(57)【要約】【課題】必要な周波数範囲と複数の車速範囲との双方で位相差特性を容易に設定する。【解決手段】検出された操舵トルク信号Ｔｓａを所定の位相補償手段２０５によって補償した値に基づいてモータを駆動して車両の転舵を行わせる。その位相補償手段２０５は、次数が異なる複数項の和である多項式（例えば、分母と分子との双方が遅延演算子ｚ−１の２次の多項式）を備える伝達関数で表され、各項の係数は車速Ｖｓに応じた値が設定され、操舵トルク信号Ｔｓａ及び車速信号Ｖｓを用いて演算されるベース信号ＤＴ、及び操舵トルク信号Ｔｓａを用いて演算されるイナーシャ補償信号は、トルク信号Ｔが入力されて演算される【選択図】図２
2009214711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出された操舵トルク信号を所定の位相補償手段によって補償した値に基づいてモータを駆動して車両の転舵を行わせる電動パワーステアリング装置であって、
前記位相補償手段は、次数が異なる複数項の和である多項式を備える伝達関数で表され、各項の係数は車速に応じた値が設定されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記伝達関数は、分母と分子との双方が遅延演算子ｚ−１の２次の多項式で表現されていることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記モータが発生する目標トルクは、前記操舵トルク信号及び前記車速を検出した車速信号を用いて演算されるベース信号と、前記操舵トルク信号を用いて演算されるイナーシャ補償信号と、前記モータの回転速度信号及び前記車速信号を用いて演算されるダンパ補償信号とに基づいて演算され、
前記ベース信号及び前記イナーシャ補償信号は、前記伝達関数により位相補償されたトルク信号が入力されて演算されることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記位相補償手段は、前記各項の係数と前記車速との関係が設定されているテーブルを備えていることを特徴とする請求項１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、操舵トルク信号及び車速信号に基づいて、補助トルクを制御する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置は、電動機が操舵トルクの大きさに応じた補助トルクを発生し、この補助トルクをステアリング系に伝達して、運転者が操舵する操舵力を軽減するように構成されている。
また、ステアリング系は、タイヤばね成分、電動機の応答遅れ、ジョイント部ガタ等によって制御系が発振したり（ステアリングが振動したり）して不安定になることがある。この点、位相補償を用いて機構部分（機構系）と制御装置（制御系）とを含む系の安定化を図る技術が特許文献１，２に開示されている。
【０００３】
すなわち、特許文献１には、機構部分（機構系）の共振点である３０ヘルツ付近の周波数成分によってステアリングが振動する場合、位相補償部を設けて、機構部分（機構系）の共振点に位相進みのピークをもたせるように補償することで発振マージンを稼ぐ技術が開示されている。また、特許文献２には、操舵トルク信号に対して、位相進み補償と位相遅れ補償とを施し、この位相補償したトルク信号を用いてモータの駆動電流を制御する電動パワーステアリング装置の技術が開示されている。
なお、特許文献３には、電動機を制御する電子制御装置は、操舵トルクと車速によって定まるベース電流（アシストトルク）を、ステアリング系のイナーシャ（慣性）とダンピング（粘性）によって補償し、この補償された電流を目標電流として電動機を制御する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−５９４６８号公報（段落００３１）
【特許文献２】特開平１１−２０８４９０号公報
