(57)【要約】【課題】伝達部のフリクション上昇に起因する操舵負荷を抑制することができる技術を提供する。【解決手段】電動モータ１１０と、電動モータ１１０の駆動トルクを、車両のステアリングホイール１０１の操舵に対する補助力として伝達する減速機構１１１と、電動モータ１１０の実際の駆動トルクと電動モータ１１０の使用開始初期の初期トルクとに基づいて把握したトルクロスによるフリクション上昇分のトルクを考慮して電動モータ１１０の作動を制御する制御装置１０と、を備える。【選択図】図１
2017043114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、
前記電動モータの駆動トルクを、車両のステアリングホイールの操舵に対する補助力として伝達する伝達部と、
前記電動モータの実際の駆動トルクと前記電動モータの使用開始初期の初期トルクとに基づいて把握したトルクロスによるフリクション上昇分のトルクを考慮して前記電動モータの作動を制御する制御手段と、
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２】
電動モータと、
前記電動モータの駆動トルクを、車両のステアリングホイールの操舵に対する補助力として伝達する伝達部と、
前記伝達部の経年劣化が大きい場合には、前記電動モータの実際の駆動トルクと前記電動モータの使用開始初期の初期トルクとに基づいて把握した前記経年劣化によるフリクション上昇分のトルクを考慮して前記電動モータの作動を制御する制御手段と、
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】
前記制御手段は、
前記電動モータの実際の駆動トルクである実駆動トルクを算出する実駆動トルク算出手段と、
前記初期トルクを算出する初期トルク算出手段と、
前記実駆動トルク算出手段が算出した前記実駆動トルクから前記初期トルク算出手段が算出した前記初期トルクを減算することにより経年劣化によるフリクション上昇分のトルクであるフリクション上昇相当トルクを算出するフリクション上昇相当トルク算出手段と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記ステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルク検出手段をさらに備え、
前記実駆動トルク算出手段は、転動輪が受ける路面からの反力と前記トルク検出手段が検出した操舵トルクに基づいて前記実駆動トルクを算出する
ことを特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記ステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルク検出手段をさらに備え、
前記初期トルク算出手段は、予め定められた使用開始初期における前記電動モータの駆動トルクと操舵トルクとの相関関係と、前記トルク検出手段が検出した操舵トルクとに基づいて前記初期トルクを算出する
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記伝達部の経年劣化を判別する経年劣化判別手段をさらに備え、
前記経年劣化判別手段が検出した前記伝達部の前記経年劣化が小さい場合には、前記ステアリングホイールの操舵に応じて前記電動モータの作動を制御し、前記経年劣化が大きい場合には、前記ステアリングホイールの操舵に加えて前記経年劣化によるフリクション上昇分のトルクを考慮して前記電動モータの作動を制御する
ことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動モータの駆動トルクを操舵系に伝達する伝達部に生じるフリクションの変化に対応させることにより、車両を快適に運転できるようにする電動パワーステアリング装置が提案されている。
例えば、特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置は、以下のように構成されている。すなわち、電動パワーステアリング装置のコントロールユニットは、トルクセンサによって車輌が直進走行していることが検出されており、入力される車速が予め決められた摩擦検出速度範囲内である状態が予め定められた基準直進走行時間以上継続したときに、アシストモータが回転するか否かの限界モータ電流値を測定することにより、系摩擦力を推定し、推定した系摩擦力に応じてアシスト制御機能の制御特性を変更する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１６８０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
伝達部を構成するギア同士の噛み合いが悪くなってフリクションが上昇すると、操舵負荷が大きくなるおそれがある。
