(57)【要約】【課題】自然なフィーリングを実現することが容易な電動パワーステアリング装置を提供する【解決手段】アシストトルクを決定するアシスト決定部１２０は、ハンドルトルク推定値Ｔｈに基づいてハンドル側アシストトルクを決定するハンドル側アシスト決定部１２１と、路面反力トルク推定値Ｔｌに基づいて路面側アシストトルクを決定する路面側アシスト決定部１２２とを備え、ハンドル側アシスト決定部１２１をフィルタとし、路面側アシスト決定部１２２は、路面反力トルク推定値Ｔｌを定数倍する増幅器とする。【選択図】図３
2013032086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アシストトルクを発生するモータと、
ハンドルから入力されるトルクを推定したハンドルトルク推定値と、路面からタイヤに入力されるトルクを推定した路面反力トルク推定値とに基づいて前記アシストトルクを決定するアシスト決定部とを有する電動パワーステアリング装置であって、
前記アシスト決定部は、
ハンドルトルク推定値に基づいてハンドル側アシストトルクを決定するハンドル側アシスト決定部と、路面反力トルク推定値に基づいて路面側アシストトルクを決定する路面側アシスト決定部とを備え、それらハンドル側アシストトルクと路面側アシストトルクとに基づいて前記アシストトルクの指令値であるアシスト指令値を出力するものであり、
前記ハンドル側アシスト決定部および前記路面側アシスト決定部の少なくともいずれか一方は、入力されたトルク推定値の一部の周波数成分を通過させるフィルタを備え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】
請求項１において、
前記ハンドル側アシスト決定部が前記フィルタを備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記路面側アシスト決定部が前記フィルタを備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記ハンドル側アシスト決定部および前記路面側アシスト決定部は、いずれも前記フィルタを備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項２または４において、
前記ハンドル側アシスト決定部が備えるフィルタが、ドライバにとって意図しない高周波を除去するように設定されたローパスフィルタであ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６】
請求項２または４において、
前記ハンドル側アシスト決定部が備えるフィルタが、ドライバがハンドルを切り始める過渡的期間にハンドルに入力される高い周波数は通過させる一方、過渡的期間後に入力される、過渡的期間よりも低い周波数は除去するように設定されたハイパスフィルタであ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７】
請求項３または４において、
前記路面側アシスト決定部が備えるフィルタが、路面からの高周波振動を通過させる一方、路面からの低周波振動を除去するように設定されたハイパスフィルタであ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８】
請求項３または４において、
前記路面側アシスト決定部が備えるフィルタが、ドライバの所望する路面や車体の振動の周波数は通過させ、その周波数帯よりも低周波および高周波を除去するように設定されたバンドパスフィルタであ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】
アシストトルクを発生するモータと、
ハンドルから入力されるトルクを推定したハンドルトルク推定値と、路面からタイヤに入力されるトルクを推定した路面反力トルク推定値とに基づいて前記アシストトルクを決定するアシスト決定部とを有する電動パワーステアリング装置であって、
前記アシスト決定部は、
ハンドルトルク推定値に基づいてハンドル側アシストトルクを決定するハンドル側アシスト決定部と、路面反力トルク推定値に基づいて路面側アシストトルクを決定する路面側アシスト決定部とを備え、それらハンドル側アシストトルクと路面側アシストトルクとに基づいてアシスト指令値を出力するものであり、
前記ハンドル側アシスト決定部および前記路面側アシスト決定部の少なくともいずれか一方は可変増幅器を備え、その可変増幅器は、他方のトルク推定値に基づいて増幅率が決定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１０】
請求項９において、
前記路面側アシスト決定部は前記可変増幅器を備え、その可変増幅器は、前記ハンドルトルク推定値に基づいて増幅率が決定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１１】
請求項９において、