【特許文献３】特開２００２−５９８５５号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
操舵トルク信号を位相補償する位相補償部（位相補償器）は、車速によって最適な入出力間位相差を設定する必要がある。しかしながら、特許文献１，２に記載の位相補償器は、複数の車速範囲または必要な周波数範囲で最適な入出力間位相差を設定することが難しく、位相補償器が低速時のステアリング系の特性に合わせて設計されていた場合には、高速時の特性に沿わないことがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、必要な周波数範囲と複数の車速範囲との双方で位相差特性を容易に設定することができる位相補償器を備えた電動パワーステアリング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明の電動パワーステアリング装置は、検出された操舵トルク信号を所定の位相補償手段によって補償した値に基づいてモータを駆動して車両の転舵を行う電動パワーステアリング装置であって、前記位相補償手段は、次数が異なる複数項の和である多項式を備える伝達関数で表され、各項の係数は車速に応じて設定されていることを特徴とする。
【０００７】
これによれば、多項式の係数を車速に応じて設定しているので、低速時と高速時とのそれぞれに最適な位相補償を行うことが可能である。
【０００８】
また、前記伝達関数は、分母と分子との双方が遅延演算子ｚ−１の２次の多項式で表現され、前記遅延演算子ｚ−１の各係数が前記車速に応じて設定されることが好ましい。
これによれば、伝達関数の分母分子の双方がｚ−１のべき乗の多項式で表されるデジタルフィルタが位相補償手段となる。
【０００９】
また、機構系及び制御系を含めたステアリング系の構成によっては、狭い周波数範囲で入出力間位相差を大きくする必要がある。例えば、ステアリング系の慣性による影響を補償するイナーシャ補償の伝達関数が複数の零点及び極を有するときには、極間の周波数範囲が狭くなる。このため、分母の多項式をゼロにする極を設け伝達関数を大きく可変することにより、操舵トルク信号の位相を補償する位相補償器の特性も大きく可変することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、必要な周波数範囲と複数の車速範囲との双方で位相差特性を容易に設定することができる。また、分母と分子との双方が遅延演算子ｚ−１の２次の多項式で表現され、各項の係数が車速に応じて設定されることにより、入出力間位相差を大きく可変することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態である電動パワーステアリング装置について図１の全体構成図を参照して説明する。
図１において、電動パワーステアリング装置１００は、操向ハンドル２が設けられたメインステアリングシャフト３と、シャフト１と、ピニオン軸５とが、２つのユニバーサルジョイント（自在継手）４によって連結され、また、ピニオン軸５の下端部に設けられたピニオンギア７は、車幅方向に往復運動可能なラック軸８のラック歯８ａに噛合し、ラック軸８の両端には、タイロッド９，９を介して左右の転舵輪１０，１０が連結されている。この構成により、電動パワーステアリング装置１００は、操向ハンドル２の操作時に車両の進行方向を変えることができる。ここで、ラック軸８、ラック歯８ａ、タイロッド９，９は転舵機構を構成する。なお、ピニオン軸５はその下部、中間部、上部を軸受６ａ，６ｂ，６ｃを介してステアリングギアボックス２０に支持されている。
【００１２】
また、電動パワーステアリング装置１００は、操向ハンドル２による操舵力を軽減するための補助操舵力を供給する電動機１１を備えており、この電動機１１の出力軸に設けられたウォームギア１２が、ピニオン軸５に設けられたウォームホイールギア１３に噛合している。すなわち、ウォームギア１２とウォームホイールギア１３とで減速機構が構成されている。また、電動機１１の回転子と電動機１１に連結されているウォームギア１２とウォームホイールギア１３とピニオン軸５とラック軸８とラック歯８ａとタイロッド９，９等により、機構部分のステアリング系が構成される。
