(57)【要約】  操舵制御装置１００は、ラック軸に伝達する動力を供給する電動モータ１１０の回転角度θｍを算出するモータ回転角度算出部１５１と、電動モータ１１０の回転角度θｍと、電動モータ１１０に供給される電流値とに基づいて、ラック位置を把握するラック位置把握部１６０と、ラック位置把握部１６０が把握したラック軸の位置に基づいて電動モータ１１０を制御するモータ制御部１２０と、を備える。
2020194667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラック軸に伝達する動力を供給する電動モータの回転角度を算出するモータ回転角度算出部と、
前記電動モータの回転角度と、前記電動モータに供給される電流値とに基づいて、ラック位置を把握するラック位置把握部と、
前記ラック位置把握部が把握した前記ラック軸の位置に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御部と、
を備えることを特徴とする操舵制御装置。
【請求項２】
前記ラック位置把握部は、前記電動モータの回転角度と、前記電動モータに供給される電流値と、に基づいて、前記ラック軸に形成されたラック歯と噛み合うピニオンが形成されたピニオン軸の回転角度を算出し、算出した前記ピニオン軸の回転角度に基づいて前記ラック軸の位置を把握する
請求項１に記載の操舵制御装置。
【請求項３】
前記電動モータに供給される電流値は、前記電動モータに供給される実電流を検出する電流検出部から出力された出力値に対して、ローパスフィルタに対応するフィルタリング処理を施した後の値である
請求項１又は２に記載の操舵制御装置。
【請求項４】
前記電動モータに供給される電流値は、前記電動モータに供給される目標電流値である
請求項１又は２に記載の操舵制御装置。
【請求項５】
前記ラック位置把握部が把握した前記ラック軸の位置に基づいて操舵部材の操舵角を算出する操舵角算出部をさらに備え、
前記モータ制御部は、前記操舵角算出部が算出した前記操舵角に基づいて前記電動モータを制御する
請求項１から４のいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【請求項６】
ラック軸に伝達する動力を供給する電動モータの回転角度を算出するモータ回転角度算出部と、
前記電動モータの回転により回転するとともにピニオンが形成されたピニオン軸の回転角度を、前記モータ回転角度算出部が算出した前記電動モータの回転角度に基づいて算出するピニオン回転角度算出部と、
前記ピニオン回転角度算出部が算出した前記ピニオン軸の回転角度に基づいて、前記ピニオン軸に形成された前記ピニオンと噛み合うラック歯が形成されたラック軸の位置を算出するラック位置算出部と、
前記ラック位置算出部が算出した前記ラック軸の位置に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御部と、
を備えることを特徴とする操舵制御装置。
【請求項７】
前記ピニオン回転角度算出部は、前記電動モータの回転角度と、前記電動モータに供給される電流値と、に基づいて、前記ピニオン軸の回転角度を算出する
請求項６に記載の操舵制御装置。
【請求項８】
前記電動モータに供給される電流値は、前記電動モータに供給される実電流を検出する電流検出部から出力された出力値に対して、ローパスフィルタに対応するフィルタリング処理を施した後の値である
請求項７に記載の操舵制御装置。
【請求項９】
前記電動モータに供給される電流値は、前記電動モータに供給される目標電流値である請求項７に記載の操舵制御装置。
【請求項１０】
前記ラック位置算出部が算出した前記ラック軸の位置に基づいて操舵部材の操舵角を算出する操舵角算出部をさらに備え、
前記モータ制御部は、前記操舵角算出部が算出した前記操舵角に基づいて前記電動モータを制御する
請求項６から９のいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【請求項１１】
ラック軸に伝達する動力を供給する電動モータと、
前記電動モータの回転角度を算出するモータ回転角度算出部と、
前記電動モータの回転により駆動されるとともにピニオンが形成されたピニオン軸と、
前記ピニオン軸に形成された前記ピニオンと噛み合うラック歯が形成されたラック軸と、
前記電動モータの回転角度と、前記電動モータに供給される電流値とに基づいて、ラック位置を把握するラック位置把握部と、
前記ラック位置把握部が把握した前記ラック軸の位置に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御部と、
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１２】
ラック軸に伝達する動力を供給する電動モータと、
前記電動モータの回転角度を算出するモータ回転角度算出部と、
前記電動モータの回転により駆動されるとともにピニオンが形成されたピニオン軸と、
前記ピニオン軸に形成された前記ピニオンと噛み合うラック歯が形成されたラック軸と、
前記ピニオン軸の回転角度を、前記モータ回転角度算出部が算出した前記電動モータの回転角度に基づいて算出するピニオン回転角度算出部と、
前記ピニオン回転角度算出部が算出した前記ピニオン軸の回転角度に基づいて、前記ラック軸の位置を算出するラック位置算出部と、
前記ラック位置算出部が算出した前記ラック軸の位置に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御部と、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵制御装置、電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動パワーステアリング装置において、レゾルバ等からの出力値に基づくモータ回転角度に基づいて算出した、ラック軸の位置や操舵角（ステアリングホイールの回転角度）を用いて電動モータを制御する技術が提案されている。
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、ラック軸の位置を検出するラック軸位置検出部を備えている。ラック軸位置検出部は、レゾルバからの出力信号を基に電動モータの回転位置を把握し、減速機構およびピニオンシャフトを介して電動モータの回転駆動力が機械的に伝達されるラック軸の位置を検出し、ラック軸の位置が出力信号に変換されたラック軸位置信号を出力する。また、電動モータに供給する目標電流を算出する目標電流算出部は、ラック軸の位置や移動状態に基づいて操舵反力を電動モータに与えるための電流である操舵反力補償電流を算出する操舵反力補償電流算出部を有している。【０００３】
また、特許文献２に記載の電動パワーステアリング装置は、電動モータと、ステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルクセンサと、ステアリングホイールの回転角度である操舵角を検出する操舵角算出部と、トルクセンサが正常である場合にはトルクセンサが検出したトルクに基づいて、トルクセンサが正常ではない場合には操舵角算出部が検出した操舵角及び目標の操舵角速度と実際の操舵角速度との偏差に基づいて電動モータの駆動力を制御する制御装置と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１２３８０７号公報
【特許文献２】特開２０１７−９４９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電動モータとラック軸、電動モータとステアリングホイールとは、機械的に連結されており、それら部材間にはクリアランスが設定されている等のために、電動モータの回転角度に基づいて算出したラック軸の位置や操舵角が、真の位置や角度と誤差が生じているおそれがある。そして、誤差が生じた場合には、電動モータを用いたアシスト制御が適切なタイミングや値でされなくなり、その結果、操舵フィーリングが悪化するおそれがある。
