ｂ…インターミディエイトシャフト、１１ｃ…ピニオンシャフト、１２…ラックシャフト、１３…ラックアンドピニオン機構、１４…タイロッド、１５…転舵輪、１６…トーションバー、２０…モータ、２１…回転軸、２２…減速機構、３０…トルクセンサ、３１…回転角センサ、３２…車速センサ、４０…ＥＣＵ、４１…マイコン、４２…駆動回路、４３…アシスト指令値演算部、４４…電流指令値演算部、４５…モータ制御信号生成部、４６…電流センサ、５１…基本アシスト制御部（第１の演算部）、５２…第１位相補償制御部、５３…第２位相補償制御部、５４…微分器、５５…加算器、５６…ピニオン角演算部、５７…加算器、６０…ピニオンＦ／Ｂ制御部（第２の演算部）、６１…トルク指令値演算部、６２…加算器、６３…ピニオン角指令値演算部、６４…加算器（第３の演算部）、６５…Ｆ／Ｂ演算部、７０…ＡＤＡＳ指令値演算部、７１…外部検出手段、８０…操舵トルク補償部（トルク信号補正部）、８１，８２…微分器、８３…粘性補償項演算部、８４…慣性補償項演算部、８５…加算器、Ｔｈ０…操舵トルク（トルク信号）、Ｔｈ，Ｔｈ’…操舵トルク、Ｖ…車速、Ｅ…外部情報、Ｔａｓ＊…基本アシスト制御量、ｄＴｈ…トルク微分値、Ｔｄｔ＊…システム安定化制御量、Ｒａｇ…アシスト勾配、Ｋａｇ…アシスト勾配ゲイン、εｄｔ…トルク微分基礎制御量、Ｉ…実電流値、Ｉ＊…電流指令値、ｄＩ…電流偏差、Ｔｐ＊…トルク指令値、Ｔａ１＊…第１のアシスト成分、Ｔａ２＊…第２のアシスト成分、Ｔａ＊…アシスト指令値（第１の指令値）、θｍ…回転角、θ＊…最終ピニオン角指令値、θａ＊…ＡＤＡＳ指令角（第２の指令値）、θｐ…ピニオン角、θｐ＊…ピニオン角指令値、ωａ＊…ＡＤＡＳ指令角速度、αａ＊…ＡＤＡＳ指令角加速度、Ｔ１…粘性補償項、Ｔ２…慣性補償項。
【図１】
0006769047.tif 000002
【図２】
0006769047.tif 000003
【図３】
0006769047.tif 000004
【図４】
0006769047.tif 000005
【図５】
0006769047.tif 000006
【図６】
0006769047.tif 000007
【図７】
0006769047.tif 000008
【図８】
0006769047.tif 000009
【図９】
0006769047.tif 000010