(57)【要約】【課題】操舵フィーリングを悪化させることなく外乱の影響を低減できる電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】ステアリングホイール２の操舵トルクに応じた操舵補助力を発生するようにモータ10を制御する。モータ10の出力をステアリングホイール２の回転角速度対応値に相関する値に応じて補正することで、ステアリングホイール２の操舵周波数と、ステアリングホイール２の操舵角度に対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、少なくとも人間がステアリングホイール２を操舵する際の操舵周波数範囲で、その振幅比を設定範囲にする。モータ10の出力を操舵トルクの変化速度対応値に正相関する値に応じて補正することで、車輪を介して接地面から操舵系に入力される外乱トルクの周波数と、その外乱トルクに対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、その振幅比を共振周波数で小さくする。【選択図】図１
2005225405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵補助力を発生するモータと、
ステアリングホイールの操舵トルクを求める手段と、
求めた操舵トルクに応じた操舵補助力を発生するように前記モータを制御する手段とを備える電動パワーステアリング装置において、
前記ステアリングホイールの回転角速度に対応する回転角速度対応値を求める手段と、
前記操舵トルクの変化速度に対応する変化速度対応値を求める手段と、
前記回転角速度対応値と、この回転角速度対応値に相関する第１モータ出力補正値との間の設定された第１の対応関係を記憶する手段と、
前記変化速度対応値と、この変化速度対応値に正相関する第２モータ出力補正値との間の設定された第２の対応関係を記憶する手段と、
前記モータの出力を、求めた回転角速度対応値に対応する前記第１モータ出力補正値と、求めた変化速度対応値に対応する前記第２モータ出力補正値の和に対応して補正する手段とが設けられ、
前記ステアリングホイールの操舵周波数と、前記ステアリングホイールの操舵角度に対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、少なくとも人間がステアリングホイールを操舵する際の操舵周波数範囲で、前記モータの出力の補正によりその振幅比が設定範囲となるように前記第１の対応関係が設定され、
車輪を介して接地面から操舵系に入力される外乱トルクの周波数と、その外乱トルクに対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、前記モータの出力の補正によりその振幅比が共振周波数で小さくなるように前記第２の対応関係が設定されてい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】
操舵補助力を発生するモータと、
ステアリングホイールの操舵トルクを求める手段と、
求めた操舵トルクに応じた操舵補助力を発生するように前記モータを制御する手段とを備える電動パワーステアリング装置において、
前記モータの回転角速度に対応する回転角速度対応値を求める手段と、
前記操舵トルクの変化速度に対応する変化速度対応値を求める手段と、
前記回転角速度対応値と、この回転角速度対応値に相関する第１モータ出力補正値との間の設定された第１の対応関係を記憶する手段と、
前記変化速度対応値と、この変化速度対応値に正相関する第２モータ出力補正値との間の設定された第２の対応関係を記憶する手段と、
前記モータの出力を、求めた回転角速度対応値に対応する前記第１モータ出力補正値と、求めた変化速度対応値に対応する前記第２モータ出力補正値の和に対応して補正する手段とが設けられ、
前記ステアリングホイールの操舵周波数と、前記ステアリングホイールの操舵角度に対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、少なくとも人間がステアリングホイールを操舵する際の操舵周波数範囲で、前記モータの出力の補正によりその振幅比が設定範囲となるように前記第１の対応関係が設定され、
車輪を介して接地面から操舵系に入力される外乱トルクの周波数と、その外乱トルクに対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、前記モータの出力の補正によりその振幅比が共振周波数で小さくなるように前記第２の対応関係が設定されてい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】
操舵補助力を発生するモータと、
ステアリングホイールの操舵トルクを求める手段と、
求めた操舵トルクに応じた操舵補助力を発生するように前記モータを制御する手段とを備える電動パワーステアリング装置において、
前記ステアリングホイールの回転角速度に対応する第１回転角速度対応値を求める手段と、
前記モータの回転角速度に対応する第２回転角速度対応値を求める手段と、
前記第１回転角速度対応値と、この第１回転角速度対応値に相関する第１モータ出力補正値との間の設定された第１の対応関係を記憶する手段と、
前記第２回転角速度対応値と、この第２回転角速度対応値に逆相関する第２モータ出力補正値との間の設定された第２の対応関係を記憶する手段と、
前記モータの出力を、求めた第１回転角速度対応値に対応する前記第１モータ出力補正値と、求めた第２回転角速度対応値に対応する前記第２モータ出力補正値の和に対応して補正する手段とが設けられ、
前記ステアリングホイールの操舵周波数と、前記ステアリングホイールの操舵角度に対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、少なくとも人間がステアリングホイールを操舵する際の操舵周波数範囲で、前記モータの出力の補正によりその振幅比が設定範囲となるように前記第１の対応関係が設定され、
車輪を介して接地面から操舵系に入力される外乱トルクの周波数と、その外乱トルクに対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、前記モータの出力の補正によりその振幅比が共振周波数で小さくなるように前記第２の対応関係が設定されてい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】
操舵補助力を発生するモータと、
ステアリングホイールの操舵トルクを求める手段と、
求めた操舵トルクに応じた操舵補助力を発生するように前記モータを制御する手段とを備える電動パワーステアリング装置において、
前記ステアリングホイールの回転角速度に対応する回転角速度対応値を求める手段と、