本発明は、伝達部のフリクション上昇に起因する操舵負荷を抑制することが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】
【０００５】
かかる目的のもと、本発明は、電動モータと、前記電動モータの駆動トルクを、車両のステアリングホイールの操舵に対する補助力として伝達する伝達部と、前記電動モータの実際の駆動トルクと前記電動モータの使用開始初期の初期トルクとに基づいて把握したトルクロスによるフリクション上昇分のトルクを考慮して前記電動モータの作動を制御する制御手段と、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である。
【０００６】
他の観点から捉えると、本発明は、電動モータと、前記電動モータの駆動トルクを、車両のステアリングホイールの操舵に対する補助力として伝達する伝達部と、前記伝達部の経年劣化が大きい場合には、前記電動モータの実際の駆動トルクと前記電動モータの使用開始初期の初期トルクとに基づいて把握した前記経年劣化によるフリクション上昇分のトルクを考慮して前記電動モータの作動を制御する制御手段と、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である。
【０００７】
ここで、前記制御手段は、前記電動モータの実際の駆動トルクである実駆動トルクを算出する実駆動トルク算出手段と、前記初期トルクを算出する初期トルク算出手段と、前記実駆動トルク算出手段が算出した前記実駆動トルクから前記初期トルク算出手段が算出した前記初期トルクを減算することにより経年劣化によるフリクション上昇分のトルクであるフリクション上昇相当トルクを算出するフリクション上昇相当トルク算出手段と、を備えてもよい。
また、前記ステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルク検出手段をさらに備え、前記実駆動トルク算出手段は、転動輪が受ける路面からの反力と前記トルク検出手段が検出した操舵トルクに基づいて前記実駆動トルクを算出してもよい。
また、前記ステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルク検出手段をさらに備え、前記初期トルク算出手段は、予め定められた使用開始初期における前記電動モータの駆動トルクと操舵トルクとの相関関係と、前記トルク検出手段が検出した操舵トルクとに基づいて前記初期トルクを算出してもよい。
また、前記伝達部の経年劣化を判別する経年劣化判別手段をさらに備え、前記経年劣化判別手段が検出した前記伝達部の前記経年劣化が小さい場合には、前記ステアリングホイールの操舵に応じて前記電動モータの作動を制御し、前記経年劣化が大きい場合には、前記ステアリングホイールの操舵に加えて前記経年劣化によるフリクション上昇分のトルクを考慮して前記電動モータの作動を制御してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、伝達部のフリクション上昇に起因する操舵負荷を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。
【図２】制御装置の概略構成図である。
【図３】目標電流算出部の概略構成図である。
【図４】検出トルク及び車速とベース電流との対応を示す制御マップの概略図である。
【図５】制御部の概略構成図である。
【図６】ラック軸を移動させる推力と運転者の操舵トルクとの関係を示す図である。
【図７】ラック軸の推力を一定とした場合の、運転者の操舵トルクと、電動モータの駆動トルクがピニオンシャフトに伝達された伝達トルクとの関係を示す図である。
【図８】フリクション補償電流設定部の概略構成図である。
【図９】フリクション補償電流設定部が行うフリクション補償電流算出処理を示すフローチャートである。
【図１０】車速、操舵角及び前輪が路面から受ける路面反力との対応を示す制御マップの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００の概略構成を示す図である。
電動パワーステアリング装置１００（以下、単に「ステアリング装置１００」と称する場合もある。）は、車両の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、本実施の形態においては車両の一例としての自動車１に適用した構成を例示している。
【００１１】
ステアリング装置１００は、自動車１の進行方向を変えるために運転者が操作する車輪（ホイール）状のステアリングホイール（ハンドル）１０１と、ステアリングホイール１０１に一体的に設けられたステアリングシャフト１０２とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ステアリングシャフト１０２と自在継手１０３ａを介して連結された上部連結シャフト１０３と、この上部連結シャフト１０３と自在継手１０３ｂを介して連結された下部連結シャフト１０８とを備えている。下部連結シャフト１０８は、ステアリングホイール１０１の回転に連動して回転する。
