(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵角及び車速に基づいてハンドルを中立位置へ戻すための目標操舵角を設定する目標操舵角設定手段と、
前記目標操舵角と操舵角の偏差及び車速に基づいて目標操舵角速度を設定する目標操舵角速度設定手段と、
前記目標操舵角速度と操舵角速度の偏差に基づいて目標収斂電流を設定する目標収斂電流設定手段と、
路面反力を検出する路面反力検出手段とを備え、
前記目標操舵角速度設定手段は、前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報に基づいて目標操舵角速度を補正することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項２】
前記路面反力検出手段は、ハンドルの左右操舵に応じて路面反力を検出し、
前記目標操舵角速度設定手段は、ハンドルの左右操舵に応じて前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報に基づいて左右独立に目標操舵角速度を補正す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の制御装置。
【請求項３】
前記路面反力検出手段は、ハンドルの左右操舵に応じて路面反力を検出し、
前記目標操舵角速度設定手段は、ハンドルの左右操舵に応じて前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報のなまし処理の結果の値に基づいて目標操舵角速度を補正す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の制御装置。
【請求項４】
操舵角及び車速に基づいてハンドルを中立位置へ戻すための目標操舵角を設定する目標操舵角設定手段と、
前記目標操舵角と操舵角の偏差及び車速に基づいて目標操舵角速度を設定する目標操舵角速度設定手段と、
前記目標操舵角速度と操舵角速度の偏差に基づいて目標収斂電流を設定する目標収斂電流設定手段と、
路面反力を検出する路面反力検出手段とを備え、
前記目標操舵角設定手段は、前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報に基づいて目標操舵角を補正することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項５】
前記路面反力検出手段は、ハンドルの左右操舵に応じて路面反力を検出し、
前記目標操舵角設定手段は、ハンドルの左右操舵に応じて前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報に基づいて左右独立に目標操舵角を補正することを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項６】
前記路面反力検出手段は、ハンドルの左右操舵に応じて路面反力を検出し、
前記目標操舵角設定手段は、ハンドルの左右操舵に応じて前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報のなまし処理の結果の値に基づいて目標操舵角を補正することを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
【請求項７】
操舵角及び車速に基づいてハンドルを中立位置へ戻すための目標操舵角を設定する目標操舵角設定手段と、
前記目標操舵角と操舵角の偏差及び車速に基づいて目標操舵角速度を設定する目標操舵角速度設定手段と、
前記目標操舵角速度と操舵角速度の偏差に基づいて目標収斂電流を設定する目標収斂電流設定手段と、
路面反力を検出する路面反力検出手段とを備え、
前記目標操舵角設定手段は、前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報に基づいて目標操舵角を補正し、
前記目標操舵角速度設定手段は、前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報に基づいて目標操舵角速度を補正することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や車両の操舵系にモータによるアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１７は、従来の自動車等に使用される電動パワーステアリング装置及びその制御装置１５８の概略を示す。
【０００３】
ステアリングホイール１４１に連結したステアリングシャフト１４２には、トーションバー１４３が設けられている。このトーションバー１４３には、トルクセンサ１４４が装着されている。そして、ステアリングシャフト１４２が回転してトーションバー１４３に力が加わると、加わった力に応じてトーションバー１４３が捩れ、その捩れをトルクセンサ１４４が検出している。