前記操舵トルクに影響する物理量の変化速度に対応する変化速度対応値を求める手段と、
前記回転角速度対応値と、この回転角速度対応値に相関する第１モータ出力補正値との間の設定された第１の対応関係を記憶する手段と、
前記変化速度対応値と、この変化速度対応値に相関する第２モータ出力補正値との間の設定された第２の対応関係を記憶する手段と、
前記モータの出力を、求めた回転角速度対応値に対応する前記第１モータ出力補正値と、求めた変化速度対応値に対応する前記第２モータ出力補正値の和に対応して補正する手段とが設けられ、
前記ステアリングホイールの操舵周波数と、前記ステアリングホイールの操舵角度に対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、少なくとも人間がステアリングホイールを操舵する際の操舵周波数範囲で、前記モータの出力の補正によりその振幅比が設定範囲となるように前記第１の対応関係が設定され、
車輪を介して接地面から操舵系に入力される外乱トルクの周波数と、その外乱トルクに対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、前記モータの出力の補正によりその振幅比が共振周波数で小さくなるように前記第２の対応関係が設定されてい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、操舵補助力をモータによって付与する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
操舵補助力発生用モータを備える電動パワーステアリング装置においては、操舵トルクや車速等の運転条件に応じて操舵補助力を変化させている。さらに、操舵補助力を付与するモータの出力を、そのモータやステアリングホイールの回転角速度または回転角加速度、操舵トルク、操舵トルクの変化速度、車輪の舵角変化速度等に応じて補正することで、操舵に対する応答性を向上してモータの慣性の影響を補償したり、操舵系に粘性を付与することで外乱の影響を低減することが図られている（特許文献１〜１４参照）。
【特許文献１】特許第２７７３３２５号公報
【特許文献２】特許第２７６７６３７号公報
【特許文献３】特許第２６９４２１３号公報
【特許文献４】特開平５−２３８４０９号公報
【特許文献５】特許第３０５００３６号公報
【特許文献６】特許第２７８２２５４号公報
【特許文献７】特許第２５４６６７３号公報
【特許文献８】特公平７−８４１７８号公報
【特許文献９】特公平７−７５９８６号公報
【特許文献１０】特開２００２−３０２０５７号公報
【特許文献１１】特開２００２−２９４３５号公報
【特許文献１２】特開２００２−２９４２９号公報
【特許文献１３】特開２００１−１０６１０８号公報
【特許文献１４】特開平６−９９８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来技術によれば、操舵に対する応答性を低下させることなく外乱の影響を低減することができなかった。例えば、ステアリングホイールの回転をトーションバーを介してピニオンに伝達するラックピニオン式電動パワーステアリング装置において、操舵補助力発生用モータの回転角速度に応じてモータ出力を補正する場合、図１５、図１６に示す周波数応答特性を表すボード線図を得ることができる。図１５は、横軸がステアリングホイールの単位時間当たり往復操作数に対応する操舵周波数（Ｈｚ）、縦軸がステアリングホイールの操舵角度に対する操舵トルクの振幅比（ｄＢ）を表す。図１６は、横軸が車輪を介して接地面から操舵系に入力される外乱トルクの入力周波数（Ｈｚ）、縦軸が外乱トルクに対する操舵トルクの振幅比（ｄＢ）を表す。
【０００４】
ここで、そのモータによる操舵系への投入トルクＴｉを、操舵トルクに比例する基本アシストトルクＴｏからモータの回転角速度に比例する補正トルクＴ′を差し引いた以下の式のように求めるものとする。
Ｔｉ＝Ｔｏ−Ｔ′
Ｔｏ＝Ｋａ・Ｋｓ（θh −θp ）
Ｔ′＝Ｋｄｏ・ｄθm ／ｄｔ
θh はステアリングホイールの操舵角度、θm はモータの回転角度、Ｋａは基本アシスト制御ゲイン、Ｋｄｏはモータの回転角速度ｄθm ／ｄｔに応じてモータ出力を補正する際の回転角速度ｄθm ／ｄｔの制御ゲイン、Ｋｓはトーションバーのバネ定数である。
【０００５】
図１５に示す操舵周波数と、操舵角度に対する操舵トルクの振幅比との関係において、周波数ω1 と減衰比ζ1 は以下の式により求められる。
ω1 ＝（Ｋ／Ｊｐ）1/2 …（Ａ）
ζ1 ＝（Ｃｐ＋Ｋｄｏ）／｛２・（Ｊｐ・α１／α２）1/2 ｝…（Ｂ）
図１６に示す外乱トルクの入力周波数（Ｈｚ）と、外乱トルクに対する操舵トルクＴの振幅比との関係における周波数ω2 、減衰比ζ2 は以下の式により求められる。
ω2 ＝［｛Ｋｓ・（１＋Ｋａ）＋Ｋ｝／Ｊｐ］1/2 …（Ｃ）
ζ2 ＝（Ｃｐ＋Ｋｄｏ）／｛２・｛（Ｊｐ・Ｋｓ／α１）1/2 ｝…（Ｄ）
α１は周波数が零の時の操舵の重さのパラメータであり、α２は周波数が零の時の外乱の伝達割合であり、以下の式により表される。
α１＝Ｋｓ・Ｋ／｛Ｋｓ・（１＋Ｋａ）＋Ｋ｝
α２＝１／｛（１＋Ｋａ）＋Ｋ／Ｋｓ｝
Ｋは操舵系が有する弾性係数、Ｊｐは操舵系におけるピニオン軸換算の慣性、Ｃｐはトーションバーよりも下方の操舵系におけるピニオン軸換算粘性係数である。
【０００６】
図１６において、モータの回転角速度ｄθm ／ｄｔに応じてモータの出力を補正する前の状態を実線で示し、補正した後の状態を破線で示す。モータの回転角速度ｄθm ／ｄｔのゲインはＫｄｏであるから、その補正を行うと上記式（Ｄ）より減衰比ζ2 が大きくなる。すなわち、図１６における補正前の実線に対し補正後の破線は、共振周波数（操舵系において一般的に１０〜３０Ｈｚ程度の範囲に存する）で振幅比のピーク値が小さくなる方向にシフトする。よって、操舵に対する外乱の影響を抑制できる。
【０００７】
一方、図１５において、モータの出力を補正する前の状態を実線で示し、補正した後の状態を破線で示す。モータの回転角速度ｄθm ／ｄｔのゲインはＫｄｏであるから、その補正を行うと上記式（Ｂ）より減衰比ζ1 が大きくなる。すなわち、図１５における補正前の実線に対し補正後の破線は、人間がステアリングホイールを操舵する際の操舵周波数範囲（急操舵時でも通常は２Ｈｚを超えることはないので、一般的には２Ｈｚ以下の範囲）において、振幅比が大きくなることから操舵に対する応答性が低下して操舵フィーリングが悪化する。
【０００８】
本発明は上記課題を解決する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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、操舵補助力を発生するモータと、ステアリングホイールの操舵トルクを求める手段と、求めた操舵トルクに応じた操舵補助力を発生するように前記モータを制御する手段とを備える電動パワーステアリング装置に適用される。