前記ハンドル側アシスト決定部は前記可変増幅器を備え、その可変増幅器は、前記路面反力トルク推定値に基づいて増幅率が決定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１２】
請求項９において、
前記ハンドル側アシスト決定部および前記路面側アシスト決定部はいずれも前記可変増幅器を備え、
ハンドル側アシスト決定部の可変増幅器は前記路面反力トルク推定値に基づいて増幅率が決定され、
路面側アシスト決定部の可変増幅器は前記ハンドルトルク推定値に基づいて増幅率が決定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１３】
請求項１０または１２において、
前記路面側アシスト決定部が備える可変増幅器は、ハンドルトルク推定値が大きいほど増幅率が小さくなる可変増幅器であ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１４】
請求項１１または１２において、
前記ハンドル側アシスト決定部が備える可変増幅器は、路面反力トルク推定値が小さいほど増幅率が大きくなる可変増幅器であることを特徴等する電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関し、特に、アシストトルクを決定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置はモータを備えており、このモータを作動させることによりアシストトルクを発生させる。このアシストトルクを決定するために、ハンドルトルクと路面反力トルクとを推定し、それらハンドルトルクと路面反力トルクとからアシストトルクの指令値を決定するものが知られている（たとえば特許文献１）。
【０００３】
より詳しくは、特許文献１では、操舵トルク（トーショントルク）とモータ回転角速度を入力としたカルマンフィルタによりドライバの入力（ハンドルトルク）を推定する一方、推定したハンドルトルクと操舵トルクセンサが検出したトルクの差分を路面反力トルクとして推定している。そして、ハンドルトルクに所定のゲインを乗じて補助トルクＴａｆｆを決定している。また、路面反力トルクに所定のゲインを乗じ、この乗算結果と電動機回転速度に所定のゲインを乗じた乗算結果との加算値を補助トルクＴａｆｂとしている。そして、補助トルクＴａｆｆと補助トルクＴａｆｂとを加算して最終的な補助トルクＴａ（目標信号）としている。
【０００４】
このようにしているのは、ドライバの操舵（ハンドルトルク）に対応する補助トルクと路面反力トルクを抑制する補助トルクは独立に設定されるべきとの技術思想に基づいている（特許文献１の段落０００９）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１５４４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、ハンドルトルクに対応する補助トルクも、また、路面反力トルクを抑制する補助トルクも、所定のゲインを乗じて算出しているだけであることから、ハンドルトルクのうちの一部の情報に限定してアシストトルクを発生させることや、路面からの情報をうちの一部の情報のみをドライバに伝えることはできず、また、ハンドルトルクの大小や路面反力トルクの大小に応じてそのトルクとは反対側の入力トルクに対応したアシストトルクを調整することもできない。そのため、自然なフィーリングを実現することは必ずしも容易ではなかった。
【０００７】
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、自然なフィーリングを実現することが容易な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】
【０００８】
その目的を達成するための請求項１記載の発明は、アシストトルクを発生するモータと、そのアシストトルクを決定するアシスト決定部とを有する電動パワーステアリング装置の発明であり、アシスト決定部は、ハンドルから入力されるトルクを推定したハンドルトルク推定値と、路面からタイヤに入力されるトルクを推定した路面反力トルク推定値とに基づいてアシストトルクを決定する。上記アシスト決定部は、より詳しくは、ハンドルトルク推定値に基づいてハンドル側アシストトルクを決定するハンドル側アシスト決定部と、路面反力トルク推定値に基づいて路面側アシストトルクを決定する路面側アシスト決定部とを備え、それらハンドル側アシストトルクと路面側アシストトルクとに基づいてアシストトルクの指令値であるアシスト指令値を出力するものであり、ハンドル側アシスト決定部および路面側アシスト決定部の少なくともいずれか一方は、入力されたトルク推定値の一部の周波数成分を通過させるフィルタを備える。
【０００９】