【００１２】
また、ステアリング装置１００は、転動輪としての左右の前輪１５０のそれぞれに連結されたタイロッド１０４と、タイロッド１０４に連結されたラック軸１０５とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ラック軸１０５に形成されたラック歯１０５ａとともにラック・ピニオン機構を構成するピニオン１０６ａを備えている。ピニオン１０６ａは、ピニオンシャフト１０６の下端部に形成されている。これらラック軸１０５、ピニオンシャフト１０６などが、ステアリングホイール１０１の回転操作力を前輪１５０の転動力として伝達する。ピニオンシャフト１０６は、前輪１５０を転動させるラック軸１０５に対して、回転することにより前輪１５０を転動させる駆動力を加える。
【００１３】
また、ステアリング装置１００は、ピニオンシャフト１０６を収納するステアリングギヤボックス１０７を有している。ピニオンシャフト１０６は、ステアリングギヤボックス１０７内にてトーションバー１１２を介して下部連結シャフト１０８と連結されている。そして、ステアリングギヤボックス１０７の内部には、下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６との相対回転角度に基づいて、言い換えればトーションバー１１２の捩れ量に基づいて、ステアリングホイール１０１に加えられた操舵トルク及び／又は前輪１５０を介してピニオンシャフト１０６に伝わる外乱トルクを検出するトルク検出手段の一例としてのトルクセンサ１０９が設けられている。言い換えれば、トルクセンサ１０９は、トーションバー１１２にはたらくトルクを検出する。また、トルクセンサ１０９は、ステアリングシャフト１０２とピニオンシャフト１０６との間に作用するトルクを検出する。
【００１４】
また、ステアリング装置１００は、ステアリングギヤボックス１０７に支持された電動モータ１１０と、電動モータ１１０の駆動力を減速してピニオンシャフト１０６に伝達する伝達部の一例としての減速機構１１１とを有している。減速機構１１１は、例えば、ピニオンシャフト１０６に固定されたウォームホイール（不図示）と、電動モータ１１０の出力軸に固定されたウォームギヤ（不図示）などから構成される。電動モータ１１０は、ピニオンシャフト１０６に回転駆動力を加えることにより、ラック軸１０５に前輪１５０を転動させる駆動力を加える。本実施の形態に係る電動モータ１１０は、３相ブラシレスモータであることを例示することができる。
【００１５】
また、ステアリング装置１００は、ステアリングホイール（ハンドル）１０１の回転角度である操舵角を検出する操舵角検出手段の一例としての操舵角センサ１８０を備えている。操舵角センサ１８０は、ステアリングシャフト１０２自体に取り付けられてステアリングシャフト１０２と同期回転する第１回転部材（不図示）と、この第１回転部材の回転に連動して回転する第２回転部材（不図示）と、この第２回転部材に固定された着磁部の磁界変化を検出する磁気抵抗素子（不図示）とを有する。そして、操舵角センサ１８０は、ステアリングホイール１０１の回転角度に対応する正弦波および余弦波の信号を出力する。
【００１６】
また、ステアリング装置１００は、電動モータ１１０の作動を制御する制御装置１０を備えている。制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９、操舵角センサ１８０からの出力信号が入力される。また、制御装置１０には、自動車に搭載される各種の機器を制御するための信号を流す通信を行うネットワーク（ＣＡＮ）を介して、自動車１の移動速度である車速Ｖｃを検出する車速センサ１７０などからの出力信号が入力される。また、制御装置１０には、ＣＡＮを介して、自動車１の走行距離や、自動車１に設けられたイグニッションスイッチがＯＮにされた回数が入力される。
【００１７】
以上のように構成されたステアリング装置１００は、トルクセンサ１０９が検出した検出トルクに基づいて電動モータ１１０を駆動し、電動モータ１１０の発生トルクをピニオンシャフト１０６に伝達する。これにより、電動モータ１１０の発生トルクが、ステアリングホイール１０１に加える運転者の操舵力をアシストする。
【００１８】
次に、制御装置１０について説明する。
図２は、制御装置１０の概略構成図である。
制御装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等からなる算術論理演算回路である。
制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９にて検出された検出トルクＴが出力信号に変換されたトルク信号Ｔｄと、車速センサ１７０にて検出された車速Ｖｃが出力信号に変換された車速信号ｖと、操舵角センサ１８０にて検出された操舵角θｓが出力信号に変換された操舵角信号θｓｄなどが入力される。