【００１０】
本発明の一つの特徴は、前記ステアリングホイールの回転角速度に対応する回転角速度対応値を求める手段と、前記操舵トルクの変化速度に対応する変化速度対応値を求める手段と、前記回転角速度対応値と、この回転角速度対応値に相関する第１モータ出力補正値との間の設定された第１の対応関係を記憶する手段と、前記変化速度対応値と、この変化速度対応値に正相関する第２モータ出力補正値との間の設定された第２の対応関係を記憶する手段と、前記モータの出力を、求めた回転角速度対応値に対応する前記第１モータ出力補正値と、求めた変化速度対応値に対応する前記第２モータ出力補正値の和に対応して補正する手段とが設けられ、前記ステアリングホイールの操舵周波数と、前記ステアリングホイールの操舵角度に対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、少なくとも人間がステアリングホイールを操舵する際の操舵周波数範囲で、前記モータの出力の補正によりその振幅比が設定範囲となるように前記第１の対応関係が設定され、車輪を介して接地面から操舵系に入力される外乱トルクの周波数と、その外乱トルクに対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、前記モータの出力の補正によりその振幅比が共振周波数で小さくなるように前記第２の対応関係が設定されている点にある。
これにより、少なくとも人間がステアリングホイールを操舵する際の操舵周波数範囲で、その振幅比が大きくなり過ぎたり小さくなり過ぎることはないので、操舵フィーリングが悪化することはない。さらに、外乱トルクに対する操舵トルクの振幅比が共振周波数で小さくなるので、操舵に対する外乱の影響を抑制できる。
【００１１】
本発明の別の一つの特徴は、前記モータの回転角速度に対応する回転角速度対応値を求める手段と、前記操舵トルクの変化速度に対応する変化速度対応値を求める手段と、前記回転角速度対応値と、この回転角速度対応値に相関する第１モータ出力補正値との間の設定された第１の対応関係を記憶する手段と、前記変化速度対応値と、この変化速度対応値に正相関する第２モータ出力補正値との間の設定された第２の対応関係を記憶する手段と、前記モータの出力を、求めた回転角速度対応値に対応する前記第１モータ出力補正値と、求めた変化速度対応値に対応する前記第２モータ出力補正値の和に対応して補正する手段とが設けられ、前記ステアリングホイールの操舵周波数と、前記ステアリングホイールの操舵角度に対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、少なくとも人間がステアリングホイールを操舵する際の操舵周波数範囲で、前記モータの出力の補正によりその振幅比が設定範囲となるように前記第１の対応関係が設定され、車輪を介して接地面から操舵系に入力される外乱トルクの周波数と、その外乱トルクに対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、前記モータの出力の補正によりその振幅比が共振周波数で小さくなるように前記第２の対応関係が設定されている点にある。
これにより、少なくとも人間がステアリングホイールを操舵する際の操舵周波数範囲で、その振幅比が大きくなり過ぎたり小さくなり過ぎることはないので、操舵フィーリングが悪化することはない。さらに、外乱トルクに対する操舵トルクの振幅比が共振周波数で小さくなるので、操舵に対する外乱の影響を抑制できる。
【００１２】
本発明のさらに別の一つの特徴は、前記ステアリングホイールの回転角速度に対応する第１回転角速度対応値を求める手段と、前記モータの回転角速度に対応する第２回転角速度対応値を求める手段と、前記第１回転角速度対応値と、この第１回転角速度対応値に相関する第１モータ出力補正値との間の設定された第１の対応関係を記憶する手段と、前記第２回転角速度対応値と、この第２回転角速度対応値に逆相関する第２モータ出力補正値との間の設定された第２の対応関係を記憶する手段と、前記モータの出力を、求めた第１回転角速度対応値に対応する前記第１モータ出力補正値と、求めた第２回転角速度対応値に対応する前記第２モータ出力補正値の和に対応して補正する手段とが設けられ、前記ステアリングホイールの操舵周波数と、前記ステアリングホイールの操舵角度に対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、少なくとも人間がステアリングホイールを操舵する際の操舵周波数範囲で、前記モータの出力の補正によりその振幅比が設定範囲となるように前記第１の対応関係が設定され、車輪を介して接地面から操舵系に入力される外乱トルクの周波数と、その外乱トルクに対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、前記モータの出力の補正によりその振幅比が共振周波数で小さくなるように前記第２の対応関係が設定されている点にある。
これにより、少なくとも人間がステアリングホイールを操舵する際の操舵周波数範囲で、その振幅比が大きくなり過ぎたり小さくなり過ぎることはないので、操舵フィーリングが悪化することはない。さらに、外乱トルクに対する操舵トルクの振幅比が共振周波数で小さくなるので、操舵に対する外乱の影響を抑制できる。
【００１３】
上記のように、ステアリングホイールの回転角速度に相関する第１モータ出力補正値に対応してモータ出力を補正することにより、ステアリングホイールの操舵周波数と、ステアリングホイールの操舵角度に対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、少なくとも人間がステアリングホイールを操舵する際の操舵周波数範囲で、その振幅比を任意に設定できる。これにより、第１モータ出力補正値と、操舵トルクに影響する物理量の変化速度に対応する第２モータ出力補正値の和に対応してモータ出力を補正することで、操舵フィーリングを悪化させることなく外乱の影響を低減することができる。