【０００４】
なお、以下の説明では、ステアリングホイールのことをハンドルと言うことがある（従来の技術及び実施形態についても同様）。
又、ステアリングシャフト１４２には減速機１４５が固着されている。この減速機１４５には、モータ１４６の回転軸に取着したギア１４７が噛合されている。更に、減速機１４５にはピニオンシャフト１４８が固着されている。ピニオンシャフト１４８の先端には、ピニオン１４９が固着されるとともに、このピニオン１４９はラック１５１と噛合している。前記ラック１５１とピニオン１４９とにより、ラック＆ピニオン機構１５０が構成されている。
【０００５】
ラック１５１の両先端には、タイロッド１５２が固設されている。このタイロッド１５２の両端には、ナックル１５３が回動可能に連結されている。このナックル１５３には、前輪１５４が固着されている。又、ナックル１５３は、クロスメンバ１５５に回動可能に連結されている。
【０００６】
従って、モータ１４６が回転すると、その回転数は減速機１４５によって減少されてピニオンシャフト１４８に伝達され、ラック＆ピニオン機構１５０に伝達される。そして、タイロッド１５２に連結されたナックル１５３は、モータ１４６の回転方向に応じて右方向又は左方向に移動する。尚、前輪１５４には車速センサ１５６が設けられている。そして、モータ１４６の回転数及び回転方向は、モータ駆動装置１５７から供給される正負のアシスト電流によって決定されている。このモータ駆動装置１５７がモータ１４６に供給するアシスト電流は、モータ駆動装置１５７を制御する制御装置１５８によって演算されている。制御装置１５８は、ＣＰＵ１５９、ＲＯＭ１６０、ＲＡＭ１６１等から構成され、トルクセンサ１４４からの検出信号からその時々のステアリングホイール１４１の操舵トルクＴｈを演算するとともに、車速センサ１５６からの検出信号からその時々の車速Ｖを演算する。
【０００７】
そして、制御装置１５８は、この演算した操舵トルクＴｈと車速Ｖに基づいてアシスト電流（アシスト電流指令値）を算出する。この算出は、制御装置１５８内のＲＯＭ１６０に予め記憶したアシストマップから求められる。そして、制御装置１５８はアシストトルクを発生させるモータ１４６の電流を前記アシスト電流（アシスト電流指令値）となるように制御する。
【０００８】
ここで、ＣＰＵ１５９の制御の概要を説明する。
図１９は、従来の制御装置１５８のＣＰＵ１５９の機能ブロック図であり、ＣＰＵ１５９内部においてプログラムで実行される機能を示し、実際のハード構成を意味するものではない。
【０００９】
トルクセンサ１４４で検出した操舵トルクＴｈは、系の安定性を高めるために、位相補償器１７０で位相補償され、位相補償された操舵トルクＴｈが電流指令値演算部１７１に入力される。又、車速センサ１５６で検出された車速Ｖも電流指令値演算部１７１に入力される。電流指令値演算部１７１は、予めＲＯＭ１６０に記憶されているアシストマップに基づいて、車速Ｖ、操舵トルクＴｈに対応したアシスト電流指令値Ｉを演算する（図１８参照）。
【００１０】
アシスト電流指令値Ｉは加算器１７２にて、後記するハンドル戻し電流Ｉｈ＊、ダンパ電流Ｉｄ＊を加算して、電流制御部１７３に供給する。電流制御部１７３では、加算器１７２の出力と、モータ駆動電流センサ１７６にて検出した実際のモータ電流（モータ駆動電流）Ｉｍとの差に相当する信号に基づいて、ＰＩ制御値やＰＩＤ制御値を演算し、この制御値をＰＷＭ演算部１７４に出力する。ＰＷＭ演算部１７４では、この制御値に応じたＰＷＭ演算を行い、その演算結果をモータ駆動装置１５７に供給する。
【００１１】
この結果、モータ駆動装置１５７を介してモータ１４６を駆動制御することにより、モータ１４６による適正なアシスト力が得られる。
一方、モータ角速度推定器１７５はモータ駆動電流センサ１７６にて検出したモータ１４６のモータ電流Ｉｍと、モータ１４６の端子間電圧検出回路１７７で検出したモータ端子間電圧Ｖｍに基づいて下記のモータ電圧方程式にて推定モータ角速度ωを推定する。
【００１２】
ω＝｛Ｖｍ−（Ｒ＋ＬＳ）Ｉｍ｝／Ｋｅ
なお、Ｒはモータ抵抗、Ｌはモータインダクタンス、Ｋｅはモータ逆起電力定数、Ｓは微分演算子である。
【００１３】
操舵角速度推定器１７８では、モータ角速度推定器１７５で算出された推定モータ角速度ωに基づいて、減速機１４５の減速比Ｇで除算することにより操舵角速度Ｑ（＝ω／Ｇ）を推定する。操舵角速度推定器１７８で算出された操舵角速度Ｑはハンドル戻し制御器１８０、ダンパ制御器１９０に入力される。又、車速センサ１５６で検出された車速Ｖは、ハンドル戻し制御器１８０、ダンパ制御器１９０に入力される。
【００１４】
ここでハンドル戻し制御器１８０の概要を説明する。