【００１９】
そして、制御装置１０は、トルク信号Ｔｄ及び車速信号ｖに基づいて電動モータ１１０に供給する目標電流Ｉｔを算出（設定）する目標電流算出部２０と、目標電流算出部２０が算出した目標電流Ｉｔに基づいてフィードバック制御などを行う制御部３０とを有している。
また、制御装置１０は、電動モータ１１０の回転速度Ｖｍを算出するモータ回転速度算出部７０を備えている。モータ回転速度算出部７０は、３相ブラシレスモータである電動モータ１１０の回転子（ロータ）の回転位置を検出するレゾルバからの出力信号を基に電動モータ１１０の回転速度Ｖｍを算出し、その回転速度Ｖｍが出力信号に変換された回転速度信号Ｖｍｓを出力する。
【００２０】
次に、目標電流算出部２０について詳述する。
図３は、目標電流算出部２０の概略構成図である。
目標電流算出部２０は、目標電流Ｉｔを設定する上でベースとなるベース電流Ｉｂを算出するベース電流算出手段の一例としてのベース電流算出部２１と、電動モータ１１０の慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流Ｉｓを算出するイナーシャ補償電流算出部２２と、電動モータ１１０の回転を制限するダンパー補償電流Ｉｄを算出するダンパー補償電流算出部２３とを備えている。
【００２１】
また、目標電流算出部２０は、ベース電流算出部２１、イナーシャ補償電流算出部２２、ダンパー補償電流算出部２３にて算出された値に基づいて仮の目標電流である仮目標電流Ｉｔｆを決定する仮目標電流決定部２５を備えている。また、目標電流算出部２０は、トルクセンサ１０９にて検出された検出トルクＴの位相を補償する位相補償部２６を備えている。
【００２２】
また、目標電流算出部２０は、後述するフリクション補償電流Ｉｆを設定するフリクション補償電流設定部２７を備えている。また、目標電流算出部２０は、仮目標電流決定部２５にて決定された仮目標電流Ｉｔｆ及びフリクション補償電流設定部２７にて設定されたフリクション補償電流Ｉｆに基づいて最終的に目標電流Ｉｔを決定する最終目標電流決定部２８を備えている。
なお、目標電流算出部２０には、トルク信号Ｔｄ、車速信号ｖ、操舵角信号θｓｄ、回転速度信号Ｖｍｓなどが入力される。また、目標電流算出部２０には、自動車１の走行距離や、自動車１に設けられたイグニッションスイッチがＯＮにされた回数であるイグニッションＯＮ回数が入力される。
【００２３】
図４は、検出トルクＴ及び車速Ｖｃとベース電流Ｉｂとの対応を示す制御マップの概略図である。
ベース電流算出部２１は、位相補償部２６にてトルク信号Ｔｄが位相補償されたトルク信号Ｔｓと、車速センサ１７０からの車速信号ｖとに基づいてベース電流Ｉｂを算出する。つまり、ベース電流算出部２１は、位相補償された検出トルクＴと、車速Ｖｃとに応じたベース電流Ｉｂを算出する。なお、ベース電流算出部２１は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、位相補償された検出トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）及び車速Ｖｃ（車速信号ｖ）とベース電流Ｉｂとの対応を示す図４に例示した制御マップに、検出トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）及び車速Ｖｃ（車速信号ｖ）を代入することによりベース電流Ｉｂを算出する。
【００２４】
イナーシャ補償電流算出部２２は、トルク信号Ｔｓと、車速信号ｖとに基づいて電動モータ１１０及びシステムの慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。つまり、イナーシャ補償電流算出部２２は、検出トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）と、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）とに応じたイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。なお、イナーシャ補償電流算出部２２は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、検出トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）及び車速Ｖｃ（車速信号ｖ）とイナーシャ補償電流Ｉｓとの対応を示す制御マップに、検出トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）及び車速Ｖｃ（車速信号ｖ）を代入することによりイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。
【００２５】
