(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータによって発生されるトルクを用いて運転者の操舵トルクを補助する自動車用の電動式パワーステアリング制御装置において、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段、操舵角を検出する操舵角検出手段、上記操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いて第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段、上記操舵角検出手段により検出された操舵角を用いて第二の路面反力トルクを推定する第二の路面反力トルク推定手段、上記第一の路面反力トルク推定手段により推定された第一の路面反力トルクからモータを制御する第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算すると共に上記第二の路面反力トルク推定手段により推定された第二の路面反力トルクからモータを制御する第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算する戻しトルク補償手段を備え、上記戻しトルク補償手段は、演算結果得られた第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号を用いて、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御することを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項２】
モータによって発生されるトルクを用いて運転者の操舵トルクを補助する自動車用の電動式パワーステアリング制御装置において、車速を検出する車速検出手段、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段、操舵角を検出する操舵角検出手段、上記モータの加速度を検出するモータ加速度検出手段、上記モータに流れる電流を検出するモータ電流検出手段、上記操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクと上記モータ加速度検出手段により検出されたモータ加速度と上記モータ電流検出手段により検出されたモータ電流とを用いて演算した演算結果を、ローパスフィルタを通して第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段、上記車速検出手段により検出された車速及び上記操舵角検出手段により検出された操舵角を用いて第二の路面反力トルクを推定する第二の路面反力トルク推定手段、上記第一の路面反力トルク推定手段により推定された第一の路面反力トルクからモータを制御する第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算すると共に上記第二の路面反力トルク推定手段により推定された第二の路面反力トルクからモータを制御する第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算する戻しトルク補償手段を備え、上記戻しトルク補償手段は、演算結果得られた第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号を用いて、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御することを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項３】
戻しトルク補償手段は、第二の路面反力トルク推定手段によって推定された第二の路面反力トルクにゲインを乗じると共に、上記ゲイン乗算後の最大値をリミッタにより制限して第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算することを特徴とする請求項１または請求項２記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項４】
モータによって発生されるトルクを用いて運転者の操舵トルクを補助する自動車用の電動式パワーステアリング制御装置において、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段、操舵角を検出する操舵角検出手段、上記操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いて第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段、この第一の路面反力トルク推定手段によって推定された第一の路面反力トルクからモータを制御する第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算すると共に上記操舵角検出手段により検出された操舵角を用いてモータを制御する第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算する戻しトルク補償手段を備え、上記戻しトルク補償手段は、演算結果得られた第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号を用いて、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御することを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項５】
モータによって発生されるトルクを用いて運転者の操舵トルクを補助する自動車用の電動式パワーステアリング制御装置において、車速を検出する車速検出手段、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段、操舵角を検出する操舵角検出手段、上記モータの加速度を検出するモータ加速度検出手段、上記モータに流れる電流を検出するモータ電流検出手段、上記操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクと上記モータ加速度検出手段により検出されたモータ加速度と上記モータ電流検出手段により検出されたモータ電流とを用いて演算した演算結果を、ローパスフィルタを通して第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段、この第一の路面反力トルク推定手段によって推定された第一の路面反力トルクからモータを制御する第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算すると共に上記車速検出手段により検出された車速及び操舵角検出手段により検出された操舵角を用いてモータを制御する第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算する戻しトルク補償手段を備え、上記戻しトルク補償手段は、演算結果得られた第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号を用いて、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御することを特徴とする電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項６】
戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルク推定手段によって推定された第一の路面反力トルクに、ゲインを乗じると共に、上記ゲイン乗算後の最大値をリミッタにより制限して第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項７】