よって、本発明においては、前記ステアリングホイールの回転角速度に対応する回転角速度対応値を求める手段と、前記操舵トルクに影響する物理量の変化速度に対応する変化速度対応値を求める手段と、前記回転角速度対応値と、この回転角速度対応値に相関する第１モータ出力補正値との間の設定された第１の対応関係を記憶する手段と、前記変化速度対応値と、この変化速度対応値に相関する第２モータ出力補正値との間の設定された第２の対応関係を記憶する手段と、前記モータの出力を、求めた回転角速度対応値に対応する前記第１モータ出力補正値と、求めた変化速度対応値に対応する前記第２モータ出力補正値の和に対応して補正する手段とが設けられ、前記ステアリングホイールの操舵周波数と、前記ステアリングホイールの操舵角度に対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、少なくとも人間がステアリングホイールを操舵する際の操舵周波数範囲で、前記モータの出力の補正によりその振幅比が設定範囲となるように前記第１の対応関係が設定され、車輪を介して接地面から操舵系に入力される外乱トルクの周波数と、その外乱トルクに対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、前記モータの出力の補正によりその振幅比が共振周波数で小さくなるように前記第２の対応関係が設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電動パワーステアリング装置によれば、操舵フィーリングを悪化させることなく外乱の影響を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に示す第１実施形態の車両用電動パワーステアリング装置１は、操舵によるステアリングホイール２の回転を舵角が変化するように車輪３に伝達する機構を備える。本実施形態では、ステアリングホイール２の回転がステアリングシャフト４を介してピニオン５に伝達されることで、ピニオン５に噛み合うラック６が移動し、そのラック６の動きがタイロッド７やナックルアーム８を介して車輪３に伝達されることで舵角が変化する。
【００１６】
ステアリングホイール２の回転を車輪３に伝達する経路に作用する操舵補助力の発生用モータ１０が設けられている。本実施形態では、モータ１０の出力シャフトの回転を減速ギヤ機構１１を介してステアリングシャフト４に伝達することで操舵補助力を付与する。
【００１７】
モータ１０は駆動回路２１を介してコンピュータにより構成される制御装置２０に接続される。制御装置２０に、ステアリングホイール２の操舵トルクＴを求めるトルクセンサ２２、ステアリングホイール２の回転角度に対応する操舵角度θh を求める舵角センサ２３、車速Ｖを求める車速センサ２４、モータ１０の駆動電流ｉを求める電流センサ２６が接続される。なお、本実施形態のステアリングシャフト４は、ステアリングホイール２側とピニオン５側とに分割されると共にトーションバー２９により連結され、操舵角度θh とピニオン５の回転角度θp の差であるトーションバー２９の捩れ角（θh −θp ）に、トーションバー２９のバネ定数Ｋｓを乗じて得られた操舵トルクＴがトルクセンサ２２により検出される。
【００１８】
制御装置２０は、求めた操舵トルクＴに応じた操舵補助力を発生するようにモータ１０を制御し、また、その操舵補助力を求めた車速Ｖに応じて変化させ、さらに、ステアリングホイール２の回転角速度と操舵トルクＴの変化速度とに応じて補正する。
【００１９】
図２〜図４は制御装置２０によるモータ１０の制御ブロック線図を示す。図２に示すように、制御装置２０は、モータ１０の目標駆動電流ｉ* を、基本アシスト電流ｉｏと第１補正電流ｉ１と第２補正電流ｉ２との和に基本車速ゲインＧｖを乗じることで求める。目標駆動電流ｉ* と求めた駆動電流ｉとの偏差を低減するようにモータ１０をフィードバック制御することで、ピニオン５の回転角度θp を変化させ、これにより操舵補助力を付与する。
【００２０】
図３に示すように、舵角センサ２３により求めた操舵角度θh の微分によりステアリングホイール２の回転角速度ｄθh ／ｄｔが回転角速度対応値として求められる。回転角速度ｄθh ／ｄｔと第１補正基準電流ｉａとの間の設定された対応関係が例えばテーブルや演算式として制御装置２０に記憶される。求めた回転角速度ｄθh ／ｄｔに対応する第１補正基準電流ｉａが記憶された対応関係に基づき演算部３１において演算される。回転角速度ｄθh ／ｄｔと第１補正基準電流ｉａとの対応関係は、例えば図３の演算部３１に示すように、回転角速度ｄθh ／ｄｔに第１補正基準電流ｉａが逆相関するものとされる。回転角速度ｄθh ／ｄｔと第１補正基準電流ｉａの正負の符号は、右操舵時と左操舵時とで逆とされる。
操舵トルクＴの大きさと第１トルクゲインＧｔａとの間の設定された対応関係が例えばテーブルや演算式として記憶され、求めた操舵トルクＴに対応する第１トルクゲインＧｔａが演算部３２において演算される。操舵トルクＴの大きさと第１トルクゲインＧｔａとの対応関係は、例えば図３の演算部３２に示すように、操舵トルクＴの大きさが大きくなる程に第１トルクゲインＧｔａが大きくなるものとされる。
さらに、車速Ｖと第１車速ゲインＧｖａとの間の設定された対応関係が例えばテーブルや演算式として記憶され、求めた車速Ｖに対応する第１車速ゲインＧｖａが演算部３３において演算される。車速Ｖと第１車速ゲインＧｖａとの対応関係は、例えば図３の演算部３３に示すように、車速Ｖが小さい時は大きい時よりも第１車速ゲインＧｖａが大きくなるものとされる。
乗算部３４、３５において第１補正基準電流ｉａに第１トルクゲインＧｔａと第１車速ゲインＧｖａを乗じることで第１補正電流ｉ１が求められる。これにより、図３の演算部３１、３２、３３に示されるように設定された関係が、回転角速度ｄθh ／ｄｔと第１補正電流ｉ１との間の第１の対応関係として制御装置２０に記憶され、回転角速度ｄθh ／ｄｔに逆相関する第１モータ出力補正値として第１補正電流ｉ１が、その第１の対応関係から制御装置２０により求められる。
【００２１】
図４に示すように、トルクセンサ２２により求めた操舵トルクＴの微分により操舵トルクＴの変化速度ｄＴ／ｄｔが変化速度対応値として求められる。変化速度ｄＴ／ｄｔと第２補正基準電流ｉｂとの間の設定された対応関係が例えばテーブルや演算式として記憶される。求めた変化速度ｄＴ／ｄｔに対応する第２補正基準電流ｉｂが記憶された対応関係に基づき演算部３６において演算される。変化速度ｄＴ／ｄｔと第２補正基準電流ｉｂとの対応関係は、例えば図４の演算部３６に示すように、変化速度ｄＴ／ｄｔに第２補正基準電流ｉｂが正相関するものとされる。変化速度ｄＴ／ｄｔと第２補正基準電流ｉｂの正負の符号は、右操舵時と左操舵時とで逆とされる。
操舵トルクＴの大きさと第２トルクゲインＧｔｂとの間の設定された対応関係が例えばテーブルや演算式として記憶され、求めた操舵トルクＴに対応する第２トルクゲインＧｔｂが演算部３７において演算される。操舵トルクＴの大きさと第２トルクゲインＧｔｂとの対応関係は、例えば図４の演算部３７に示すように、操舵トルクＴの大きさが大きくなる程に第２トルクゲインＧｔｂが大きくなるものとされる。
さらに、車速Ｖと第２車速ゲインＧｖｂとの対応関係が例えばテーブルや演算式として記憶され、求めた車速Ｖに対応する第２車速ゲインＧｖｂが演算部３８において演算される。車速Ｖと第２車速ゲインＧｖｂとの対応関係は、例えば図４の演算部３８に示すように、車速Ｖが小さい時は大きい時よりも第２車速ゲインＧｖｂが大きくなるものとされる。