【００１３】
電動機１１は、複数の界磁コイルを巻回した固定子（図示せず）とこの固定子の内部で回動する回転子（図示せず）からなる３相ブラシレスモータであり、電気エネルギを機械的エネルギ（ＰＭ＝ωＭＴＭ）に変換するものである。ここで、ωＭは回転速度であり、ＴＭは電動機１１の発生トルクである。また、発生トルクＴＭと実際に出力として取り出すことができる出力トルクＴＭＯとの関係は、次式によって表現される。（ｉ：ウォームギア１２とウォームホイールギア１３との減速比）
ＴＭＯ＝ＴＭ−（ｃｍｄθｍ／ｄｔ＋Ｊｍｄ２θｍ／ｄｔ２）ｉ２       （１）
この式より、出力トルクＴＭＯと電動機回転角θｍとの関係は、電動機１１の回転子の慣性モーメントＪｍと粘性係数ｃｍとによって規定され、車両特性や車両状態に無関係である。
【００１４】
ここで、操向ハンドル２に加えられる操舵トルクをＴｓ、減速機構を介して倍力された電動機１１の発生トルクによりアシストするアシスト量ＡＨの係数を、例えば、車速Ｖの関数として変化するｋＡ（Ｖ）とする。この場合、ＡＨ＝ｋＡ（Ｖ）×Ｔｓであるから、路面負荷であるピニオントルクＴｐは、
Ｔｐ＝Ｔｓ＋ＡＨ
＝Ｔｓ＋ｋＡ（Ｖ）×Ｔｓ
となる。これより、操舵トルクＴｓは、
Ｔｓ＝Ｔｐ／（１＋ｋＡ（Ｖ））                               （２）
と表現される。
【００１５】
したがって、操舵トルクＴｓは、ピニオントルクＴｐ（負荷）の１／（１＋ｋＡ（Ｖ））倍に軽減される。例えば、車速Ｖ＝０のときにｋＡ（０）＝２ならば、操舵トルクＴｓは、ピニオントルクＴｐの１／３の軽さに制御され、車速Ｖ＝１００ｋｍ／ｈのときに、ｋＡ（１００）＝０ならば、操舵トルクＴｓは、ピニオントルクＴｐと等しくなり、マニュアルステアリングと同等のしっかりとした重さの操舵感に制御される。すなわち、車速Ｖに応じて操舵トルクＴｓを制御することにより、低速走行時には軽やかに、高速走行時にはしっかりとした安定な操舵感が付与される。
【００１６】
また、一般的に操舵トルクＴｓは、
Ｔｓ＝Ｊ・（ｄ２θＳ／ｄｔ２）＋Ｃ・（ｄθＳ／ｄｔ）＋Ｋ（θＳ−θＦ）  （３）
となることがわかっている。ここで、θＳは操舵回転角であり、θＦは、電動機回転角θｍを減速機構の回転比ｎＭで除した値である。また、Ｊはステアリング系の慣性係数（イナーシャ）であり、Ｃはステアリング系の粘性係数（ダンパ）であり、Ｋはベース信号係数である。この式も（１）式と同様に車両特性や車両状態に無関係である。
【００１７】
このとき、操舵フィーリングを評価するにあたり、慣性モーメントの有無による操舵反力の差異に着目し、入力トルクと反力トルク（慣性トルク）との比Ｅｖを評価関数として慣性モーメントを評価することができる。この評価関数を用いた評価結果により、ステアリング系の慣性係数Ｊ、および、ステアリング系廻りの粘性を無視した点Ｅｖ０の周辺に操舵フィーリング評価の高い領域がある。
ここで、Ｔｄｅｔ＝Ｋ（θＳ−θＦ）として、ＴｄｅｔとＴｓとの比Ｅｖは、
Ｅｖ＝Ｔｄｅｔ／Ｔｓ＝Ｋ（θＳ−θＦ）／Ｔｓ              （４）
である。これにより、ＴｓからＴｄｅｔまでの伝達関数のゲイン特性をＥｖ０以下とするような補償器Ｈ（Ｓ）を求めることができる。
【００１８】
Ｈ∞制御により求められる補償器は、対象モデルおよび周波数重み関数の次数により決まるため、ステアリング系を制御する上で必要な周波数帯に焦点を絞って補償器の次数を低減することができる。
例えば、零点・極をそれぞれ４個ずつ持つように、伝達関数Ｈｆ（Ｓ）を、
Ｈｆ（Ｓ）＝｛８．８８（Ｓ＋１４０）（Ｓ＋６５．１）（Ｓ＋３０．１）（Ｓ＋１．７７）｝／｛（Ｓ＋１７３０）（Ｓ＋２０９）（Ｓ＋３７．１）（Ｓ＋１５．６）｝
（５）
に設定することができる。なお、この伝達関数Ｈｆ（Ｓ）は全体として微分特性を有している。
【００１９】