ダンパー補償電流算出部２３は、トルク信号Ｔｓと、車速信号ｖと、電動モータ１１０の回転速度信号Ｖｍｓとに基づいて、電動モータ１１０の回転を制限するダンパー補償電流Ｉｄを算出する。つまり、ダンパー補償電流算出部２３は、検出トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）と、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）と、電動モータ１１０の回転速度Ｖｍ（回転速度信号Ｖｍｓ）に応じたダンパー補償電流Ｉｄを算出する。なお、ダンパー補償電流算出部２３は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、検出トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）及び回転速度Ｖｍ（回転速度信号Ｖｍｓ）と、ダンパー補償電流Ｉｄとの対応を示す制御マップに、検出トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）及び回転速度Ｖｍ（回転速度信号Ｖｍｓ）を代入することによりダンパー補償電流Ｉｄを算出する。
【００２６】
仮目標電流決定部２５は、ベース電流算出部２１にて算出されたベース電流Ｉｂ、イナーシャ補償電流算出部２２にて算出されたイナーシャ補償電流Ｉｓ及びダンパー補償電流算出部２３にて算出されたダンパー補償電流Ｉｄに基づいて仮目標電流Ｉｔｆを決定する。仮目標電流決定部２５は、例えば、ベース電流Ｉｂに、イナーシャ補償電流Ｉｓを加算するとともにダンパー補償電流Ｉｄを減算して得た電流を仮目標電流Ｉｔｆとして決定する。
フリクション補償電流設定部２７については後で詳述する。
【００２７】
最終目標電流決定部２８は、仮目標電流決定部２５にて決定された仮目標電流Ｉｔｆ及びフリクション補償電流設定部２７にて設定されたフリクション補償電流Ｉｆに基づいて最終的に目標電流Ｉｔを決定する。本実施の形態に係る最終目標電流決定部２８は、仮目標電流決定部２５にて決定された仮目標電流Ｉｔｆに、フリクション補償電流設定部２７にて設定されたフリクション補償電流Ｉｆを加算して得た電流を目標電流Ｉｔとして決定する。
【００２８】
次に、制御部３０について詳述する。
図５は、制御部３０の概略構成図である。
制御部３０は、図５に示すように、電動モータ１１０の作動を制御するモータ駆動制御部３１と、電動モータ１１０を駆動させるモータ駆動部３２と、電動モータ１１０に実際に流れる実電流Ｉｍを検出するモータ電流検出部３３とを有している。
モータ駆動制御部３１は、目標電流算出部２０にて最終的に決定された目標電流Ｉｔと、モータ電流検出部３３にて検出された電動モータ１１０へ供給される実電流Ｉｍとの偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部４０と、電動モータ１１０をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成するＰＷＭ信号生成部６０とを有している。
【００２９】
フィードバック制御部４０は、目標電流算出部２０にて最終的に決定された目標電流Ｉｔとモータ電流検出部３３にて検出された実電流Ｉｍとの偏差を求める偏差演算部４１と、その偏差がゼロとなるようにフィードバック処理を行うフィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部４２とを有している。
【００３０】
フィードバック（Ｆ／Ｂ）処理部４２は、目標電流Ｉｔと実電流Ｉｍとが一致するようにフィードバック制御を行うものであり、例えば、偏差演算部４１にて算出された偏差に対して、比例要素で比例処理し、積分要素で積分処理し、加算演算部でこれらの値を加算する。
ＰＷＭ信号生成部６０は、フィードバック制御部４０からの出力値に基づいて電動モータ１１０をＰＷＭ（パルス幅変調）駆動するためのＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号を出力する。
【００３１】
モータ駆動部３２は、所謂インバータであり、例えば、スイッチング素子として６個の独立したトランジスタ（ＦＥＴ）（不図示）を備え、６個の内の３個のトランジスタは電源の正極側ラインと各相の電気コイルとの間に接続され、他の３個のトランジスタは各相の電気コイルと電源の負極側（アース）ラインと接続されている。そして、６個の中から選択した２個のトランジスタのゲートを駆動してこれらのトランジスタをスイッチング動作させることにより、電動モータ１１０の駆動を制御する。
モータ電流検出部３３は、モータ駆動部３２に接続されたシャント抵抗の両端に生じる電圧から電動モータ１１０に流れる実電流Ｉｍの値を検出する。
【００３２】
次に、フリクション補償電流設定部２７について詳述する。
