(57)【要約】【課題】  トルクセンサの故障が検出されている場合に行うアシスト制御中に、操舵アシストの制限を適正に行う。【解決手段】  周波数強度計算部８２１は、車輪速Ｖのサンプリング値を使ってＦＦＴ演算により、バネ下共振周波数付近の周波数強度を計算し、その周波数強度の評価値Ｅをゲイン設定部８２２に出力する。ゲイン設定部８２２は、評価値Ｅが基準値Ｅrefを超える範囲において、評価値Ｅが大きくなるほど小さくなるアシスト制限ゲインＫを設定する。アシスト制限部８３は、基本アシストトルクＴbaseにアシスト制限ゲインＫを乗算して目標アシストトルクＴａ２を設定する。【選択図】  図４
2013147175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵ハンドルからステアリングシャフトに入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、
ステアリング機構に設けられて操舵アシストトルクを発生するモータと、
前記操舵トルクセンサの異常を検出する異常検出手段と、
前記操舵トルクセンサの異常が検出されていない場合は、前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づいて目標操舵アシスト制御量を設定し、前記操舵トルクセンサの異常が検出されている場合は、前記操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量を設定する制御量設定手段と、
前記制御量設定手段により設定された前記目標操舵アシスト制御量に従って前記モータを駆動制御するモータ制御手段と
を備えた車両の電動パワーステアリング装置において、
サスペンションバネに対して車輪側となるバネ下の振動におけるバネ下共振周波数成分の大きさを検出するバネ下周波数成分検出手段と、
前記操舵トルクセンサの異常が検出されて前記操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量が設定される場合、前記検出されたバネ下共振周波数成分の大きさの増加に伴って前記目標操舵アシスト制御量が小さくなるように前記目標操舵アシスト制御量を制限するアシスト制限手段と
を備えたことを特徴とする車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記バネ下周波数成分検出手段は、少なくとも１輪の車輪速を検出し、前記車輪速におけるバネ下共振周波数成分の大きさを検出することを特徴とする請求項１記載の車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記車輪速におけるバネ下共振周波数成分の大きさを表す評価値を設定する評価値設定手段を備え、
前記アシスト制限手段は、前記評価値の増加に伴って前記目標操舵アシスト制御量が小さくなるように前記目標操舵アシスト制御量を制限することを特徴とする請求項２記載の車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記アシスト制限手段は、前記評価値が基準値を超えた場合に、前記評価値が大きくなるほど前記目標操舵アシスト制御量が小さくなるように前記目標操舵アシスト制御量を制限することを特徴とする請求項３記載の車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記評価値の単位時間あたりの増加量を表す増加率を検出する評価値増加率検出手段を備え、
前記アシスト制限手段は、
前記検出された増加率が大きい場合は小さい場合に比べて、前記評価値の増加量に対する前記目標操舵アシスト制御量の低下量の比を大きくすることを特徴とする請求項３または４記載の車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記バネ下周波数成分検出手段は、前輪の車輪速におけるバネ下共振周波数成分の大きさを検出することを特徴とする請求項２ないし請求項５の何れか一項記載の車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記評価設定手段は、左右前輪のうち車輪速におけるバネ下共振周波数成分の大きさが大きい方の車輪の前記評価値を設定することを特徴とする請求項３ないし請求項５の何れか一項記載の車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記評価値設定手段は、左右前輪のうち車輪速の振幅が大きい方の車輪の前記評価値を設定することを特徴とする請求項３ないし請求項５の何れか一項記載の車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
実舵角を検出する実舵角検出手段と、
前輪側と後輪側との少なくとも一方側の左右輪の車輪速を検出し、検出した車輪速に基づいて推定舵角を計算する推定舵角計算手段と、
前記実舵角検出手段により検出された実舵角と、前記推定舵角計算手段により計算された推定舵角との偏差である舵角偏差を検出する舵角偏差検出手段と
を備え、
前記アシスト制限手段は、
前記操舵トルクセンサの異常が検出されて前記操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量が設定される場合、前記検出されたバネ下共振周波数成分の大きさの増加に伴って前記目標操舵アシスト制御量を小さくする第１アシスト制限部と、前記検出された舵角偏差の増加に伴って前記目標操舵アシスト制御量を小さくする第２アシスト制限部とを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項８の何れか一項記載の車両の電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記アシスト制限手段は、車速を検出し、車速が小さい場合には大きい場合に比べて、前記目標操舵アシスト制御量の制限を緩めることを特徴とする請求項１ないし請求項９の何れか一項記載の車両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、運転者の操舵操作に基づいてモータを駆動して操舵アシストトルクを発生する車両の電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の電動パワーステアリング装置は、ドライバーが操舵ハンドルに付与した操舵トルクをトルクセンサにより検出し、検出した操舵トルクに基づいて目標アシストトルクを計算する。そして、目標アシストトルクが得られるようにモータに流す電流を制御することにより、ドライバーの操舵操作をアシストする。こうしたモータの通電制御をアシスト制御と呼ぶ。
【０００３】
トルクセンサが故障した場合には、目標アシストトルクの計算ができなくなり、アシスト制御を行うことができない。これに対してトルクセンサの故障時においても操舵アシストを行う電動パワーステアリング装置が特許文献１，２において提案されている。特許文献１に提案された電動パワーステアリング装置は、トルクセンサの故障が検出された場合、ステアリング機構に路面側から伝達されるセルフアライニングトルクを推定し、この推定したセルフアライニングトルクに基づいてトルク指令値を計算する。また、ＡＢＳ装置（アンチスキッド制御装置）の作動状況から、路面とタイヤとの摩擦係数μを推定し、この摩擦係数μに基づいて、摩擦係数μが大きいほどセルフアライニングトルクの推定値が大きくなるように補正している。
【０００４】
また、特許文献２において提案された電動パワーステアリング装置は、前輪側の左右輪の車輪速を用いて推定した第１推定舵角と、後輪側の左右輪の車輪速を用いて推定した第２推定舵角とを平均して平均推定舵角を求め、この平均推定舵角と車速とに基づいて目標アシストトルクを計算する。また、第１推定舵角と第２推定舵角との差分を表す舵角差に基づいて、舵角差の大きさが大きくなるほど小さくなるスリップゲインを計算し、このスリップゲインを目標アシストトルクに乗算することにより、車輪のスリップ時に操舵アシストを小さくするようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−６９８５号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２０１１／０４８７０２
【発明の概要】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に提案された電動パワーステアリング装置においては、ブレーキ操作をしないとトルク指令値の補正量を求めることができないため実用性に欠ける。また、特許文献２に提案された電動パワーステアリング装置においては、そうした問題はないが、２つの推定舵角の舵角差が検出されているときにスリップが発生しているとみなして操舵アシストを小さくするものであるため、舵角差が検出されないかぎり操舵アシストを小さくしない。このため、路面状況によってはセルフアライニングトルクが低下して過アシストになる可能性がある。例えば、車両が砂利道を走行する場合に、過アシストになる傾向がある。
【０００７】