本発明は、操舵フィーリングを向上させることができる操舵制御装置等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】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明は、操舵部材の操舵に対する補助力を加える電動モータの回転角度を算出するモータ回転角度算出部と、前記電動モータの回転により回転するピニオン軸に形成されたピニオンと噛み合うラック歯が形成されたラック軸の位置を、前記モータ回転角度算出部が算出した前記電動モータの回転角度及び前記電動モータに供給された実電流に基づいて把握するラック位置把握部と、前記ラック位置把握部が把握した前記ラック軸の位置に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御部と、を備えることを特徴とする操舵制御装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、操舵フィーリングを向上させることができる操舵制御装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１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を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る制御装置の概略構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係るピニオン回転角度算出部の概略構成を示す図である。
【図４】絶対値化後実電流とベース補正角度との対応を示す制御マップの概略図である。
【図５】ラック位置の時間変化を示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る制御装置の概略構成を示す図である。
【図７】実際のステアリングホイールの回転角度（操舵角）に対する操舵トルクの値を示す図である。
【図８】第３の実施形態に係る制御装置のピニオン回転角度算出部の概略構成を示す図である。
【図９】第４の実施形態に係る制御装置のピニオン回転角度算出部の概略構成を示す図である。
【図１０】第５の実施形態に係る制御装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る電動パワーステアリング装置１０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１０（以下、単に「ステアリング装置１０」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自動車１に適用した構成を例示している。なお、図１は、自動車１を前方から見た図である。
【００１０】
ステアリング装置１０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操舵部材の一例としての車輪（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１０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ハンドル側ピニオン軸１０６とを備えている。
【００１１】
また、ステアリング装置１０は、転動輪としての左右の車輪２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。ラック軸１０５には、ハンドル側ピニオン軸１０６に形成されたピニオン１０６ａとともにラック・ピニオン機構を構成するラック歯１０５ａが形成されている。
【００１２】
また、ステアリング装置１０は、電動モータ１１０と、電動モータ１１０の駆動力を減速してハンドル側ピニオン軸１０６に伝達する減速機構１１１とを備えている。減速機構１１１は、ハンドル側ピニオン軸１０６に固定されたウォームホイール１１１ａと、軸継手（不図示）を介して電動モータ１１０の出力軸に連結されるウォーム１１１ｂとを有する。電動モータ１１０は、ハンドル側ピニオン軸１０６に回転駆動力を加えることにより、ラック軸１０５に車輪２を転動させる駆動力（ラック軸力）を加える。電動モータ１１０は、電動モータ１１０の回転角度であるモータ回転角度θｍに連動した回転角度信号θｍｓを出力するレゾルバ１１２を有する３相ブラシレスモータである。
【００１３】
また、ステアリング装置１０は、ハンドル側ピニオン軸１０６に形成されたピニオン１０６ａ、ラック軸１０５に形成されたラック歯１０５ａの周囲を覆うステアリングギヤボックス１０８を有している。電動モータ１１０は、ステアリングギヤボックス１０８に支持されている。
また、ステアリング装置１０は、ステアリングギヤボックス１０８の内部に、ハンドル側ピニオン軸１０６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Ｔを検出するトルクセンサ１０９を備えている。トルクセンサ１０９は、磁歪に起因する磁気特性の変化に基づいてハンドル側ピニオン軸１０６の捩れに応じた操舵トルクＴを検出する磁歪式のセンサであることを例示することができる。
【００１４】
また、ステアリング装置１０は、電動モータ１１０の作動を制御する操舵制御装置の一例としての制御装置１００を備えている。制御装置１００には、上述したトルクセンサ１０９からの出力信号が入力される。また、制御装置１００には、自動車１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３からの出力信号ｖなどが入力される。また、制御装置１００には、レゾルバ１１２からの回転角度信号θｍｓなどが入力される。
【００１５】
以上のように構成されたステアリング装置１０は、トルクセンサ１０９が検出した操舵トルクＴに基づいて電動モータ１１０の駆動を制御し、電動モータ１１０の駆動力（発生トルク）をハンドル側ピニオン軸１０６に伝達する。これにより、電動モータ１１０の駆動力（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をアシストする。言い換えれば、電動モータ１１０は、運転者のステアリングホイール１０１の操舵に対してアシスト力（補助力）を付与する。
【００１６】
（制御装置）
次に、制御装置１００について説明する。
図２は、第１の実施形態に係る制御装置１００の概略構成を示す図である。
制御装置１００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１００は、電動モータ１１０の駆動を制御するモータ制御部１２０を備えている。また、制御装置１００は、電動モータ１１０の回転角度であるモータ回転角度θｍを算出するモータ回転角度算出部１５１と、モータ回転角度算出部１５１にて算出されたモータ回転角度θｍに基づいて、モータ回転速度Ｖｍを算出するモータ回転速度算出部１５２とを備えている。また、制御装置１００は、ラック軸１０５の位置であるラック位置Ｒｐを把握するラック位置把握部１６０を備えている。
【００１７】
モータ制御部１２０は、電動モータ１１０に供給する目標電流Ｉｔを設定する目標電流設定部１２１と、電動モータ１１０の作動を制御するモータ駆動制御部１２２と、電動モータ１１０を駆動させるモータ駆動部１２３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１２４とを有している。
【００１８】