このように、本発明では、ハンドルトルク推定値と路面反力トルク推定値、それぞれに基づいて独立にハンドル側アシストトルクおよび路面側アシストトルクを決定している。しかも、ハンドル側アシスト決定部および路面側アシスト決定部の少なくともいずれか一方はフィルタを備えていることから、一部の周波数成分に対してアシストトルクを発生させたり、反対に、一部の周波数成分に対してはアシストトルク発生させないという調整が可能となるので、自然なフィーリングを容易に実現することができる。
【００１０】
この構成としては、具体的には、たとえば、請求項２〜８の構成が考えられる。請求項２記載の発明では、ハンドル側アシスト決定部がフィルタを備える。より具体的には、たとえば、請求項５のように、ハンドル側アシスト決定部のフィルタを、ドライバにとって意図しない高周波を除去するように設定されたローパスフィルタとすれば、ハンドルトルク推定値からドライバの意図しない高周波成分を除去できるので、発生するアシストトルクが滑らかになって、滑らかな操舵が実現できる。また、請求項６のように、ドライバがハンドルを切り始める過渡的期間にハンドルに入力される高い周波数は通過させる一方、過渡的期間後に入力される、過渡的期間よりも低い周波数は除去するように設定されたハイパスフィルタとすれば、切り始めなどの過渡のみハンドルトルク推定値に基づいたアシストがされることになりアシスト遅れを抑制できる。よって、自然なフィーリングを容易に実現することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明では、路面側アシスト決定部がフィルタを備える。より具体的には、たとえば、請求項７のように、路面側アシスト決定部のフィルタを、路面からの高周波振動を通過させる一方、路面からの低周波振動を除去するように設定されたハイパスフィルタとすれば、路面からの高周波振動に基づいて路面側アシストトルクが決定されることになるので、路面の高周波振動がそのアシストトルクにより打ち消される。その結果、たとえば、段差を通過したときなどのステップ状の入力が路面からあったとしても、ハンドルが急にとられてしまうことを防ぐことができる。また、請求項８のように、ドライバの所望する路面や車体の振動の周波数は通過させ、その周波数帯よりも低周波および高周波を除去するように設定されたバンドパスフィルタとすれば、ドライバの所望する路面や車体の振動は伝えつつ、不要な振動を打ち消すことができる。よって、自然なフィーリングを容易に実現することができる。
【００１２】
請求項４記載の発明では、ハンドル側アシスト決定部および路面側アシスト決定部が、いずれもフィルタを備える。このように、いずれのアシスト決定部もフィルタを備えるようにすれば、請求項２記載の発明の効果と請求項３記載の発明の効果を両方得ることができる。
【００１３】
請求項９記載の発明も、アシストトルクを発生するモータと、そのアシストトルクを決定するアシスト決定部とを有する電動パワーステアリング装置の発明であり、アシスト決定部は、ハンドルから入力されるトルクを推定したハンドルトルク推定値と、路面からタイヤに入力されるトルクを推定した路面反力トルク推定値とに基づいてアシストトルクを決定する。また、アシスト決定部は、ハンドルトルク推定値に基づいてハンドル側アシストトルクを決定するハンドル側アシスト決定部と、路面反力トルク推定値に基づいて路面側アシストトルクを決定する路面側アシスト決定部とを備え、それらハンドル側アシストトルクと路面側アシストトルクとに基づいてアシスト指令値を出力する。そして、ハンドル側アシスト決定部および路面側アシスト決定部の少なくともいずれか一方は可変増幅器を備え、その可変増幅器は、他方のトルク推定値に基づいて増幅率が決定される。
【００１４】
このように、本発明でも、ハンドルトルク推定値と路面反力トルク推定値、それぞれに基づいて独立にハンドル側アシストトルクおよび路面側アシストトルクを決定している。しかも、ハンドル側アシスト決定部および路面側アシスト決定部の少なくともいずれか一方は可変増幅器を備え、その可変増幅器は、他方のトルク推定値に基づいて増幅率が決定されることから、一方のトルク推定値に基づいて他方のアシストトルクが調整されることになる。従って、状況に即したアシストトルクを発生させることが容易になるので、自然なフィーリングを容易に実現することができる。
【００１５】
この構成としては、具体的には、たとえば、請求項１０〜１４の構成が考えられる。請求項１０記載の発明では、路面側アシスト決定部が可変増幅器を備え、その可変増幅器は、ハンドルトルク推定値に基づいて増幅率が決定される。このように構成すれば、ドライバの入力に応じて、ドライバに伝わる路面反力トルクの割合が変化する。たとえば、請求項１３のように、ハンドルトルク推定値が大きいほど増幅率を小さくすれば、ハンドルトルクが大きい操舵時には路面反力トルクが打ち消されずにドライバに伝わるようになる一方、ハンドルトルクが小さいときは路面反力トルクが打ち消されるので収斂性も良好となる。
【００１６】