上述した減速機構１１１は、例えば、ピニオンシャフト１０６に固定された樹脂製のウォームホイール（不図示）と、電動モータ１１０の出力軸に固定された金属製のウォームギヤ（不図示）とを有している。このように構成された減速機構１１１においては、例えば樹脂製のウォームホイールの経年劣化により、ウォームホイールとウォームギヤの噛み合いが悪くなり、フリクションが上昇することが考えられる。そして、減速機構１１１のフリクションが上昇すると、前輪１５０が路面から受ける路面反力及び電動モータ１１０の駆動トルクが同じである場合には、ステアリング装置１００のステアリングホイール１０１に加える運転者の操舵トルクがフリクション増加相等分だけ大きくなる。
【００３３】
図６は、ステアリング装置１００における、ラック軸１０５を移動させる推力と運転者の操舵トルクＴｕとの関係を示す図である。
図７は、ラック軸１０５の推力を一定とした場合の、運転者の操舵トルクＴｕと、電動モータ１１０の駆動トルクＴｍがピニオンシャフト１０６に伝達された伝達トルクＴｔとの関係を示す図である。
図６においては、電動モータ１１０及び減速機構１１１を含むステアリング装置１００の使用開始初期の運転者の操舵トルクＴｕとラック軸１０５の推力との関係を実線で示し、減速機構１１１のフリクションが上昇した場合の運転者の操舵トルクＴｕとラック軸１０５の推力との関係を破線で示している。
図７においては、電動モータ１１０及び減速機構１１１を含むステアリング装置１００の使用開始初期（減速機構１１１のフリクション上昇なし）の運転者の操舵トルクＴｕと伝達トルクＴｔとの関係を実線で示し、減速機構１１１のフリクションが上昇した場合の運転者の操舵トルクＴｕと伝達トルクＴｔとの関係を破線で示している。
【００３４】
図６に示すように、ラック軸１０５の推力が同じである場合、図６の実線の運転者の操舵トルクＴｕの値よりも破線の値の方が大きい。これら実線の操舵トルクＴｕの値と破線の操舵トルクＴｕの値との差が、減速機構１１１のフリクションが上昇したことによる運転者の操舵トルクＴｕの上昇分と考えられる。
【００３５】
フリクション補償電流設定部２７は、減速機構１１１のフリクションが上昇したことに起因して運転者の操舵トルクＴｕが上昇することを抑制するために、減速機構１１１のフリクションが上昇した分のアシスト力を上昇させるためのフリクション補償電流Ｉｆを設定する。言い換えれば、フリクション補償電流Ｉｆは、減速機構１１１の経年劣化によるフリクション上昇による運転者の操舵トルクＴｕの増大分を相殺するために電動モータ１１０に加える電流である。このフリクション補償電流Ｉｆにより、目標電流Ｉｔの絶対値が大きく補正されることにより、運転者の操舵トルクＴｕが小さくなり、図６に示した破線が実線と重なる。
【００３６】
図８は、フリクション補償電流設定部２７の概略構成図である。
フリクション補償電流設定部２７は、減速機構１１１の経年劣化を判別する経年劣化判別部２７１と、現時点の電動モータ１１０の駆動トルクＴｍｎを算出する現モータトルク算出部２７２と、使用開始初期の電動モータ１１０の駆動トルクＴｍｆを算出する初期モータトルク算出部２７３とを有している。また、フリクション補償電流設定部２７は、現モータトルク算出部２７２が算出した現時点の駆動トルクＴｍｎと、初期モータトルク算出部２７３が算出した使用開始初期の駆動トルクＴｍｆとに基づいて、減速機構１１１のフリクションが上昇した分のトルクであるフリクション上昇相当トルクＴｆを算出するフリクション上昇相当トルク算出部２７４を有している。また、フリクション補償電流設定部２７は、フリクション上昇相当トルク算出部２７４が算出したフリクション上昇相当トルクＴｆを、電動モータ１１０の駆動トルクにて相殺するのに必要なフリクション補償電流Ｉｆを算出するフリクション補償電流算出部２７５を有している。
【００３７】
経年劣化判別部２７１は、ステアリング装置１００を搭載した自動車１の走行距離が予め定められた規定距離以上であり、かつ、イグニッションＯＮ回数が予め定められた規定回数以上である場合に経年劣化が生じたと判別する。
【００３８】
現モータトルク算出部２７２は、モータ電流検出部３３にて検出された電動モータ１１０へ供給される実電流Ｉｍと予め定められたモータトルク定数Ｋｔを以下の式（１）に代入することにより現時点の電動モータ１１０の駆動トルクＴｍｎを算出する。
Ｔｍｎ＝Ｉｍ×Ｋｔ・・・（１）
【００３９】
初期モータトルク算出部２７３は、例えば、使用開始前の初期特性を予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、図７の実線に示したような運転者の操舵トルクＴｕと伝達トルクＴｔとの対応を示す制御マップに、トルクセンサ１０９により検出された運転者の操舵トルクＴｕを代入することにより、伝達トルクＴｔを算出する。初期モータトルク算出部２７３は、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、運転者の操舵トルクＴｕと伝達トルクＴｔとの関係式に、トルクセンサ１０９により検出された運転者の操舵トルクＴｕを代入することにより伝達トルクＴｔを算出してもよい。そして、使用開始初期においては、経年劣化に起因する減速機構１１１のフリクションによるトルクロスは零であり、伝達トルクＴｔは使用開始初期の電動モータ１１０の駆動トルクＴｍｆと同じであることから、算出した伝達トルクＴｔを使用開始初期の電動モータ１１０の駆動トルクＴｍｆとする。