目標電流設定部１２１は、検出された操舵トルクＴ及び車速Ｖｃ、モータ回転速度算出部１５２にて算出されたモータ回転速度Ｖｍ、ラック位置把握部１６０にて把握されたラック位置Ｒｐ等に基づいて電動モータ１１０に供給する目標電流Ｉｔを設定する。
モータ駆動制御部１２２は、目標電流設定部１２１にて設定された目標電流Ｉｔと、モータ電流検出部１２４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制御部（不図示）を有している。また、モータ駆動制御部１２２は、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（不図示）を有している。
【００１９】
モータ駆動部１２３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）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１２４は、モータ駆動部１２３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の値を検出し、検出した実電流Ｉｍに対応する信号を出力する。
【００２０】
ここで、ハンドル側ピニオン軸１０６の捩れ量が０の状態（中立状態）からのステアリングホイール１０１の右回転時におけるステアリングホイール１０１とハンドル側ピニオン軸１０６との相対回転角度が変化する方向（相対回転角度が生じる方向）をプラス（操舵トルクＴがプラス）とする。また、中立状態からのステアリングホイール１０１の左回転時におけるステアリングホイール１０１とハンドル側ピニオン軸１０６との相対回転角度が変化する方向（相対回転角度が生じる方向）をマイナス（操舵トルクＴがマイナス）とする。そして、基本的には、トルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴがプラスであるときに、電動モータ１１０を右回転方向に回転させるように目標電流Ｉｔが設定され、その目標電流Ｉｔが流れる方向をプラスとする。他方、操舵トルクＴがマイナスであるときに、電動モータ１１０を左回転方向に回転させるように目標電流Ｉｔが設定され、電動モータ１１０を左回転方向に回転させる方向のトルクを発生させる。
【００２１】
モータ回転角度算出部１５１は、レゾルバ１１２からの回転角度信号θｍｓに基づいてモータ回転角度θｍを算出する。
モータ回転速度算出部１５２は、モータ回転角度算出部１５１が算出したモータ回転角度θｍに基づいて電動モータ１１０のモータ回転速度Ｖｍを算出する。
ラック位置把握部１６０は、ハンドル側ピニオン軸１０６の回転角度であるピニオン回転角度θｐａを算出するピニオン回転角度算出部１７０と、ラック位置Ｒｐを算出するラック位置算出部１９０とを備えている。
【００２２】
ラック位置算出部１９０は、ハンドル側ピニオン軸１０６に形成されたピニオン１０６ａとラック軸１０５に形成されたラック歯１０５ａとがラック・ピニオン機構を構成し、機械的に連結されていることに鑑みる。ラック位置算出部１９０は、ピニオン回転角度算出部１７０が算出したピニオン回転角度θｐａに基づいてラック位置Ｒｐを算出する。
【００２３】
図３は、第１の実施形態に係るピニオン回転角度算出部１７０の概略構成を示す図である。
ピニオン回転角度算出部１７０は、ハンドル側ピニオン軸１０６の回転角度の基準となる基準回転角度θｐｂを算出する基準算出部１７１を有している。
また、ピニオン回転角度算出部１７０は、基準算出部１７１が算出した基準回転角度θｐｂを補正するための補正角度θｈを設定する補正角度設定部１８０を有している。
また、ピニオン回転角度算出部１７０は、基準算出部１７１が算出した基準回転角度θｐｂと、補正角度設定部１８０が設定した補正角度θｈとを用いて最終的にピニオン回転角度θｐａを算出する最終算出部１７２を有している。
【００２４】
基準算出部１７１は、電動モータ１１０の出力軸とハンドル側ピニオン軸１０６とが減速機構１１１を介して機械的に連結されていることに鑑み、モータ回転角度算出部１５１が算出したモータ回転角度θｍに基づいて基準回転角度θｐｂを算出する。
【００２５】
補正角度設定部１８０は、モータ電流検出部１２４から出力される実電流Ｉｍに対応する出力値の絶対値化を行う絶対値化部１８１と、モータ電流検出部１２４からの出力値の符号を把握する符号把握部１８２とを備えている。また、補正角度設定部１８０は、絶対値化部１８１にて絶対値化された後の値である絶対値化後実電流｜Ｉｍ｜に基づいて補正角度θｈのベースとなるベース補正角度θｈｂを算出するベース補正角度算出部１８３を備えている。また、補正角度設定部１８０は、ベース補正角度算出部１８３が算出したベース補正角度θｈｂと、符号把握部１８２が把握した符号とを乗算する符号乗算部１８４を備えている。また、補正角度設定部１８０は、符号乗算部１８４が乗算することにより得た乗算値と、予め定められたゲインＧとを乗算するゲイン乗算部１８５を備えている。また、補正角度設定部１８０は、ゲイン乗算部１８５が乗算することにより得た乗算値に対してリミット処理を行うリミット処理部１８６を備えている。
【００２６】
絶対値化部１８１は、プラス又はマイナスの符号を持つ、モータ電流検出部１２４からの出力値（実電流Ｉｍ）の絶対値を算出する。絶対値化部１８１にて算出された値が絶対値化後実電流｜Ｉｍ｜である。
符号把握部１８２は、モータ電流検出部１２４からの出力値（実電流Ｉｍ）の符号がプラス又はマイナスのいずれの符号であるか否かを把握する。
【００２７】
図４は、絶対値化後実電流｜Ｉｍ｜とベース補正角度θｈｂとの対応を示す制御マップの概略図である。
ベース補正角度算出部１８３は、予め測定結果に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、絶対値化後実電流｜Ｉｍ｜とベース補正角度θｈｂとの対応を示す図４に例示した制御マップに、絶対値化後実電流｜Ｉｍ｜を代入することによりベース補正角度θｈｂを算出する。
図４に示した制御マップにおいては、絶対値化後実電流｜Ｉｍ｜が予め定められた基準電流値Ｉｍ０以上である場合には、ベース補正角度θｈｂは予め定められた正の値である基準補正角度θｈｂ０である。そして、絶対値化後実電流｜Ｉｍ｜が０から基準電流値Ｉｍ０まで大きくなるに従って、ベース補正角度θｈｂは０から基準補正角度θｈｂ０まで大きくなる。
【００２８】
符号乗算部１８４は、ベース補正角度算出部１８３が算出したベース補正角度θｈｂと、符号把握部１８２が把握した符号とを乗算する。符号把握部１８２が把握した符号がプラスである場合には符号乗算部１８４が乗算することにより得た乗算値はθｈｂであり、実電流Ｉｍの符号がマイナスである場合には符号乗算部１８４が乗算することにより得た乗算値は−θｈｂである。
【００２９】
ゲイン乗算部１８５は、符号乗算部１８４が乗算することにより得た乗算値とゲインＧとを乗算する。ゲインＧは、−１であることを例示することができる。ゆえに、符号乗算部１８４が乗算することにより得た乗算値がθｈｂである場合、ひいてはモータ電流検出部１２４からの出力値（実電流Ｉｍ）の符号がプラスである場合には、ゲイン乗算部１８５が乗算することにより得た乗算値は−θｈｂである。他方、符号乗算部１８４が乗算することにより得た乗算値が−θｈｂである場合、ひいてはモータ電流検出部１２４からの出力値（実電流Ｉｍ）の符号がマイナスである場合には、ゲイン乗算部１８５が乗算することにより得た乗算値はθｈｂである。
【００３０】