また、電動パワーステアリング装置１００は、さらに、制御装置２００と、電動機１１を駆動する電動機駆動手段６０と、レゾルバ５０と、ピニオン軸５に加えられるピニオントルクＴＰを検出するトルクセンサ３０と、トルクセンサ３０の出力を増幅する差動増幅回路４０と、車速センサ３５とを備えている。
【００２０】
電動機駆動手段６０は、例えば、３相のＦＥＴブリッジ回路のような複数のスイッチング素子を備え、制御装置２００からのＤＵＴＹ信号を用いて、ＰＷＭ制御信号制御された３相の矩形波電圧を生成し、電動機１１を駆動するものである。また、電動機駆動手段６０は図示しないホール素子を用いて３相の電動機電流Ｉ（ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ）を検出する機能を備えている。レゾルバ５０は、電動機１１の電動機回転角θｍを検出し、角度信号θを出力するものであり、例えば、磁気抵抗変化を検出するセンサを周方向に等間隔の複数の凹凸部を設けた磁性回転体に近接させたものがある。
【００２１】
トルクセンサ３０は、ピニオン軸５に加えられるピニオントルクＴＰを検出するものであり、ピニオン軸５の軸方向２箇所に逆方向の異方性となるように磁性膜が被着され、各磁性膜の表面に検出コイルがピニオン軸５に離間して挿入されている。差動増幅回路４０は、検出コイルがインダクタンス変化として検出した２つの磁歪膜の透磁率変化の差分を増幅し、操舵トルク信号Ｔｓａを出力するものである。
【００２２】
車速センサ３５は、車両の車速Ｖを単位時間あたりのパルス数として検出するものであり、車速信号Ｖｓを出力する。
【００２３】
図２のアルゴリズム構成図に示される制御装置２００の機能は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えるコンピュータ、及びプログラムにより実現される。
図２の制御装置２００は、位相補償器２０５と、ベース信号演算部２２０と、イナーシャ補償信号演算部２１０と、ダンパ補償信号演算部２２５と、Ｑ軸（トルク軸）ＰＩ制御部２４０と、Ｄ軸（磁極軸／励磁軸）ＰＩ制御部２４５と、２軸３相変換部２６０と、ＰＷＭ変換部２７０と、３相２軸変換部２６５と、電動機速度算出部２８０と、励磁電流生成部２８５とを備える。
【００２４】
まず、本実施形態の特徴構成である位相補償器２０５について説明する。位相補償器２０５は、操舵トルク信号Ｔｓａと車速信号Ｖｓとからトルク信号Ｔを生成するものであり、機構部分（機構系）の共振点付近の周波数成分によってステアリングが振動する場合、機構部分（機構系）の共振点付近に位相進みのピークをもたせて発振マージンを稼ぐようになっている。これにより、機構部分（機構系）と制御装置（制御系）とを含むステアリング系の動作を安定にする。
【００２５】
位相補償器２０５の伝達関数Ｇ（ｚ）＝Ｔ／Ｔｓａは、具体的に、
Ｄ０−Ｄ１ｚ−１＋Ｄ２ｚ−２
Ｇ（ｚ）＝―――――――――――――                      （６）
１−Ｄ３ｚ−１＋Ｄ４ｚ−２
で表現され、分母と分子との双方が遅延演算子ｚ−１（＝ｅ−ｓＴ）の２次の多項式である。
ここで、遅延演算子ｚ−１の各係数Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が車速（車速信号Ｖｓ）ごとに設定される。なお、位相補償器２０５は、各項の係数Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４と車速信号Ｖｓとの関係が設定されているテーブルとして記憶されている。
【００２６】
また、伝達関数Ｇ（ｚ）は、分母分子共に０次及び２次の項の係数が正であり、１次の項の係数が負である。このため、伝達関数Ｇ（ｚ）は、
（１−Ｄ５ｚ−１）（１−Ｄ６ｚ−１）
Ｇ（ｚ）＝Ｄ０―――――――――――――――              （７）
（１−Ｄ７ｚ−１）（１−Ｄ８ｚ−１）
のように変形できる。
【００２７】