請求項１１記載の発明では、ハンドル側アシスト決定部が可変増幅器を備え、その可変増幅器は、路面反力トルク推定値に基づいて増幅率が決定される。このように構成すれば、路面からの入力に応じてドライバ入力をアシストする割合が変化する。たとえば、請求項１４のように、路面反力トルク推定値が小さいほど増幅率を大きくすれば、路面からの入力が小さい操舵初期の応答性が高くなり、路面からの入力が大きいハンドルの戻り時は、相対的に路面反力トルクに基づくアシストの割合が大きくなるので、ハンドルの戻り時のアシストも自然なものとなる。
【００１７】
請求項１２記載の発明では、ハンドル側アシスト決定部および路面側アシスト決定部はいずれも可変増幅器を備え、ハンドル側アシスト決定部の可変増幅器は路面反力トルク推定値に基づいて増幅率が決定され、路面側アシスト決定部の可変増幅器はハンドルトルク推定値に基づいて増幅率が決定される。このように、いずれのアシスト決定部も可変増幅器を備え、それら可変増幅器の増幅率を他方のアシスト決定部に入力されるアシスト値に基づいて決定するようにすれば、請求項１０記載の発明の効果と請求項１１記載の発明の効果を両方得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明が適用された電動パワーステアリング装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】図１の制御装置１の詳細構成を示す図である。
【図３】第１実施形態のアシスト決定部１２０の構成図である。
【図４】第１実施形態のアシスト決定部１２０が実行する処理を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態のアシスト決定部１２０ａの構成図である。
【図６】第３実施形態のアシスト決定部１２０ｂの構成図である。
【図７】第４実施形態のアシスト決定部１２０ｃの構成図である。
【図８】第５実施形態のアシスト決定部１２０ｄの構成図である。
【図９】第６実施形態のアシスト決定部１２０ｅの構成図である。
【図１０】ハンドルトルク推定値Ｔｈと路面反力トルク推定値Ｔｌとを両方推定するトルク推定器１１３を備えた制御装置１を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 
（第１実施形態）
図１は、本発明が適用された電動パワーステアリング装置の全体構成を示す模式図である。図１に示されるように、ステアリングホイール（以下、ハンドルという）２には、ステアリング軸３が接続されており、ステアリング軸３はハンドル２と一体回転する。このステアリング軸３には減速機構５が取り付けられている。減速機構５はモータ６の回転を減速してインターミディエイトシャフト７に伝達する。モータ６は、ドライバの操舵力を補助する操舵補助トルク(以下、アシストトルクという)を発生するものであり、減速機構５を介してステアリング軸３に接続されている。
【００２０】
トルクセンサ４は、図示しないトーションバーを備えており、そのトーションバーによってステアリング軸３とインターミディエイトシャフト７とが連結されている。ステアリング軸３がインターミディエイトシャフト７に対して回転すると、その回転に応じてトーションバーにねじれが生じる。トルクセンサ４には、このねじれを検出するセンサが備えられており、検出したねじれを制御装置１へ逐次供給する。
【００２１】
インターミディエイトシャフト７のステアリング軸３とは反対側の端は、ラックアンドピニオン式のギヤ装置８のピニオン軸９に連結されている。このピニオン軸９とラック軸１０とによってギヤ装置８は構成される。そして、ラック軸１０の両端には、図示しないタイロッド及びナックルアームを介して左右操舵輪としての一対のタイヤ１１がそれぞれ連結されている。従って、ピニオン軸９の回転運動がラック軸１０の直線運動に変換されると、そのラック軸１０の直線運動変位に応じた角度だけ、左右のタイヤ１１が転舵される。
【００２２】
回転角速度センサ１３、モータ電流センサ１４は、それぞれ、モータ６の回転角速度ｄＴｈｃ、モータ６を流れる電流Ｃｕｒを逐次検出し、検出した回転角速度ｄＴｈｃ、モータ電流値Ｃｕｒを示す信号を制御装置１に逐次供給する。また、トルクセンサ４によって検出されたトルク（以下、操舵トルクという）Ｔｓを示す信号も制御装置１に入力される。これら、操舵トルクＴｓ、モータ６の回転角速度ｄＴｈｃ、モータ電流値Ｃｕｒは、いずれも、ハンドルトルクＴｈ、路面反力トルクＴｌに応じてそれぞれ検出値が変化する。
【００２３】