リミット処理部１８６は、ゲイン乗算部１８５が乗算することにより得た乗算値が予め定められた上限値よりも大きい場合には、上限値を補正角度θｈとして設定する。他方、リミット処理部１８６は、ゲイン乗算部１８５が乗算することにより得た乗算値が予め定められた下限値よりも小さい場合には、下限値を補正角度θｈとして設定する。そして、リミット処理部１８６は、ゲイン乗算部１８５が乗算することにより得た乗算値が、下限値以上、上限値以下である場合には、ゲイン乗算部１８５が乗算することにより得た乗算値を補正角度θｈとして設定する。上限値は、補正角度θｈとして想定される最も大きな値であり、下限値は、補正角度θｈとして想定される最も小さな値であることを例示することができる。
【００３１】
最終算出部１７２は、基準算出部１７１が算出した基準回転角度θｐｂと、補正角度設定部１８０が設定した補正角度θｈとを加算する。そして、最終算出部１７２が加算することにより得た値を、最終的にピニオン回転角度θｐａとして出力する（θｐａ＝θｐｂ＋θｈ）。
【００３２】
以上のように構成されたピニオン回転角度算出部１７０においては、実電流Ｉｍの符号がプラスである場合には、補正角度θｈはマイナスの値となり、ピニオン回転角度θｐａは、モータ回転角度算出部１５１が算出したモータ回転角度θｍに基づいて算出した基準回転角度θｐｂよりも小さくなる。他方、実電流Ｉｍの符号がマイナスである場合には、補正角度θｈはプラスの値となり、ピニオン回転角度θｐａは、モータ回転角度算出部１５１が算出したモータ回転角度θｍに基づいて基準算出部１７１が算出した基準回転角度θｐｂよりも大きくなる。その結果、例えば、減速機構１１１を構成するウォームホイール１１１ａとウォーム１１１ｂとの間のクリアランス等に起因して、レゾルバ１１２の検出値に対応するハンドル側ピニオン軸１０６の回転角度と、実際のハンドル側ピニオン軸１０６の回転角度との間に誤差が生じるとしても、ピニオン回転角度算出部１７０にて算出されたピニオン回転角度θｐａが実際のハンドル側ピニオン軸１０６の回転角度に一致し易くなる。その他、ラック歯１０５ａとピニオン１０６ａ等のクリアランス等に起因して、誤差が生じるとしても、ピニオン回転角度算出部１７０にて算出されたピニオン回転角度θｐａが実際のハンドル側ピニオン軸１０６の回転角度に一致し易くなる。
【００３３】
比較例として、ピニオン回転角度算出部１７０が、補正角度設定部１８０を有しておらず、基準算出部１７１が算出した基準回転角度θｐｂをピニオン回転角度θｐａとする場合を考える。以下、補正角度設定部１８０を有しておらず、基準算出部１７１が算出した基準回転角度θｐｂをピニオン回転角度θｐａとして算出する部位を、「比較例に係るピニオン回転角度算出部」と称す場合がある。比較例に係るピニオン回転角度算出部においては、例えば、減速機構１１１を構成するウォームホイール１１１ａとウォーム１１１ｂとの間のクリアランス分だけ電動モータ１１０が回転し、実際にはハンドル側ピニオン軸１０６が回転していなくとも、電動モータ１１０が回転している分、ハンドル側ピニオン軸１０６が回転したとしてピニオン回転角度θｐａを算出する。それゆえ、算出されたピニオン回転角度θｐａと、実際のピニオン回転角度θｐａとの間に誤差が生じる。
【００３４】
これに対して、第１の実施形態に係るピニオン回転角度算出部１７０は、補正角度設定部１８０を有し、基準算出部１７１が算出した基準回転角度θｐｂを、補正角度設定部１８０が設定した補正角度θｈを用いて補正した後の値をピニオン回転角度θｐａとするので、算出されたピニオン回転角度θｐａと、実際のピニオン回転角度θｐａとは一致し易くなる。
なお、リミット処理部１８６にて、補正角度θｈが、下限値以上、上限値以下の範囲に設定されることにより、補正角度θｈを用いて補正することに起因して、却って算出されたピニオン回転角度θｐａが実際のピニオン回転角度θｐａと大きく異なる値になることが抑制される。
【００３５】
図５は、ラック位置Ｒｐの時間変化を示す図である。図５は、電動モータ１１０が停止している状態から回転し始めたときの、ラック位置Ｒｐの変化を示す図である。
ラック位置算出部１９０は、ピニオン回転角度算出部１７０にて算出されたピニオン回転角度θｐａに基づいてラック位置Ｒｐを算出する。それゆえ、ラック位置算出部１９０が、比較例に係るピニオン回転角度算出部が算出したピニオン回転角度θｐａに基づいてラック位置Ｒｐを算出すると、算出されたラック位置Ｒｐは、実際のラック位置Ｒｐと誤差が生じる。例えば、図５に示すように、実際にはラック位置Ｒｐが変化していなくとも（実際のラック位置Ｒｐを実測したものを破線で示している）、ラック位置Ｒｐが変化したと算出する（一点鎖線参照）。これに対して、第１の実施形態に係るラック位置算出部１９０が、ピニオン回転角度算出部１７０にて算出されたピニオン回転角度θｐａに基づいてラック位置Ｒｐを算出することで、ラック位置算出部１９０が算出したラック位置Ｒｐが実際の位置に一致し易くなる（図５の実線参照）。
【００３６】
それゆえ、モータ制御部１２０が、ラック位置算出部１９０が算出したラック軸１０５の位置ｐに基づいて電動モータ１１０の駆動を制御することで、電動モータ１１０によるアシスト制御が適切なタイミングや値で行われ易くなる。その結果、第１の実施形態に係るステアリング装置１０によれば、操舵フィーリングを向上させることができる。
【００３７】
なお、上述した実施形態においては、ラック位置把握部１６０が、ピニオン回転角度θｐａを算出するピニオン回転角度算出部１７０を有し、ラック位置算出部１９０が、ピニオン回転角度算出部１７０が算出したピニオン回転角度θｐａに基づいて算出したラック位置Ｒｐをラック軸１０５の位置と把握しているが、特にかかる態様に限定されない。
ラック位置把握部１６０は、電動モータ１１０の出力軸とハンドル側ピニオン軸１０６とが減速機構１１１を介して機械的に連結され、さらにラック・ピニオン機構によりハンドル側ピニオン軸１０６とラック軸１０５とが機械的に連結されていることに鑑み、ピニオン回転角度θｐａを算出することなくラック位置Ｒｐを算出しても良い。
【００３８】
例えば、ラック位置把握部１６０は、モータ回転角度算出部１５１が算出したモータ回転角度θｍに基づいてラック軸１０５の位置の基準となる基準ラック位置Ｒｐｂを算出する。また、ラック位置把握部１６０は、基準ラック位置Ｒｐｂを補正するための補正ラック位置Ｒｈを設定する。そして、ラック位置把握部１６０は、基準ラック位置Ｒｐｂと、補正ラック位置Ｒｈとを加算することにより得た値を、最終的にラック位置Ｒｐとして把握すると良い（Ｒｐ＝Ｒｐｂ＋Ｒｈ）。なお、ラック位置把握部１６０が補正ラック位置Ｒｈを設定するにあたっては、補正角度設定部１８０が補正角度θｈを設定するのと同様に、モータ電流検出部１２４からの出力値（実電流Ｉｍ）に基づくと良い。
ラック位置把握部１６０がかかる態様であっても、ラック位置把握部１６０が把握したラック位置Ｒｐが実際の位置に一致し易くなる。
【００３９】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態に係るステアリング装置２０においては、第１の実施形態に係るステアリング装置１０に対して、制御装置１００に相当する制御装置２００が異なる。以下、第１の実施形態に係るステアリング装置１０と異なる点について説明し、第１の実施形態に係るステアリング装置１０と同じ点についての説明は省略する。
【００４０】
図６は、第２の実施形態に係る制御装置２００の概略構成を示す図である。
制御装置２００は、電動モータ１１０の駆動を制御するモータ制御部２２０と、モータ回転角度算出部１５１と、モータ回転速度算出部１５２と、ピニオン回転角度算出部１７０とラック位置算出部１９０とを有するラック位置把握部１６０と、を備えている。加えて、制御装置２００は、ステアリングホイール１０１の回転角度である操舵角θｓを算出する操舵角算出部２５０を備えている。操舵角算出部２５０は、ラック位置Ｒｐに基づいてステアリングホイール１０１の回転角度（操舵角θｓ）を算出する。
【００４１】