ハンドル戻し制御器１８０は、低速走行時のハンドル戻り特性を改善するために、ハンドル戻し状態の時に、車速Ｖ及び操舵角速度Ｑに応じたハンドル戻し電流Ｉｈ＊を出力して、ハンドル（ステアリングホイール１４１）が戻る方向にアシストを行う。
【００１５】
図２０はハンドル戻し制御器１８０におけるハンドル戻し演算を行う機能ブロック図を示している。
同図に示すように、ハンドル戻し制御器１８０はハンドル戻し電流演算部１８１、ハンドル戻し補償車速ゲイン演算部１８２、ハンドル戻し判定部１８３及び乗算器１８４を備えている。ハンドル戻し電流演算部１８１は、ハンドル戻し補償マップを備え、操舵角速度Ｑが入力されると、ハンドル戻し補償マップを参照して、ハンドル戻し電流Ｉｈを読み出し、乗算器１８４に入力する。このハンドル戻し電流Ｉｈは、ハンドルの回転方向にアシストするように、設定されている。
【００１６】
ハンドル戻し補償車速ゲイン演算部１８２は、車速Ｖが入力されると、ハンドル戻し補償ゲインマップを参照して車速ゲインＫｈを読み出し、乗算器１８４に供給する。この車速ゲインＫｈは、中高速走行ではハンドル戻し電流を０にし、低速走行のみ、ハンドル戻し制御が効くように設定されている。
【００１７】
又、ハンドル戻し判定部１８３は、ハンドル戻し判定マップを備えており、操舵トルクＴｈが入力されると、マップに基づいて操舵トルクＴｈが０近傍のときには、ゲインＢとして「１」を出力し、操舵トルク｜Ｔｈ｜＞Ｘ（Ｘ（＞０）は閾値）のように、ある値Ｘ以上になると、ゲインＢとして「０」を乗算器１８４に出力する。すなわち、操舵トルクＴｈが閾値以内のときは、ハンドル戻し状態と判定し、閾値を超える場合には、切り込み・保舵状態と判定する。乗算器１８４は、ハンドル戻し電流演算部１８１、ハンドル戻し補償車速ゲイン演算部１８２、及びハンドル戻し判定部１８３から入力されたＩｈ、Ｋｈ、Ｂを乗算して、ハンドル戻し電流Ｉｈ＊を加算器１７２に出力する。
【００１８】
従って、車速が低速走行の際に、ハンドル戻し判定部１８３により、ハンドル戻しがされていると判定が行われた場合には、ハンドル戻し電流Ｉｈ＊がアシスト電流に加算されて、低速走行時のハンドル戻り特性が改善する。
【００１９】
次に、ダンパ制御器１９０について説明する。
ダンパ制御器１９０は、中高速走行時の車両のヨーの収斂性を改善するために、車速Ｖ及び操舵角速度Ｑに応じたダンパ電流Ｉｄ＊を出力して、ハンドルが回転する方向と逆方向にダンパ電流Ｉｄ＊を加えてブレーキをかけるためのものである。
【００２０】
図２１はダンパ制御器１９０におけるダンパ電流演算を行う機能ブロック図を示している。同図に示すように、ダンパ制御器１９０はダンパ電流演算部１９１、ダンパ補償車速ゲイン演算部１９２、及び乗算器１９３を備えている。ダンパ電流演算部１９１は、ダンパ電流マップを備え、操舵角速度Ｑが入力されると、ダンパ電流マップを参照して、ダンパ電流Ｉｄを読み出し、乗算器１９３に入力する。なお、ダンパ電流Ｉｄは、操舵角速度を減速する方向に設定されており、ハンドル戻し制御とは極性が逆になっている。
【００２１】
ダンパ補償車速ゲイン演算部１９２は、車速Ｖが入力されると、ダンパゲインマップを参照してダンパゲインＫｄを読み出し、乗算器１９３に供給する。ダンパゲインＫｄは、低速走行ではダンパ電流が０になるようにし、中高速ではダンパ制御が効くように設定されている。
【００２２】
乗算器１９３は、ダンパ電流演算部１９１、ダンパ補償車速ゲイン演算部１９２から入力されたＩｄ、Ｋｄを乗算して、ダンパ電流Ｉｄ＊を加算器１７２に出力する。
【００２３】
従って、車速が中高速の際、ダンパ制御器１９０により、アシスト電流指令値Ｉにダンパ電流Ｉｄ＊が加算されて、中高速時のダンパ特性が改善する。
ところで、上記のようにハンドル戻し制御器１８０、及びダンパ制御器１９０の各マップは、予めＲＯＭ１６０に記憶されており、ある基準路面で適合された値となっている。それは、通常乾燥アスファルト路面で最適になるように設定された値とされている。
【００２４】
しかしながら、例えば低μ路等の路面反力が低い路面状態で走行すると、低速走行時のハンドル戻し制御器１８０でのハンドル戻し電流Ｉｈ＊の出力が低く、ハンドルが途中で止まり、残留角（中立位置（車両が直進する際のハンドルの位置）を基準として、その位置から外れた角度）が大きくなる問題があった。又、中高速走行時に、低μ路等の路面反力が低い路面状態で走行すると、ダンパ制御器１９０でのダンパ電流Ｉｄ＊の出力が過剰となり、ダンパが効きすぎてしまう問題があった。
【００２５】
そこで、これらのような不具合を解決するために、本出願人は、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサを設け、以下のような制御をする装置を提案している。
【００２６】