ここで、図３に、各係数Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４の車速依存性を示す。図３の横軸は、０［ｋｍ／ｈ］から８０［ｋｍ／ｈ］間での時速を示し、縦軸は０から９までの値を示す。図から判るように、伝達関数の分子の各係数Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２は、車速が０ｋｍ／ｈから増加するにつれて６０ｋｍ／ｈまでは略直線的に増加するが、分母の各係数Ｄ３，Ｄ４は、車速の増加に対して略一定である。したがって、分子の各係数Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２のみ設定すれば、伝達関数Ｇ（ｚ）が特定される。
【００２８】
しかしながら、制御系の共振点近傍の状況によっては、分子の各係数Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２の設定のみによっては、入出力間位相差を十分確保することができない場合がある。例えば、（５）式のように、制御系の伝達関数の分母分子の双方に多項式が含まれる場合には、複数の零点及び複数の極が存在し、極間の周波数幅（帯域幅）が狭くなる。
この場合には、分母の各係数Ｄ３，Ｄ４の設定を含めて可変して、（６）式の分母をゼロに近づけることにより、わずかな周波数範囲でも大きな入出力間位相差を確保することができる。これにより、図４（ａ），（ｂ）のボード線図に示したように車速が低速時（０ｋｍ／ｈ）と、高速時（６０ｋｍ／ｈ以上）とで伝達関数に相関が少ないような場合でも、必要な特性を実現しやすい。なお、図４（ａ）の横軸は１０−１［Ｈｚ］から１０３［Ｈｚ］までの周波数であり、図４（ｂ）の横軸は１００［Ｈｚ］から１０３［Ｈｚ］までの周波数であり、縦軸は双方とも−４５［ｄｅｇ］から９０［ｄｅｇ］までの位相（Ｐｈａｓｅ）の差と−１５［ｄＢ］から３０［ｄＢ］までの振幅（Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）である。
【００２９】
なお、図５に、分母の各係数Ｄ３，Ｄ４を固定し、分子の各係数Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２のみ車速信号Ｖｓに応じて設定した場合、例えば、高速時と低速時とを比較したボード線図を参考として示す。高速時の方が低速時よりも高い周波数で振幅が大きく、低い周波数で位相差が増加している。図５において、横軸は１００［Ｈｚ］から１０３［Ｈｚ］までの周波数であり、縦軸は−３０［ｄｅｇ］から６０［ｄｅｇ］までの位相（Ｐｈａｓｅ）の差、あるいは−４［ｄＢ］から１６［ｄＢ］までの振幅（Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）である。
【００３０】
再び図２において、ベース信号演算部２２０は、操舵トルク信号Ｔｓａと車速信号Ｖｓとから出力トルクＴＭＯの目標信号ＩＭの基準となるベース信号ＤＴを生成する。この信号生成は、予め実験測定等によって設定されたべーステーブル２２０ａをトルク信号Ｔと車速信号Ｖｓとが参照することによって行われ、トルク信号Ｔの値が不感帯よりも大きくなると所定のゲインＧ１で直線的に増加する特性を備えている。また、一般に、車両は、走行速度に応じて路面の負荷（路面反力）が異なるため、車速信号Ｖｓによりゲインが調整される。車速ゼロの据え切り操作時が最も負荷が重く中高速では比較的負荷が軽くなる。このため、ベース信号演算部２２０は、車速信号Ｖｓの値が大きく高速になるにしたがってゲインを低く、かつ、不感帯を大きく設定して、マニュアルステアリング領域を大きくとって路面情報を運転者に与えるようになっている。すなわち、車速信号Ｖｓの増大に応じてしっかりとした操舵トルクＴｓの手応え感が付与される。このとき、マニュアルステアリング領域においてもイナーシャ補償がなされることが必要である。
【００３１】