一般に、路面とタイヤとの接地面における荷重分布が一様とはならず、接地荷重が大きな領域と接地荷重が小さな領域とができる。このため、車両が砂利道を走行する場合には、接地荷重が大きな領域では砂利同士の結合力が強くタイヤは路面をグリップするが、接地荷重が小さな領域では砂利同士の結合力が弱くタイヤの横力や駆動力により砂利が動いてしまい、タイヤの操舵方向に対する反力が小さくなってセルフアライニングトルクが低下する。従って、特許文献２に提案された電動パワーステアリング装置のように舵角差に基づいて操舵アシストを制限する構成の場合には、路面状況によっては過アシストになる可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、トルクセンサの故障が検出されている場合に行うアシスト制御中において、操舵アシストの制限を更に適正にすることを目的とする。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、操舵ハンドルからステアリングシャフトに入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ（２１）と、ステアリング機構に設けられて操舵アシストトルクを発生するモータ（２０）と、前記操舵トルクセンサの異常を検出する異常検出手段（７２）と、前記操舵トルクセンサの異常が検出されていない場合は、前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づいて目標操舵アシスト制御量（Ｔａ＊）を設定し、前記操舵トルクセンサの異常が検出されている場合は、前記操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量を設定する制御量設定手段（７０）と、前記制御量設定手段により設定された前記目標操舵アシスト制御量に従って前記モータを駆動制御するモータ制御手段（４０，６０）とを備えた車両の電動パワーステアリング装置において、
サスペンションバネに対して車輪側となるバネ下の振動におけるバネ下共振周波数成分の大きさを検出するバネ下周波数成分検出手段（８２１）と、前記操舵トルクセンサの異常が検出されて前記操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量が設定される場合、前記検出されたバネ下共振周波数成分の大きさの増加に伴って前記目標操舵アシスト制御量が小さくなるように前記目標操舵アシスト制御量を制限するアシスト制限手段（８２２，８３）とを備えたことにある。
【００１０】
本発明においては、操舵トルクセンサの異常が検出されている場合は、操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量を設定する。代替パラメータとしては、例えば、舵角を用いることができる。舵角を用いた場合には、舵角が大きいほど大きくなる目標操舵アシスト制御量を設定するとよい。また、他の代替パラメータとして、例えば、車両の横加速度を用いることもできる。横加速度を用いた場合には、横加速度が大きいほど大きくなる目標アシスト制御量を設定するとよい。
【００１１】
こうした代替パラメータを用いて操舵アシストを付与する場合、車両が砂利道等の悪路を走行しているときには路面からステアリング機構に伝達されるセルフアライニングトルクが低下するため、過剰な操舵アシストが働いてしまう。悪路を走行している場合には、サスペンションバネに対して車輪側となる部材であるバネ下が、バネ下共振周波数近傍の周波数で振動しやすい。そこで、本発明においては、バネ下周波数成分検出手段がバネ下の振動におけるバネ下共振周波数成分の大きさを検出する。そして、アシスト制限手段が、検出されたバネ下共振周波数成分の大きさの増加に伴って目標操舵アシスト制御量が小さくなるように目標操舵アシスト制御量を制限する。目標操舵アシスト制御量を制限するにあたっては、例えば、目標操舵アシスト制御量に低減係数を乗算する構成や、目標操舵アシスト制御量の上限値を低減する構成など種々の構成を採用することができる。
【００１２】
これにより、車両がセルフアライニングトルクが低下する路面を走行している場合には、操舵アシストが制限されることになる。この結果、過アシストによる操舵ハンドルの切り過ぎを防止して良好な操縦安定性を維持することができる。従って、車両が砂利道等の悪路を走行する場合であっても、安全に走行することができる。また、操舵トルクセンサの故障時におけるアシスト制御においては、セルフアライニングトルクの低下による過アシストを想定した場合、目標操舵アシスト制御量をあまり大きくできないが、本実施形態においては、セルフアライニングトルクの低下を適正に検出することができるため、目標操舵アシスト制御量を大きめに設定することができ、操舵フィーリングが良好になる。
【００１３】
本発明の他の特徴は、前記バネ下周波数成分検出手段は、少なくとも１輪の車輪速（Ｖ）を検出し、前記車輪速におけるバネ下共振周波数成分の大きさを検出することにある。
【００１４】
バネ下の振動は、車輪速の検出値にも現れる。そこで、本発明においては、少なくとも１輪の車輪速におけるバネ下共振周波数成分の大きさを検出する。例えば、一定の短い周期で車輪速をサンプリングし、そのサンプリングした車輪速データにおけるバネ下共振周波数成分の大きさをＦＦＴ（高速フーリエ変換）等の演算によって求める。従って、本発明によれば、車輪速の周波数成分からセルフアライニングトルクの低下を検出することができ、これにより、過アシストによる操舵ハンドルの切り過ぎを防止して良好な操縦安定性を維持することができる。
【００１５】
本発明の他の特徴は、前記車輪速におけるバネ下共振周波数成分の大きさを表す評価値（Ｅ）を設定する評価値設定手段（８２１）を備え、前記アシスト制限手段（８２２）は、前記評価値の増加に伴って前記目標操舵アシスト制御量が小さくなるように前記目標操舵アシスト制御量を制限することにある。この場合、前記アシスト制限手段は、前記評価値が基準値（Ｅref）を超えた場合に、前記評価値が大きくなるほど前記目標操舵アシスト制御量が小さくなるように前記目標操舵アシスト制御量を制限するとよい。
【００１６】
本発明においては、評価値設定手段が、車輪速におけるバネ下共振周波数成分の大きさを表す評価値を設定する。従って、この評価値は、セルフアライニングトルクの低下を表す指標として用いることができる。そして、アシスト制限手段は、評価値の増加に伴って目標操舵アシスト制御量を制限する。好ましくは、評価値が基準値を超えた場合に、評価値が大きくなるほど目標操舵アシスト制御量が小さくなるように目標操舵アシスト制御量を制限するとよい。従って、本発明によれば、セルフアライニングトルクの大きさに応じた適切な操舵アシストの制限を行うことができる。
【００１７】
本発明の他の特徴は、前記評価値の単位時間あたりの増加量を表す増加率を検出する評価値増加率検出手段（Ｓ２３）を備え、前記アシスト制限手段は、前記検出された増加率が大きい場合は小さい場合に比べて、前記評価値の増加量に対する前記目標操舵アシスト制御量の低下量の比を大きくすることにある。
【００１８】
本発明においては、評価値増加率検出手段が評価値の単位時間あたりの増加量を表す増加率を検出する。評価値の増加率が大きいほど急速にセルフアライニングトルクが小さくなる。そこで、アシスト制限手段は、評価値の増加率が大きい場合には、小さい場合に比べて、評価値の増加量に対する目標操舵アシスト制御量の低下量の比を大きくする。従って、セルフアライニングトルクの低下に対して素早く操舵アシストを制限することができる。これにより、車輪のスリップ防止効果を一層高めることができる。
【００１９】
本発明の他の特徴は、前記バネ下周波数成分検出手段は、前輪の車輪速におけるバネ下共振周波数成分の大きさを検出することにある。
【００２０】
本発明においては、前輪の車輪速におけるバネ下共振周波数成分の大きさを検出する。車両が前方に走行する場合には前輪から先に砂利道等の悪路に進入する。従って、本発明によれば、セルフアライニングトルクの低下を早く検出できるため、適切なタイミングで操舵アシストの制限を開始することができる。また、操舵輪が前輪となる車両においては、前輪の操舵アシストを行うものであるため、適正に操舵アシストの制限を行うことができる。
【００２１】
本発明の他の特徴は、前記評価値設定手段は、左右前輪のうち車輪速におけるバネ下共振周波数成分の大きさが大きい方の車輪の前記評価値を設定することにある。
【００２２】
本発明においては、左前輪と右前輪との車輪速を検出し、この車輪速におけるバネ下共振周波数成分の大きさが大きい方の車輪の評価値を採用する。この場合、左右前輪の車輪速における評価値を別々に計算してから、その大きい方の評価値を選択してもよいし、バネ下共振周波数成分の大きさが大きい方の車輪速の評価値を計算するようにしてもよい。従って、本発明によれば、操舵アシストの制限が厳しくなる側（目標操舵アシスト制御量が小さくなる側）の車輪速を使った評価値が設定されるため、過アシストの抑制効果が一層高くなる。
【００２３】
本発明の他の特徴は、前記評価値設定手段は、左右前輪のうち車輪速の振幅が大きい方の車輪の前記評価値を設定することにある。
【００２４】
本発明においては、左前輪と右前輪との車輪速を検出し、この車輪速における振幅、つまり、所定周期でサンプリングした車輪速の値の変動幅が大きい方の車輪の評価値を設定する。この場合、荒れている側の路面に接地している車輪の車輪速を使って評価値を設定することになる。このことは、セルフアライニングトルクの低い側の車輪の車輪速を使って評価値を設定することと同等である。従って、本発明によれば、本発明によれば、操舵アシストの制限が厳しくなる側の車輪速を使った評価値が設定されるため、過アシストの抑制効果が一層高くなる。
【００２５】
本発明の他の特徴は、実舵角を検出する実舵角検出手段（２２）と、前輪側と後輪側との少なくとも一方側の左右輪の車輪速を検出し、検出した車輪速に基づいて推定舵角を計算する推定舵角計算手段（８４１）と、前記実舵角検出手段により検出された実舵角と、前記推定舵角計算手段により計算された推定舵角との偏差である舵角偏差を検出する舵角偏差検出手段（８４２）とを備え、前記アシスト制限手段は、前記操舵トルクセンサの異常が検出されて前記操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量が設定される場合、前記検出されたバネ下共振周波数成分の大きさの増加に伴って前記目標操舵アシスト制御量を小さくする第１アシスト制限部（８２２）と、前記検出された舵角偏差の増加に伴って前記目標操舵アシスト制御量を小さくする第２アシスト制限部（８４３）とを備えたことにある。