モータ制御部２２０は、操舵角算出部２５０が算出した操舵角θｓをも加味して電動モータ１１０の駆動を制御する。例えば、モータ制御部２２０の目標電流設定部２２１は、トルクセンサ１０９が故障した場合に、操舵トルクＴに代えて、操舵角算出部２５０が算出した操舵角θｓに基づいて電動モータ１１０に供給するのに必要となる目標電流Ｉｔを設定する。
【００４２】
以上のように構成された制御装置２００においては、第１の実施形態に係る制御装置１００と同様に、ラック位置算出部１９０にて算出されたラック位置Ｒｐが実際の位置に一致し易くなるので、操舵角算出部２５０が算出する操舵角θｓも実際のステアリングホイール１０１の回転角度に一致し易くなる。そして、モータ制御部２２０が、操舵角算出部２５０が算出した操舵角θｓに基づいて電動モータ１１０の駆動を制御することで、電動モータ１１０によるアシスト制御が適切なタイミングや値で行われ易くなる。
【００４３】
図７は、実際のステアリングホイール１０１の回転角度（操舵角θｓ）に対する操舵トルクＴの値を示す図である。図７は、車輪２を転動させるべくステアリングホイール１０１を回転し始めたときの、操舵トルクＴの変化を示す図である。
ラック位置算出部１９０が比較例に係るピニオン回転角度算出部にて算出されたピニオン回転角度θｐａに基づいてラック位置Ｒｐを算出する場合、実際にはラック位置Ｒｐが変化していなくとも、電動モータ１１０が回転している分、ラック位置Ｒｐが移動したとして電動モータ１１０を制御する。それゆえ、例えば、実際には、電動モータ１１０によるアシストが十分には行われていないにもかかわらず（電動モータ１１０に供給された実電流Ｉｍが少ないにもかかわらず）、電動モータ１１０が回転していることから、アシストが十分には行われている（実電流Ｉｍは十分である）と認識する。それゆえ、図７に示すように、ステアリングホイール１０１を回転し始めたときに、電動モータ１１０によるアシストが適切なタイミングや値で行われず、操舵トルクＴが大きくなってしまう。
【００４４】
これに対して、第２の実施形態に係るステアリング装置２０によれば、ラック位置算出部１９０が算出したラック位置Ｒｐが実際の位置に一致し易くなるので、モータ制御部２２０により、電動モータ１１０によるアシスト制御が適切なタイミングや値で行われることになる。その結果、図７に示すように、ステアリングホイール１０１を回転し始めたときから、操舵をアシストするので、ステアリングホイール１０１の回転角度（操舵角θｓ）に応じて操舵トルクＴが徐々に大きくなる。言い換えると、クリアランス等を考慮した結果、従来よりも早い段階からトルクが立ち上がるようになる。それゆえ、第２の実施形態に係るステアリング装置２０によれば、操舵フィーリングを向上させることができる。
【００４５】
なお、第２の実施形態に係る制御装置２００では、モータ制御部２２０が、トルクセンサ１０９が故障した場合に、操舵トルクＴに代えて、操舵角算出部２５０が算出した操舵角θｓに基づいて電動モータ１１０の駆動を制御する点について例示したが、特にかかる態様に限定されない。モータ制御部２２０は、トルクセンサ１０９が故障していない場合において、トルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴと、操舵角算出部２５０が算出した操舵角θｓとに基づいて電動モータ１１０を制御しても良い。
【００４６】
例えば、モータ制御部２２０は、検出された操舵トルクＴ及び車速Ｖｃと、モータ回転速度算出部１５２にて算出されたモータ回転速度Ｖｍとに基づいて基本目標電流Ｉｂを設定する。また、モータ制御部２２０は、例えばモータ回転速度Ｖｍの絶対値が予め定められた所定回転速度以下である場合に基本目標電流Ｉｂに付加する付加電流Ｉａを設定する。そして、モータ制御部２２０は、基本目標電流Ｉｂと付加電流Ｉａとを加算することにより得た値を目標電流Ｉｔに設定する（Ｉｔ＝Ｉｂ＋Ｉａ）。そして、モータ制御部２２０は、付加電流Ｉａを設定するにあたって、操舵角算出部２５０が算出した操舵角θｓと、トルクセンサ１０９が検出した操舵トルクＴとに基づき、ラック位置算出部１９０が算出したラック位置Ｒｐに加えて、ハンドル側ピニオン軸１０６が捩れている分を考慮して付加電流Ｉａを設定しても良い。
【００４７】
このモータ制御部２２０によれば、ステアリングホイール１０１が回転され始め、トルクセンサ１０９が操舵トルクＴを検出していることにより設定される基本目標電流Ｉｂに起因する駆動力（基本駆動力）では、ハンドル側ピニオン軸１０６が回転しない場合においても、付加電流Ｉａに起因する駆動力が加算されることによりハンドル側ピニオン軸１０６が回転する。それゆえ、例えばステアリングホイール１０１が回転され始めた時に電動モータ１１０によるアシスト力が付与開始されるまでの時間が短くなる。
そして、このモータ制御部２２０によれば、操舵角算出部２５０が算出した操舵角θｓに基づいて付加電流Ｉａを設定することで、電動モータ１１０によるアシスト制御が適切なタイミングや値で行われ易くなる。
【００４８】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態に係るステアリング装置３０においては、第１の実施形態に係るステアリング装置１０及び第２の実施形態に係るステアリング装置２０に対して、制御装置１００，２００に相当する制御装置３００が異なる。以下、第１の実施形態に係るステアリング装置１０と異なる点について説明し、第１の実施形態に係るステアリング装置１０と同じ点についての説明は省略する。
【００４９】
図８は、第３の実施形態に係る制御装置３００のピニオン回転角度算出部３７０の概略構成を示す図である。
第３の実施形態に係る制御装置３００は、第１の実施形態に係る制御装置１００及び第２の実施形態に係る制御装置２００に対して、ピニオン回転角度算出部１７０に相当するピニオン回転角度算出部３７０が異なる。
第３の実施形態に係るピニオン回転角度算出部３７０は、第１の実施形態及び第２の実施形態に係るピニオン回転角度算出部１７０に対して、ローパスフィルタに対応するフィルタリング処理を施すＬＰＦ３８７を備えている点が異なる。ＬＰＦ３８７は、モータ電流検出部１２４からの出力値（実電流Ｉｍ）に対してフィルタリング処理を施す。ＬＰＦ３８７は、モータ電流検出部１２４からの出力値（実電流Ｉｍ）の内、遮断周波数より低い周波数の成分は減衰させず、遮断周波数より高い周波数の成分を減衰させるフィルタリング処理や、予め定められた時間内の出力値（実電流Ｉｍ）の値を平滑化する移動平均処理を施すものであることを例示することができる。
【００５０】
以上のように構成された第３の実施形態に係る制御装置３００によれば、ピニオン回転角度算出部３７０が、ノイズキャンセルや高周波成分が減衰された、出力値（実電流Ｉｍ）に基づいてピニオン回転角度θｐａを算出するので、ＬＰＦ３８７を備えていない場合よりも精度高くピニオン回転角度θｐａを実際のハンドル側ピニオン軸１０６の回転角度に一致させることが可能になる。その結果、第３の実施形態に係るステアリング装置３０によれば、ＬＰＦ３８７を備えていない場合よりも操舵フィーリングを向上させることができる。
【００５１】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態に係るステアリング装置４０においては、第１の実施形態に係るステアリング装置１０及び第２の実施形態に係るステアリング装置２０に対して、制御装置１００，２００に相当する制御装置４００が異なる。以下、第１の実施形態に係るステアリング装置１０と異なる点について説明し、第１の実施形態に係るステアリング装置１０と同じ点についての説明は省略する。
【００５２】
図９は、第４の実施形態に係る制御装置４００のピニオン回転角度算出部４７０の概略構成を示す図である。