ダンパ補償信号演算部２２５は、ステアリング系が備える粘性を補償するため、また車両が高速走行時に収斂性が低下する際にこれを補償するステアリングダンパ機能を有するために設けられるものであり、角速度信号ω＝ｄθ／ｄｔがダンパテーブル２２５ａを参照することによって行われる。ダンパテーブル２２５ａは、電動機１１（図１参照）の回転速度ωが増加するほど補償値が増加する特性を備えている。また、車速信号Ｖｓの値が高いほど、電動機１１の出力トルクＴＭＯを減衰させている。
【００３２】
イナーシャ補償信号演算部２１０は、操舵トルク信号Ｔｓａがイナーシャテーブル２１０ａを参照することによって演算され、ステアリング系の慣性を補償する。ここで、格納されているテーブルの伝達関数Ｈｆ（Ｓ）は、前記したように
Ｈｆ（Ｓ）＝｛８．８８（Ｓ＋１４０）（Ｓ＋６５．１）（Ｓ＋３０．１）（Ｓ＋１．７７）｝／｛（Ｓ＋１７３０）（Ｓ＋２０９）（Ｓ＋３７．１）（Ｓ＋１５．６）｝
である。
【００３３】
また、イナーシャ補償信号演算部２１０は、ステアリング系、特に、電動機１１の回転子の慣性による応答性の低下を補償している。言い換えれば、電動機１１は正回転から逆回転に、または、逆回転から正回転に回転方向を切り替える際、慣性によってその状態を持続させようとするので、すぐには回転方向が切り替わらない。そこで、イナーシャ補償信号演算部２１０は、電動機１１の回転方向の切り替わりが操向ハンドル２の回転方向が切り替わるタイミングに一致するように制御している。このようにして、イナーシャ補償信号演算部２１０は、ステアリング系の慣性（や粘性）による操舵の応答遅れを改善してすっきりした操舵感を付与している。また、ＦＦ（Front engine Front wheel drive）やＦＲ（Front engine Rear wheel drive）車、ＲＶ（Recreation Vehicle）やセダン等の車両特性や車速、路面などの車両状態によって異なる操舵特性に対して、実用上十分な特性が付与される。
【００３４】
加算器２５１は、ベース信号演算部２２０の出力信号ＤＴからダンパ補償信号演算部２２５の出力信号を減算するものであり、加算器２５０は、加算器２５１の出力信号とイナーシャ補償信号演算部２１０の出力信号とを加算するものである。なお、ベース信号演算部２２０とダンパ補償信号演算部２２５と加算器２５１とでアシスト制御が行われる。
【００３５】
加算器２５０の出力信号ＩＭは、電動機１１（図１参照）のトルクを規定するＱ軸電流の目標信号であり、加算器２５２は出力信号ＩＭからＱ軸電流ＩＱの信号を減算し、偏差信号ＩＥを生成する。Ｑ軸（トルク軸）ＰＩ制御部２４０は、偏差信号ＩＥが減少するように、Ｐ（比例）制御およびＩ（積分）制御を行う。加算器２５３は、励磁電流生成部２８５の出力信号からＤ軸電流ＩＤを減算するものである。Ｄ軸（磁極軸／励磁軸）ＰＩ制御部２４５は、加算器２５３の出力信号が減少するようにＰＩ帰還制御を行う。
【００３６】
２軸３相変換部２６０は、Ｑ軸（トルク軸）ＰＩ制御部２４０の出力信号ＶＱとＤ軸（磁極軸）ＰＩ制御部２４５の出力信号ＶＤとの２軸信号を３相信号ＵＵ，ＵＶ，ＵＷに変換する。ＰＷＭ変換部２７０は、３相信号ＵＵ，ＵＶ，ＵＷの大きさに比例したパルス幅のＯＮ／ＯＦＦ信号［ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号］であるＤＵＴＹ信号（ＤＵＴＹ  Ｕ，ＤＵＴＹ  Ｖ，ＤＵＴＹ  Ｗ）を生成する。なお、２軸３相変換部２６０、及びＰＷＭ変換部２７０は、電動機１１（図１参照）の角度信号θが入力され、回転子の磁極位置に応じた信号が出力される。
【００３７】