【００２６】
車輪がスリップした場合には過剰な操舵アシストが働いてしまい操舵ハンドルの切り過ぎによりスリップを助長してしまう可能性がある。そこで、本発明においては、実舵角検出手段と推定舵角計算手段と舵角偏差検出手段を備えており、これらの手段により車輪のスリップの程度を検出する。
【００２７】
実舵角検出手段は、センサにより検出される実際の舵角である実舵角を検出する。実舵角は、例えば、ステアリングシャフトの回転角を検出するセンサ、モータの回転角を検出するセンサ、ラックバーのストロークを検出するセンサ、タイヤの切れ角を検出するセンサ等を使用して検出することができる。推定舵角計算手段は、前輪側と後輪側との少なくとも一方側の左右輪の車輪速を検出し、検出した車輪速に基づいて推定舵角を計算する。推定舵角は、例えば、左右輪の車輪速の和に対する、左右輪の車輪速の差の関数として表すことができる。舵角偏差検出手段は、実舵角と推定舵角との偏差である舵角偏差を検出する。車輪のスリップが発生すると、実舵角と推定舵角とが異なる値をとるようになる。このため、実舵角と推定舵角との舵角偏差の大きさからスリップの程度を判定できる。この場合、舵角偏差が大きいほどスリップの程度が大きいと推定することができる。
【００２８】
アシスト制限手段は、バネ下共振周波数成分の大きさの増加に伴って目標操舵アシスト制御量を小さくする第１アシスト制限部と、舵角偏差の増加に伴って目標操舵アシスト制御量を小さくする第２アシスト制限部とを備えている。従って、セルフアライニングトルクの低下に対して、車輪がスリップしていない状況においては、第１アシスト制限部が操舵アシストを制限することができ、車輪がスリップしている状況においては、第１アシスト制限部あるいは第２アシスト制限部が操舵アシストを制限することができる。例えば、車輪がスリップしていても、車輪速に含まれるバネ下共振周波数成分の大きさが余り大きくならない場合には第１アシスト制限部だけでは操舵アシストの制限が不十分になるが、第２アシスト制限部が車輪のスリップを検出するため、確実に操舵アシストの制限を行うことができる。
【００２９】
従って、本発明によれば、操舵ハンドルの切り過ぎを防止して操縦安定性を維持するとともに、仮にスリップが発生しても、そのスリップを助長することなく解消することができる。
【００３０】
本発明の他の特徴は、前記アシスト制限手段は、車速を検出し、車速が小さい場合には大きい場合に比べて、前記目標操舵アシスト制御量の制限を緩める（８６）ことにある。
【００３１】
セルフアライニングトルクが低下している場合には、操舵アシストを制限する必要があるが、低速走行時においては、高速走行時ほど大きな操舵アシストの制限を必要としない。そこで、本発明においては、車速が小さい場合には大きい場合に比べて、目標操舵アシスト制御量の制限を緩める。これにより、低速走行時における過剰なアシスト制限を回避することができる。
【００３２】
尚、上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成図である。
【図２】アシストＥＣＵの機能ブロック図である。
【図３】正常時アシストマップを表すグラフである。
【図４】第１実施形態に係る異常時アシストトルク計算部の機能ブロック図である。
【図５】異常時基本アシストマップを表すグラフである。
【図６】第１実施形態に係るゲインマップを表すグラフである。
【図７】第２実施形態に係る異常時アシストトルク計算部の機能ブロック図である。
【図８】車両のトレッド、ホイールベースを説明する説明図である。
【図９】第２実施形態に係る第２ゲイン設定部のゲインマップを表すグラフである。
【図１０】第１変形例に係る上限値マップを表すグラフである。
【図１１】第１変形例に係る上限値マップを表すグラフである。
【図１２】第２変形例に係る車速可変係数乗算部の入出力ブロック図である。
【図１３】第２変形例に係る車速ゲインマップを表すグラフである。
【図１４】第３変形例に係るゲイン復帰処理ルーチンを表すフローチャートである。
【図１５】第４変形例に係るアシスト制限ゲイン設定ルーチンを表すフローチャートである。
【図１６】第４変形例に係るアシスト制限ゲイン特性を表すグラフである。
【図１７】第４変形例に係る変化勾配マップを表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置について図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る車両の電動パワーステアリング装置１の概略構成を表している。
【００３５】
この電動パワーステアリング装置１は、操舵ハンドル１１の操舵操作により転舵輪を転舵するステアリング機構１０と、ステアリング機構１０に組み付けられ操舵アシストトルクを発生するモータ２０と、操舵ハンドル１１の操作状態に応じてモータ２０の作動を制御する電子制御ユニット１００とを主要部として備えている。以下、電子制御ユニット１００をアシストＥＣＵ１００と呼ぶ。
【００３６】
ステアリング機構１０は、操舵ハンドル１１の回転操作により左右前輪Ｗfl，Ｗfrを転舵するための機構で、操舵ハンドル１１を上端に一体回転するように接続したステアリングシャフト１２を備える。このステアリングシャフト１２の下端には、ピニオンギヤ１３が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ１３は、ラックバー１４に形成されたギヤ部１４ａと噛み合って、ラックバー１４とともにラックアンドピニオン機構を構成する。
【００３７】
ラックバー１４は、ギヤ部１４ａがラックハウジング１６内に収納され、その左右両端がラックハウジング１６から露出してタイロッド１７と連結される。このラックバー１４のタイロッド１７との連結部には、ストロークエンドを構成するストッパ１８が形成され、このストッパ１８とラックハウジング１６の端部との当接によりラックバー１４の左右動ストロークが機械的に規制されている。左右のタイロッド１７の他端は、左右前輪Ｗfl，Ｗfrに設けられたナックル１９に接続される。こうした構成により、左右前輪Ｗfl，Ｗfrは、ステアリングシャフト１２の軸線回りの回転に伴うラックバー１４の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。
【００３８】
ステアリングシャフト１２には減速ギヤ２５を介してモータ２０が組み付けられている。モータ２０は、その回転により減速ギヤ２５を介してステアリングシャフト１２をその軸中心に回転駆動して、操舵ハンドル１１の回動操作に対してアシスト力を付与する。
【００３９】
ステアリングシャフト１２には、操舵ハンドル１１と減速ギヤ２５との中間位置に操舵トルクセンサ２１と舵角センサ２２が組みつけられている。操舵トルクセンサ２１は、例えば、ステアリングシャフト１２の中間部に介装されたトーションバー（図示略）の捩れ角度をレゾルバ等により検出し、この捩れ角に基づいて操舵ハンドル１１からステアリングシャフト１２に入力された操舵トルクＴｒを検出する。操舵トルクＴｒは、正負の値により操舵ハンドル１１の操作方向が識別される。例えば、操舵ハンドル１１の右方向への操舵時における操舵トルクＴｒを正の値で、操舵ハンドル１１の左方向への操舵時における操舵トルクＴｒを負の値で示す。尚、本実施形態においては、トーションバーの捩れ角度をレゾルバにより検出するが、ＭＲセンサ等の他の回転角センサにより検出することもできる。
【００４０】
また、舵角センサ２２は、ステアリングシャフト１２における操舵トルクセンサ２１と減速ギヤ２５との中間位置に設けられ、舵角θｓを検出する。尚、後述する第２実施形態においては、舵角に関して、舵角センサ２２より検出した検出舵角と、車輪速に基づいて計算により推定した推定舵角とを用いるため、この舵角センサ２２により検出された舵角θｓを実舵角θｓと呼ぶ。舵角は、正負の値により操舵方向が識別され、例えば、右方向の舵角を正の値で、左方向の舵角を負の値で示す。本実施形態においては、舵角センサ２２は、ステアリングシャフト１２の回転角を検出するが、実舵角に対応する物理量であるモータ２０の回転角や左右前輪Ｗfl，Ｗfrの切れ角などを検出するように構成してもよい。また、ラックバー１４の軸線方向の変位ストロークを検出するように構成してもよい。
【００４１】
次に、アシストＥＣＵ１００について説明する。アシストＥＣＵ１００は、図２に示すように、モータ２０の目標制御量を演算し、演算された目標制御量に応じたスイッチ駆動信号を出力する電子制御回路５０と、電子制御回路５０から出力されたスイッチ駆動信号にしたがってモータ２０に通電するモータ駆動回路４０とを含んで構成される。
【００４２】
モータ２０としては、種々のものを採用することができる。例えば、ＤＣブラシレスモータを使用する場合には、モータ駆動回路４０としては３相インバータを使用すればよく、ブラシ付モータを使用する場合には、モータ駆動回路４０としてはＨブリッジ回路を使用するとよい。本実施形態においては、ＤＣブラシレスモータを使用するものとして説明する。
【００４３】
電子制御回路５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータと、各種の入出力インタフェースと、モータ駆動回路４０にスイッチ駆動信号を供給するスイッチ駆動回路等を備えている。
【００４４】
電子制御回路５０は、その機能に着目すると、目標アシストトルクＴａ＊を計算する目標アシストトルク計算部７０と、目標アシストトルクＴａ＊に応じた電流がモータ２０に流れるようにモータ通電量を計算してモータ通電量に応じたスイッチ駆動信号をモータ駆動回路４０に出力するモータ制御部６０とを備えている。各機能部における処理は、マイコンにより、それぞれ所定の短い周期で繰り返し実行される。
【００４５】