第４の実施形態に係る制御装置４００は、第１の実施形態に係る制御装置１００及び第２の実施形態に係る制御装置２００に対して、ピニオン回転角度算出部１７０に相当するピニオン回転角度算出部４７０が異なる。
第４の実施形態に係るピニオン回転角度算出部４７０は、第１の実施形態及び第２の実施形態に係るピニオン回転角度算出部１７０がモータ電流検出部１２４から出力される実電流Ｉｍを用いてピニオン回転角度θｐａを算出するのに対して、目標電流設定部１２１にて設定された目標電流Ｉｔを用いてピニオン回転角度θｐａを算出する。
【００５３】
より具体的には、第４の実施形態に係るピニオン回転角度算出部４７０の補正角度設定部４８０は、目標電流設定部１２１にて設定された目標電流Ｉｔに対応する出力値の絶対値化を行う絶対値化部４８１を有している。また、補正角度設定部４８０は、目標電流設定部１２１にて設定された目標電流Ｉｔの符号を把握する符号把握部４８２と、絶対値化部４８１にて絶対値化された後の値である絶対値化後目標電流｜Ｉｔ｜に基づいて補正角度θｈのベースとなるベース補正角度θｈｂを算出するベース補正角度算出部４８３とを有している。また、補正角度設定部４８０は、ベース補正角度算出部４８３が算出したベース補正角度θｈｂと、符号把握部４８２が把握した符号とを乗算する符号乗算部１８４と、ゲイン乗算部１８５と、リミット処理部１８６とを備えている。
【００５４】
絶対値化部４８１は、プラス又はマイナスの符号を持つ、目標電流設定部１２１にて設定された目標電流Ｉｔの絶対値を算出する。絶対値化部４８１にて算出された値が絶対値化後目標電流｜Ｉｔ｜である。
符号把握部４８２は、目標電流設定部１２１にて設定された目標電流Ｉｔの符号がプラス又はマイナスのいずれの符号であるか否かを把握する。
【００５５】
ベース補正角度算出部４８３は、予め測定結果に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、絶対値化後目標電流｜Ｉｔ｜とベース補正角度θｈｂとの対応を示す制御マップに、絶対値化後目標電流｜Ｉｔ｜を代入することによりベース補正角度θｈｂを算出する。絶対値化後目標電流｜Ｉｔ｜とベース補正角度θｈｂとの対応を示す制御マップは、図４に示した制御マップと同様であることを例示することができる。つまり、絶対値化後目標電流｜Ｉｔ｜が予め定められた基準電流値Ｉｍ０以上である場合には、ベース補正角度θｈｂは予め定められた正の値である基準補正角度θｈｂ０であり、絶対値化後目標電流｜Ｉｔ｜が０から基準電流値Ｉｍ０まで大きくなるに従って、ベース補正角度θｈｂは０から基準補正角度θｈｂ０まで大きくなる。
【００５６】
以上のように構成された第４の実施形態に係るピニオン回転角度算出部４７０は、補正角度設定部４８０を有し、基準算出部１７１が算出した基準回転角度θｐｂを、補正角度設定部４８０が設定した補正角度θｈを用いて補正した後の値をピニオン回転角度θｐａとするので、算出されたピニオン回転角度θｐａと、実際のピニオン回転角度θｐａとは一致し易くなる。
【００５７】
なお、第４の実施形態に係るピニオン回転角度算出部４７０は、第３の実施形態に係るピニオン回転角度算出部３７０と同様に、ローパスフィルタに対応するフィルタリング処理を施すＬＰＦ３８７を備えていても良い。かかる構成によれば、ピニオン回転角度算出部４７０が、ノイズキャンセルや高周波成分が減衰された、出力値（目標電流Ｉｔ）に基づいてピニオン回転角度θｐａを算出するので、ＬＰＦ３８７を備えていない場合よりも精度高くピニオン回転角度θｐａを実際のハンドル側ピニオン軸１０６の回転角度に一致させることが可能になる。
【００５８】
＜第５の実施形態＞
第５の実施形態に係るステアリング装置５０においては、第４の実施形態に係るステアリング装置４０に対して、制御装置４００に相当する制御装置５００が異なる。以下、第４の実施形態に係るステアリング装置４０と異なる点について説明し、第４の実施形態に係るステアリング装置４０と同じ点についての説明は省略する。
【００５９】
図１０は、第５の実施形態に係る制御装置５００の概略構成を示す図である。
第５の実施形態に係る制御装置５００は、第４の実施形態に係る制御装置４００のモータ制御部１２０の目標電流設定部１２１に相当する目標電流設定部５２１と、ピニオン回転角度算出部４７０に相当するピニオン回転角度算出部５７０とを有している。
【００６０】
目標電流設定部５２１は、目標電流Ｉｔを設定する上で基準となるベース電流Ｉｂを算出するベース電流算出部５２１ａ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５２１ｂと、モータ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５２１ｃとを有している。また、目標電流設定部５２１は、ベース電流算出部５２１ａ、イナーシャ補償電流算出部５２１ｂ、ダンパー補償電流算出部５２１ｃにて算出された値に基づいて目標電流Ｉｔを決定する目標電流決定部５２１ｄを有している。また、目標電流設定部５２１は、トルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴの位相を補償する位相補償部５２１ｅを有している。また、目標電流設定部５２１は、目標電流決定部５２１ｄにて決定された目標電流Ｉｔ、イナーシャ補償電流算出部５２１ｂ、ダンパー補償電流算出部５２１ｃにて算出された値に基づいて、ピニオン回転角度θｐａを算出するための電流である算出用電流Ｉｃを決定する算出用電流決定部５２１ｆを有している。
【００６１】
ベース電流算出部５２１ａは、例えば、予め測定結果に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクＴおよび車速Ｖｃとベース電流Ｉｂとの対応を示す制御マップに、操舵トルクＴ及び車速Ｖｃを代入することによりベース電流Ｉｂを算出する。
イナーシャ補償電流算出部５２１ｂは、例えば、予め測定結果に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクＴ及び車速Ｖｃとイナーシャ補償電流Ｉｓとの対応を示す制御マップに、位相補償された操舵トルクＴおよび車速Ｖｃ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。
ダンパー補償電流算出部５２１ｃは、例えば、予め測定結果に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクＴ、車速Ｖｃ及びモータ回転速度Ｖｍと、ダンパー補償電流Ｉｄとの対応を示す制御マップに、位相補償された操舵トルクＴ、車速Ｖｃ及びモータ回転速度Ｖｍを代入することによりダンパー補償電流Ｉｄを算出する。
【００６２】
目標電流決定部５２１ｄは、ベース電流算出部５２１ａ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５２１ｂ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５２１ｃにて算出されたダンパー補償電流Ｉｄに基づいて、目標電流Ｉｔを決定する。目標電流決定部５２１ｄは、ベース電流Ｉｂ、イナーシャ補償電流Ｉｓ及びダンパー補償電流Ｉｄの他に、ラック位置把握部１６０にて把握されたラック位置Ｒｐをも考慮して目標電流Ｉｔを決定するが、その詳細な説明は省略する。そして、目標電流決定部５２１ｄは、決定した目標電流Ｉｔをモータ駆動制御部１２２及び算出用電流決定部５２１ｆに出力する。
【００６３】
算出用電流決定部５２１ｆは、目標電流決定部５２１ｄが決定した目標電流Ｉｔから、イナーシャ補償電流算出部５２１ｂ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５２１ｃにて算出されたダンパー補償電流Ｉｄを減算することにより、算出用電流Ｉｃを決定する（Ｉｃ＝Ｉｔ−Ｉｓ−Ｉｄ）。