即ち、その制御装置（以下、収斂制御を行う装置という。）においては、操舵角及び車速に基づいてステアリングホイールを中立位置へ戻すための目標操舵角を設定し、「目標操舵角と操舵角の偏差」及び車速により、目標操舵角速度を設定し、「目標操舵角速度と操舵角速度の偏差」及び車速により、目標収斂電流を決定する。そして、この目標収斂電流を利用してステアリングホイールが中立位置へ戻る際の収斂性を向上させるようにモータを制御（以下、この制御を収斂制御という。）する。
【００２７】
この結果、仮に、操舵角速度（実操舵角速度）が目標操舵角速度よりも小さい場合には、目標収斂電流が増加して操舵角速度が増速するようにアシストする。反対に、操舵角速度（実操舵角速度）が目標操舵角速度よりも大きい場合には、目標収斂電流の極性が反転して操舵角速度が減速する方向に働き、操舵角速度（実操舵角速度）が目標操舵角速度に一致するように制御される。
【００２８】
すなわち、この収斂制御によれば、戻すべき操舵角の位置とその時の操舵角速度を同時に制御することができ、路面反力等が変わっても収斂電流を調節する機能が働き、常に安定的に設定された操舵角速度で設定された操舵角までステアリングホイールを収斂させることが可能となる。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の収斂制御を行う装置において、凍結路等の低μ路で路面反力が低下した場合には、前輪に働くセルフアライニングトルクが低下するため、ステアリングホイールが戻りにくくなるが、「目標操舵角と操舵角の偏差」と車速に基づき一意に操舵角速度を制御している。そのため、上記の収斂制御を行う装置は路面反力の影響を受けることなく同一のハンドルの収斂性となり、前記制御装置１５８のパワーステアリングに比べて不自然となっていた。
【００３０】
即ち、ステアリングホイールを切った状態からステアリングホイールが中立位置へ戻る際に、ステアリングホイールは路面状況に左右されず一定速度で設定された操舵角まで戻ってくる。従って、ドライバーはステアリングホイールの戻り方で、路面状況を判断できなくなっていた。
【００３１】
従って、本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は路面反力等が低下し、ハンドルを中立位置方向へ戻すための復元力が弱くなった場合に、路面状況の反映された自然なハンドルの収斂性を得ることができる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。
【００３２】
又、本発明の第２の目的は、操舵角速度を路面反力が高い場合に比べて小さくすることができ、路面状況の反映された自然なハンドルの収斂性を得ることができる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。
【００３３】
又、本発明の第３の目的は、路面反力等が低下し、ハンドルを中立位置方向へ戻すための復元力が弱くなった場合に目標操舵角を路面反力が高い場合に比べて大きくすることができ、路面状況の反映された自然なハンドルの収斂性を得ることができる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、操舵角及び車速に基づいてハンドルを中立位置へ戻すための目標操舵角を設定する目標操舵角設定手段と、前記目標操舵角と操舵角の偏差及び車速に基づいて目標操舵角速度を設定する目標操舵角速度設定手段と、前記目標操舵角速度と操舵角速度の偏差に基づいて目標収斂電流を設定する目標収斂電流設定手段と、路面反力を検出する路面反力検出手段とを備え、前記目標操舵角速度設定手段は、前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報に基づいて目標操舵角速度を補正することを要旨とする。
【００３５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記路面反力検出手段は、ハンドルの左右操舵に応じて路面反力を検出し、前記目標操舵角速度設定手段は、ハンドルの左右操舵に応じて前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報に基づいて左右独立に目標操舵角速度を補正することを要旨とする。
【００３６】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記路面反力検出手段は、ハンドルの左右操舵に応じて路面反力を検出し、前記目標操舵角速度設定手段は、ハンドルの左右操舵に応じて前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報のなまし処理の結果の値に基づいて目標操舵角速度を補正することを要旨とする。
【００３７】