目標アシストトルク計算部７０は、正常時アシストトルク計算部７１と、異常時アシストトルク計算部８０と、異常検出部７２と、制御切替部７３とを備えている。正常時アシストトルク計算部７１は、異常検出部７２から出力される異常判定フラグＦfailを入力し、異常判定フラグＦfailが「０」である場合に、目標アシストトルクＴａ１を計算し、異常判定フラグＦfailが「１」である場合には、その計算処理を停止する演算ブロックである。異常時アシストトルク計算部８０は、異常検出部７２から出力される異常判定フラグＦfailを入力し、異常判定フラグＦfailが「１」である場合に、目標アシストトルクＴａ２を計算し、異常判定フラグＦfailが「０」である場合には、その計算処理を停止する演算ブロックである。
【００４６】
異常検出部７２は、操舵トルクセンサ２１の異常の有無を判定し、異常無しと判定している場合には、異常判定フラグＦfailを「０」に設定し、異常有りと判定している場合には、異常判定フラグＦfailを「１」に設定し、設定した異常判定フラグＦfailを正常時アシストトルク計算部７１と異常時アシストトルク計算部８０と制御切替部７３とに出力する。
【００４７】
制御切替部７３は、正常時アシストトルク計算部７１により計算された目標アシストトルクＴａ１と異常時アシストトルク計算部８０により計算された目標アシストトルクＴａ２とを入力して、異常判定フラグＦfailが「０」の場合には、目標アシストトルクＴａ１を選択し、異常判定フラグＦfailが「１」の場合には、目標アシストトルクＴａ２を選択する。そして、選択した目標アシストトルクＴａ１（またはＴａ２）を目標アシストトルクＴａ＊に設定して、目標アシストトルクＴａ＊をモータ制御部６０に出力する。
【００４８】
目標アシストトルク計算部７０の各機能部の詳細については後述する。
【００４９】
モータ制御部６０は、電流フィードバック制御部６１とＰＷＭ信号発生部６２とを備えている。電流フィードバック制御部６１は、制御切替部７３から出力された目標アシストトルクＴａ＊を入力し、目標アシストトルクＴａ＊をモータ２０のトルク定数で除算することにより、目標アシストトルクＴａ＊を発生させるために必要な目標電流Ｉ＊を計算する。そして、モータ駆動回路４０に設けられた電流センサ４１により検出されるモータ電流Ｉｍ（実電流Ｉｍと呼ぶ）を読み込み、目標電流Ｉ＊と実電流Ｉｍとの偏差を計算し、この偏差を使った比例積分制御により実電流Ｉｍが目標電流Ｉ＊に追従するように目標電圧Ｖ＊を計算する。そして、目標電圧Ｖ＊に対応したＰＷＭ制御信号（スイッチ駆動信号）をモータ駆動回路（インバータ）４０のスイッチング素子に出力する。これにより、モータ２０が駆動され、目標アシストトルクＴａ＊に追従したアシストトルクがステアリング機構１０に付与される。
【００５０】
尚、本実施形態においては、ＤＣブラシレスモータを使用しているため、電流フィードバック制御部６１は、モータ２０に設けたモータ回転角センサ２３により検出されるモータ回転角θｍを入力し、このモータ回転角θｍを電気角に変換して、電気角に基づいて目標電流の位相を制御する。
【００５１】
次に、目標アシストトルク計算部７０の各機能部について詳細説明する。正常時アシストトルク計算部７１は、車速センサ２４により検出される車速Ｖｘと、操舵トルクセンサ２１により検出される操舵トルクＴｒとを入力して、図３に示す正常時アシストマップを参照して目標アシストトルクＴａ１を計算する。正常時アシストマップは、正常時アシストトルク計算部７１に記憶されており、代表的な複数の車速Ｖｘごとに、操舵トルクＴｒと目標アシストトルクＴａ１との関係を設定した関係付けデータであり、操舵トルクＴｒの大きさ（絶対値）が大きくなるほど大きくなり、かつ、車速Ｖｘが大きくなるほど小さくなる目標アシストトルクＴａ１を設定する特性を有する。目標アシストトルクＴａ１は、操舵トルクＴｒの方向に働くように計算される。
【００５２】
尚、目標アシストトルクＴａ１の計算にあたっては、各種の補償トルクを目標アシストトルクＴａ１に付加するようにしてもよい。例えば、ステアリング機構１０における摩擦力分を補償する摩擦補償トルクを付加しても良い。また、摩擦分に加えて粘性分を補償する摩擦粘性補償トルクを付加するようにしてもよい。
【００５３】
正常時アシストトルク計算部７１は、異常検出部７２から出力される異常判定フラグＦfailが「０」である場合に、こうした計算処理を所定の短い周期で繰り返し実行し、計算結果である目標アシストトルクＴａ１を制御切替部７３に出力する。
【００５４】
異常検出部７２は、操舵トルクセンサ２１の異常の有無を判定する。操舵トルクセンサ２１は、ステアリングシャフト１２の途中に設けられたトーションバーの捩れ角度を検出することにより操舵トルクを計算できるようにしたもので、トーションバーの一端の回転角度と他端の回転角度との角度差から捩れ角度を検出する。操舵トルクセンサ２１は、回転角度を検出するためにレゾルバやＭＲセンサ等の回転角センサを備え、操舵トルクＴｒに対応する捩れ角度の計算値に加えて、回転角センサの検出信号もアシストＥＣＵ１００に出力する。尚、回転角センサの検出信号のみをアシストＥＣＵ１００に出力し、アシストＥＣＵ１００で操舵トルクを計算するようにしてもよい。
【００５５】
操舵トルクセンサ２１に設けられた回転角センサは、回転角に応じた電圧信号を出力する。従って、出力信号の電圧値が適正範囲から外れている場合には、回転角センサに断線や短絡が発生したと考えられる。また、例えば、レゾルバのように出力電圧が正弦波状に周期的に変化する回転角センサを使用している場合には、出力電圧が一定値に固定されている場合等においても、断線や短絡が発生したと考えられる。
【００５６】
異常検出部７２は、回転角センサの出力電圧に基づいて、上記のように操舵トルクセンサ２１の異常を検出する（異常の有無を判定する）。そして、操舵トルクセンサ２１の異常判定結果にしたがって、異常判定フラグＦfailを「１」（異常あり）または「０」（異常なし）に設定する。
【００５７】
次に、異常時アシストトルク計算部８０について説明する。上述した正常時アシストトルク計算部７１は、操舵トルクＴｒに基づいて目標アシストトルクＴａ１を計算するが、操舵トルクセンサ２１が故障した場合には、目標アシストトルクＴａ１を計算することができない。そこで、異常時アシストトルク計算部８０は、操舵トルクセンサ２１の異常が検出された場合に、正常時アシストトルク計算部７１に代わって、目標アシストトルクＴａ２を計算する。
【００５８】
異常時アシストトルク計算部８０については、２つの実施形態を説明する。
【００５９】
＜第１実施形態＞
異常時アシストトルク計算部８０は、図４に示すように、基本アシストトルク計算部８１と、アシスト制限計算部８２と、アシスト制限部８３とを備えている。基本アシストトルク計算部８１は、車速センサ２４により検出される車速Ｖｘと、舵角センサ２２により検出される実舵角θｓとを入力し、図５に示す異常時基本アシストマップを参照して、基本アシストトルクＴbaseを計算する。異常時基本アシストマップは、基本アシストトルク計算部８１に記憶されており、代表的な複数の車速Ｖｘごとに、実舵角θｓと基本アシストトルクＴbaseとの関係を設定した関係付けデータであり、実舵角θｓの大きさ（絶対値）が大きくなるほど大きくなり、かつ、車速Ｖｘが大きくなるほど大きくなる基本アシストトルクＴbaseを設定する特性を有する。基本アシストトルクＴbaseは、実舵角θｓと同じ符号に設定される。従って、実舵角θｓが右方向であれば、右操舵方向に働く基本アシストトルクＴbaseが設定され、実舵角θｓが左方向であれば、左操舵方向に働く基本アシストトルクＴbaseが設定される。基本アシストトルク計算部８１は、計算した基本アシストトルクＴbaseをアシスト制限部８３に出力する。
【００６０】
上述した基本アシストトルクＴbaseは、車両が舗装路面を走行することを想定して設定されるが、車両が砂利道を走行する場合等においては、タイヤの操舵方向に対する反力が低下してセルフアライニングトルク（以下、ＳＡＴと呼ぶ）が低下するため過剰な値となる。つまり、操舵アシストが必要以上に大きくなってしまう。こうした過アシスト状態になると操舵ハンドル１１を切り過ぎやすくなり操縦安定性が損なわれる。そこで、本実施形態においては、アシスト制限計算部８２とアシスト制限部８３とを備え、アシスト制限計算部８２が操舵アシストを制限する度合であるアシスト制限ゲインを設定し、アシスト制限部８３がアシスト制限ゲインに従って基本アシストトルクＴbaseを制限して過アシストを防止する。
【００６１】
アシスト制限計算部８２は、周波数強度計算部８２１と、ゲイン設定部８２２とから構成される。周波数強度計算部８２１は、左前輪車輪速センサ２６により検出される左前輪車輪速Ｖflと、右前輪車輪速センサ２７により検出される右前輪車輪速Ｖfrと、左後輪車輪速センサ２８により検出される左後輪車輪速Ｖrlと、右後輪車輪速センサ２９により検出される右後輪車輪速Ｖrrとを入力し、その車輪速Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrr（検出値）のうちの１つ、あるいは、複数を使って、車輪速に含まれるバネ下共振周波数付近（１０〜１５[Ｈｚ]）の周波数成分の大きさを計算する。
【００６２】
尚、バネ下共振周波数成分の大きさを計算するために用いる車輪速Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrrは、任意のものでよいため、周波数強度計算部８２１は、その計算に用いる車輪速のみを入力すればよい。ここでは、計算に用いる車輪速（検出値）を車輪速Ｖと呼ぶ。
【００６３】