乗算部３９、４０において第２補正基準電流ｉｂに第２トルクゲインＧｔｂと第２車速ゲインＧｖｂを乗じることで第２補正電流ｉ２が求められる。これにより、図４の演算部３６、３７、３８に示されるように設定された関係が、変化速度ｄＴ／ｄｔと第２補正電流ｉ２との間の第２の対応関係として制御装置２０に記憶され、変化速度ｄＴ／ｄｔに正相関する第２モータ出力補正値として第２補正電流ｉ２が、その第２の対応関係から制御装置２０により求められる。
【００２２】
図２に示すように、操舵トルクＴと基本アシスト電流ｉｏとの対応関係が例えばテーブルや演算式として記憶され、求めた操舵トルクＴに対応する基本アシスト電流ｉｏが演算部４１において演算される。操舵トルクＴと基本アシスト電流ｉｏとの対応関係は、例えば図２の演算部４１に示すように、操舵トルクＴの大きさが大きくなる程に基本アシスト電流ｉｏの大きさが大きくなるものとされる。操舵トルクＴと基本アシスト電流ｉｏの正負の符号は、右操舵時と左操舵時とで逆とされる。
【００２３】
車速Ｖと基本車速ゲインＧｖとの対応関係が例えばテーブルや演算式として記憶され、求めた車速Ｖに対応する基本車速ゲインＧｖが演算部４２において演算される。車速Ｖと基本車速ゲインＧｖとの対応関係は、例えば図２の演算部４２に示すように、車速Ｖが小さい時は大きい時よりも基本車速ゲインＧｖが大きくなるものとされる。
【００２４】
第１補正電流ｉ１と第２補正電流ｉ２と基本アシスト電流ｉｏの和が加算部４３において演算され、その和に基本車速ゲインＧｖを乗算部４４において乗じることで目標駆動電流ｉ* が求められる。これにより、操舵トルクに応じた基本アシスト電流ｉｏに対応するモータ１０の出力が、第１補正電流ｉ１と第２補正電流ｉ２の和に対応して補正される。
【００２５】
図５のフローチャートは制御装置２０によるモータ１０の制御手順を示す。まず、各センサによる検出値Ｖ、θh 、Ｔ、ｉを読み込み（ステップＳ１）、次に、時系列に求めた操舵角度θh を時間微分することで回転角速度ｄθh ／ｄｔを求め、また、時系列に求めた操舵トルクＴを時間微分することで変化速度ｄＴ／ｄｔを求める（ステップＳ２）。なお、制御開始当初においては回転角速度ｄθh ／ｄｔと変化速度ｄＴ／ｄｔとして予め定めた初期値を用いればよい。次に、回転角速度ｄθh ／ｄｔに応じた第１補正電流ｉ１＝Ｇｔａ・Ｇｖａ・ｉａと、変化速度ｄＴ／ｄｔに応じた第２補正電流ｉ２＝Ｇｔｂ・Ｇｖｂ・ｉｂとを求め（ステップＳ３）、目標駆動電流ｉ* ＝Ｇｖ・（ｉｏ＋ｉ１＋ｉ２）を求め（ステップＳ４）、その目標駆動電流ｉ* と検出駆動電流ｉとの偏差を低減するようにモータ１０をフィードバック制御する（ステップＳ５）。しかる後に制御を終了するか否かを例えばイグニッションスイッチがオンかオフかにより判断し（ステップＳ６）、制御を終了しない場合はステップＳ１に戻る。
【００２６】
上記第１実施形態によれば、図６、図７に示す周波数応答特性を表すボード線図が得られる。図６は、横軸がステアリングホイール２の単位時間当たり往復操作数に対応する操舵周波数（Ｈｚ）、縦軸がステアリングホイール２の操舵角度θh に対する操舵トルクＴの振幅比（ｄＢ）を表す。図７は、横軸が車輪３を介して接地面から操舵系に入力される外乱トルクの入力周波数（Ｈｚ）、縦軸が外乱トルクに対する操舵トルクＴの振幅比（ｄＢ）を表す。モータ１０の出力を補正することで、図６に示される操舵周波数と、操舵角度θh に対する操舵トルクＴの振幅比とにより表される周波数応答特性において、少なくとも人間がステアリングホイールを操舵する際の操舵周波数範囲（例えば２Ｈｚ以下の範囲）で、その振幅比が大きくならないように上記第１の対応関係が設定されている。また、モータ１０の出力を第２補正電流ｉ２に対応して補正することで、図７に示される外乱トルクの周波数と、外乱トルクに対する操舵トルクＴの振幅比とにより表される周波数応答特性において、その振幅比が共振周波数で小さくなるように上記第２の対応関係が設定されている。
【００２７】
例えば、モータ１０による操舵系への投入トルクＴｉを、操舵トルクに比例する基本アシストトルクＴｏと、ステアリングホイール２の回転角速度に反比例する第１補正トルクＴａと、操舵トルクの変化速度に比例する第２補正トルクＴｂの和として、以下の式により求めるものとする。
Ｔｉ＝Ｔｏ＋Ｔａ＋Ｔｂ
Ｔｏ＝Ｋａ・Ｋｓ（θh −θp ）
Ｔａ＝−Ｋｄｉ・ｄθh ／ｄｔ
Ｔｂ＝Ｋｄ・ｄ｛Ｋｓ（θh −θp ）｝／ｄｔ
Ｋａは基本アシスト制御ゲイン、Ｋｄｉは操舵角速度（操舵角微分）制御ゲイン、Ｋｄはトルク微分制御ゲインである。
【００２８】
図６に示す周波数応答特性において、周波数ω1 と減衰比ζ1 は以下の式により求められる。
ω1 ＝（Ｋ／Ｊｐ）1/2 …（１）
ζ1 ＝（Ｃｐ＋Ｋｄｉ）／｛２・（Ｊｐ・α１／α２）1/2 ｝…（２）
図７に示す周波数応答特性において、周波数ω2 、減衰比ζ2 は以下の式により求められる。
ω2 ＝［｛Ｋｓ・（１＋Ｋａ）＋Ｋ｝／Ｊｐ］1/2 …（３）
ζ2 ＝（Ｃｐ＋Ｋｄ）／｛２・（Ｊｐ・Ｋｓ／α１）1/2 ｝…（４）
α１は周波数が零の時の操舵の重さのパラメータであり、α２は周波数が零の時の外乱の伝達割合であり、以下の式により表される。
α１＝Ｋｓ・Ｋ／｛Ｋｓ・（１＋Ｋａ）＋Ｋ｝
α２＝１／｛（１＋Ｋａ）＋Ｋ／Ｋｓ｝
Ｋは操舵系が有する弾性係数、Ｊｐは操舵系におけるピニオン軸換算の慣性、Ｃｐはトーションバー２９よりも下方の操舵系におけるピニオン軸換算粘性係数である。
【００２９】
図６において、モータ１０の出力を補正する前の状態を実線で示し、補正した後の状態を破線で示す。第１補正電流ｉ１はステアリングホイール２の回転角速度ｄθh ／ｄｔに逆相関し、その回転角速度ｄθh ／ｄｔのゲインはＫｄｉであるから、モータ出力を補正すると、上記式（２）より減衰比ζ1 が大きくなる。しかし、ゲインＫｄｉは式（４）より減衰比ζ2 に影響しない。よって、ゲインＫｄｉをそれ程大きな値にしないことで、図６における補正前の実線に対し補正後の破線で示すように、人間がステアリングホイール２を操舵する際の操舵周波数範囲（例えば周波数２Ｈｚ以下の範囲）で、その補正によりその振幅比を任意の設定範囲にできる。これにより、その振幅比が大きくなり過ぎたり小さくなり過ぎることはないので、操舵フィーリングが悪化することはない。なお、第１補正電流ｉ１はステアリングホイール２の回転角速度ｄθh ／ｄｔに正相関するものであってもよく、要は人間がステアリングホイール２を操舵する際の操舵周波数範囲で、その振幅比を操舵フィーリングが悪化することがないように、ゲインＫｄｉを設定できればよい。
【００３０】