次に、図２を用いて制御装置１の構成を説明する。図２に示すように、制御装置１は、ハンドルトルク推定器１１１、路面反力トルク推定器１１２、アシスト決定部１２０、電流指令値変換器１３０、電流制御部１４０を備えている。ハンドルトルク推定値１１１および路面反力トルク推定器１１２には、いずれも、トルクセンサ４、回転角速度センサ１３、モータ電流センサ１４から、操舵トルクＴｓ、モータ６の回転角速度ｄＴｈｃ、モータ電流値Ｃｕｒがそれぞれ入力される。そして、これら３つの入力値を用いて、ハンドルトルク推定器１１１はハンドルトルクＴｈの推定値を決定し、路面反力トルク推定器１１２は路面反力トルク推定値Ｔｌの推定値を決定する。ハンドルトルク推定器１１１におけるハンドルトルクＴｈの推定、および、路面反力トルク推定器１１２における路面反力トルク推定値Ｔｌの推定は、たとえば、上述の３つの入力値（操舵トルクＴｓ、モータ６の回転角速度ｄＴｈｃ、モータ電流値Ｃｕｒ）から、ハンドルトルクＴｈ、あるいは路面反力トルク推定値Ｔｌが求められる関係式を用いて行う。また、上述の３つの入力値からハンドルトルクＴｈ、あるいは路面反力トルク推定値Ｔｌが定まるマップを用いて行ってもよい。これらの推定器１１１、１１２は、推定したい値の入力に素早く追従する応答性を有することが好ましいのはもちろんのこと、推定したい値以外の入力には応答しない分離性を有することが好ましい。なお、以下では、ハンドルトルクＴｈの推定値、路面反力トルクＴｌの推定値を、ハンドルトルク推定値Ｔｈ、路面反力トルク推定値Ｔｌと既述する。
【００２４】
アシスト決定部１２０は、ハンドルトルク推定器１１１が推定したハンドルトルク推定値Ｔｈおよび路面反力トルク推定器１１２が推定した路面反力トルク推定値Ｔｌから、アシストトルクの指令値（以下、アシスト指令値）Ｔａ＊を決定する。なお、アシスト決定部１２０の詳細構成については後述する。
【００２５】
電流指令値変換器１３０は、予め記憶されているマップあるいは関係式に基づいて、アシスト指令値Ｔａ＊を電流指令値に変換する。電流制御部１４０は、たとえば、４つのＭＯＳＦＥＴからなるブリッジ回路等の周知のモータ駆動回路を備えており、モータ電流センサ１４によって検出されるモータ電流値が、電流指令値変換器１３０から供給される電流指令値となるようにモータ駆動回路のフィードバック制御を行なう。なお、前述のモータ電流センサ１４は、モータ駆動回路と接地ラインとの間に設けられた電流検出抵抗の両端間の電圧を検出することによって、モータ６に流れる電流を検出している。 
【００２６】
次に、図３を参照して、アシスト決定部１２０について説明する。アシスト決定部１２０は、ハンドルトルク推定値Ｔｈに基づいてハンドル側アシストトルクを決定するハンドル側アシスト決定部１２１、路面反力トルク推定値Ｔｌに基づいて路面側アシストトルクを決定する路面側アシスト決定部１２２、および、加算器１２３を備えている。
【００２７】
図３に示すように、第１実施形態では、ハンドルトルク推定値Ｔｈと路面反力トルク推定値Ｔｌの両方に基づいてアシスト指令値Ｔａ＊を決定している。ここで、仮に、ハンドルトルク推定値Ｔｈのみに基づいてアシスト指令値Ｔａ＊を決定してしまうと、ドライバが入力をやめる状況（たとえばハンドルの戻し時）ではアシストがなくなってしまい、その結果、路面反力により急激にハンドルが戻ってしまう。また、路面反力トルク推定値Ｔｌのみに基づいてアシスト指令値Ｔａ＊を決定してしまうと、ハンドルを切ってから路面反力トルク推定値Ｔｌが立ち上がるまでには機械のガタにより時間差があることから、アシストが遅れてしまい、粘性感を感じることになる。
【００２８】
これに対して、第１実施形態では、ハンドルトルク推定値Ｔｈと路面反力トルク推定値Ｔｌの両方に基づいてアシスト指令値Ｔａ＊を決定しており、しかも、ハンドル側アシストトルクと路面側アシストトルクを別々に調整することができるようにしている。このように構成することで、この第１実施形態やその他の実施形態で詳しく説明するように、種々のチューニングを容易に行うことができる。
【００２９】
第１実施形態のハンドル側アシスト決定部１２１はフィルタであり、周波数に応じて定まるフィルタ係数Ｗｈをハンドルトルク推定値Ｔｈに乗じることで、連続的に入力されるハンドルトルク推定値Ｔｈのうち、予め設定された周波数帯の成分を通過させる。このフィルタを通過した後の値がハンドル側アシストトルクである。このハンドル側アシストトルクは加算器１２３へ入力される。
【００３０】
一方、第１実施形態の路面側アシスト決定部１２２は増幅器であり、路面反力トルク推定値Ｔｌを、予め設定された定数倍（ゲインＫｌ）して加算器１２３に出力する。この出力値が路面反力側アシストトルクである。加算器１２３は、ハンドル側アシストトルクと路面側アシストトルクとを加算してアシスト指令値Ｔａ＊を出力する。
【００３１】
図３のハンドル側アシスト決定部１２１には、ハイパスフィルタの概略形状が示されているが、ここで用いるフィルタは、ハイパスフィルタに限らず、ローパスフィルタやバンドパスフィルタでもよい。ローパスフィルタを用い、その特性を、ドライバがハンドルに入力するトルクの周波数を通過させる一方、ドライバにとって意図しない高周波を除去するように設定すれば、ハンドルトルク推定値Ｔｈから、ドライバの意図しない高周波成分を除去できるので、発生するアシストトルクが滑らかになって、滑らかな操舵が実現できる。一方、ハイパスフィルタを用い、その特性を、ドライバがハンドルを切り始める過渡的期間にハンドルに入力される高い周波数は通過させる一方、過渡的期間後に入力される、過渡的期間よりも低い周波数は除去するように設定すれば、切り始めなどの過渡のみハンドルトルク推定値Ｔｈに応じてアシストされることになり、過渡以外は、路面反力トルク推定値Ｔｌに応じてアシストされることになる。よって、路面反力トルク推定値Ｔｌのみでアシストする場合に生じるアシスト遅れ（上述の粘性感）を抑制できる。なお、ハイパスフィルタやローパスフィルタに限られず、バンドパスフィルタやバンドエリミネーションフィルタを用いることもできる。なお、フィルタの通過周波数帯の設定には、ドライバや車両の特性、ドライバの好み等が関連する。従って、最終的には、実験に基づいてフィルタの通過周波数帯を設定する。