戻しトルク補償手段は、第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号に重み係数を乗じる重み付けを行って、モータの補助トルクを制御することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項８】
戻しトルク補償手段によって行われる重み付けは、車速および路面のバンク角のいずれか一方または両方に基づき行われることを特徴とする請求項７記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項９】
重み付けに用いられる重み係数は、第一の路面反力トルクと第二の路面反力トルクとの比較に基づき設定されることを特徴とする請求項７または請求項８記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項１０】
重み付けに用いられる重み係数は、第一の路面反力トルクと第二の路面反力トルクとの差または比率に基づき設定されることを特徴とする請求項９記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項１１】
第一の路面反力トルクおよび第二の路面反力トルクを用いて、路面の状態を判定する路面状態判定手段を備えたことを特徴とする請求項７〜請求項１０のいずれか一項記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項１２】
路面状態判定手段は、第一の路面反力トルクの絶対値と第二の路面反力トルクの絶対値との比較を行い、上記第二の路面反力トルクの方が大きく、かつ上記絶対値の差または比率が所定値を越えたとき、非高μ路と判定することを特徴とする請求項１１記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項１３】
路面状態判定手段による判定結果は、重み付け係数の補正に用いられることを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項１４】
路面状態判定手段による判定結果、非高μ路と判定されたとき、戻しトルク補償手段は、第一のハンドル戻し補助トルク信号に乗じられる重み係数を大きくすることを特徴とする請求項１３記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項１５】
路面状態判定手段による判定結果、高μ路と判定されたとき、戻しトルク補償手段は、第二のハンドル戻し補助トルク信号に基づいてモータの補助トルクを制御すると共に、非高μ路と判定されたとき、上記第二のハンドル戻し補助トルク信号に乗じる重み係数を小さくしてモータの補助トルクを制御することを特徴とする請求項１３記載の電動式パワーステアリング制御装置。
【請求項１６】
モータによって発生されるトルクを用いて運転者の操舵トルクを補助する自動車用の電動式パワーステアリング制御方法において、操舵トルクを用いて第一の路面反力トルク及び操舵角を用いて第二の路面反力トルクをそれぞれ推定すると共に、上記推定された第一の路面反力トルクから第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算し、第二の路面反力トルクから第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算して、演算結果の第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号に基づき、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御することを特徴とする電動式パワーステアリング制御方法。
【請求項１７】
第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号は、重み付けされてモータの補助トルクの制御に用いられることを特徴とする請求項１６記載の電動式パワーステアリング制御方法。
【請求項１８】
第一の路面反力トルク及び第二の路面反力トルクから路面の状態を判定し、上記判定結果により重み付けに用いる重み係数を補正することを特徴とする請求項１６または請求項１７記載の電動式パワーステアリング制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータにより、運転者による操舵トルクを補助するトルクを発生させ、ステアリング系の操舵力を補助する自動車用の電動式パワーステアリング制御装置及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、例えば、特開平７−１８６９９４号公報に記載された従来の電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
図１３において、１は運転者が操舵した場合の操舵トルクを検出する操舵トルク検出器、２は操舵トルク検出器１の出力に基づいて補助トルク信号を演算する操舵トルク制御器、３はモータ速度を検出するモータ速度検出器、４はモータ速度検出器３によって検出されたモータ速度に基づいてダンピング補償信号を演算するダンピング補償器、５はモータ速度検出器３の出力を用いてモータ加速度を検出するモータ加速度検出器、６はモータ加速度検出器５によって検出されたモータ加速度に基づいて慣性補償信号を演算する慣性補償器である。７は操舵トルク検出器１の出力とモータ速度検出器３の出力の向きが同一であるか否かを判定する判定器で、判定結果を操舵トルク制御器２、ダンピング補償器４及び慣性補償器６にそれぞれ出力する。８は補助トルク信号、ダンピング補償信号及び慣性補償信号の和を演算する第一の加算器、９は第一の加算器８によって演算される補助トルク信号、ダンピング補償信号及び慣性補償信号の和である目標トルクから目標電流信号を演算するモータ電流決定器、１０はモータで、印加された電圧に応じたモータ電流値が生じ、モータ電流値に略比例関係にある補助トルクを発生してステアリング機構を駆動する。１１はモータ１０の電流値を検出するモータ電流検出器、１２はモータ電流決定器９の出力である目標電流信号とモータ電流検出器１１によって検出されたモータ電流値との差を求める第二の加算器である。１３はモータ電流決定器９で演算された目標電流信号とモータ電流検出器１１によって検出されたモータ電流値との誤差に基づいてモータ１０に印加する電圧を決定し、モータ１０に決定した電圧を印加するモータ駆動器である。また、１４は車速を検出するとともに、検出された車速信号を操舵トルク制御器２、ダンピング補償器４及び慣性補償器６に出力する車速検出器である。
【０００３】
次に、このように構成された従来の電動式パワーステアリング制御装置の動作について説明する。
自動車の運転者がハンドルを操舵すると、その時の操舵トルクは操舵トルク検出器１で測定され、操舵トルク制御器２に出力される。操舵トルク制御器２では、操舵トルク検出器１の出力信号に略比例関係にある補助トルク信号を演算し、この補助トルク信号に基づいてモータ１０を駆動して運転者の操舵トルクをアシストすることにより、運転者による操舵トルクを軽減する。
【０００４】
このとき、判定器７では、操舵トルク検出器１の出力と、モータ速度検出器３の出力の向きが同一であるか否かを判定し、同一であればダンピング補償器４及び慣性補償器６は動作させず、操舵トルク制御器２のみを動作させる。操舵トルク制御器２は、操舵トルク検出器１の出力と車速検出器１４からの車速信号とに応じて補助トルク信号を決定する。ここで決定された補助トルク信号に基づいて目標トルクが定められ、モータ電流決定器９によりモータ駆動電流が定められる。
また、同一でない場合には、操舵トルク制御器２は動作させず、ダンピング補償器４と慣性補償器６を動作させる。ダンピング補償器４と慣性補償器６との出力に基づいて目標トルクが定められるとともに、モータ電流決定器９によりモータ駆動電流が定められる。なお、このとき、車速が低速の場合には、目標トルクの方向がモータ回転方向と同一方向となるように、また車速が高速の場合は、モータ回転方向と逆方向となるようにしている。したがって、ドライバがハンドルを切り込んでいる場合には、操舵に必要なトルクを軽減するように運転者の操舵トルクをアシストする。また、ドライバがハンドルを戻している場合には、車速が低速である時はハンドルが原点に戻るのを補助し、車速が高速である時はハンドルが過度な運転速度で戻ろうとするのを防止するようにモータ１０が制御される。