図７において、モータ１０の出力を補正する前の状態を実線で示し、補正した後の状態を破線で示す。第２補正電流ｉ２は操舵トルクＴの変化速度ｄＴ／ｄｔに正相関し、その変化速度ｄＴ／ｄｔのゲインはＫｄであるから、モータ出力を補正すると上記式（４）より減衰比ζ2 が大きくなる。すなわち、図７における補正前の実線に対し補正後の破線は共振周波数で振幅比のピーク値が小さくなる方向にシフトする（図７において振幅比のピーク点Ｐの振幅比は補正により小さくなっている）。よって、操舵に対する外乱の影響を抑制できる。
【００３１】
図８〜図１０は第２実施形態を示し、以下第１実施形態との相違点を説明し、第１実施形態と同様部分は同一符号で示すと共に説明を省略する。第１実施形態との相違は、まず、制御装置２０は、操舵補助力をステアリングホイール２の回転角速度に代えてモータ１０の回転角速度と、操舵トルクＴの変化速度とに応じて補正する。そのため、ステアリングホイール２の回転角度に対応する操舵角度θh を求める舵角センサ２３に代えて、モータ１０の回転角度θm を検出する角度センサ２７が制御装置２０に接続されている。
図９に示すように、角度センサ２７により求めた回転角度θm の微分により回転角速度ｄθm ／ｄｔが回転角速度対応値として求められる。その回転角速度ｄθm ／ｄｔと第１補正基準電流ｉｃとの間の設定された対応関係が例えばテーブルや演算式として記憶される。求めた回転角速度ｄθm ／ｄｔに対応する第１補正基準電流ｉｃが記憶された対応関係に基づき演算部３１′において演算される。回転角速度ｄθm ／ｄｔと第１補正基準電流ｉｃとの対応関係は、例えば図９の演算部３１′に示すように、回転角速度ｄθm ／ｄｔに第１補正基準電流ｉｃが逆相関するものとされる。回転角速度ｄθm ／ｄｔと第１補正基準電流ｉｃの正負の符号は、右操舵時と左操舵時とで逆とされる。
操舵トルクＴの大きさと第１トルクゲインＧｔｃとの間の設定された対応関係が例えばテーブルや演算式として記憶され、求めた操舵トルクＴに対応する第１トルクゲインＧｔｃが演算部３２′において演算される。操舵トルクＴの大きさと第１トルクゲインＧｔｃとの対応関係は、例えば図９の演算部３２′に示すように、操舵トルクＴの大きさが大きくなる程に第１トルクゲインＧｔｃが大きくなるものとされる。
さらに、車速Ｖと第１車速ゲインＧｖｃとの間の設定された対応関係が例えばテーブルや演算式として記憶され、求めた車速Ｖに対応する第１車速ゲインＧｖｃが演算部３３′において演算される。車速Ｖと第１車速ゲインＧｖｃとの対応関係は、例えば図９の演算部３３′に示すように、車速Ｖが小さい時は大きい時よりも第１車速ゲインＧｖｃが大きくなるものとされる。
乗算部３４、３５において第１補正基準電流ｉｃに第１トルクゲインＧｔｃと第１車速ゲインＧｖｃを乗じることで第１補正電流ｉ１が求められる。これにより、図９の演算部３１′、３２′、３３′に示されるように設定された関係が、回転角速度ｄθm ／ｄｔと第１補正電流ｉ１との間の第１の対応関係として制御装置２０に記憶され、回転角速度ｄθm ／ｄｔに逆相関する第１モータ出力補正値として第１補正電流ｉ１が、その第１の対応関係から制御装置２０により求められる。
変化速度ｄＴ／ｄｔに正相関する第２補正電流ｉ２は第１実施形態と同様にして求められる。
図１０のフローチャートは制御装置２０によるモータ１０の制御手順を示す。まず、各センサによる検出値Ｖ、θm 、Ｔ、ｉを読み込み（ステップＳ１）、次に、時系列に求めた回転角度θm を時間微分することで回転角速度ｄθm ／ｄｔを求め、また、時系列に求めた操舵トルクＴを時間微分することで変化速度ｄＴ／ｄｔを求める（ステップＳ２）。なお、制御開始当初においては回転角速度ｄθm ／ｄｔと変化速度ｄＴ／ｄｔとして予め定めた初期値を用いればよい。次に、回転角速度ｄθm ／ｄｔに応じた第１補正電流ｉ１＝Ｇｔｃ・Ｇｖｃ・ｉｃと、変化速度ｄＴ／ｄｔに応じた第２補正電流ｉ２＝Ｇｔｂ・Ｇｖｂ・ｉｂとを求め（ステップＳ３）、目標駆動電流ｉ* ＝Ｇｖ・（ｉｏ＋ｉ１＋ｉ２）を求め（ステップＳ４）、その目標駆動電流ｉ* と検出駆動電流ｉとの偏差を低減するようにモータ１０をフィードバック制御する（ステップＳ５）。しかる後に制御を終了するか否かを例えばイグニッションスイッチがオンかオフかにより判断し（ステップＳ６）、制御を終了しない場合はステップＳ１に戻る。
【００３２】
上記第２実施形態によれば、第１実施形態において図６、図７に示す周波数応答特性を表すボード線図と同様のボード線図が得られる。
例えば、投入トルクＴｉを以下の式により求めるものとする。
Ｔｉ＝Ｔｏ＋Ｔａ＋Ｔｂ
Ｔｏ＝Ｋａ・Ｋｓ（θh −θp ）
Ｔａ＝−Ｋｄｏ・ｄθm ／ｄｔ
Ｔｂ＝Ｋｄ・ｄ｛Ｋｓ（θh −θp ）｝／ｄｔ
Ｋｄｏはモータ回転角速度（モータ回転角微分）制御ゲインである。
【００３３】
操舵周波数と、操舵角度θh に対する操舵トルクＴの振幅比とにより表される周波数応答特性において、周波数ω1 と減衰比ζ1 は以下の式により求められる。
ω1 ＝（Ｋ／Ｊｐ）1/2 …（５）
ζ1 ＝（Ｃｐ＋Ｋｄｏ）／｛２・（Ｊｐ・α１／α２）1/2 ｝…（６）
外乱トルクの入力周波数（Ｈｚ）と、外乱トルクに対する操舵トルクＴの振幅比とにより表される周波数応答特性において、周波数ω2 、減衰比ζ2 は以下の式により求められる。
ω2 ＝［｛Ｋｓ・（１＋Ｋａ）＋Ｋ｝／Ｊｐ］1/2 …（７）
ζ2 ＝（Ｃｐ＋Ｋｄｏ＋Ｋｄ）／｛２・（Ｊｐ・Ｋｓ／α１）1/2 ｝…（８）
【００３４】
第１補正電流ｉ１はモータ１０の回転角速度ｄθm ／ｄｔに逆相関し、その回転角速度ｄθm ／ｄｔのゲインはＫｄｏであるから、モータ出力を補正すると上記式（６）より減衰比ζ1 が大きくなる。しかし、ゲインＫｄｏをそれ程大きな値にしないことで、図６における補正前の実線に対し補正後の破線で示すように、人間がステアリングホイール２を操舵する際の操舵周波数範囲（例えば周波数２Ｈｚ以下の範囲）で、その振幅比をその補正により任意の設定範囲にできる。これにより、その振幅比が大きくなり過ぎたり小さくなり過ぎることはないので、操舵フィーリングが悪化することはない。なお、第１補正電流ｉ１はモータ１０の回転角速度ｄθm ／ｄｔに正相関するものであってもよく、要は人間がステアリングホイール２を操舵する際の操舵周波数範囲で、その振幅比を操舵フィーリングが悪化することがないように、ゲインＫｄｏを設定できればよい。
【００３５】
第２補正電流ｉ２は操舵トルクＴの変化速度ｄＴ／ｄｔに正相関し、その変化速度ｄＴ／ｄｔのゲインはＫｄであるから、モータ出力を補正すると上記式（８）より減衰比ζ2 が大きくなる。すなわち、図７における補正前の実線に対し補正後の破線は共振周波数で振幅比のピーク値が小さくなる方向にシフトする（図７において振幅比のピーク点Ｐの振幅比は補正により小さくなっている）。よって、操舵に対する外乱の影響を抑制できる。なお、上記式（８）はゲインＫｄｏを含むが、ゲインＫｄを大きくすることで、ゲインＫｄｏをそれ程大きくすることなく、共振周波数で振幅比のピーク値を小さくできる。モータ１０の回転角速度ｄθm ／ｄｔと第１補正電流ｉ１との間の第１の対応関係と、変化速度ｄＴ／ｄｔと第２補正電流ｉ２との間の第２の対応関係は、そのように共振周波数で振幅比のピーク値を小さくできるように設定される。この場合、上記式（６）はゲインＫｄを含まないので、そのように第１、第２の対応関係を設定しても減衰比ζ1 に影響はない。