請求項４に記載の発明は、操舵角及び車速に基づいてハンドルを中立位置へ戻すための目標操舵角を設定する目標操舵角設定手段と、前記目標操舵角と操舵角の偏差及び車速に基づいて目標操舵角速度を設定する目標操舵角速度設定手段と、前記目標操舵角速度と操舵角速度の偏差に基づいて目標収斂電流を設定する目標収斂電流設定手段と、路面反力を検出する路面反力検出手段とを備え、前記目標操舵角設定手段は、前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報に基づいて目標操舵角を補正することを要旨とする。
【００３８】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記路面反力検出手段は、ハンドルの左右操舵に応じて路面反力を検出し、前記目標操舵角設定手段は、ハンドルの左右操舵に応じて前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報に基づいて左右独立に目標操舵角を補正することを要旨とする。
【００３９】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記路面反力検出手段は、ハンドルの左右操舵に応じて路面反力を検出し、前記目標操舵角設定手段は、ハンドルの左右操舵に応じて前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報のなまし処理の結果の値に基づいて目標操舵角を補正することを要旨とする。
【００４０】
請求項７に記載の発明は、操舵角及び車速に基づいてハンドルを中立位置へ戻すための目標操舵角を設定する目標操舵角設定手段と、前記目標操舵角と操舵角の偏差及び車速に基づいて目標操舵角速度を設定する目標操舵角速度設定手段と、前記目標操舵角速度と操舵角速度の偏差に基づいて目標収斂電流を設定する目標収斂電流設定手段と、路面反力を検出する路面反力検出手段とを備え、前記目標操舵角設定手段は、前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報に基づいて目標操舵角を補正し、前記目標操舵角速度設定手段は、前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報に基づいて目標操舵角速度を補正することを要旨とする。（作用）
従って、請求項１に記載の発明においては、目標操舵角設定手段は、操舵角及び車速に基づいてハンドルを中立位置へ戻すための目標操舵角を設定する。目標操舵角速度設定手段は、前記目標操舵角と操舵角の偏差及び車速に基づいて目標操舵角速度を設定する。目標収斂電流設定手段は、前記目標操舵角速度と操舵角速度の偏差に基づいて目標収斂電流を設定する。路面反力検出手段は、路面反力を検出する。前記目標操舵角速度設定手段は、前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報に基づいて目標操舵角速度を補正する。
【００４１】
請求項２に記載の発明においては、請求項１の作用に加えて、前記路面反力検出手段は、ハンドルの左右操舵に応じて路面反力を検出する。前記目標操舵角速度設定手段は、ハンドルの左右操舵に応じて前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報に基づいて左右独立に目標操舵角速度を補正する。
【００４２】
請求項３に記載の発明においては、請求項１の作用に加えて、前記路面反力検出手段は、ハンドルの左右操舵に応じて路面反力を検出する。前記目標操舵角速度設定手段は、ハンドルの左右操舵に応じて前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報のなまし処理の結果の値に基づいて目標操舵角速度を補正する。
【００４３】
請求項４に記載の発明においては、目標操舵角設定手段は、操舵角及び車速に基づいてハンドルを中立位置へ戻すための目標操舵角を設定する。目標操舵角速度設定手段は、前記目標操舵角と操舵角の偏差及び車速に基づいて目標操舵角速度を設定する。目標収斂電流設定手段は、前記目標操舵角速度と操舵角速度の偏差に基づいて目標収斂電流を設定する。路面反力検出手段は、路面反力を検出する。前記目標操舵角設定手段は、前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報に基づいて目標操舵角を補正する。
【００４４】
請求項５に記載の発明においては、請求項４の作用に加えて、前記路面反力検出手段は、ハンドルの左右操舵に応じて路面反力を検出する。前記目標操舵角設定手段は、ハンドルの左右操舵に応じて前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報に基づいて左右独立に目標操舵角を補正する。