【０００５】
ドライバは、一般に、道路の湾曲部や交差点を曲がる際に操舵し、その後直線走行に復帰する際に、タイヤの路面反力トルクによるハンドルの自発的な戻り力を利用してハンドルを戻すことを行う。しかしながら、車速が低速時や高速時の微小操舵時にはタイヤの路面反力トルクが弱いため、路面反力トルクがステアリング機構内の摩擦トルク以下となってしまい、直線復帰時にハンドルが戻らない場合が多い。したがって、この場合には、ドライバがハンドルにトルクを加えてハンドルを戻さなければならず、そのため操舵フィーリングが低下してしまうといった問題点があった。
これに対して、従来の技術では、車速が低速時に、操舵トルク検出器１の出力とモータ速度検出器３の出力とが同一であるか否かを判定し、異なる場合には、モータ回転方向と同一方向にモータ１０を回転させるようにモータ駆動電流を定めることにより、低速におけるハンドル戻り性を向上させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では、低速で交差点を曲がる場合や、高速で緩い道路の湾曲部を曲がる場合のように、タイヤの路面反力トルクが小さい範囲で操舵した場合には、ドライバがハンドルを戻す方向にトルクを加えない限り、ハンドルは止まっており、モータ１０は回転しない。この際、判定器７では、操舵トルク検出器１の出力とモータ速度検出器３の出力の向きが同一であるか否かを判定することができないので、モータ回転方向と同一方向にモータを回転させるようにモータ駆動電流を定めることができず、ハンドル戻り性を向上させることができないといった問題点があった。
さらに、従来の技術では、高速走行時には、モータ回転方向と逆方向にモータを回転させるようにモータ駆動電流を定めることしかできないので、ハンドル戻り性を向上させることができない等の問題点があった。
また、路面の状態に応じた制御を行っていなかったので、例えば、雪道等の滑りやすい路面では、ハンドルが戻りすぎて走行が困難になり易いという問題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、低速で交差点を曲がる場合や、高速で緩い道路の湾曲部を曲がる場合等のように、タイヤの路面反力トルクが小さい範囲で操舵した際に、ドライバがハンドルを戻す方向にトルクを加えることなくハンドルを戻すことができると共に、ドライバの意志に対応する操舵角を使用してハンドル戻り制御し、全ての運転状態でハンドル戻り性を向上させることができる電動式ステアリング装置を得ることを第一の目的としている。
また、そのような電動式パワーステアリング制御方法を得ることを第二の目的にしている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる電動式パワーステアリング制御装置においては、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いて第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、操舵角検出手段により検出された操舵角を用いて第二の路面反力トルクを推定する第二の路面反力トルク推定手段と、第一の路面反力トルク推定手段により推定された第一の路面反力トルクからモータを制御する第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算すると共に第二の路面反力トルク推定手段により推定された第二の路面反力トルクからモータを制御する第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、演算結果得られた第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号を用いて、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御するものである。
【０００９】
また、車速を検出する車速検出手段と、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段と、モータの加速度を検出するモータ加速度検出手段と、モータに流れる電流を検出するモータ電流検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクとモータ加速度検出手段により検出されたモータ加速度とモータ電流検出手段により検出されたモータ電流とを用いて演算した演算結果を、ローパスフィルタを通して第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、車速検出手段により検出された車速及び操舵角検出手段により検出された操舵角を用いて第二の路面反力トルクを推定する第二の路面反力トルク推定手段と、第一の路面反力トルク推定手段により推定された第一の路面反力トルクからモータを制御する第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算すると共に第二の路面反力トルク推定手段により推定された第二の路面反力トルクからモータを制御する第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、演算結果得られた第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号を用いて、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御するものである。
また、戻しトルク補償手段は、第二の路面反力トルク推定手段によって推定された第二の路面反力トルクにゲインを乗じると共に、ゲイン乗算後の最大値をリミッタにより制限して第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算するものである。
【００１０】
さらに、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いて第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、この第一の路面反力トルク推定手段によって推定された第一の路面反力トルクからモータを制御する第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算すると共に操舵角検出手段により検出された操舵角を用いてモータを制御する第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、演算結果得られた第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号を用いて、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御するものである。
【００１１】
また、車速を検出する車速検出手段と、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段と、モータの加速度を検出するモータ加速度検出手段と、モータに流れる電流を検出するモータ電流検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクとモータ加速度検出手段により検出されたモータ加速度とモータ電流検出手段により検出されたモータ電流とを用いて演算した演算結果を、ローパスフィルタを通して第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、この第一の路面反力トルク推定手段によって推定された第一の路面反力トルクからモータを制御する第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算すると共に車速検出手段により検出された車速及び操舵角検出手段により検出された操舵角を用いてモータを制御する第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、演算結果得られた第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号を用いて、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御するものである。