【００６４】
ピニオン回転角度算出部５７０は、算出用電流決定部５２１ｆにて決定された算出用電流Ｉｃを用いてピニオン回転角度θｐａを算出する。つまり、ピニオン回転角度算出部５７０の補正角度設定部（不図示）は、算出用電流決定部５２１ｆにて決定された算出用電流Ｉｃに対応する出力値の絶対値化を行う絶対値化部（不図示）を有している。また、補正角度設定部は、算出用電流決定部５２１ｆにて決定された算出用電流Ｉｃの符号を把握する符号把握部（不図示）と、絶対値化部にて絶対値化された後の値である絶対値化後算出用電流｜Ｉｃ｜に基づいて補正角度θｈのベースとなるベース補正角度θｈｂを算出するベース補正角度算出部（不図示）とを有している。また、補正角度設定部は、ベース補正角度算出部が算出したベース補正角度θｈｂと、符号把握部が把握した符号とを乗算する符号乗算部（不図示）と、ゲイン乗算部（不図示）と、リミット処理部（不図示）とを備えている。
【００６５】
絶対値化部（不図示）は、プラス又はマイナスの符号を持つ、算出用電流決定部５２１ｆにて決定された算出用電流Ｉｃの絶対値を算出する。絶対値化部にて算出された値が絶対値化後算出用電流｜Ｉｃ｜である。
符号把握部（不図示）は、算出用電流決定部５２１ｆにて決定された算出用電流Ｉｃの符号がプラス又はマイナスのいずれの符号であるか否かを把握する。
【００６６】
ベース補正角度算出部（不図示）は、予め測定結果に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、絶対値化後算出用電流｜Ｉｃ｜とベース補正角度θｈｂとの対応を示す制御マップに、絶対値化後算出用電流｜Ｉｃ｜を代入することによりベース補正角度θｈｂを算出する。絶対値化後算出用電流｜Ｉｃ｜とベース補正角度θｈｂとの対応を示す制御マップは、図４に示した制御マップと同様であることを例示することができる。つまり、絶対値化後算出用電流｜Ｉｃ｜が予め定められた基準電流値Ｉｍ０以上である場合には、ベース補正角度θｈｂは予め定められた正の値である基準補正角度θｈｂ０であり、絶対値化後算出用電流｜Ｉｃ｜が０から基準電流値Ｉｍ０まで大きくなるに従って、ベース補正角度θｈｂは０から基準補正角度θｈｂ０まで大きくなる。
【００６７】
以上のように構成された第５の実施形態に係るピニオン回転角度算出部５７０は、目標電流Ｉｔから、イナーシャ補償電流Ｉｓ及びダンパー補償電流Ｉｄを減算することにより決定された算出用電流Ｉｃを用いてピニオン回転角度θｐａを算出する。目標電流設定部５２１は、外乱の影響を考慮して、電動モータ１１０に供給する目標電流Ｉｔを設定していることから、この目標電流Ｉｔを用いて、ピニオン回転角度θｐａを算出すると、外乱の影響を考慮して目標電流Ｉｔを設定したことの影響を受けるため、正しいピニオン回転角度θｐａを算出できないおそれがある。これらの外乱の影響を考慮した値である、イナーシャ補償電流Ｉｓ及びダンパー補償電流Ｉｄを差し引くことによって、より精度高くピニオン回転角度θｐａを推定することが可能になる。なお、外乱の影響を考慮した値は、イナーシャ補償電流Ｉｓ及びダンパー補償電流Ｉｄであることを例示したが、これらに限定されない。
【００６８】
上述した、第１〜第５の実施形態によれば、クリアランス等に起因した誤差が生じた場合でも、その誤差を補正することにより、操舵フィーリングが向上する。特にクリアランスの影響が大きい、ステアリングホイール１０１の切り始め時点における微舵角の領域において、誤差を補正しない場合と比較して操舵フィーリングがより向上する。
【００６９】
なお、上述した各実施形態における制御装置１００、２００、３００、４００、５００の構成要素は、ハードウェアによって実現されていても良いし、ソフトウェアによって実現されていても良い。また、本発明の構成要素の一部または全部がソフトウェアで実現される場合には、そのソフトウェア（コンピュータープログラム）は、コンピューター読み取り可能な記録媒体に格納された形で提供することができる。「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭのような携帯型の記録媒体に限らず、各種のＲＡＭやＲＯＭ等のコンピューター内の内部記憶装置や、ハードディスク等の外部記憶装置も含む。
【００７０】
また、上述した各実施形態におけるステアリング装置１０、２０、３０、４０、５０は、電動モータ１１０からラック軸１０５への動力伝達において、ハンドル側ピニオン軸１０６の回転角度であるピニオン回転角度θｐａ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、電動モータ１１０の駆動力が減速機構を介して伝達されるアシスト側ピニオン軸に形成されたピニオンとラック歯１０５ａとから構成されるラック・ピニオン機構を有する、いわゆるデュアルピニオンアシスト方式のステアリング装置においては、アシスト側ピニオン軸の回転角度であるピニオン回転角度を算出しても良い。また、ステアバイワイヤ方式においても、電動モータ１１０の駆動力が減速機構を介して伝達されるアシスト側ピニオン軸の回転角度であるピニオン回転角度を算出しても良い。
【００７１】
また、ベルトラックアシスト方式のステアリング装置においては、以下のように構成すると良い。すなわち、ラック位置把握部（例えば、ラック位置把握部１６０）は、モータ回転角度算出部１５１が算出したモータ回転角度θｍに基づいてラック軸１０５の位置の基準となる基準ラック位置Ｒｐｂを算出する。また、ラック位置把握部は、基準ラック位置Ｒｐｂを補正するための補正ラック位置Ｒｈを設定する。そして、ラック位置把握部は、基準ラック位置Ｒｐｂと、補正ラック位置Ｒｈとを加算することにより得た値を、最終的にラック位置Ｒｐとして把握すると良い（Ｒｐ＝Ｒｐｂ＋Ｒｈ）。そして、ラック位置把握部が補正ラック位置Ｒｈを設定するにあたっては、補正角度設定部１８０が補正角度θｈを設定するのと同様に、モータ電流検出部１２４からの出力値（実電流Ｉｍ）、目標電流Ｉｔ、又は、算出用電流Ｉｃに基づくと良い。
ラック位置把握部がかかる態様であっても、ラック位置把握部が把握したラック位置Ｒｐが実際の位置に一致し易くなる。
【符号の説明】
【００７２】
１０，２０，３０，４０，５０…ステアリング装置、１００，２００，３００，４００，５００…制御装置、１０５…ラック軸、１０６…ハンドル側ピニオン軸、１０９…トルクセンサ、１１０…電動モータ、１１１…減速機構、１２０，２２０…モータ制御部、１５１…モータ回転角度算出部、１６０…ラック位置把握部、１７０，３７０，４７０，５７０…ピニオン回転角度算出部、１９０…ラック位置算出部、２５０…操舵角算出部、３８７…ＬＰＦ
【図１】
2020194667.tif 000003
【図２】
2020194667.tif 000004
【図３】
2020194667.tif 000005
【図４】
2020194667.tif 000006
【図５】
2020194667.tif 000007
【図６】
2020194667.tif 000008
【図７】
2020194667.tif 000009
【図８】
2020194667.tif 000010
【図９】
2020194667.tif 000011
【図１０】
2020194667.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月19日(2019.9.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラック軸に伝達する動力を供給する電動モータの回転角度を算出するモータ回転角度算出部と、
前記電動モータの回転角度と、前記電動モータに供給される電流値とに基づいて、ラック位置を把握するラック位置把握部と、