車両が砂利道を走行する場合には、バネ下（サスペンションバネに対して車輪側部材：車輪および車輪を支持するアーム等の部材に相当する）がバネ下共振周波数付近の周波数で振動しやすい。この振動は、車輪速センサ２６〜２９により検出される車輪速Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrrにも現れる。従って、車輪速Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrrに含まれる周波数成分を解析して、バネ下共振周波数付近の周波数成分（バネ下共振周波数成分）の大きさが大きい場合には、砂利道等のＳＡＴが小さい路面を走行していると判定することができる。このことを利用して、アシスト制限計算部８２は、車輪速Ｖにおけるバネ下共振周波数成分の大きさが大きいほど操舵アシストを制限する（目標アシストトルクＴａ＊を小さくする）ためのアシスト制限ゲインを設定する。
【００６４】
この実施形態においては、周波数強度計算部８２１は、例えば、車輪速Ｖをサンプリング周期５．５[ｍｓ]で取得し、車輪速Ｖの１１．３[Ｈｚ]を中心とした周波数成分の大きさ（周波数強度）を以下のように計算する。
【００６５】
周波数強度計算部８２１は、まず、直近の３２（＝２５）点の車輪速データＶｋ（ｋ＝１，２，３，……，３１）を抽出する。続いて、車輪速データＶｋに窓関数Ｗｋを乗算する。ここで、乗算結果をｘｋとする。
ｘｋ＝Ｖｋ・Ｗｋ      （ｋ＝１，２，３，……，３１）
続いて、周波数強度計算部８２１は、ｘｋを用いて次式を使って、ＦＦＴ演算（高速フーリエ変換：Fast  Fourier  Transform）を実施する。
【数１】
2013147175.tif 000003
【００６６】
車輪速Ｖの１１．３[Ｈｚ]を中心とした周波数強度をＦ２とすると、周波数強度Ｆ２は、上記式における実部ｆ２ｒと虚部ｆ２ｉの二乗和の平方根となる。ここでは、平方根の演算負担を軽くするために、周波数強度Ｆ２の二乗を周波数強度として取り扱うこととする。従って、周波数強度Ｆ２２は次式にて表される。
Ｆ２２＝ｆ２ｒ２＋ｆ２ｉ２
【００６７】
続いて、周波数強度計算部８２１は、次式のように、周波数強度Ｆ２２を現在の車輪速Ｖ３１で除算することにより周波数強度を正規化した正規化値Ｎｌを求める。
Ｎｌ＝Ｆ２２／Ｖ３１２
【００６８】
周波数強度計算部８２１は、更に、次式のように、直近３２点の正規化値Ｎｌを足し合わせて１次ローパスフィルタ処理を行うことにより評価値Ｅを求める。
【数２】
2013147175.tif 000004
ここでｓはラプラス演算子を表し、Ｔはローパスフィルタの時定数を表す。
【００６９】
車両が砂利道を走行する場合には、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）が低下する。このとき、タイヤの接地荷重が変動して車輪（バネ下）が振動するため、車輪速Ｖの周波数成分におけるバネ下共振周波数成分の大きさが増大する。従って、周波数強度Ｆ２２が大きくなるほどＳＡＴが低下した路面を走行していると推定することができる。そこで、本実施形態においては、周波数強度Ｆ２２の大きさを評価できる評価値Ｅを求めることにより、この評価値ＥによりＳＡＴの低下レベルを推定できるようにしている。つまり、評価値Ｅが大きいほどＳＡＴが大きく低下していると推定できるようにしている。従って、評価値Ｅは、周波数強度Ｆ２２の大きさを表す周波数強度評価値であるとともにＳＡＴの低下レベルを表すＳＡＴ低下評価値でもある。
【００７０】
周波数強度計算部８２１は、評価値Ｅをゲイン設定部８２２に出力する。ゲイン設定部８２２は、評価値Ｅを入力し、図６に示すゲインマップを参照して、アシスト制限ゲインＫを計算する。ゲインマップは、ゲイン設定部８２２に記憶されており、評価値Ｅが基準値Ｅref以下となる範囲においては、アシスト制限ゲインＫを１に設定し（Ｋ＝１．０）、評価値Ｅが基準値Ｅrefを超える範囲において、評価値Ｅが大きくなるほど小さくなるアシスト制限ゲインＫを設定する特性を有している。ゲイン設定部８２２は、計算したアシスト制限ゲインＫをアシスト制限部８３に出力する。
【００７１】
アシスト制限部８３は、基本アシストトルク計算部８１から出力された基本アシストトルクＴbaseと、アシスト制限計算部８２から出力されたアシスト制限ゲインＫを入力し、基本アシストトルクＴbaseにアシスト制限ゲインＫを乗算することにより、目標アシストトルクＴａ２を求める（Ｔａ２＝Ｋ×Ｔbase）。アシスト制限部８３は、その計算結果である目標アシストトルクＴａ２を制御切替部７３に出力する。
【００７２】
この電動パワーステアリング装置１によれば、操舵トルクセンサ２１が故障した場合であっても、正常時アシストトルク計算部７１に代わって異常時アシストトルク計算部８０が目標アシストトルクＴａ＊を計算するため、操舵アシストを継続することができる。この場合、異常時アシストトルク計算部８０においては、車速Ｖｘと実舵角θｓとに基づいて基本アシストトルクＴbaseを計算するとともに、車輪速Ｖにおけるバネ下共振周波数成分の大きさを表す評価値Ｅを計算する。そして、評価値Ｅに基づいて設定したアシスト制限ゲインＫを基本アシストトルクＴbaseに乗算することで、評価値Ｅが大きくなるにしたがって操舵アシストが小さくなるような目標アシストトルクＴａ＊を計算する。これにより、ＳＡＴの低下している状況を検出して操舵アシストを制限することができる。従って、過アシストによる操舵ハンドル１１の切り過ぎを防止して良好な操縦安定性を維持することができる。この結果、従って、車両が砂利道を走行する場合であっても安全に走行することができる。
【００７３】
また、操舵トルクセンサ２１の故障時におけるアシスト制御においては、ＳＡＴの低下による過アシストを想定した場合、目標アシストトルクをあまり大きくできないが、本実施形態においては、ＳＡＴ低下を適正に検出することができるため、基本アシストトルクＴbaseを大きめに設定することができ、操舵フィーリングが良好になる。
【００７４】
ここで、周波数強度Ｆ２２の計算（評価値Ｅの計算）に用いる車輪速Ｖについて説明する。車輪速Ｖは、４輪の車輪速Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrrの任意のものを使うことができるが、前輪の車輪速である左前輪車輪速Ｖflまたは右前輪車輪速Ｖfrを優先的に使用することが好ましい。その理由は、前輪が操舵アシストを行う転舵輪であること、および、車両が前方に走行する場合には前輪から先に砂利道等の悪路に進入するため早くＳＡＴの低下を検出できるからである。
【００７５】
＜評価値の計算例１＞
前輪の車輪速Ｖfl，Ｖfrを入力値として使用する場合、例えば、周波数強度計算部８２１は、左前輪車輪速Ｖflを使って評価値Ｅを計算するとともに（この計算された評価値を左前輪評価値Ｅflと呼ぶ）、右前輪車輪速Ｖfrを使って評価値Ｅを計算し（この計算された評価値を右前輪評価値Ｅfrと呼ぶ）、左前輪評価値Ｅflと右前輪評価値Ｅfrとのうち、大きな値となる評価値Ｅ、つまり、アシスト制限を厳しくする側（アシスト制御ゲインＫを小さくする側）の評価値Ｅを選択するとよい。
【００７６】
＜評価値の計算例２＞
前輪の車輪速Ｖfl，Ｖfrを入力値として使用する場合、例えば、周波数強度計算部８２１は、左前輪車輪速Ｖflを使って計算した周波数強度Ｆ２２と、右前輪車輪速Ｖfrを使って計算した周波数強度Ｆ２２とを比較し、大きい方の値となる周波数強度Ｆ２２を選択して、その選択した周波数強度Ｆ２２を使って評価値Ｅを計算する。この計算例２であっても、上述の計算例１と同様に、アシスト制限を厳しくする側の評価値Ｅが得られる。この計算例２においては、周波数強度計算部８２１における演算負担を低減することができる。
【００７７】
＜評価値の計算例３＞
前輪の車輪速Ｖfl，Ｖfrを入力値として使用する場合、例えば、周波数強度計算部８２１は、左前輪車輪速Ｖflの波形振幅と、右前輪車輪速Ｖfrの波形振幅とを計算し、計算した波形振幅が大きい方の車輪速を選択する。そして、選択した車輪速Ｖを使って評価値Ｅを計算する。この計算例３においては、荒れている側の路面に接地している車輪の車輪速を使って評価値Ｅを計算する、つまり、ＳＡＴが低い側の車輪の車輪速を使って評価値Ｅを計算するため、上記計算例１，２と同様に、アシスト制限を厳しくする側の評価値Ｅが得られることになる。この計算例３においては、周波数強度および評価値の計算が１輪分で済むため、周波数強度計算部８２１における演算負担を低減することができる。
【００７８】
＜第２実施形態＞
次に、異常時アシストトルク計算部８０の第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、車輪のスリップ状態を検出し、スリップの程度が大きいほど操舵アシストの制限を厳しくする（目標アシストトルクＴａ＊を小さくする）機能を追加したものである。第２実施形態にかかる異常時アシストトルク計算部８０は、図７に示すように、第１実施形態の構成に、更に、第２アシスト制限計算部８４とゲイン選択部８５とを設けたもので、他の構成は第１実施形態と同一である。以下、第１実施形態と同様なアシスト制限計算部８２を第１アシスト制限計算部８２と呼び、ゲイン設定部８２２を第１ゲイン設定部８２２とよび、第１ゲイン設定部８２２により出力されるアシスト制限ゲインＫを第１アシスト制限ゲインＫ１と呼ぶ。第１実施形態と同一の構成については、図面に第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７９】
第２アシスト制限計算部８４は、推定舵角計算部８４１と、舵角偏差計算部８４２と、ゲイン設定部８４３とを備えている。推定舵角計算部８４１は、左前輪車輪速センサ２６により検出される左前輪車輪速Ｖflと、右前輪車輪速センサ２７により検出される右前輪車輪速Ｖfrと、左後輪車輪速センサ２８により検出される左後輪車輪速Ｖrlと、右後輪車輪速センサ２９により検出される右後輪車輪速Ｖrrとを入力し、二通りの推定舵角を計算する。この二通りの推定舵角の一つは、左前輪車輪速Ｖflと右前輪車輪速Ｖfrとから計算される推定舵角θｆであり、他の一つは、左後輪車輪速Ｖrlと右後輪車輪速Ｖrrとから計算される推定舵角θｒである。以下、推定舵角θｆを前輪側推定舵角θｆと呼び、推定舵角θｒを後輪側推定舵角θｒと呼ぶ。
【００８０】