【００１２】
また、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルク推定手段によって推定された第一の路面反力トルクに、ゲインを乗じると共に、ゲイン乗算後の最大値をリミッタにより制限して第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算するものである。
さらにまた、戻しトルク補償手段は、第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号に重み係数を乗じる重み付けを行って、モータの補助トルクを制御するものである。
【００１３】
また、戻しトルク補償手段によって行われる重み付けは、車速および路面のバンク角のいずれか一方または両方に基づき行われるものである。
また、重み付けに用いられる重み係数は、第一の路面反力トルクと第二の路面反力トルクとの比較に基づき設定されるものである。
加えて、重み付けに用いられる重み係数は、第一の路面反力トルクと第二の路面反力トルクとの差または比率に基づき設定されるものである。
【００１４】
また、第一の路面反力トルクおよび第二の路面反力トルクを用いて、路面の状態を判定する路面状態判定手段を備えたものである。
また、路面状態判定手段は、第一の路面反力トルクの絶対値と第二の路面反力トルクの絶対値との比較を行い、第二の路面反力トルクの方が大きく、かつ絶対値の差または比率が所定値を越えたとき、非高μ路と判定するものである。
【００１５】
さらに、路面状態判定手段による判定結果は、重み付け係数の補正に用いられるものである。
また、路面状態判定手段による判定結果、非高μ路と判定されたとき、戻しトルク補償手段は、第一のハンドル戻し補助トルク信号に乗じられる重み係数を大きくするものである。
また、路面状態判定手段による判定結果、高μ路と判定されたとき、戻しトルク補償手段は、第二のハンドル戻し補助トルク信号に基づいてモータの補助トルクを制御すると共に、非高μ路と判定されたとき、第二のハンドル戻し補助トルク信号に乗じる重み係数を小さくしてモータの補助トルクを制御するものである。
【００１６】
加えて、この発明に係わる電動式パワーステアリング制御方法においては、操舵トルクを用いて第一の路面反力トルク及び操舵角を用いて第二の路面反力トルクをそれぞれ推定すると共に、推定された第一の路面反力トルクから第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算し、第二の路面反力トルクから第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算して、演算結果の第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号に基づき、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御するものである。
また、第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号は、重み付けされてモータの補助トルクの制御に用いられるものである。
また、第一の路面反力トルク及び第二の路面反力トルクから路面の状態を判定し、判定結果により重み付けに用いる重み係数を補正するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置を示すブロック図である。
図１において、１は運転者が操舵した場合の操舵トルクを検出する操舵トルク検出器（操舵トルク検出手段）、２は操舵トルク検出器１の出力に基づいて補助トルク信号を演算する操舵トルク制御器、３はモータ速度を検出するモータ速度検出器、４はモータ速度検出器３によって検出されたモータ速度に基づいてダンピング補償信号を演算するダンピング補償器、５はモータ速度検出器３の出力を用いてモータ加速度を検出するモータ加速度検出器（モータ加速度検出手段）、６はモータ加速度検出器５によって検出されたモータ加速度に基づいて慣性補償信号を演算する慣性補償器である。８は補助トルク信号と、後述するハンドル戻し補助トルク信号と、ダンピング補償信号と、慣性補償信号との和を演算する第一の加算器、９は第一の加算器８によって演算される補助トルク信号、ハンドル戻し補助トルク信号、ダンピング補償信号及び慣性補償信号の和である目標トルクから目標電流信号を演算するモータ電流決定器、１０はモータで、印加された電圧に応じたモータ電流値が生じ、モータ電流値に略比例関係にある補助トルクを発生してステアリング機構を駆動する。１１はモータ１０の電流値を検出するモータ電流検出器（モータ電流検出手段）、１２はモータ電流決定器９の出力である目標電流信号とモータ電流検出器１１によって検出されたモータ電流値との差を求める第二の加算器である。１３はモータ電流決定器９で演算された目標電流信号とモータ電流検出器１１によって検出されたモータ電流値との誤差に基づいてモータ１０に印加する電圧を決定し、モータ１０に決定した電圧を印加するモータ駆動器である。また、１４は車速を検出するとともに、検出された車速信号を、操舵トルク制御器２とダンピング補償器４と慣性補償器６と後述する戻しトルク補償器に出力する車速検出器（車速検出手段）である。
【００１８】
１５は操舵トルク検出器１によって検出された運転者の操舵トルクと、モータ加速度検出器５によって検出されたモータ加速度と、モータ電流検出器１１によって検出されたモータ電流値を用いて、前輪の舵角、即ちハンドルを原点に復帰させようとする第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定器（第一の路面反力トルク推定手段）で、ローパスフィルタが設けられている。１６はハンドル軸に装着された操舵角センサ（操舵角検出手段）によって検出される操舵角及び車速から第二の路面反力トルクを推定する第二の路面反力トルク推定器（第二の路面反力推定手段）である。１７は第一及び第二の路面反力トルクに基づいて、ハンドルを原点に復帰させる方向にモータ１０に補助トルクを発生させるためのハンドル戻し補助トルク信号を演算して出力する戻しトルク補償器（戻しトルク補償手段）である。
また、モータ速度検出器３としては、例えばタコジェネレータ等のモータ速度センサを用いることもでき、またロータリエンコーダのパルス出力を差分してモータ速度を検出するものを用いることもでき、あるいはモータに印加する電圧から、モータに通電される電流値とコイル抵抗値の積を減じるなどして得られる逆起電圧からモータ速度を検出する構成のものでもよい。
【００１９】
図２は、この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
図３は、この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の第二の路面反力トルクの特性を説明する図である。
実施の形態１は、第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定器１５と、第二の路面反力トルクを推定する第二の路面反力トルク推定器１６を有しており、ハンドル戻し補助トルク信号を発生させるものである。
【００２０】
次に、上記のように構成された電動式パワーステアリング制御装置の動作について、図２のフローチャートに基づき説明する。