【００４０】
フリクション上昇相当トルク算出部２７４は、現モータトルク算出部２７２が算出した現時点の電動モータ１１０の駆動トルクＴｍｎと、初期モータトルク算出部２７３が算出した使用開始初期の電動モータ１１０の駆動トルクＴｍｆとを、以下の式（２）に代入することにより、フリクション上昇相当トルクＴｆを算出する。
Ｔｆ＝Ｔｍｎ−Ｔｍｆ・・・（２）
【００４１】
式（２）を用いてフリクション上昇相当トルクＴｆを算出するのは以下の理由による。
電動モータ１１０の駆動トルクＴｍがピニオンシャフト１０６に伝達された伝達トルクＴｔと、運転者の操舵トルクＴｕと、路面反力ＴＲとの関係は、以下の式（３）の通りである。
ＴＲ＝Ｔｕ＋Ｔｔ・・・（３）である。
【００４２】
減速機構１１１のフリクションによるトルクロスを零とすると、伝達トルクＴｔは電動モータ１１０の駆動トルクＴｍと同じになることから、電動モータ１１０の駆動トルクＴｍと、運転者の操舵トルクＴｕと、路面反力ＴＲとの関係は、以下の式（３）´の通りである。
ＴＲ＝Ｔｕ＋Ｔｍ・・・（３）´
ゆえに、ステアリング装置１００の使用開始初期の路面反力ＴＲが路面反力ＴＲ０である場合の、電動モータ１１０の駆動トルクＴｍを駆動トルクＴｍｆ、運転者の操舵トルクＴｕを操舵トルクＴｕ０とすると、以下の式（４）となる。
ＴＲ０＝Ｔｕ０＋Ｔｍｆ・・・（４）
【００４３】
他方、減速機構１１１のフリクションが上昇した現時点の路面反力ＴＲが路面反力ＴＲ１である場合の、電動モータ１１０の駆動トルクＴｍを駆動トルクＴｍｎ、運転者の操舵トルクＴｕを操舵トルクＴｕ１とすると、伝達トルクＴｔは駆動トルクＴｍｎからフリクション上昇相当トルクＴｆを減算した値（Ｔｔ＝Ｔｍｎ−Ｔｆ）であることから、以下の式（５）となる。
ＴＲ１＝Ｔｕ１＋（Ｔｍｎ−Ｔｆ）・・・（５）
【００４４】
式（４）及び式（５）において、路面反力ＴＲ０と路面反力ＴＲ１とが同じであるとすると、以下の式（６）となる。
Ｔｕ０＋Ｔｍｆ＝Ｔｕ１＋（Ｔｍｎ−Ｔｆ）・・・（６）
また、式（６）において、使用開始初期と減速機構１１１のフリクション上昇時の運転者の操舵トルクＴｕを同じにするためにＴｕ０＝Ｔｕ１とすると、上述した式（２）となる。
【００４５】
フリクション補償電流算出部２７５は、フリクション上昇相当トルク算出部２７４が算出したフリクション上昇相当トルクＴｆが予め定められた規定トルク以上である場合には、フリクション上昇相当トルク算出部２７４が算出したフリクション上昇相当トルクＴｆと予め定められたモータトルク定数Ｋｔを以下の式（７）に代入することによりフリクション補償電流Ｉｆを算出する。
Ｉｆ＝Ｔｆ／Ｋｔ・・・（７）
【００４６】
次に、フローチャートを用いて、フリクション補償電流設定部２７が行うフリクション補償電流算出処理の手順について説明する。
図９は、フリクション補償電流設定部２７が行うフリクション補償電流算出処理を示すフローチャートである。
フリクション補償電流設定部２７は、図９に示すフリクション補償電流算出処理を一定時間（例えば４ミリ秒）ごとに繰り返し実行する。
【００４７】
フリクション補償電流設定部２７は、ステアリング装置１００を搭載した自動車１の走行距離が規定距離以上であるか否かを判別する（ステップ（以下、単に、「Ｓ」と記す。）１０１）。そして、自動車１の走行距離が規定距離以上である場合（Ｓ１０１でＹｅｓ）、フリクション補償電流設定部２７は、イグニッションＯＮ回数が規定回数以上であるか否かを判別する（Ｓ１０２）。そして、イグニッションＯＮ回数が規定回数以上であると判別した場合（Ｓ１０２でＹｅｓ）、フリクション補償電流設定部２７は、Ｓ１０３以降の処理を実行する。これらＳ１０１及びＳ１０２の処理は、経年劣化判別部２７１が行う処理である。経年劣化判別部２７１は、Ｓ１０１にて自動車１の走行距離が規定距離以上であると判別し、かつ、Ｓ１０２にてイグニッションＯＮ回数が規定回数以上であると判別した場合に減速機構１１１に経年劣化が生じたと判別する。
【００４８】
Ｓ１０３の処理において、フリクション補償電流設定部２７は、現時点の電動モータ１１０の駆動トルクＴｍｎを算出する（Ｓ１０３）。これは、現モータトルク算出部２７２が行う処理である。現モータトルク算出部２７２は、モータ電流検出部３３にて検出された電動モータ１１０へ供給される実電流Ｉｍと予め定められたモータトルク定数Ｋｔを上述した式（１）に代入することにより現時点の電動モータ１１０の駆動トルクＴｍｎを算出する。
【００４９】