前輪側推定舵角θｆは、次式（１）により計算され、後輪側推定舵角θｒは、次式（２）により計算される。ここでは、前輪側推定舵角θｆ，後輪側推定舵角θｒは、ステアリングシャフト回りに換算した舵角としている。
【数３】
2013147175.tif 000005
ここで、Ｇは予め設定されている舵角換算用のギヤ比（オーバーオールギヤ比）を表し、ａは左右後輪Ｗrl，Ｗrrのトレッド、ｂは車両のホイールベースを表す（図８参照）。
【００８１】
車輪速センサ２６〜２９により検出される車輪速Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrrにはノイズが含まれているため、推定舵角計算部８４１は、車輪速Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrrあるいは推定舵角θｆ，θｒに対してノイズ除去フィルタ処理を行うようにするとよい。
【００８２】
推定舵角計算部８４１は、計算した前輪側推定舵角θｆと後輪側推定舵角θｒとを舵角偏差計算部８４２に出力する。舵角偏差計算部８４２は、舵角センサ２２により検出される実舵角θｓと、前輪側推定舵角θｆと、後輪側推定舵角θｒとを入力し、実舵角θｓの絶対値｜θｓ｜と前輪側推定舵角θｆの絶対値｜θｆ｜との偏差である前輪側舵角偏差Δθfs（＝｜｜θｓ｜−｜θｆ｜｜）と、実舵角θｓの絶対値｜θｓ｜と後輪側推定舵角θｒの絶対値｜θｒ｜との偏差である後輪側舵角偏差Δθrs（＝｜｜θｓ｜−｜θｒ｜｜）とを計算する。
【００８３】
前後左右輪の何れかにスリップが発生していると、前後左右輪の旋回中心は同一とならなくなり、その結果、前輪側舵角偏差Δθfsおよび後輪側舵角偏差Δθrsが大きくなる。これにより、この前輪側舵角偏差Δθfs、後輪側舵角偏差Δθrsが大きいほどスリップの程度が大きいと判断することができる。従って、前輪側舵角偏差Δθfs、あるいは、後輪側舵角偏差Δθrsは、車輪のスリップの程度を表すスリップ評価値として使用することができる。
【００８４】
舵角偏差計算部８４２は、前輪側舵角偏差Δθfsと後輪側舵角偏差Δθrsとのうち、大きな値となる方を舵角偏差Δθに設定して第２ゲイン設定部８４３に出力する。あるいは、前輪側舵角偏差Δθfsと後輪側舵角偏差Δθrsとの平均値（（Δθfs＋Δθrs）／２）を計算し、その平均値を舵角偏差Δθに設定して第２ゲイン設定部８４３に出力するようにしてもよい。
【００８５】
第２ゲイン設定部８４３は、舵角偏差計算部８４２から出力された舵角偏差Δθを入力し、図９に示すゲインマップを参照して、舵角偏差Δθに対応する第２アシスト制限ゲインＫ２を計算する。ゲインマップは、第２ゲイン設定部８４３に記憶されており、舵角偏差Δθが基準値Δθref以下となる範囲においては、第２アシスト制限ゲインＫ２を１に設定し（Ｋ２＝１．０）、舵角偏差Δθが基準値Δθrefを超える範囲において、舵角偏差Δθが大きくなるほど小さくなる第２アシスト制限ゲインＫ２を設定する特性を有している。第２ゲイン設定部８４３は、計算した第２アシスト制限ゲインＫ２をゲイン選択部８５に出力する。
【００８６】
車輪がスリップしているときには、スリップしていないときと同じ力で操舵アシストを行うと過アシストとなり、操舵ハンドル１１を切り過ぎやすくなってしまい、スリップを助長してしまうことにもなる。そこで、第２ゲイン設定部８４３においては、車輪のスリップの指標を表す舵角偏差Δθが基準値Δθrefを超える場合には、舵角偏差Δθが大きいほど第２アシスト制限ゲインＫ２を小さな値に設定することにより、操舵アシストを制限できるようにしている。
【００８７】
ゲイン選択部８５は、第１アシスト制限計算部８２から出力された第１アシスト制限ゲインＫ１と、第２アシスト制限計算部８４から出力された第２アシスト制限ゲインＫ２とを入力し、第１アシスト制限ゲインＫ１と第２アシスト制限ゲインＫ２とを比較して小さい方のアシスト制限ゲインを選択する。つまり、ゲイン選択部８５は、アシスト制限を厳しくする（目標アシストトルクＴａ＊を小さくする）方のアシスト制限ゲイン（Ｋ１またはＫ２）を選択する。ゲイン選択部８５は、選択したアシスト制限ゲインをアシスト制限ゲインＫに設定してアシスト制限部８３に出力する。
【００８８】
この第２実施形態によれば、バネ下共振周波数成分の大きさを表す評価値Ｅに基づいてＳＡＴの低下を検出して操舵アシストを制限するだけでなく、舵角偏差Δθに基づいて車輪のスリップを検出して操舵アシストを制限することができる。例えば、砂利道を走行している場合には、車輪がスリップしていなくても評価値Ｅが大きくなるため（第１アシスト制限ゲインＫ１が小さくなるため）、この評価値Ｅに基づいて操舵アシストを制限することができる。また、車輪がスリップしている場合には、仮に評価値Ｅが小さい値を示していても、舵角偏差Δθが大きな値となって第２アシスト制限ゲインＫ２が小さくなるため、この舵角偏差Δθに基づいて操舵アシストを制限することができる。
【００８９】
このように、第２実施形態においては、車輪速Ｖにおけるバネ下共振周波数成分の増加に伴って目標操舵アシスト制御量が小さくなるように、かつ、舵角偏差Δθの増加に伴って目標操舵アシスト制御量が小さくなるように目標操舵アシスト制御量を制限するため、操舵ハンドル１１の切り過ぎを防止して操縦安定性を維持するとともに、仮にスリップが発生しても、そのスリップを助長することなく解消することができる。
【００９０】
しかも、舵角偏差Δθの計算にあたっては、推定舵角θｆ，θｒ同士の偏差を用いずに、実舵角θｓと推定舵角θｆ，θｒとの偏差を用いているため、推定舵角θｆ，θｒに含まれる誤差の影響が少なく、適切にスリップ状態を検出することができる。これにより、車輪のスリップを適切に解消させることができる。
【００９１】
また、舵角偏差計算部８４２は、２通りの舵角偏差（Δθfs，Δθrs）を使って舵角偏差Δθを設定するため、所望のレベルにて操舵アシストを制限することができる。例えば、前輪側舵角偏差Δθfsと後輪側舵角偏差Δθrsとのうち、大きな値となる方を舵角偏差Δθに設定した場合には、操舵アシストの制限度合を厳しい側に設定することができ、平均値（（Δθfs＋Δθrs）／２）を舵角偏差Δθに設定した場合には、左右輪のスリップ状態を加味した操舵アシストの制限を行うことができる。
【００９２】
また、操舵トルクセンサ２１の故障時におけるアシスト制御においては、過アシストによるスリップの発生を想定した場合、目標アシストトルクをあまり大きくできないが、本実施形態においては、スリップを適正に検出することができるため、基本アシストトルクＴbaseを大きめに設定することができ、操舵フィーリングが良好になる。
【００９３】
また、第１アシスト制限計算部８２と第２アシスト制限計算部８４とにおいては、ともに共通の車輪速を用いてアシスト制限ゲインを設定する構成であるため、センサを共用することができ低コストにて実施することができる。
【００９４】
尚、この第２実施形態においては、２つの推定舵角θｆ，θｒを計算し、この２つの推定舵角θｆ，θｒに基づいて、それぞれ舵角偏差Δθfs，Δθrsを計算する構成であるが、何れか一方だけを計算するように構成するようにしてもよい。例えば、推定舵角計算部８４１においては前輪側推定舵角θｆのみを計算し、舵角偏差計算部８４２においては前輪側舵角偏差Δθfsのみを計算し、その前輪側舵角偏差Δθfsを舵角偏差Δθに設定するようにしてもよい。あるいは、推定舵角計算部８４１においては後輪側推定舵角θｒのみを計算し、舵角偏差計算部８４２においては後輪側舵角偏差Δθrsのみを計算し、その後輪側舵角偏差Δθrsを舵角偏差Δθに設定するようにしてもよい。
【００９５】
次に、上記２つの実施形態に適用できる変形例について説明する。
【００９６】
＜第１変形例＞
上記各実施形態においては、操舵アシストを制限する手法として、基本アシストトルクＴbaseにアシスト制限ゲインＫを乗じるようにしている。しかし、操舵アシストの制限については、目標アシストトルクＴａ＊の上限値を低減させることにより実施することもできる。例えば、ゲイン設定部８２２，８４３の処理を以下のように変更する。尚、この処理は、アシスト制限ゲインを設定する処理ではなく、目標アシストトルクＴａ＊の上限値を設定する処理であるため、以下、ゲイン設定部８２２，８４３を上限値設定部８２２，８４３と呼び、ゲイン選択部８５を上限値選択部８５と呼ぶ。
【００９７】
この第１変形例を第１実施形態に適用した場合、上限値設定部８２２は、図１０に示す上限値マップを記憶し、この上限値マップを参照して、評価値Ｅに対応する上限値Ｔlimを計算する。この上限値マップは、評価値Ｅが基準値Ｅref以下となる範囲においては、目標アシストトルクＴａ＊の上限値Ｔａlimを基本上限値Ｔａlim０に設定し、評価値Ｅが基準値Ｅrefを超える範囲において、評価値Ｅが大きくなるほど小さくなる上限値Ｔａlimを設定する特性を有している。上限値設定部８２２は、計算結果である上限値Ｔａlimをアシスト制限部８３に出力する。
【００９８】
アシスト制限部８３は、基本アシストトルクＴbaseと上限値Ｔａlimとを比較し、基本アシストトルクＴbaseが上限値Ｔａlimを越えない場合には、基本アシストトルクＴbaseを目標アシストトルクＴａ２に設定し（Ｔａ２←Ｔbase）、基本アシストトルクＴbaseが上限値Ｔａlimを越えている場合には、上限値Ｔａlimを目標アシストトルクＴａ２に設定する（Ｔａ２←Ｔａlim）。従って、評価値Ｅに応じて適切に操舵アシストを制限することができる。
【００９９】
また、この第１変形例を第２実施形態に適用した場合、上限値設定部８２２は、上記のように設定した上限値Ｔａlimを上限値選択部８５に出力する。一方、上限値設定部８４３は、図１１に示す上限値マップを記憶し、この上限値マップを参照して、舵角偏差Δθに対応する上限値Ｔlimを計算する。この上限値マップは、舵角偏差Δθが基準値Δθref以下となる範囲においては、目標アシストトルクＴａ＊の上限値Ｔａlimを基本上限値Ｔａlim０に設定し、舵角偏差Δθが基準値Δθrefを超える範囲において、舵角偏差Δθが大きくなるほど小さくなる上限値Ｔａlimを設定する特性を有している。上限値設定部８４３は、計算結果である上限値Ｔａlimを上限値選択部８５に出力する。