【００４５】
請求項６に記載の発明においては、請求項４の作用に加えて、前記路面反力検出手段は、ハンドルの左右操舵に応じて路面反力を検出する。前記目標操舵角設定手段は、ハンドルの左右操舵に応じて前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報のなまし処理の結果の値に基づいて目標操舵角を補正する。
【００４６】
請求項７に記載の発明においては、目標操舵角設定手段は、操舵角及び車速に基づいてハンドルを中立位置へ戻すための目標操舵角を設定する。目標操舵角速度設定手段は、前記目標操舵角と操舵角の偏差及び車速に基づいて目標操舵角速度を設定する。目標収斂電流設定手段は、前記目標操舵角速度と操舵角速度の偏差に基づいて目標収斂電流を設定する。路面反力検出手段は、路面反力を検出する。前記目標操舵角設定手段は、前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報に基づいて目標操舵角を補正する。前記目標操舵角速度設定手段は、前記路面反力検出手段が検出した路面反力情報に基づいて目標操舵角速度を補正する。
【００４７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を、自動車に搭載した電動パワーステアリング装置の制御装置２０に具体化した実施形態を図１〜図１３に従って説明する。
【００４８】
図１は、電動パワーステアリング装置及びその制御装置２０の概略を示す。
ハンドルとしてのステアリングホイール１に連結したステアリングシャフト２には、トーションバー３が設けられている。このトーションバー３には、トルクセンサ４が装着されている。そして、ステアリングシャフト２が回転してトーションバー３に力が加わると、加わった力に応じてトーションバー３が捩れ、その捩れ、即ちステアリングホイール１にかかる操舵トルクＴｈをトルクセンサ４が検出している。
【００４９】
又、ステアリングシャフト２には、ステアリングシャフト２の操舵角θを検出する操舵角センサ１７が装着されている。これらのセンサ出力は制御装置２０へ供給される。
【００５０】
又、ステアリングシャフト２には減速機５が固着されている。この減速機５には電動モータ（以下、モータという）６の回転軸に取着したギア７が噛合されている。更に、減速機５にはピニオンシャフト８が固着されている。ピニオンシャフト８の先端には、ピニオン９が固着されるとともに、このピニオン９はラック１０と噛合している。前記ピニオン９とラック１０とにより、ラック＆ピニオン機構１１が構成されている。ラック１０の両端には、タイロッド１２が固設されており、そのタイロッド１２の先端部にはナックル１３が回動可能に連結されている。このナックル１３には、前輪１４が固着されている。又、ナックル１３の一端は、クロスメンバ１５に回動可能に連結されている。
【００５１】
従って、モータ６が回転すると、その回転数は減速機５によって減少してピニオンシャフト８に伝達され、ラック＆ピニオン機構１１を介してラック１０に伝達される。そして、ラック１０は、タイロッド１２を介してナックル１３に設けられた前輪１４の向きを変更して車両の進行方向を変えることができる。
【００５２】
前輪１４には、車速センサ１６が設けられている。
次に、この電動パワーステアリング装置の制御装置２０の電気的構成を示す。トルクセンサ４は、ステアリングホイール１の操舵トルクＴｈを示す検出信号を制御装置２０に出力している。前記車速センサ１６は、前輪１４の回転数に相対し、その時の車速Ｖを示す検出信号を制御装置２０へ出力する。
【００５３】
操舵角センサ１７はステアリングシャフト２の操舵角θを示す検出信号（操舵角信号）を制御装置２０に出力している。又、制御装置２０には、図３に示すようにモータ６に流れる駆動電流（モータ電流Ｉｍ、モータ電流値に相当）を検出するモータ駆動電流センサ１８が電気的に接続されており、モータ駆動電流センサ１８からのモータ電流Ｉｍを示す信号が供給されている。端子間電圧検出回路１９は、モータ６のモータ端子間電圧Ｖｍを制御装置２０に出力している。
【００５４】
制御装置２０は、制御手段としての中央処理装置（ＣＰＵ）２１、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）２２及びデータを一時記憶する読み出し及び書き込み専用メモリ（ＲＡＭ）２３を備えている。このＲＯＭ２２には、ＣＰＵ２１により実行されるアシスト制御、収斂制御等の各種制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ２３は、ＣＰＵ２１が演算処理を行うときの演算処理結果等を一時記憶する。
【００５５】