３相２軸変換部２６５は、電動機駆動手段６０が検出する、電動機１１（図１参照）の３相電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを、電動機１１の回転子の磁極軸（励磁軸）であるＤ軸と、このＤ軸に対して電気的に９０度回転した軸であるＱ軸との２軸に変換するものであり、Ｑ軸電流ＩＱの値は電動機１１の発生トルクＴＭに比例し、Ｄ軸電流ＩＤは励磁電流に比例する。電動機速度算出部２８０は、角度信号θを微分演算して角速度信号ωを生成する。励磁電流生成部２８５は、電動機１１（図１参照）の励磁電流「０」の目標信号を生成するが、必要に応じＤ軸電流とＱ軸電流とを略等しくすることにより、弱め界磁制御を行うことができる。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態によれば、位相補償器２０５の伝達関数の多項式の係数が車速Ｖに応じて設定されるので、低速時と高速時とでそれぞれに最適な位相補償が可能である。この伝達関数は、（６）式のように、分母分子の双方が遅延演算子ｚ−１の次数が異なる項の多項式で表現されるので分子のみにより高車速、低車速のそれぞれを設定する場合に比べ、それぞれを最適化することができる。
また、ステアリング系の慣性を補償するイナーシャ補償信号演算部２１０の伝達関数が複数の零点及び複数の極を持ち極間の周波数範囲が狭くなる場合には、位相補償器２０５の伝達関数の分母の各係数も含めて車速Ｖに応じて設定変更することによって、位相補償器２０５は、この狭い周波数範囲内を大きく位相変化させることができる。
【００３９】
（変形例）
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
（１）前記実施形態は、位相補償器２０５の伝達関数を、ｚ変換を用いて構成したが、ラプラス変換を用いても構成することができる。この場合にも、分母分子を演算子ｓの多項式とし、各係数が車速Ｖによって設定される。また、分子の各係数の設定変更だけでは、十分に入出力間位相差が得られないときでも、分母の各係数の設定を変更することによって、入出力間位相差を大きく変化させることができる。
（２）本発明の電動パワーステアリング装置には、操向ハンドル２と転舵輪１０とが機械的に切り離されたステアバイワイヤ（Steer＿By＿Wire）が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態である電動パワーステアリング装置の構成図である。
【図２】第１実施形態の制御装置のアルゴリズム構成図である。
【図３】遅延演算子の各係数の値と車速との関係を示す図である。
【図４】伝達関数の分母及び分子の各係数を速度に応じて設定した場合のボード線図である。
【図５】伝達関数の分母の各係数を固定し、分子のみの各係数を速度に応じて設定した場合のボード線図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  シャフト
２  操向ハンドル
３  メインステアリングシャフト
４  ユニバーサルジョイント
５  ピニオン軸
６ａ，６ｂ，６ｃ  軸受
７  ピニオンギア
８  ラック軸
８ａ  ラック歯
９  タイロッド
１０  転舵輪
１１  電動機
１２  ウォームギア
１３  ウォームホイールギア
２０  ステアリングギアボックス
３０  トルクセンサ
３５  車速センサ
４０  差動増幅回路
５０  レゾルバ
６０  電動機駆動手段
１００  電動パワーステアリング装置
２００  制御装置
２１０，２１５  イナーシャ補償信号演算部
２１０ａ  イナーシャテーブル
２２０  ベース信号演算部
２２０ａ  ベーステーブル
２２５  ダンパ補償信号演算部
２２５ａ  ダンパテーブル
２３０  微分手段
２３０ａ  微分テーブル
２３５  安定化向上手段
２３５ａ  安定化テーブル
２４０  Ｑ軸（トルク軸）ＰＩ制御部
２４５  Ｄ軸（磁極軸）ＰＩ制御部
２５０，２５１，２５２，２５３  加算器
２６０  ２軸３相変換部
２６５  ３相２軸変換部
２７０  ＰＷＭ変換部
２８０  電動機速度算出部
Ｔ      トルク信号
Ｔｓ    操舵トルク
Ｔｓａ  操舵トルク信号
Ｖｓ    車速信号
Ｖ      車速
【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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