まず、ステップＳ１０１で、操舵トルク検出器１により操舵トルク（Ｔｈｄｌ）を読み込み、メモリに記憶し、ステップＳ１０２で、操舵トルク制御器２により、補助トルク信号Ｉｂａｓｅを演算する。次いで、ステップＳ１０３で、モータ速度検出器３によりモータ速度信号を読み込み、ステップＳ１０４で、モータ加速度検出器５により、モータ速度信号を微分し、モータ加速度信号を演算する。
【００２１】
ステップＳ１０５で、モータ電流検出器１１によりモータ電流（Ｉｍｔｒ）を読み込み、メモリに記憶する。次いで、ステップＳ１０６で、第一の路面反力推定器１５により、第一の路面反力トルクを推定演算する。次いで、ステップＳ１０７で、戻しトルク補償器１７により、第一の路面反力トルクに、一段または複数段のゲインを乗じると共に、最大値をリミッタにより制限して、第一のハンドル戻し補助トルク信号（Ｉｔｉｒｅ＿ｔｒｑ）を演算する。ステップＳ１０８で、操舵角（θｈｄｌ）を読み込み、メモリに記憶する。さらに、ステップＳ１０９で、車速検出器１４により、車速（Ｖｘ）を読み込み、メモリに記憶する。次いで、ステップＳ１１０で、第二の路面反力推定器１６により、第二の路面反力トルク推定を演算する。ステップＳ１１１で、戻しトルク補償器１７により、第二の路面反力トルクに、一段または複数段のゲインを乗じると共に、最大値をリミッタにより制限して、第二のハンドル戻し補助トルク信号（Ｉｔｉｒｅ＿ａｇｌ）を演算する。ステップＳ１１２で、戻しトルク補償器１７により、車速に対して予め固定値が記憶されている記憶装置のテーブルルックアップにより、重み係数ｗを演算して、ステップＳ１１３で、戻しトルク補償器１７により、重み係数ｗを用いたＩｔｉｒｅ＝ｗ・Ｉｔｉｒｅ＿ｔｒｑ＋（１−ｗ）Ｉｔｉｒｅ＿ａｇｌの演算式により、ハンドル戻し補助トルク信号を演算する。ただし、重み係数ｗは、０≦ｗ≦１であり、ステップＳ１１２で述べたように、この重み係数は車速に依存している。
次いで、ステップＳ１１４で、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求め、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算する。なお、この時のゲインは、モータ１０のステアリング換算でのトルク定数の逆数としておく。
【００２２】
次に、第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定器１５のステップＳ１０６における動作について、詳細に説明する。
まず、操舵トルク信号Ｔsensとステアリング軸回転加速度に相当するモータ加速度信号ｄωとモータ電流信号Ｉmtr とを用いて、下記の式（１）により、定常反力信号Ｔ'rea＿est を得る。
Ｔ'rea＿est ＝Ｔsens＋Ｋt ・Ｉmtr −Ｊ・ｄω‥‥‥‥（１）
Ｋt ：モータのトルク定数（ステアリング軸換算）
Ｊ  ：ステアリング機構の慣性モーメント
次に、定常反力信号を用いて、第一の路面反力トルク推定器１５に設けられたローパスフィルタにより、下記の式（２）に示すような１次フィルタ演算を行って、第一の路面反力トルク信号Ｔrea ＿est を得る。
ｄＴrea ＿est ／ｄｔ＝−Ｔrea ＿est ／Ｔ1 ＋Ｔ'rea＿est ／Ｔ1 ‥‥‥‥（２）
ここで、Ｔ1 は、１次フィルタの時定数で、折点周波数ｆc ＝１／（２π・Ｔ1 ）が０．０５〜１．０Ｈｚの間になるように定める。
【００２３】
次に、式（１）及び式（２）により、第一の路面反力トルクの検出が可能となる理由について説明する。
ステアリング機構の運動方程式は、下記の式（３）で表される。
Ｊ・ｄωs ／ｄｔ＝Ｔhdl ＋Ｔmtr −Ｔfric−Ｔreact …‥‥（３）
ｄωs ／ｄｔ：ステアリング軸回転加速度
Ｔhdl     ：操舵トルク
Ｔmtr     ：モータ出力トルク（ステアリング軸換算）
Ｔfric  ：ステアリング機構内の摩擦トルク
Ｔreact   ：路面反力トルク（ステアリング軸換算）
式（３）を路面反力トルクＴreact について解くと、以下の式（４）のようになる。
Ｔreact ＝Ｔhdl ＋Ｔmtr −Ｊ・ｄωs ／ｄｔ−Ｔfric…‥‥（４）
【００２４】
したがって、操舵トルク、モータ出力トルク、ステアリング軸回転加速度、ステアリング機構内の摩擦トルクの各値を用いることにより、第一の路面反力トルクＴreact を求めることができる。操舵トルクＴhdl としては、操舵トルク信号Ｔsensを使用することができ、モータ出力トルクＴmtr としては、モータ電流信号Ｉmtr にトルク定数Ｋt を乗じた値を使用することができる。また、ステアリング軸回転加速度（ｄωs ／ｄｔ）としては、モータ加速度信号ｄωを使用することができる。したがって、ステアリング機構内の摩擦トルクＴfricの影響を除いた路面反力トルクは、式（１）で検出可能である。
【００２５】
一方、摩擦トルクＴfricは、ステアリング機構の回転速度に対してリレーとして作用する。また、リレーは制御工学上、等価線形化法により、等価的にゲインと位相で表すことができることは広く知られている。したがって、式（１）で検出された定常反力信号Ｔ'rea＿est のゲインと位相とを、式（２）の１次フィルタにより調整することにより、第一の路面反力トルク信号Ｔrea ＿est を得ることができる。
【００２６】
すなわち、ゲインと位相とを調整する最も一般的な方法としてフィルタが用いられる。フィルタでゲインと位相を調整可能なのは、折点周波数以上の周波数領域であり、調整したい周波数の０．５〜１倍の範囲に折点周波数を設定すれば、ゲインはおよそ１〜０．５倍、位相はおよそ０〜−２０deg の範囲で調整可能であり、摩擦トルクの影響は大抵の場合キャンセルすることができる。自動車において一般的に行われる操舵周波数は、０．１〜１Ｈｚ程度の範囲であり、折点周波数を操舵周波数の０．５〜１倍、すなわち概ね０．０５Ｈｚから１Ｈｚの範囲に設定しておけば、摩擦トルクの影響のキャンセルが可能となる。なお、具体的な折点周波数は、検出された路面反力トルク信号に基づく制御を最も効かせたい操舵周波数を狙って設定される。
【００２７】
次に、図３に示す操舵角と路面反力の特性関係に基づき、操舵角（θhdl ）及び車速（Vx）から第二の路面反力トルクを推定する第二の路面反力トルク推定器１６のステップＳ１１０における動作について、詳細に説明する。
操舵角から路面反力トルク（セルフアライニングトルク）を算定出来るのは、以下のような関係に基づく。
コーナリングフォースが、タイヤの路面接地面の後ろ寄りに作用するため、走行中にタイヤは常に車両進行方向に向くようなセルフアライニングトルクを受けている。タイヤの横滑り角が小さい領域（例えば４〜６度まで）では、横滑り角とコーナリングフォースとは比例関係となり、セルフアライニングトルクもほぼ横滑り角に比例する。この横滑り角は、同じくタイヤの横滑り角が小さい領域では、車速を固定すると一対一の関係で操舵角と対応する。従って、操舵角からセルフアライニングトルクを求めることが出来る。
【００２８】
そして、この横滑り角と操舵角との関係は、車速毎に決まり、さらにコーナリングフォースとセルフアライニングトルクも、路面状態を決めると車速毎に横滑り角即ち操舵角と一対一の関係が存在する。そこで、各車速毎に操舵角に対するセルフアライニングトルク即ち路面反力トルクを、対象とする車両で高μ路面に対して、実験データに基づき決めておき、この特性関係を、路面反力トルクとして、電動パワーステアリング制御装置に備えた第二の路面反力トルク推定器１６で算定することが可能となる。
【００２９】
また、図３の特性関係は高μ（摩擦係数）路面に対して予め決めておくが、路面状態に対して低μになるほどコーナリングパワーが小さくなり、次式の関係で与えられるセルフアライニングトルクT rea が低μになるほどが小さくなる関係が存在する。
T rea ＝ξ・Kf・βf
ξ：キャスタートレイルとニューマチックトレイルとの和
Kf：前輪のコーナリングパワー
βf ：前輪タイヤの横滑り角
この関係より高μ路面に対して予め決められた第二の路面反力トルク推定演算値は、第一の路面反力トルク推定演算値と差異が生じる基本的な関係が存在する。
【００３０】