【００３２】
図４は、第１実施形態のアシスト決定部１２０が実行する処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１では、トルクセンサ４から操舵トルクＴｓを読み込み、回転角速度センサ１３からモータ６の回転角速度ｄＴｈｃを読み込み、モータ電流センサ１４からモータ電流値Ｃｕｒを読み込む。続くステップＳ２では、ステアリングＳ１で読み込んだ値（Ｔｓ、ｄＴｈｃ、Ｃｕｒ）を用いてハンドルトルク推定値Ｔｈ、路面反力トルク推定値Ｔｌを演算する。これらステップＳ１、Ｓ２の処理は、ハンドルトルク推定器１１１、路面反力トルク推定器１１２が行う。続くステップＳ３では、ステップＳ２で得たハンドルトルク推定値Ｔｈ、路面反力トルク推定値Ｔｌを用いてアシスト指令値Ｔａ＊を演算する。
【００３３】
以上、説明した第１実施形態によれば、ハンドルトルク推定値Ｔｈと路面反力トルク推定値Ｔｌとを別々に推定しており、さらに、ハンドルトルク推定値Ｔｈと路面反力トルク推定値Ｔｌ、それぞれに基づいて独立にアシストトルク（ハンドル側アシストトルク、路面側アシストトルク）を決定している。このように、ハンドル側アシストトルクと路面側アシストトルクを別々に決定していることから、ドライバの操舵を補助するという機能と、路面反力を部分的に打ち消すという機能とを別個に調整することができるので、調整が容易となる。
【００３４】
そして、ハンドル側アシストトルクを決定するハンドル側アシスト決定部１２１はフィルタを備える構成としている。この構成により、前述のように、たとえば、ハンドル側アシスト決定部１２１のフィルタをローパスフィルタとすれば滑らかな操舵が実現でき、ハイパスフィルタとすれば、アシスト遅れを抑制できるなど、自然なフィーリングを容易に実現することができる。
【００３５】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を説明する。第２実施形態は、アシスト決定部１２０ａのみが第１実施形態と相違する。図５は、第２実施形態のアシスト決定部１２０ａの構成図である。アシスト決定部１２０ａは、ハンドルトルク推定値Ｔｈに基づいてハンドル側アシストトルクを決定するハンドル側アシスト決定部１２１ａ、路面反力トルク推定値Ｔｌに基づいて路面側アシストトルクを決定する路面側アシスト決定部１２２ａ、および、加算器１２３を備えている。
【００３６】
前述の第１実施形態では、ハンドル側アシスト決定部１２１がフィルタである一方、路面側アシスト決定部１２２は増幅器であったが、この第２実施形態では、第１実施形態とは逆に、ハンドル側アシスト決定部１２１ａが増幅器であり、路面側アシスト決定部１２２ａがフィルタである。
【００３７】
なお、図５の路面側アシスト決定部１２２ａにはハイパスフィルタの概略形状が示されているが、ここで用いるフィルタも、ハイパスフィルタに限らず、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタ、バンドエリミネーションフィルタでもよい。
【００３８】
たとえば、このフィルタをハイパスフィルタとし、その特性を、路面からの高周波振動を通過させる一方、路面からの低周波振動を除去するように設定すると、路面からの高周波振動に基づいて路面側アシストトルクが決定されることになるので、路面の高周波振動がそのアシストトルクにより打ち消され、路面の低周波振動のみがハンドルに伝えられる。従って、たとえば、段差を通過したときなどのステップ状の入力が路面からあったとしても、ハンドルが急にとられてしまうことを防ぐことができる。
【００３９】
また、バンドパスフィルを用い、その特性を、ドライバの所望する路面や車体の振動の周波数は通過させ、その周波数帯よりも低周波および高周波を除去するように設定すると、ドライバの所望する路面や車体の振動は伝えつつ、不要な振動を打ち消すことができる。たとえば、車体のヨーやロール共振周波数（たとえば１Ｈｚ付近）をハンドルに伝えるように設定することもでき、その場合、車体の動きがハンドルを通じてよく分かるようになることから、操舵がしやすくなる。また、操舵メカ系の共振周波数（たとえば１０Ｈｚ付近）を伝えるように設定しても、操舵メカ系の動きがよく分かるようになるので、操舵がしやすくなる。また、タイヤの共振周波数（たとえば１８Ｈｚ付近）をハンドルに伝えるようにした場合には、操舵時にタイヤの状態（切れ角やグリップ感）がよく分かるようになる。
【００４０】