【００３６】
図１１〜図１３は第３実施形態を示し、以下第１実施形態との相違点を説明し、第１実施形態と同様部分は同一符号で示すと共に説明を省略する。第１実施形態との相違は、まず、制御装置２０は、操舵補助力をステアリングホイール２の回転角速度と、操舵トルクＴの変化速度に代えてモータ１０の回転角速度に応じて補正する。そのため、モータ１０の回転角度θm を検出する角度センサ２７が制御装置２０に接続されている。第１実施形態における回転角速度対応値、すなわち舵角センサ２３により求めた操舵角度θh の微分により求められるステアリングホイール２の回転角速度ｄθh ／ｄｔは、第３実施形態では第１回転角速度対応値とされる。角度センサ２７により求めた回転角度θm の微分によりモータ１０の回転角速度ｄθm ／ｄｔが第２回転角速度対応値として求められる。
図１２に示すように、舵角センサ２３により求めた操舵角度θh の微分によりステアリングホイール２の回転角速度ｄθh ／ｄｔが第１回転角速度対応値として求められる。その回転角速度ｄθh ／ｄｔと第１補正基準電流ｉｄとの間の設定された対応関係が例えばテーブルや演算式として記憶される。求めた回転角速度ｄθh ／ｄｔに対応する第１補正基準電流ｉｄが記憶された対応関係に基づき演算部３１″において演算される。回転角速度ｄθh ／ｄｔと第１補正基準電流ｉｄとの対応関係は、例えば図１２の演算部３１″に示すように、回転角速度ｄθh ／ｄｔに第１補正基準電流ｉｄが正相関するものとされる。回転角速度ｄθh ／ｄｔと第１補正基準電流ｉｄの正負の符号は、右操舵時と左操舵時とで逆とされる。
操舵トルクＴの大きさと第１トルクゲインＧｔｄとの間の設定された対応関係が例えばテーブルや演算式として記憶され、求めた操舵トルクＴに対応する第１トルクゲインＧｔｄが演算部３２″において演算される。操舵トルクＴの大きさと第１トルクゲインＧｔｄとの対応関係は、例えば図１２の演算部３２″に示すように、操舵トルクＴの大きさが大きくなる程に第１トルクゲインＧｔｄが大きくなるものとされる。
さらに、車速Ｖと第１車速ゲインＧｖｄとの間の設定された対応関係が例えばテーブルや演算式として記憶され、求めた車速Ｖに対応する第１車速ゲインＧｖｄが演算部３３″において演算される。車速Ｖと第１車速ゲインＧｖｄとの対応関係は、例えば図１２の演算部３３″に示すように、車速Ｖが小さい時は大きい時よりも第１車速ゲインＧｖｄが大きくなるものとされる。
乗算部３４、３５において第１補正基準電流ｉｄに第１トルクゲインＧｔｄと第１車速ゲインＧｖｄを乗じることで第１補正電流ｉ１が求められる。これにより、図１２の演算部３１″、３２″、３３″に示されるように設定された関係が、回転角速度ｄθh ／ｄｔと第１補正電流ｉ１との間の第１の対応関係として制御装置２０に記憶され、回転角速度ｄθh ／ｄｔに正相関する第１モータ出力補正値として第１補正電流ｉ１が、その第１の対応関係から制御装置２０により求められる。
図１３に示すように、モータ１０の回転角速度ｄθm ／ｄｔと第２補正基準電流ｉｅとの間の設定された対応関係が例えばテーブルや演算式として記憶される。求めた回転角速度ｄθm ／ｄｔに対応する第２補正基準電流ｉｅが記憶された対応関係に基づき演算部３６′において演算される。モータ１０の回転角速度ｄθm ／ｄｔと第２補正基準電流ｉｅとの対応関係は、例えば図１３の演算部３６′に示すように、回転角速度ｄθm ／ｄｔに対して第２補正基準電流ｉｅが逆相関するものとされる。回転角速度ｄθm ／ｄｔと第２補正基準電流ｉｅの正負の符号は、右操舵時と左操舵時とで逆とされる。
操舵トルクＴと第２トルクゲインＧｔｅとの間の設定された対応関係が例えばテーブルや演算式として記憶され、求めた操舵トルクＴに対応する第２トルクゲインＧｔｅが演算部３７′において演算される。操舵トルクＴの大きさと第２トルクゲインＧｔｅとの対応関係は、例えば図１３の演算部３７′に示すように、操舵トルクＴの大きさが大きくなる程に第２トルクゲインＧｔｅが大きくなるものとされる。
さらに、車速Ｖと第２車速ゲインＧｖｅとの間の設定された対応関係が例えばテーブルや演算式として記憶され、求めた車速Ｖに対応する第２車速ゲインＧｖｅが演算部３８′において演算される。車速Ｖと第２車速ゲインＧｖｅとの対応関係は、例えば図１３の演算部３８′に示すように、車速Ｖが小さい時は大きい時よりも第２車速ゲインＧｖｅが大きくなるものとされる。
乗算部３９、４０において第２補正基準電流ｉｅに第２トルクゲインＧｔｅと第２車速ゲインＧｖｅを乗じることで第２補正電流ｉ２が求められる。これにより、図１３の演算部３６′、３７′、３８′に示されるように設定された関係が、モータ１０の回転角速度ｄθm ／ｄｔと第２補正電流ｉ２との間の第２の対応関係として制御装置２０に記憶され、モータ１０の回転角速度ｄθm ／ｄｔに逆相関する第２モータ出力補正値として第２補正電流ｉ２が、その第２の対応関係から制御装置２０により求められる。
図１４のフローチャートは制御装置２０によるモータ１０の制御手順を示す。まず、各センサによる検出値Ｖ、θh 、θm 、Ｔ、ｉを読み込み（ステップＳ１）、次に、時系列に求めた操舵角度θh を時間微分することでステアリングホイール２の回転角速度ｄθh ／ｄｔを求め、また、時系列に求めた回転角度θm を時間微分することでモータ１０の回転角速度ｄθm ／ｄｔを求める（ステップＳ２）。なお、制御開始当初においてはステアリングホイール２の回転角速度ｄθh ／ｄｔとモータ１０の回転角速度ｄθm ／ｄｔとして予め定めた初期値を用いればよい。次に、ステアリングホイール２の回転角速度ｄθh ／ｄｔに応じた第１補正電流ｉ１＝Ｇｔｄ・Ｇｖｄ・ｉｄと、モータ１０の回転角速度ｄθm ／ｄｔに応じた第２補正電流ｉ２＝Ｇｔｅ・Ｇｖｅ・ｉｅとを求め（ステップＳ３）、目標駆動電流ｉ* ＝Ｇｖ・（ｉｏ＋ｉ１＋ｉ２）を求め（ステップＳ４）、その目標駆動電流ｉ* と検出駆動電流ｉとの偏差を低減するようにモータ１０をフィードバック制御する（ステップＳ５）。しかる後に制御を終了するか否かを例えばイグニッションスイッチがオンかオフかにより判断し（ステップＳ６）、制御を終了しない場合はステップＳ１に戻る。
【００３７】
上記第３実施形態によれば、第１実施形態において図６、図７に示す周波数応答特性を表すボード線図と同様のボード線図が得られる。
例えば、投入トルクＴｉを以下の式により求めるものとする。
Ｔｉ＝Ｔｏ＋Ｔａ＋Ｔｂ
Ｔｏ＝Ｋａ・Ｋｓ（θh −θp ）
Ｔａ＝Ｋｄｉ・ｄθh ／ｄｔ