実施の形態１によれば、第一の路面反力トルク推定器１５及び第二の路面反力トルク推定器１６を用いて、路面反力トルクを推定することにより、操舵角変化幅が小さく操舵角センサの分解能不足となる高速走行条件でも、全ての運転状態で、適切なモータの補助トルクを発生させることができ、ハンドル戻し性を向上させることができる。
【００３１】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
図５は、この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の第一と第二の路面反力トルク推定値の関係を示す特性図である。
図６は、この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の第一と第二の路面反力トルク推定値の差と重み係数との関係を説明する図である。
図６において、△Ｔｔｉｒｅは、第一と第二の路面反力トルク推定値の差であり、△Ｔｔｉｒｅ０は両推定値の許容誤差のしきい値である。ｗ０は、△Ｔｔｉｒｅ０に対応する重み係数である。
図７は、この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置のバンク角と重み係数との関係を説明する図である。
【００３２】
実施の形態２では、図５の第一と第二の路面反力トルク推定値の関係を示す特性図における第一と第二の路面反力トルク推定値の差に基づき、図６の関係より重み係数ｗを決定する。
また、車両が走行する路面が進行方向に対し傾き（以下、バンク角という）を有する場合、本発明で説明を省略したブレーキ制御装置内で演算推定されたバンク角推定値を、制御装置間の通信により得て、このバンク角に基づき重み係数を求める際使用する関係図が図７である。図３の操舵角と路面反力トルクとの関係は、バンク角がゼロを前提としており、バンク角が大きくなると第二の路面反力トルク推定値は誤差を生じるので、第二の路面反力トルク推定値を反映する量を減少させるように重み係数ｗを大きくする。
【００３３】
次に、図４により、実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の動作について説明する。
ステップＳ２０１〜Ｓ２１１は、図２のステップＳ１０１〜Ｓ１１１と同様に処理を行う。ステップＳ２１１に次いで、戻しトルク補償器１７で、以下のステップを実行する。
ステップＳ２１２で、第一の路面反力推定値Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１と第二の路面反力推定値Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ２の差を、△Ｔｔｉｒｅ＝Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ２−Ｔｔｉｒｅ＿ｅｓｔ１の演算式により演算する。次いで、ステップＳ２１３で、第一と第二の路面反力推定値の差をしきい値と比較し、△Ｔｔｉｒｅ＞△Ｔｔｉｒｅ０なら、ステップＳ２１４に行き、重み係数ｗを、△Ｔｔｉｒｅより、予め固定値が記憶されている記憶装置のテーブルルックアップにより決定する。ステップＳ２１３で、△Ｔｔｉｒｅ＞△Ｔｔｉｒｅ０でなければ、ステップＳ２１５で、重み係数ｗ＝ｗ０とする。ステップＳ２１４またはステップＳ２１５の実行後、ステップＳ２１６で、Ｉｔｉｒｅ＝ｗ・Ｉｔｉｒｅ＿ｔｒｑ＋（１−ｗ）Ｉｔｉｒｅ＿ａｇｌの演算式により、ハンドル戻し補助トルク信号を演算する。
次いで、ステップＳ２１７で、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求め、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算する。なお、この時のゲインは、モータ１０のステアリング換算でのトルク定数の逆数としておく。
【００３４】
実施の形態２によれば、バンク角に応じて、第一の路面反力トルク推定値と第二の路面反力トルク推定値に重み付けを行うので、バンク角があっても、適切なハンドル戻し補助トルクを与えることができる。
【００３５】
実施の形態３．
図８は、この発明の実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
図８において、１〜６、８〜１５、１７は図１におけるものと同一のものである。
実施の形態３では、操舵角と車速から直接、第二のハンドル戻し補助トルク信号を算定する。すなわち、第一の路面反力トルク推定値から演算された第一のハンドル戻し補助トルク信号と第二のハンドル戻し補助トルク信号から、ハンドル戻し補助トルク信号を演算するようにしている。
図９は、この発明の実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【００３６】
以下、図９に基づき、実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置の動作について説明する。
ステップＳ３０１〜Ｓ３０５は、図２のステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同様に処理を行う。ステップＳ３０５に次いで、ステップＳ３０６で、操舵角（θｈｄｌ）を読み込み、メモリに記憶する。また、ステップＳ３０７で、車速検出器１４により、車速（Ｖｘ）を読み込み、メモリに記憶する。次いで、ステップＳ３０８で、第一の路面反力トルク推定器１５により、第一の路面反力トルク推定演算する。次いで、戻しトルク補償器１７により、ステップＳ３０９で、第一のハンドル戻し補助トルク信号（Ｉｔｉｒｅ＿ｔｒｑ）を演算し、ステップＳ３１０で、操舵角θｈｄｌ、車速Ｖｘから第二のハンドル戻し補助トルク信号（Ｉｔｉｒｅ＿ａｇｌ）を演算し、ステップＳ３１１で、重み係数ｗを演算して、ステップＳ３１２で、Ｉｔｉｒｅ＝ｗ・Ｉｔｉｒｅ＿ｔｒｑ＋（１−ｗ）Ｉｔｉｒｅ＿ａｇｌの演算式により、ハンドル戻し補助トルク信号を演算する。
次いで、ステップＳ３１３で、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求め、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算する。なお、この時のゲインは、モータ１０のステアリング換算でのトルク定数の逆数としておく。
【００３７】
実施の形態３によれば、操舵角と車速から直接、第二のハンドル戻し補助トルクを算定するようにしたので、第二の路面反力トルク推定器を省略することができる。
【００３８】
実施の形態４．
図１０は、この発明の実施の形態４による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
図１０において、１〜６、８〜１７は図１におけるものと同一のものである。１８は第一と第二の路面反力トルク推定値より路面の状態を判定する路面状態判定器である。
図１１は、この発明の実施の形態４による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【００３９】
実施の形態４は、路面の状態を判定する路面状態判定器１８を設けたところに特徴がある。
第一の路面反力トルク推定値は、実際の路面反力から求めるものであるので、路面μ（摩擦係数）が小さい場合には推定値が小さくなる。これに対し、第二の路面反力トルク推定値の絶対値は、高μ路でのモデルに基づいているので、路面μが小さい場合には推定値の絶対値が小さくなることはない。従って、第一の路面反力トルク推定値よりも、第二の路面反力トルク推定値の方が、所定以上大きい場合（差もしくは比率による）は、低μ路であると判定することができる。実施の形態４は、低μ路と判定された場合には、第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算する際の重み係数を大きくする。
【００４０】
次に、図１１を用いて、実施の形態４による電動式パワーステアリング制御装置の動作について説明する。