以上、説明した第２実施形態でも、ハンドルトルク推定値Ｔｈと路面反力トルク推定値Ｔｌそれぞれに基づいて独立にアシストトルク（ハンドル側アシストトルク、路面側アシストトルク）を決定しており、ハンドル側アシストトルクを決定するハンドル側アシスト決定部１２１ａはハンドルトルク推定値Ｔｈを定数倍する増幅器である一方、路面側アシストトルクを決定する路面側アシスト決定部１２２ａはフィルタである。この構成により、前述のように、たとえば、路面側アシスト決定部１２２ａのフィルタをハイパスフィルタとすればハンドルが急にとられてしまうことを防ぐことができる。また、バンドパスフィルタとすれば、ドライバの所望する路面や車体の振動は伝えつつ、不要な振動を打ち消すことができるなど、自然なフィーリングを容易に実現することができる。
【００４１】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態を説明する。第３実施形態は、アシスト決定部１２０ｂのみが第１、２実施形態と相違する。図６は、第３実施形態のアシスト決定部１２０ｂの構成図である。アシスト決定部１２０ｂは、第１実施形態と同じハンドル側アシスト決定部１２１、第２実施形態と同じ路面側アシスト決定部１２２ａ、および、加算器１２３を備えている。すなわち、第３実施形態では、ハンドル側アシスト決定部１２１、路面側アシスト決定部１２２ａともフィルタである。ハンドル側アシスト決定部１２１のフィルタを周波数によらず一定のゲインとすれば第２実施形態と等価になり、路面側アシスト決定部１２２ａのフィルタを周波数によらず一定のゲインとすれば第１実施形態と等価になる。従って、第３実施形態では、第１、２実施形態の双方の効果が得られる。
【００４２】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態を説明する。第４実施形態も、アシスト決定部１２０ｃのみが、これまでに説明した第１〜３実施形態と相違する。図７は、第４実施形態のアシスト決定部１２０ｃの構成図である。このアシスト決定部１２０ｃは、ハンドル側アシスト決定部１２１ａ、路面側アシスト決定部１２２ｂ、および、加算器１２３を備えている。これらのうち、ハンドル側アシスト決定部１２１ａおよび加算器１２３は第１実施形態のものと同じである。一方、路面側アシスト決定部１２２ｂは可変増幅器であり、ハンドルトルク推定値Ｔｈに基づいて増幅率Ｋｌが変化する。そして、ハンドルトルク推定値Ｔｈにより決定された増幅率Ｋｌで路面反力トルク推定値Ｔｌを増幅して路面側アシストトルクを出力する。
【００４３】
ハンドルトルク推定値Ｔｈに応じて増幅率Ｋｌを大きくするか、反対に小さくするかはいずれでもよい。たとえば、ハンドルトルク推定値Ｔｈが大きいほど増幅率Ｋｌが小さくなるようになっているとすると、次のような効果が得られる。すなわち、ハンドルトルク推定値Ｔｈが大きい時は増幅率Ｋｌが小さくなることから、路面反力トルクは路面側アシストトルクによってあまり打ち消されない。したがって、路面反力トルクがハンドルに伝達されやすくなるので、ハンドルを握るドライバは路面情報が分かりやすくなる。また、ハンドルトルク推定値Ｔｈが小さい時（たとえば、ハンドルから手を離している時やハンドルの戻り時）には増幅率Ｋｌが大きくなるので、アシストトルクにより打ち消される路面反力トルクＴｌの割合が大きくなり、収斂性が向上する。
【００４４】
なお、どの程度増幅するかは種々設定可能であり、たとえば、出力値（路面側アシストトルク）が入力値（路面反力トルク推定値）に対して一次関数や二次関数で変化するように設定してもよい。また、対数で変化するように設定してもよく、自然対数で変化するようにすると、特に自然なフィーリングとなる。また、関数ではなく、マップを用いてもよい。
【００４５】
以上、説明した第４実施形態によれば、ハンドルトルク推定値Ｔｈからハンドル側アシストトルクを決定し、路面反力トルク推定値Ｔｌから路面側アシストトルクを推定している。このように、ハンドル側アシストトルクと路面側アシストトルクを別々に決定していることから、ドライバの操舵を補助するという機能と、路面反力を部分的に打ち消すという機能とを別個調整することができるので、調整が容易となる。また、路面側アシストトルクについては、ハンドルトルク推定値Ｔｈに基づいて増幅率Ｋｌが定まる可変増幅器を用いていることから、ドライバの入力に応じて、ドライバに伝わる路面反力トルクの割合が変化する。よって、前述したように、操舵時には路面情報をドライバに伝えつつ、収斂性も良好となる。
【００４６】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態を説明する。第５実施形態は、アシスト決定部１２０ｄのみが第４実施形態と相違する。図８は、第５実施形態のアシスト決定部１２０ｄの構成図である。アシスト決定部１２０ｄは、ハンドル側アシスト決定部１２１ｂ、路面側アシスト決定部１２２、および、加算器１２３を備えている。これらのうち、路面側アシスト決定部１２２および加算器１２３は第１実施形態のものと同じである。
【００４７】