【０１００】
上限値選択部８５は、上限値設定部８２２から出力された上限値Ｔａlimと、上限値設定部８４３から出力された上限値Ｔａlimとを入力し、値が小さい方の上限値Ｔａlimを選択してアシスト制限部８３に出力する。アシスト制限部８３は、上述したように基本アシストトルクＴbaseが上限値Ｔａlimを超えないように制限する。従って、評価値Ｅおよび舵角偏差Δθに応じて適切に操舵アシストを制限することができる。
【０１０１】
＜第２変形例＞
この第２変形例においては、アシスト制限ゲインＫを車速に応じて可変にする機能を追加したものである。異常時アシストトルク計算部８０は、図１２に示すように、車速可変係数乗算部８６を備えている。車速可変係数乗算部８６は、ゲイン設定部８２２あるいは第２ゲイン設定部８４３あるいはゲイン選択部８５により計算されたアシスト制限ゲインＫと、車速センサ２４に検出された車速Ｖｘとを入力する。車速可変係数乗算部８６は、図１３に示す車速ゲインマップを記憶しており、車速ゲインマップを参照して、車速Ｖｘに応じた車速ゲインＫｖを計算する。車速ゲインマップは、車速Ｖｘが基準値Ｖref以下となる範囲においては、車速ゲインＫｖを一定の基準値Ｋｖ０に設定し、車速Ｖｘが基準値Ｖrefを超える範囲において、車速Ｖｘが大きくなるほど小さくなる車速ゲインＫｖを設定する特性を有している。
【０１０２】
車速可変係数乗算部８６は、入力したアシスト制限ゲインＫに車速ゲインＫｖを乗算した値をアシスト制限ゲインＫに設定する（Ｋ←Ｋｖ・Ｋ）。例えば、この変形例を第１実施形態に適用した場合には、ゲイン設定部８２２の出力するアシスト制限ゲインＫを車速可変して（アシスト制限ゲインＫに車速ゲインＫｖを乗算して）アシスト制限部８３に出力する。また、この変形例を第２実施形態に適用した場合には、第１ゲイン設定部８２２の出力する第１アシスト制限ゲインＫ１を車速可変してゲイン選択部８５に出力する。あるいは、第２ゲイン設定部８４３の出力する第２アシスト制限ゲインＫ２を車速可変してゲイン選択部８５に出力する。あるいは、ゲイン選択部８５の出力するアシスト制限ゲインＫを車速可変してアシスト制限部８３に出力する。
【０１０３】
セルフアライニングトルクが低下している場合には、操舵アシストを制限する必要があるが、低速走行時においては、高速走行時ほど大きな操舵アシストの制限を必要としない。そこで、第２変形例においては、車速ゲインＫｖを使ってアシスト制限を補正することにより、高速走行時に比べて低速走行時における目標操舵アシスト制御量の制限を緩める。これにより、低速走行時の過剰なアシスト制限を回避することができる。
【０１０４】
尚、この第２変形例においては、アシスト制限ゲインＫに車速ゲインＫｖを乗算してアシスト制限を補正しているが、第１変形例を組み合わせて、上限値Ｔlimに車速ゲインＫｖを乗算してアシスト制限を補正するようにしてもよい（Ｔlim←Ｋｖ・Ｔlim）。
【０１０５】
＜第３変形例＞
上述した各実施形態においては、評価値Ｅあるいは舵角偏差Δθに応じて設定されるアシスト制限ゲインＫを使って操舵アシストを制限している。このため、例えば、アシスト制限ゲインＫがゼロ（Ｋ＝０）の状態、つまり、操舵アシストを停止している状態から、評価値Ｅあるいは舵角偏差Δθが急に少なくなってアシスト制限ゲインＫが急に増加することがある。このとき、操舵操作中であると、操舵アシストの変化によりドライバーに違和感を与えてしまう。そこで、第３変形例においては、アシスト制限ゲインＫが一旦ゼロにまで低下した場合には、その後ゲインマップで設定されるアシスト制限ゲインＫが増加しても、少なくとも設定時間だけはアシスト制限ゲインＫをゼロに維持し、基本アシストトルクＴbaseがゼロに戻ったタイミングでアシスト制限トルクを通常値（ゲインマップによる値）に復帰させる処理を加えたものである。
【０１０６】
図１４は、ゲイン設定部８２２が行うゲイン復帰処理ルーチンを表すフローチャートである。尚、ここでは、第１実施形態に適用した変形例について説明するが、第２実施形態の第１ゲイン設定部８２２あるいは第２ゲイン設定部８４３においても同様に適用することができる。ゲイン設定部８２２（８４３）は、上述したようにゲインマップを参照して評価値Ｅ（舵角偏差Δθ）に応じたアシスト制限ゲインＫを計算するとともに、このゲイン復帰処理ルーチンを所定の短い周期で繰り返し実行する。
【０１０７】
ゲイン設定部８２２は、ステップＳ１１において、直前回（１演算周期前）に計算したアシスト制限ゲインＫ(n-1)がゼロであり、かつ、今回、ゲインマップを参照して計算したアシスト制限ゲインＫ(n)がゼロでないか否かを判断する。つまり、操舵アシストを停止させている状態（Ｋ＝０）から、評価値Ｅが減少して復帰状態（０＜Ｋ＜１）に移行したか否かを判断する。ゲイン設定部８２２は、ステップＳ１１の条件が満たされていない場合には、本ルーチンを一旦終了する。この場合、ゲイン設定部８２２は、アシスト制限ゲインＫ(n)をアシスト制限部８３に出力する。
【０１０８】
ゲイン設定部８２２は、こうした処理を繰り返し、ステップＳ１１において「Ｙｅｓ」と判断すると、続くステップＳ１２において、設定時間継続されたか否かを判断する。つまり、ステップＳ１１において最初に「Ｙｅｓ」と判断されてから、設定時間のあいだ継続して「Ｙｅｓ」と判断されているか否かを判断する。設定時間継続していない場合は（Ｓ１２：Ｎｏ）、ステップＳ１３において、アシスト制限ゲインＫ(n)をゼロに設定して本ルーチンを一旦終了する。つまり、ゲインマップから算出されるアシスト制限ゲインＫ(n)はゼロにならないが、強制的にアシスト制限ゲインＫ(n)をゼロに設定する。従って、アシスト制限部８３には、ゼロに設定されたアシスト制限ゲインＫ(n)が出力される。従って、まだ操舵アシストは再開されない。
【０１０９】
ゲイン設定部８２２は、こうした処理を繰り返す。そして、ステップＳ１２において、「Ｙｅｓ」と判断された場合には、ステップＳ１４において、基本アシストトルクＴbaseがゼロ（Ｔbase＝０）であるか否かを判断する。基本アシストトルクＴbaseがゼロでない場合は、ステップＳ１３において、強制的にアシスト制限ゲインＫ(n)をゼロに設定する。従って、まだ操舵アシストは、再開されない。
【０１１０】
一方、基本アシストトルクＴbaseがゼロである場合は、ステップＳ１５において、ゲインマップから算出される値をアシスト制限ゲインＫ(n)に設定する。つまり、この時点になって、ゲインマップを参照して計算されるアシスト制限ゲインＫ(n)が採用される。従って、アシスト制限部８３は、このアシスト制限ゲインＫ(n)に応じたアシスト制限を行う。
【０１１１】
このように第３変形例によれば、評価値Ｅ（舵角偏差Δθ）が増加して操舵アシストを停止した（Ｋ＝０）後は、少なくとも設定時間だけは操舵アシスト停止状態を維持するという第１条件、および、基本アシストトルクＴbaseがゼロであるという第２条件の２つを満足しないあいだは、アシスト制限ゲインＫを強制的にゼロに維持して操舵アシストを停止する。そして、上記２つの条件を満足したときに、アシスト制限ゲインＫの設定方法を通常時のものに戻して、評価値Ｅ（舵角偏差Δθ）に応じた値に設定する。従って、ＳＡＴが通常値に戻ったとき、あるいは、スリップ状態が解除されたときであっても、急に操舵アシストが変動することがなくドライバーに違和感を与えない。
【０１１２】
尚、この第３変形例においては、２つの条件を設定しているが、第１条件だけ、あるいは、第２条件だけを設定してもよい。また、アシスト制限ゲインＫや基本アシストトルクＴbaseにおける「ゼロ」とは完全なゼロのみを意味しているのではなく、実質的なゼロ、つまり、ゼロとみなせる程度のゼロ近傍値を含むものである。
【０１１３】
＜第４変形例＞
評価値Ｅあるいは舵角偏差Δθが増加しているときには、早く操舵アシストを低下させるとスリップ防止効果あるいはスリップ解消効果を高めることができる。また、評価値Ｅあるいは舵角偏差Δθが減少しているときには、ゆっくり操舵アシストを復帰（増加）させたほうが、トルク変動による操舵違和感を低減することができる。そこで、第４変形例においては、評価値Ｅあるいは舵角偏差Δθの変動幅に対するアシスト制限ゲインＫの変動幅を、評価値Ｅあるいは舵角偏差Δθが増加しているときと減少しているときとで異なるように設定する。
【０１１４】
図１５は、ゲイン設定部８２２が行うアシスト制限ゲイン設定ルーチンを表すフローチャートである。尚、ここでは、第１実施形態に適用した変形例について説明するが、第２実施形態の第１ゲイン設定部８２２あるいは第２ゲイン設定部８４３においても同様に適用することができる。ゲイン設定部８２２（８４３）は、上述したようにゲインマップを参照して評価値Ｅ（舵角偏差Δθ）に応じたアシスト制限ゲインＫを計算するとともに、このゲイン復帰処理ルーチンを所定の短い周期で繰り返し実行する。
【０１１５】
ゲイン設定部８２２は、ステップＳ２１において、直前回（１演算周期前）に計算したアシスト制限ゲインＫ(n-1)が１では無いか否かを判断する。アシスト制限ゲインＫ(n-1)が１である場合（Ｋ(n-1)＝１．０）には、ステップＳ２２において、ゲインマップを参照して、評価値Ｅ(n)に基づいてアシスト制限ゲインＫ(n)を設定して本ルーチンを一旦終了する。こうした処理が繰り返され、評価値Ｅが増加して、ステップＳ２１の判断が「Ｎｏ」となると、つまり、直前回（１演算周期前）に計算したアシスト制限ゲインＫ(n-1)が１では無くなると、ゲイン設定部８２２は、ステップＳ２３において、周波数強度計算部８２１で今回計算された評価値Ｅ(n)から直前回（１演算周期前）計算された評価値Ｅ(n-1)を引いた値（Ｅ(n)−Ｅ(n-1)）が正の値であるか否かを判断する。つまり、評価値Ｅが増加しているか否かを判断する。