ステップＳ４０１〜Ｓ４１１は、図２のステップＳ１０１〜Ｓ１１１と同様に処理を行う。ステップＳ４１１に次いで、ステップＳ４１２で、路面状態判定器１８は、第一と第二の路面反力トルク推定値より路面μの判定を行う。戻しトルク補償器１７は、路面状態判定器１８の判定結果を受けて、高μ路であれば、ステップＳ４１３で、重み係数ｗを、車速に対するマップよりテーブルルックアップにより決定する。
【００４１】
ステップＳ４１２で、非高μ路であれば、ステップＳ４１４で、重み係数ｗを車速に対するマップよりテーブルルックアップにより、高μ路の場合より大きく設定する。そして、戻しトルク補償器１７は、ステップＳ４１３またはステップＳ４１４の実行後、ステップＳ４１５で、ハンドル戻し補助トルク信号をＩｔｉｒｅ＝ｗ・Ｉｔｉｒｅ＿ｔｒｑ＋（１−ｗ）Ｉｔｉｒｅ＿ａｇｌの演算式により演算する。
次いで、ステップＳ４１６で、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求め、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算する。なお、この時のゲインは、モータ１０のステアリング換算でのトルク定数の逆数としておく。
【００４２】
実施の形態４によれば、路面の状態によって、ハンドル戻し補助トルク信号の演算を行うときの重み係数を変えるので、路面状態に拘わらず、適切なハンドル戻し補助トルクを与えることができる。
【００４３】
実施の形態５．
実施の形態５は、路面が非高μ路と判定された場合に、第二のハンドル戻し補助トルク信号を小さくするようにしたものである。
図１２は、この発明の実施の形態５による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートであり、以下に、図１２を用いて実施の形態５による電動式パワーステアリング装置の動作について説明する。
ステップＳ５０１〜Ｓ５１１は、図１１のステップ４０１〜Ｓ４１１と同様に処理を行う。
【００４４】
ステップＳ５１１に次いで、ステップＳ５１２で、路面状態判定器１８により、第一と第二の路面反力推定値より路面μの判定する。戻しトルク補償器１７は、路面状態判定器１８の判定結果を受けて、ステップＳ５１２で、高μ路であれば、ステップＳ５１３で、ハンドル戻し補助トルク信号をＩｔｉｒｅ＝Ｉｔｉｒｅ＿ａｇｌの演算式により演算して、第二のハンドル戻し補助トルク信号と等しくし、ステップＳ５１２で、非高μ路であれば、ステップＳ５１４で、ハンドル戻し補助トルク信号をＩｔｉｒｅ＝Ｉｔｉｒｅ＿ａｇｌ＊ｋｃｏｍｐの演算式により演算して、第二のハンドル戻し補助トルク信号の出力を小さく（ゼロを含む）する。ただし、係数ｋｃｏｍｐは、０≦ｋｃｏｍｐ＜１である。
次いで、ステップＳ５１５で、モータ電流決定器９により、Ｉｒｅｆ＝Ｉｂａｓｅ＋Ｉｔｉｒｅの演算式に基づき目標トルクを求め、この目標トルクにゲインを乗じて目標電流を演算する。なお、この時のゲインは、モータ１０のステアリング換算でのトルク定数の逆数としておく。
【００４５】
実施の形態５によれば、路面が非高μ路のときは、ハンドル戻し補助トルク信号を小さくするので、路面状態に拘わらず、適切なハンドル戻し補助トルクを与えることができる。
【００４６】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いて第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、操舵角検出手段により検出された操舵角を用いて第二の路面反力トルクを推定する第二の路面反力トルク推定手段と、第一の路面反力トルク推定手段により推定された第一の路面反力トルクからモータを制御する第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算すると共に第二の路面反力トルク推定手段により推定された第二の路面反力トルクからモータを制御する第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、演算結果得られた第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号を用いて、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御するので、全ての運転状態で、適切なモータの補助トルクを発生させることができる。
【００４７】
また、車速を検出する車速検出手段と、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段と、モータの加速度を検出するモータ加速度検出手段と、モータに流れる電流を検出するモータ電流検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクとモータ加速度検出手段により検出されたモータ加速度とモータ電流検出手段により検出されたモータ電流とを用いて演算した結果を、ローパスフィルタを通して第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、車速検出手段により検出された車速及び操舵角検出手段により検出された操舵角を用いて第二の路面反力トルクを推定する第二の路面反力トルク推定手段と、第一の路面反力トルク推定手段により推定された第一の路面反力トルクからモータを制御する第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算すると共に第二の路面反力トルク推定手段により推定された第二の路面反力トルクからモータを制御する第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、演算結果得られた第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号を用いて、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御するので、全ての運転状態で、適切なモータの補助トルクを発生させることができる。
また、戻しトルク補償手段は、第二の路面反力トルク推定手段によって推定された第二の路面反力トルクにゲインを乗じると共に、ゲイン乗算後の最大値をリミッタにより制限して第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算するので、適切なモータの補助トルクを発生させることができる。
【００４８】
さらに、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクを用いて第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、この第一の路面反力トルク推定手段によって推定された第一の路面反力トルクからモータを制御する第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算すると共に操舵角検出手段により検出された操舵角を用いてモータを制御する第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、演算結果得られた第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号を用いて、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御するので、全ての運転状態で、適切なモータの補助トルクを発生させることができる。
【００４９】