ＣＰＵ２１は、前記各種センサからの検出信号を入力し、アシスト制御、収斂制御等の各種制御プログラムの処理において、それらの検出信号に基づいたモータ電流指令値を演算して、モータ駆動装置２４に出力し、同モータ駆動装置２４を介してモータ６を駆動制御する。
【００５６】
本実施形態では、前記ＣＰＵ２１は、目標操舵角設定手段、目標操舵角速度設定手段、目標収斂電流設定手段、及び路面反力検出手段に相当する。
（第１実施形態の作用）
以下のＣＰＵ２１内部の機能の説明では、「車速Ｖ」、「操舵トルクＴｈ」、「操舵角θ」等の各種パラメータは、説明の便宜上、それらの対応する信号の意味として使用するものとする。
【００５７】
図３は、ＣＰＵ２１の機能ブロック図である。この実施形態ではＣＰＵ２１内部においてプログラムで実行される機能を示している。例えば、位相補償器３０は独立したハードウエアではなく、ＣＰＵ２１内部で実行される位相補償機能を示している。同じく図２，４，８，９，１３は、ＣＰＵ２１内部の構成はＣＰＵ２１がプログラムによって実行される処理機能を機能ブロック図で示しており、実際のハード構成を意味するものではない。
【００５８】
以下、ＣＰＵ２１の機能と動作を説明する。
（車速感応アシスト制御）
トルクセンサ４から入力された操舵トルクＴｈは、位相補償器３０で操舵系の安定を高めるために位相補償され、電流指令値演算部３１に入力される。又、車速センサ１６で検出された車速Ｖも電流指令値演算部３１に入力される。電流指令値演算部３１は、入力された操舵トルクＴｈ、車速Ｖに基づいて、モータ６に供給する電流の制御目標値である車速感応アシスト指令値（アシスト電流指令値に相当する）Ｉを決定する。
【００５９】
図２に示すようにＣＰＵ２１の電流指令値演算部３１は、操舵トルクＴｈ、車速Ｖを入力し、これらのパラメータに基づいてアシスト電流指令値Ｉを算出する。
【００６０】
具体的には、同図に示すように操舵トルクＴｈは高速アシストマップ１０１に供給されて高速アシスト電流（高速アシスト量）Ｉｄ１が読み出され、又は低速アシストマップ１０２に供給されて低速アシスト電流（低速アシスト量）Ｉｄ２が読み出される。読み出された高速アシスト電流は乗算器１０４に供給され、低速アシスト電流は乗算器１０５に供給される。
【００６１】
一方、車速Ｖはアシスト車速ゲインマップ１０３に供給されて、車速Ｖに基づいてアシスト車速ゲインマップ１０３からアシスト車速ゲインｋ１が読み出され、乗算器１０５、及び加算器１０７に供給される。加算器１０７に供給されたアシスト車速ゲインｋ１はその符号が反転された上で「１」が加算されて、（１−ｋ１）として乗算器１０４に供給される。
【００６２】
乗算器１０４は、供給された（１−ｋ１）を高速アシスト電流Ｉｄ１に乗算した後、その出力値を加算器１０６に供給する。又、乗算器１０５は供給されたアシスト車速ゲインｋ１を低速アシスト電流Ｉｄ２に乗算した後、その出力値を加算器１０６に供給する。加算器１０６は乗算器１０４，１０５で乗算して得た各値を加算して得たアシスト電流指令値Ｉを図３に示す加算器３９に出力する。
【００６３】
加算器３９はこのアシスト電流指令値Ｉと他の部（後記する）からの出力値を加算し、ＰＩ制御部４０に出力する。ＰＩ制御部４０は実際のモータ電流Ｉｍとの差に相当する信号（アシスト電流制御値に相当する）に基づいて公知のＰＩ制御による電流値を算出し、この値をＰＷＭ演算部３８に出力する。ＰＷＭ演算部３８では、ＰＩ制御により得られた値に基づいてＰＷＭ演算を行い、この演算結果をモータ駆動装置２４に供給する。
【００６４】
この結果、モータ駆動装置２４を介してモータ６を駆動制御することにより、検出された操舵トルクＴｈ及び車速Ｖに応じてモータ６による適正なアシスト力が得られる。
【００６５】
（操舵角速度Ｑ）
次に、収斂制御部８１に入力される操舵角速度Ｑの求め方について説明する。モータ６の端子間に電圧を印加すると、モータ６は回転するが、モータ６が回転すると、その回転数に比例して逆起電力が発生し、モータ端子間電圧Ｖｍに加算される。モータ端子間電圧Ｖｍとモータ６の逆起電力との関係は、以下の式で表すことができる。
【００６６】
Ｖｍ＝（Ｌｓ＋Ｒ）・Ｉｍ＋Ｋｅ・ω  …（１）
ここで、Ｖｍ：モータ端子間電圧、Ｌ：モータ６のインダクタンス、ｓ：ラプラス演算子、Ｒ：モータ６の端子間抵抗、Ｉｍ：モータ電流、Ｋｅ：モータ６の逆起電力定数、ω：モータ角速度である。
【００６７】
従って、上記（１）式をω（モータ角速度）で解くと、下記（２）式となる。
ω＝｛Ｖｍ−（Ｌｓ＋Ｒ）・Ｉｍ｝／Ｋｅ  …（２）
そこで、図４に示す、第１演算部５０では、モータ駆動電流センサ１８から入力されたモータ電流Ｉｍに（Ｌｓ＋Ｒ）を乗算し、減算器５１に出力する。減算器５１は、端子間電圧検出回路１９から入力したモータ端子間電圧Ｖｍに対して第１演算部５０で演算した値を減算し、その値を第２演算部５２に出力する。
【００６８】