【０１１６】
ゲイン設定部８２２は、ステップＳ２３において、「Ｙｅｓ」、つまり、評価値Ｅが増加していると判断した場合には、ステップＳ２４において、変化勾配αを第１変化勾配α１に設定し、逆に、ステップＳ２３において、「Ｎｏ」、つまり、評価値Ｅが減少していると判断した場合（変化していない場合も含む）には、ステップＳ２５において、変化勾配αを第２変化勾配α２に設定する。
【０１１７】
第１変化勾配α１は、図１６に示すように、アシスト制限ゲインＫを減少させるときの減少度合、つまり、評価値Ｅの増加幅に対するアシスト制限ゲインＫの減少幅の比を表し、第２変化勾配α２は、アシスト制限ゲインＫを増加させるときの増加度合、つまり、評価値Ｅの減少幅に対するアシスト制限ゲインＫの増加幅の比を表す。この場合、第１変化勾配α１は、第２変化勾配α２よりも大きな値に設定されている。
【０１１８】
続いて、ゲイン設定部８２２は、ステップＳ２６において、直前回に計算されたアシスト制限ゲインＫ(n-1)から、評価値Ｅの1演算周期あたりの変化量（Ｅ(n)−Ｅ(n-1)）に変化勾配αを乗算した値を引くことにより、今回の演算周期におけるアシスト制限ゲインＫ(n)を計算する。計算式で表せば、次式の通りである。
Ｋ(n)＝Ｋ(n-1)−α（Ｅ(n)−Ｅ(n-1)）
【０１１９】
ステップＳ２６で計算されたアシスト制限ゲインＫ(n)が０〜１．０の範囲に入らなくなることも考えられるため、ゲイン設定部８２２は、ステップＳ２７〜Ｓ３０の処理を実行する。ゲイン設定部８２２は、ステップＳ２７において、上記計算結果であるアシスト制限ゲインＫ(n)が負の値になっているか否かを判断し、負の値である場合には、ステップＳ２８において、アシスト制限ゲインＫ(n)をゼロに設定する（Ｋ(n)＝０）。また、負の値でなければ、ステップＳ２９において、アシスト制限ゲインＫ(n)が１より大きな値になっているかを判断し、１より大きな値である場合には、ステップＳ３０において、アシスト制限ゲインＫ(n)を１に設定する（Ｋ(n)＝１．０）。アシスト制限ゲインＫ(n)が０〜１．０の範囲に入っている場合（Ｓ２７：Ｎｏ）、アシスト制限ゲインＫ(n)をステップＳ２６で計算された値とする。
【０１２０】
ゲイン設定部８２２は、こうしてアシスト制限ゲインＫ(n)を設定すると本ルーチンを一旦終了する。そして、所定の短い周期で同様の処理を繰り返す。
【０１２１】
尚、この第４変形例を第２ゲイン設定部８４３に適用した場合には、ステップＳ２３およびステップＳ２６における評価値Ｅ(n)，Ｅ(n-1)を舵角偏差Δθ(n)，Δθ(n-1)に置き換えればよい。
【０１２２】
この第４変形例によれば、評価値Ｅあるいは舵角偏差Δθが増加している場合には、減少している場合に比べて、アシスト制限を変化させる度合（変化速度）を大きくする。従って、ＳＡＴの低下が検出されたとき、あるいは、スリップの発生が検出されたときには、素早く操舵アシストを制限することができ、ＳＡＴが回復してきたとき、あるいは、スリップが解消されてきたときには、ゆっくりと操舵アシストの制限を緩めることができる。このため、スリップの防止あるいは解消と、操舵違和感の低減とを両立させることができる。
【０１２３】
また、第４変形例の変形例として、例えば、第１変化勾配α１に関して、評価値Ｅの増加率Ｅ’（単位時間あたりの増加量：Ｅ(n)−Ｅ(n-1)）が大きいほど、第１変化勾配α１が大きくなるように設定するようにしてもよい。この場合、例えば、ゲイン設定部８２２は、図１７に示すような変化勾配マップを記憶し、この変化勾配マップを参照して、評価値Ｅの増加率Ｅ’が大きくなるにしたがって増加する第１変化勾配α１を設定するようにすればよい。
【０１２４】
尚、第２ゲイン設定部８４３に適用した場合には、舵角偏差Δθの増加率Δθ’（単位時間あたりの増加量：Δθ(n)−Δθ(n-1)）が大きいほど、第１変化勾配α１が大きくなるように設定するようにすればよい。この場合、ゲイン設定部８４３は、図１７の横軸を舵角偏差Δθの増加率Δθ’とした変化勾配マップを記憶し、この変化勾配マップを参照して、舵角偏差Δθの増加率Δθ’が大きくなるにしたがって増加する第１変化勾配α１を設定するようにすればよい。
【０１２５】
これによれば、評価値Ｅの増加率Ｅ’あるいは舵角偏差Δθの増加率Δθ’によってもアシスト制御ゲインＫが変更されるため、ＳＡＴの低下開始に対して、あるいは、車輪のスリップ開始に対して、素早く操舵アシストを制限することができる。このため、車輪のスリップ防止効果、スリップ解消効果を一層高めることができる。
【０１２６】
以上、２つの実施形態および変形例にかかる電動パワーステアリング装置１について説明したが、本発明は上記実施形態および変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【０１２７】
例えば、変形例を複数組み合わせることもできる。例えば、第３変形例および第４変形例においては、アシスト制限ゲインＫを使って操舵アシストの制限を行っているが、第１変形例を組み合わせて、上限値Ｔlimを使って操舵アシストの制限を行うようにすることもできる。この場合には、アシスト制限ゲインＫ(n)，Ｋ(n-1)に代えて上限値Ｔlim(n)，Ｔlim(n-1)を用いればよい。また、「Ｋ＝１」を「Ｔａlim＝Ｔａlim０」に置き換え、「Ｋ＝０」を「Ｔａlim＝０」に置き換えればよい。
【０１２８】
また、本実施形態においては、操舵トルクＴｒの代替パラメータとして実舵角θｓを用いて基本アシストトルクＴbaseを計算しているが、実舵角θｓに代えて推定舵角を用いることもできる。また、操舵トルクＴｒの代替パラメータとして舵角を用いずに、車両に働く横加速度を用いることもできる。この場合、横加速度が大きくなるほど大きくなる目標操舵アシスト量（例えば、基本アシストトルクＴbase）を設定するとよい。横加速度は、センサにより検出してもよいし演算により求めるようにしてもよい。
【０１２９】
また、本実施形態においては、評価値Ｅが基準値Ｅrefを超えた範囲において、アシスト制限ゲインＫを評価値Ｅの増加にともなってリニアに低下させるようにしているが、これに代えて、アシスト制限ゲインＫを段階的に低下させる構成であってもよい。例えば、アシスト制限ゲインＫを評価値Ｅの増加にともなって二段階に変化させるようにしてもよい。また、本実施形態においては、舵角偏差Δθが基準値Δθrefを超えた範囲において、アシスト制限ゲインＫを舵角偏差Δθの増加にともなってリニアに低下させるようにしているが、これに代えて、アシスト制限ゲインＫを段階的に低下させる構成であってもよい。例えば、アシスト制限ゲインＫを舵角偏差Δθの増加にともなって二段階に変化させるようにしてもよい。
【０１３０】
また、本実施形態においては、基本アシストトルクＴbaseは、車速に応じて特性を切り替えているが、車速応答させないようにしてもよい。また、基本アシストトルクＴbaseは、舵角速度に応じて変化する補償トルク、例えば、ステアリング機構１０における摩擦力分を補償する摩擦補償トルクや粘性分を補償する粘性補償トルクを付加するようにしてもよい。
【０１３１】
また、本実施形態においては、舵角センサ２２および車輪速センサ２６〜２９を備えて実舵角および車輪速を検出しているが、これらのセンサを備えずに、車両内に設けられた他の車両ＥＣＵ（例えば、車両姿勢制御ＥＣＵ）が検出した実舵角および車輪速を表す情報を通信ラインを介して取得するようにしてもよい。
【０１３２】
また、本実施形態においては、バネ下の振動におけるバネ下共振周波数成分の大きさを車輪速に重畳される周波数成分により検出しているが、必ずしも車輪速を用いる必要はなく、例えば、バネ下の上下加速度を検出するバネ下加速度センサをバネ下に設け、車輪速Ｖに代えて、バネ下加速度センサにより検出される上下加速度検出値におけるバネ下共振周波数成分の大きさを検出するようにしてもよい。
【０１３３】
また、本実施形態においては、モータ２０の発生するトルクをステアリングシャフト１２に付与するコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置について説明したが、モータの発生するトルクをラックバー１４に付与するラックアシスト式の電動パワーステアリング装置であってもよい。
【符号の説明】
【０１３４】
１…電動パワーステアリング装置、１０…ステアリング機構、１１…操舵ハンドル、１２…ステアリングシャフト、２０…モータ、２１…操舵トルクセンサ、２２…舵角センサ、２４…車速センサ、２６〜２９…車輪速センサ、４０…モータ駆動回路、５０…電子制御回路、６０…モータ制御部、７０…目標アシストトルク計算部、７１…正常時アシストトルク計算部、７２…異常検出部、７３…制御切替部、８０…異常時アシストトルク計算部、８１…基本アシストトルク計算部、８２…アシスト制限計算部、８２１…周波数強度計算部、８２２…第１ゲイン設定部、８３…アシスト制限部、８４…第２アシスト制限計算部、８４１…推定舵角計算部、８４２…舵角偏差計算部、８４３…第２ゲイン設定部、８５…ゲイン選択部、８６…車速可変係数乗算部、１００…電子制御ユニット（アシストＥＣＵ）、Ｆfail…異常判定フラグ、Ｋ，Ｋ１，Ｋ２…アシスト制限ゲイン、Ｋｖ…車速ゲイン、Ｔａ＊…目標アシストトルク、Ｔａ１…目標アシストトルク、Ｔａ２…目標アシストトルク、Ｔｒ…操舵トルク、Ｖｘ…車速、Ｖfl…左前輪車輪速、Ｖfr…右前輪車輪速、Ｖrl…左後輪車輪速、Ｖrr…右後輪車輪速、Δθfs…前輪側舵角偏差、Ｖ…車輪速、Δθrs…後輪側舵角偏差、Δθ…舵角偏差、Ｅ…評価値、θｓ…実舵角。
【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】
2013147175.tif 000021
【図１７】
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