Ｔｂ＝−Ｋｄｏ・ｄθm ／ｄｔ
【００３８】
操舵周波数と、操舵角度θh に対する操舵トルクＴの振幅比とにより表される周波数応答特性において、周波数ω1 と減衰比ζ1 は以下の式により求められる。
ω1 ＝（Ｋ／Ｊｐ）1/2 …（９）
ζ1 ＝（Ｃｐ＋Ｋｄｉ＋Ｋｄｏ）／｛２・（Ｊｐ・α１／α２）1/2 ｝…（１０）
外乱トルクの入力周波数（Ｈｚ）と、外乱トルクに対する操舵トルクＴの振幅比とにより表される周波数応答特性において、周波数ω2 、減衰比ζ2 は以下の式により求められる。
ω2 ＝［｛Ｋｓ・（１＋Ｋａ）＋Ｋ｝／Ｊｐ］1/2 …（１１）
ζ2 ＝（Ｃｐ＋Ｋｄｏ）／｛２・（Ｊｐ・Ｋｓ／α１）1/2 ｝…（１２）
【００３９】
第１補正電流ｉ１はステアリングホイール２の回転角速度ｄθh ／ｄｔに正相関し、その回転角速度ｄθh ／ｄｔのゲインはＫｄｉであるから、モータ出力を補正すると、ゲインＫｄｉのみに着目すれば上記式（１０）より減衰比ζ1 が大きくなる。また、上記式（１０）はモータ１０の回転角速度ｄθm ／ｄｔに逆相関するゲインＫｄｏを含み、ゲインＫｄｏのみに着目すればモータ出力を補正すると減衰比ζ1 が大きくなる。しかし、ゲインＫｄｉは式（１２）より減衰比ζ2 に影響しない。よって、ゲインＫｄｉを適当な値に設定することで、図６における補正前の実線に対し補正後の破線で示すように、人間がステアリングホイール２を操舵する際の操舵周波数範囲（例えば周波数２Ｈｚ以下の範囲）で、その補正によりその振幅比を適正値にできる。これにより、その振幅比が大きくなり過ぎたり小さくなり過ぎることはないので、操舵フィーリングが悪化することはない。なお、第１補正電流ｉ１はステアリングホイール２の回転角速度ｄθh ／ｄｔに逆相関するものであってもよく、要は人間がステアリングホイール２を操舵する際の操舵周波数範囲で、その振幅比を操舵フィーリングが悪化することがないように、ゲインＫｄｉを設定できればよい。
【００４０】
第２補正電流ｉ２はモータ１０の回転角速度ｄθm ／ｄｔに逆相関し、その回転角速度ｄθm ／ｄｔのゲインはＫｄｏであるから、モータ出力を補正すると上記式（１２）より減衰比ζ2 が大きくなる。すなわち、図７における補正前の実線に対し補正後の破線は共振周波数で振幅比のピーク値が小さくなる方向にシフトする（図７において振幅比のピーク点Ｐの振幅比は補正により小さくなっている）。よって、操舵に対する外乱の影響を抑制できる。
【００４１】
上記各実施形態におけるように、ステアリングホイール２の回転角速度ｄθh ／ｄｔに相関する第１補正電流ｉ１に対応してモータ１０の出力を補正することにより、ステアリングホイール２の操舵周波数と、ステアリングホイール２の操舵角度に対する操舵トルクの振幅比とにより表される周波数応答特性において、少なくとも人間がステアリングホイール２を操舵する際の操舵周波数範囲で、その振幅比を任意に設定できる。これにより、第１補正電流ｉ１と、操舵トルクに影響する物理量の変化速度に対応する第２補正電流ｉ２の和に対応してモータ１０の出力を補正することで、操舵フィーリングを悪化させることなく外乱の影響を低減することができる。
【００４２】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、モータ１０の回転角速度に対応する回転角速度対応値として、ピニオン５の回転角度θp を検出するセンサを設け、そのピニオン５の回転角速度を求めてもよい。また、モータ１０の端子間電圧とモータ電流の検出センサを設け、その検出値と公知の演算式からモータ１０の単位時間当たりの回転角度を求めてもよい。ステアリングホイールの回転を舵角が変化するように車輪に伝達する機構は実施形態に限定されず、例えばステアリングホイールの回転をステアリングシャフトからラックピニオン以外のリンク機構を介して車輪に伝達するものでもよい。さらに、操舵補助力発生用モータの出力の操舵系への伝達機構は操舵補助力を付与することができれば実施形態に限定されず、例えばラックと一体のボールスクリューにねじ合わされるボールナットをモータの出力により駆動することで操舵補助力を付与してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態の電動パワーステアリング装置の構成説明図
【図２】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置の制御ブロック線図
【図３】本発明の第１実施形態の電動パワーステアリング装置における第１補正電流を求めるための制御ブロック線図
【図４】本発明の第１実施形態の電動パワーステアリング装置における第２補正電流を求めるための制御ブロック線図
【図５】本発明の第１実施形態の電動パワーステアリング装置における制御手順を示すフローチャート
【図６】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置における操舵特性を示す周波数応答特性を表すボード線図
【図７】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置における外乱の影響を示す周波数応答特性を表すボード線図
【図８】本発明の第２実施形態の電動パワーステアリング装置の構成説明図
【図９】本発明の第２実施形態の電動パワーステアリング装置における第１補正電流を求めるための制御ブロック線図
【図１０】本発明の第２実施形態の電動パワーステアリング装置における制御手順を示すフローチャート
【図１１】本発明の第３実施形態の電動パワーステアリング装置の構成説明図
【図１２】本発明の第３実施形態の電動パワーステアリング装置における第１補正電流を求めるための制御ブロック線図
【図１３】本発明の第３実施形態の電動パワーステアリング装置における第２補正電流を求めるための制御ブロック線図
【図１４】本発明の第３実施形態の電動パワーステアリング装置における制御手順を示すフローチャート
【図１５】従来の電動パワーステアリング装置における操舵特性を示す周波数応答特性を表すボード線図
【図１６】従来の電動パワーステアリング装置における外乱の影響を示す周波数応答特性を表すボード線図
【符号の説明】
【００４４】
１  電動パワーステアリング装置
２  ステアリングホイール
１０  モータ
２０  制御装置
２２  トルクセンサ
２３  舵角センサ
２７  角度センサ
【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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【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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