また、車速を検出する車速検出手段と、運転者の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵角を検出する操舵角検出手段と、モータの加速度を検出するモータ加速度検出手段と、モータに流れる電流を検出するモータ電流検出手段と、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクとモータ加速度検出手段により検出されたモータ加速度とモータ電流検出手段により検出されたモータ電流とを用いて演算した演算結果を、ローパスフィルタを通して第一の路面反力トルクを推定する第一の路面反力トルク推定手段と、この第一の路面反力トルク推定手段によって推定された第一の路面反力トルクからモータを制御する第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算すると共に車速検出手段により検出された車速及び操舵角検出手段により検出された操舵角を用いてモータを制御する第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算する戻しトルク補償手段を備え、戻しトルク補償手段は、演算結果得られた第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号を用いて、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御するので、全ての運転状態で、適切なモータの補助トルクを発生させることができる。
【００５０】
また、戻しトルク補償手段は、第一の路面反力トルク推定手段によって推定された第一の路面反力トルクに、ゲインを乗じると共に、ゲイン乗算後の最大値をリミッタにより制限して第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算するので、適切なモータの補助トルクを発生させることができる。
さらにまた、戻しトルク補償手段は、第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号に重み係数を乗じる重み付けを行って、モータの補助トルクを制御するので、適切なモータの補助トルクを発生させることができる。
【００５１】
また、戻しトルク補償手段によって行われる重み付けは、車速および路面のバンク角のいずれか一方または両方に基づき行われるので、バンク角に応じたモータの補助トルクの制御を行うことができる。
また、重み付けに用いられる重み係数は、第一の路面反力トルクと第二の路面反力トルクとの比較に基づき設定されるので、より細かくモータの補助トルクの制御を行うことができる。
【００５２】
加えて、重み付けに用いられる重み係数は、第一の路面反力トルクと第二の路面反力トルクとの差または比率に基づき設定されるので、適切な重み付けを行うことができる。
また、第一の路面反力トルクおよび第二の路面反力トルクを用いて、路面の状態を判定する路面状態判定手段を備えたので、路面状態に応じたモータの補助トルクの制御を行うことができる。
【００５３】
また、路面状態判定手段は、第一の路面反力トルクの絶対値と第二の路面反力トルクの絶対値との比較を行い、第二の路面反力トルクの方が大きく、かつ絶対値の差または比率が所定値を越えたとき、非高μ路と判定するので、適切に路面状態を判定することができる。
さらに、路面状態判定手段による判定結果は、重み付け係数の補正に用いられるので、路面状態に関わらず、適切なモータの補助トルクの制御を行うことができる。
【００５４】
また、路面状態判定手段による判定結果、非高μ路と判定されたとき、戻しトルク補償手段は、第一のハンドル戻し補助トルク信号に乗じられる重み係数を大きくするので、非高μ路であっても、適切にモータの補助トルクの制御を行うことができる。
また、路面状態判定手段による判定結果、高μ路と判定されたとき、戻しトルク補償手段は、第二のハンドル戻し補助トルク信号に基づいてモータの補助トルクを制御すると共に、非高μ路と判定されたとき、第二のハンドル戻し補助トルク信号に乗じる重み係数を小さくしてモータの補助トルクを制御するので、路面状態に応じてモータの補助トルクを制御することができる。
【００５５】
加えて、この発明に係わる電動式パワーステアリング制御方法においては、操舵トルクを用いて第一の路面反力トルク及び操舵角を用いて第二の路面反力トルクをそれぞれ推定すると共に、推定された第一の路面反力トルクから第一のハンドル戻し補助トルク信号を演算し、第二の路面反力トルクから第二のハンドル戻し補助トルク信号を演算して、演算結果の第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号に基づき、ハンドルを原点復帰させる方向にモータの補助トルクを制御するので、全ての運転状態で、適切なモータの補助トルクを発生させることができる。
【００５６】
また、第一のハンドル戻し補助トルク信号及び第二のハンドル戻し補助トルク信号は、重み付けされてモータの補助トルクの制御に用いられるので、適切なモータの補助トルクを発生させることができる。
また、第一の路面反力トルク及び第二の路面反力トルクから路面の状態を判定し、判定結果により重み付けに用いる重み係数を補正するので、路面状態に応じたモータの補助トルクの制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図３】  この発明の実施の形態１による電動式パワーステアリング制御装置の第二の路面反力トルクの特性を説明する図である。
【図４】  この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図５】  この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の第一と第二の路面反力トルク推定値の関係を示す特性図である。
【図６】  この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置の第一と第二の路面反力トルク推定値の差と重み係数との関係を説明する図である。
【図７】  この発明の実施の形態２による電動式パワーステアリング制御装置のバンク角と重み係数との関係を説明する図である。
【図８】  この発明の実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】  この発明の実施の形態３による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】  この発明の実施の形態４、５による電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】  この発明の実施の形態４による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１２】  この発明の実施の形態５による電動式パワーステアリング制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１３】  従来の電動式パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  操舵トルク検出器、２  操舵トルク制御器、３  モータ速度検出器、
４  ダンピング補償器、５  モータ加速度検出器、６  慣性補償器、
８  第一の加算器、９  モータ電流決定器、１０  モータ、
１１  モータ電流検出器、１２  第二の加算器、１３  モータ駆動器、
１４  車速検出器、１５  第一の路面反力トルク推定器、
１６  第二の路面反力トルク推定器、１７  戻しトルク補償器、
１８  路面状態判定器。
【図１】
0004152556.tif 000002
【図２】
0004152556.tif 000003
【図３】
0004152556.tif 000004
【図４】
0004152556.tif 000005
【図５】
0004152556.tif 000006
【図６】
0004152556.tif 000007
【図７】
0004152556.tif 000008
【図８】
0004152556.tif 000009
【図９】
0004152556.tif 000010
【図１０】
0004152556.tif 000011
【図１１】
0004152556.tif 000012
【図１２】
0004152556.tif 000013
【図１３】
0004152556.tif 000014