一方、ハンドル側アシスト決定部１２１ｂは可変増幅器であり、路面反力トルク推定値Ｔｌに基づいて増幅率Ｋｈが変化する。そして、路面反力トルク推定値Ｔｌにより決定された増幅率Ｋｈでハンドルトルク推定値Ｔｈを増幅してハンドル側アシストトルクを出力する。
【００４８】
路面反力トルク推定値Ｔｌに応じて増幅率Ｋｈを大きくするか、反対に小さくするかはいずれでもよい。たとえば、路面反力トルク推定値Ｔｌが小さいほど増幅率Ｋｈが大きくなるようになっているとする。路面反力トルク推定値Ｔｌが小さい時は増幅率Ｋｈが大きくなることから、路面反力トルクが小さい操舵初期の応答性が高くなる。一方、ハンドルが戻る状態では路面反力トルクが大きいことから、増幅率Ｋｈが小さくなる。その結果、最終的なアシストトルクにおける路面側アシストトルクの割合が相対的に大きくなる。つまり、ハンドルの戻り時のアシストトルクが路面反力トルクをよく反映したトルクとなるので、自然なアシストが実現される。
【００４９】
以上、説明した第５実施形態でも、ハンドルトルク推定値Ｔｈからハンドル側アシストトルクを決定し、路面反力トルク推定値Ｔｌから路面側アシストトルクを推定している。すなわち、ハンドル側アシストトルクと路面側アシストトルクを別々に決定していることから、ドライバの操舵を補助するという機能と、路面反力を部分的に打ち消すという機能とを別個調整することができるので、調整が容易となる。また、ハンドル側アシストトルクについては、路面反力トルク推定値Ｔｌに基づいて増幅率Ｋｈが定まる可変増幅器を用いていることから、路面からの入力に応じてドライバ入力をアシストする割合が変化する。よって、前述したように、操舵初期の応答性が高くなり、かつ、ハンドルの戻り時のアシストも自然なものとなる。
【００５０】
（第６実施形態）
次に、第６実施形態を説明する。第６実施形態は、アシスト決定部１２０ｅのみが第４，５実施形態と相違する。図９は、第６実施形態のアシスト決定部１２０ｅの構成図である。アシスト決定部１２０ｅは、第５実施形態と同じハンドル側アシスト決定部１２１ｂ、および、第４実施形態と同じ路面側アシスト決定部１２２ｂ、および、加算器１２３を備えている。すなわち、第６実施形態では、ハンドル側アシスト決定部１２１ｂ、路面側アシスト決定部１２２ｂとも可変増幅器である。また、第４、第５実施形態と同様、ハンドル側アシスト決定部１２１ｂである可変増幅器は路面反力トルク推定値Ｔｌに基づいて増幅率Ｋｈが定まり、路面側アシスト決定部１２２ｂである可変増幅器はハンドルトルク推定値Ｔｈに基づいて増幅率Ｋｌが定まる。
【００５１】
ここで、ハンドル側アシスト決定部１２１ｂのゲインＫｌを路面反力トルク推定値Ｔｌによらず一定のゲインとすれば第４実施形態と等価になり、路面側アシスト決定部１２２ｂのゲインＫｈを路面反力トルク推定値Ｔｌによらず一定のゲインとすれば第５実施形態と等価になる。従って、第６実施形態では、第４、５実施形態の双方の効果が得られる。
【００５２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００５３】
たとえば、第４〜６実施形態における可変増幅器として、フィルタ機能を備えた可変増幅器を用いてもよい。換言すれば、第４〜６実施形態における可変増幅器として、ゲインが可変のフィルタを用いてもよい。また、前述の実施形態において、ゲインを、さらに車速に応じて変化させてもよい。
【００５４】
また、前述の実施形態では、いずれの実施形態も、ハンドルトルク推定値と路面反力トルク推定値を別々の推定器１１１、１１２により推定していた。しかし、これに限られず、２つの推定値Ｔｈ、Ｔｌを一つの推定器で推定するようにしてもよい。図１０は、１つのトルク推定器１１３でハンドルトルク推定値Ｔｈと路面反力トルク推定値Ｔｌとを両方推定する推定器である。このトルク推定器１１３は、ハンドルトルクのみが電動パワーステアリング装置に入力され、路面反力トルクなどの他のトルクは入力されない状態では、入力されたハンドルトルクに対応するハンドルトルク推定値Ｔｈを出力し、路面反力トルクのみが車両に入力され、他のトルクは入力されない状態では、入力された路面反力トルクに対応する路面反力トルク推定値Ｔｌを出力するように設計されている。
【符号の説明】
【００５５】
１：制御装置、２：ステアリングホイール（ハンドル）、３：ステアリング軸、４：トルクセンサ、５：減速機構、６：モータ、７：インターミディエイトシャフト、８：ギヤ装置、９：ピニオン軸、１０：ラック軸、１１：タイヤ、１３：回転角速度センサ、１４：モータ電流センサ、１１１：ハンドルトルク推定器、１１２：路面反力トルク推定器、１２０：アシスト決定部、１２１：ハンドル側アシスト決定部、１２２：路面側アシスト決定部、１２３：加算器、１３０：電流指令値変換器、１４０：電流制御部
【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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