Ｓ１０４の処理において、フリクション補償電流設定部２７は、使用開始初期の電動モータ１１０の駆動トルクＴｍｆを算出する（Ｓ１０４）。これは、初期モータトルク算出部２７３が行う処理である。初期モータトルク算出部２７３は、例えば図７の実線に示したような運転者の操舵トルクＴｕと伝達トルクＴｔとの対応を示す制御マップに、トルクセンサ１０９により検出された運転者の操舵トルクＴｕを代入することにより伝達トルクＴｔを算出する。そして、使用開始初期においては、減速機構１１１のフリクションによるトルクロスは零であり、伝達トルクＴｔは使用開始初期の電動モータ１１０の駆動トルクＴｍｆと同じであることから、算出した伝達トルクＴｔを使用開始初期の電動モータ１１０の駆動トルクＴｍｆとする。
【００５０】
Ｓ１０５の処理において、フリクション補償電流設定部２７は、現時点の電動モータ１１０の駆動トルクＴｍｎから使用開始初期の電動モータ１１０の駆動トルクＴｍｆを減算することによりフリクション上昇相当トルクＴｆを算出する（Ｓ１０５）。これは、フリクション上昇相当トルク算出部２７４が行う処理である。
【００５１】
その後、フリクション補償電流設定部２７は、Ｓ１０５にて算出したフリクション上昇相当トルクＴｆが規定トルク以上であるか否かを判別する（Ｓ１０６）。そして、フリクション上昇相当トルクＴｆが規定トルク以上である場合（Ｓ１０６でＹｅｓ）、フリクション補償電流Ｉｆを算出する。これは、フリクション補償電流算出部２７５が行う処理であり、Ｓ１０５にて算出されたフリクション上昇相当トルクＴｆと予め定められたモータトルク定数Ｋｔを上述した式（７）に代入することによりフリクション補償電流Ｉｆを算出する（Ｓ１０７）。
【００５２】
フリクション補償電流設定部２７は、上述した手法にて算出したフリクション補償電流ＩｆをＲＡＭなどの記憶領域に記憶する。
そして、最終目標電流決定部２８は、ＲＡＭなどの記憶領域に記憶された、仮目標電流Ｉｔｆとフリクション補償電流Ｉｆとを加算した値を目標電流Ｉｔとして決定する。
【００５３】
以上のように構成されたステアリング装置１００においては、減速機構１１１のフリクションが上昇したことに起因して上昇する運転者の操舵トルクＴｕを相殺する分のアシスト力を発生するフリクション補償電流Ｉｆが目標電流Ｉｔに加算される。その結果、減速機構１１１のフリクションが上昇したとしても、運転者の操舵トルクが大きくなることが抑制される。すなわち、以上のように構成されたステアリング装置１００は、減速機構１１１のフリクション上昇に起因する運転者の操舵負荷の上昇を抑制することができる。
【００５４】
なお、上述した実施形態においては、フリクション補償電流設定部２７が式（２）に基づいてフリクション上昇相当トルクＴｆを算出しているが特にかかる態様に限定されない。例えば、フリクション補償電流設定部２７は、以下のようにしてフリクション上昇相当トルクＴｆを算出してもよい。
図１０は、車速Ｖｃ、操舵角θｓ及び前輪１５０が路面から受ける路面反力ＴＲとの対応関係を示す制御マップの概略図である。
フリクション補償電流設定部２７は、先ず、車速センサ１７０からの車速信号ｖと、操舵角センサ１８０からの操舵角信号θｓｄとに基づいて、減速機構１１１のフリクションが上昇した現時点の路面反力ＴＲ１を算出する。フリクション補償電流設定部２７は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、図１０に例示した制御マップに、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）及び操舵角θｓ（操舵角信号θｓｄ）を代入することにより現時点の路面反力ＴＲ１を算出する。
そして、フリクション補償電流設定部２７は、算出した路面反力ＴＲ１、トルクセンサ１０９により検出された運転者の操舵トルクＴｕ１、式（１）を用いて算出した現時点の電動モータ１１０の駆動トルクＴｍｎを、上述した式（５）に代入することによりフリクション上昇相当トルクＴｆを算出する（Ｔｆ＝Ｔｕ１＋Ｔｍｎ−ＴＲ１）。
【００５５】
また、上述した実施形態においては、減速機構１１１のフリクションが上昇したことに起因して上昇する運転者の操舵トルクＴｕを補正する制御を、ピニオン型の電動パワーステアリングに適用した場合について説明したが、特に限定されない。ダブルピニオン型やラックアシスト型など他の形式の電動パワーステアリング装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０…制御装置、２０…目標電流算出部、２１…ベース電流算出部、２５…仮目標電流決定部、２７…フリクション補償電流設定部、２８…最終目標電流決定部、３０…制御部、１００…電動パワーステアリング装置、１１０…電動モータ
【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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