前記ラック位置把握部が把握した前記ラック軸の位置に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御部と、
を備え、
前記ラック位置把握部は、前記電動モータの回転角度と、前記電動モータに供給される電流値と、に基づいて、前記ラック軸に形成されたラック歯と噛み合うピニオンが形成されたピニオン軸の回転角度を算出し、算出した前記ピニオン軸の回転角度に基づいて前記ラック軸の位置を把握し、
前記ラック位置把握部は、前記電動モータの回転角度に基づいて算出した基準回転角度と、前記電動モータに供給される電流値に基づいて設定した補正角度と、を用いて前記ピニオン軸の回転角度を算出するとともに、前記補正角度を予め定められた範囲に設定することを特徴とする操舵制御装置。
【請求項２】
前記電動モータに供給される電流値は、前記電動モータに供給される実電流を検出する電流検出部から出力された出力値に対して、ローパスフィルタに対応するフィルタリング処理を施した後の値である
請求項１に記載の操舵制御装置。
【請求項３】
前記電動モータに供給される電流値は、前記電動モータに供給される目標電流値である
請求項１に記載の操舵制御装置。
【請求項４】
前記ラック位置把握部が把握した前記ラック軸の位置に基づいて操舵部材の操舵角を算出する操舵角算出部をさらに備え、
前記モータ制御部は、前記操舵角算出部が算出した前記操舵角に基づいて前記電動モータを制御する
請求項１から３のいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【請求項５】
ラック軸に伝達する動力を供給する電動モータの回転角度を算出するモータ回転角度算出部と、
前記電動モータの回転により回転するとともにピニオンが形成されたピニオン軸の回転角度を、前記モータ回転角度算出部が算出した前記電動モータの回転角度に基づいて算出するピニオン回転角度算出部と、
前記ピニオン回転角度算出部が算出した前記ピニオン軸の回転角度に基づいて、前記ピニオン軸に形成された前記ピニオンと噛み合うラック歯が形成されたラック軸の位置を算出するラック位置算出部と、
前記ラック位置算出部が算出した前記ラック軸の位置に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御部と、
を備え、
前記ピニオン回転角度算出部は、前記電動モータの回転角度と、前記電動モータに供給される電流値と、に基づいて、前記ピニオン軸の回転角度を算出し、
前記ピニオン回転角度算出部は、前記電動モータの回転角度に基づいて算出した基準回転角度と、前記電動モータに供給される電流値に基づいて設定した補正角度と、を用いて前記ピニオン軸の回転角度を算出するとともに、前記補正角度を予め定められた範囲に設定する
ことを特徴とする操舵制御装置。
【請求項６】
前記電動モータに供給される電流値は、前記電動モータに供給される実電流を検出する電流検出部から出力された出力値に対して、ローパスフィルタに対応するフィルタリング処理を施した後の値である
請求項５に記載の操舵制御装置。
【請求項７】
前記電動モータに供給される電流値は、前記電動モータに供給される目標電流値である請求項５に記載の操舵制御装置。
【請求項８】
前記ラック位置算出部が算出した前記ラック軸の位置に基づいて操舵部材の操舵角を算出する操舵角算出部をさらに備え、
前記モータ制御部は、前記操舵角算出部が算出した前記操舵角に基づいて前記電動モータを制御する
請求項５から７のいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【請求項９】
ラック軸に伝達する動力を供給する電動モータと、
前記電動モータの回転角度を算出するモータ回転角度算出部と、
前記電動モータの回転により駆動されるとともにピニオンが形成されたピニオン軸と、
前記ピニオン軸に形成された前記ピニオンと噛み合うラック歯が形成されたラック軸と、
前記電動モータの回転角度と、前記電動モータに供給される電流値とに基づいて、ラック位置を把握するラック位置把握部と、
前記ラック位置把握部が把握した前記ラック軸の位置に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御部と、
を備え、
前記ラック位置把握部は、前記電動モータの回転角度と、前記電動モータに供給される電流値と、に基づいて、前記ラック軸に形成されたラック歯と噛み合うピニオンが形成されたピニオン軸の回転角度を算出し、算出した前記ピニオン軸の回転角度に基づいて前記ラック軸の位置を把握し、
前記ラック位置把握部は、前記電動モータの回転角度に基づいて算出した基準回転角度と、前記電動モータに供給される電流値に基づいて設定した補正角度と、を用いて前記ピニオン軸の回転角度を算出するとともに、前記補正角度を予め定められた範囲に設定す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】
ラック軸に伝達する動力を供給する電動モータと、
前記電動モータの回転角度を算出するモータ回転角度算出部と、
前記電動モータの回転により駆動されるとともにピニオンが形成されたピニオン軸と、
前記ピニオン軸に形成された前記ピニオンと噛み合うラック歯が形成されたラック軸と、
前記ピニオン軸の回転角度を、前記モータ回転角度算出部が算出した前記電動モータの回転角度に基づいて算出するピニオン回転角度算出部と、
前記ピニオン回転角度算出部が算出した前記ピニオン軸の回転角度に基づいて、前記ラック軸の位置を算出するラック位置算出部と、
前記ラック位置算出部が算出した前記ラック軸の位置に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御部と、
を備え、
前記ピニオン回転角度算出部は、前記電動モータの回転角度と、前記電動モータに供給される電流値と、に基づいて、前記ピニオン軸の回転角度を算出し、
前記ピニオン回転角度算出部は、前記電動モータの回転角度に基づいて算出した基準回転角度と、前記電動モータに供給される電流値に基づいて設定した補正角度と、を用いて前記ピニオン軸の回転角度を算出するとともに、前記補正角度を予め定められた範囲に設定する
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明は、操舵部材の操舵に対する補助力を加える電動モータの回転角度を算出するモータ回転角度算出部と、前記電動モータの回転により回転するピニオン軸に形成されたピニオンと噛み合うラック歯が形成されたラック軸の位置を、前記モータ回転角度算出部が算出した前記電動モータの回転角度及び前記電動モータに供給された実電流に基づいて把握するラック位置把握部と、前記ラック位置把握部が把握した前記ラック軸の位置に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御部と、を備え、前記ラック位置把握部は、前記電動モータの回転角度と、前記電動モータに供給される電流値と、に基づいて、前記ラック軸に形成されたラック歯と噛み合うピニオンが形成されたピニオン軸の回転角度を算出し、算出した前記ピニオン軸の回転角度に基づいて前記ラック軸の位置を把握し、前記ラック位置把握部は、前記電動モータの回転角度に基づいて算出した基準回転角度と、前記電動モータに供給される電流値に基づいて設定した補正角度と、を用いて前記ピニオン軸の回転角度を算出するとともに、前記補正角度を予め定められた範囲に設定することを特徴とする操舵制御装置である。
【国際調査報告】
2020194667.tif 000013
2020194667.tif 000014
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