又、第２演算部５２は、減算器５１から入力した値を逆起電力定数Ｋｅで除してモータ角速度ωを算出し、操舵角速度推定部５３に出力する。
前記第１演算部５０、減算器５１、第２演算部５２とにより、モータ角速度推定器６０が構成されている（図３，４参照）。
【００６９】
ついで、操舵角速度推定部５３は、モータ角速度ωを減速機５（図１参照）の減速比Ｇで除して、操舵角速度Ｑを算出する。なお、本明細書では、以下、大文字Ｑは、角速度の意味で使用する。
【００７０】
このようにして、算出（推定）された操舵角速度Ｑは収斂制御部８１に供給される。
（路面摩擦係数μの推定方法）
ここで、本実施形態における路面摩擦係数μ（以下、路面μという）の推定方法について説明する。
【００７１】
ある車速Ｖ、ある操舵角θにおける路面の反力（以下、路面反力という）は、路面μにより変化することが知られている。従って、基準となる路面μにおけるある車速Ｖ、ある操舵角θに対する路面反力を予め記憶しておき、演算で算出した路面反力と比較することにより、路面μが推定できる。
【００７２】
路面反力はラック推力Ｆと等しく、ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置の場合、次式でラック推力Ｆを表すことができる。
Ｆ  ＝  Ｆｍ  ＋  Ｆｈ      ……（Ａ）
ここで、Ｆｍはモータ６がアシストする推力、Ｆｈはハンドル操舵による推力であり、下記の式でそれぞれ求めることができる。
【００７３】
Ｆｍ＝２π・Ｔｍ・ηｂ／Ｌ    ……（Ｂ）
Ｆｈ＝２π・Ｔｈ・ηｐ／Ｓｔ  ……（Ｃ）
なお、Ｔｍはモータトルク、ηｂはボールナット機構６ａのボールねじ効率、Ｌはそのボールねじリードである。Ｔｈは操舵トルク、ηｐは前記ラック＆ピニオン機構のラック＆ピニオンギヤ効率、Ｓｔはそのストローク比である。
【００７４】
従って、ラック推力Ｆは、下記の式となる。
Ｆ＝（Ｔｍ・ηｂ・Ｓｔ／Ｌ  ＋  Ｔｈ・ηｐ）・２π／Ｓｔ
ここで、ηｂとηｐとは、経験上その効率がほぼ等しいと考えることができるから、
Ｇ（減速比）＝Ｓｔ／Ｌ
より、
Ｆ∝（Ｔｍ・Ｇ＋Ｔｈ）＝ｆ
となる。
【００７５】
すなわち、路面反力（＝ラック推力Ｆ）はｆに比例する。
この結果、路面反力を表す評価関数としてｆ＝Ｔｍ・Ｇ＋Ｔｈを導入し、予め記憶しておいた基準路面（本実施の形態では、アスファルト路としている）における基準値としての基準路評価関数ｆ０との評価関数比α（＝ｆ／ｆ０）を算出する。この評価関数比αは路面μに比例した値であり、評価関数比αを算出することは、路面μを推定することに相当する。この評価関数比αは路面反力情報に相当する。
【００７６】
（路面μの推定）
次に、路面μ推定制御プログラムのフローチャートの説明を図５及び図６に従って説明する。
【００７７】
図５及び図６（ａ）のフローチャートは、路面μ推定制御プログラムのフローチャートを示しており、定時割り込みで実行される。
先ず、ＣＰＵ２１は、ステップ（以下、ステップをＳという）１において、車両の走行中その時々において、車速センサ１６からの検出信号，トルクセンサ４からの検出信号、操舵角センサ１７からの検出信号及びモータ駆動電流センサ１８からの検出信号をＲＡＭ２３に読み込む。次に、Ｓ２において、車速センサ１６からの検出信号に基づいてその時々の車速Ｖを演算するとともに、トルクセンサ４からの検出信号に基づいてステアリングホイール１のその時々の操舵トルクＴｈを演算する。又、操舵角センサ１７からの検出信号に基づいて操舵角θを演算する。又、操舵角θを微分して操舵角速度θＶを演算する。
【００７８】
Ｓ３では、Ｓ２で算出した車速Ｖが判定車速下限値Ｖ１と判定車速上限値Ｖ２（＞Ｖ１）の範囲内にあるか否かを判定する。この判定は路面μを推定するのに適切な車速範囲内か否かを判定するためのものである。Ｓ３で判定車速下限値Ｖ１と判定車速上限値Ｖ２との間にあれば、Ｓ４に移行し、そうでない場合にはこの処理ルーチンを一旦終了する。
【００７９】
Ｓ４では、Ｓ２で算出した操舵角θの絶対値が判定操舵角下限値θ１と判定操舵角上限値θ２（＞θ１）の範囲内にあるか否かを判定する。操舵角θは右回転操舵と、左回転操舵があるため、右回転操舵を正、左回転操舵を負とする。この判定は路面μを推定するのに適切な操舵角範囲内か否かを判定するためのものである。Ｓ４で操舵角θが判定操舵角下限値θ１と判定操舵角上限値θ２との間にあれば、Ｓ５に移行し、そうでない場合にはこの処理ルーチンを一旦終了する。
【００８０】
Ｓ５では、Ｓ２で算出した操舵角速度θＶの絶対値が判定操舵角速度下限値θＶ１と判定操舵角速度上限値θＶ２（＞θＶ１）との範囲内にあるか否かを判定する。操舵角速度θＶは右回転の場合の角速度と、左回転の場合の角速度があるため、右回転の場合を正、左回転の場合を負とする。この判定は適切な操舵角速度範囲内か否かを判定するためのものである。Ｓ５で操舵角速度θＶが判定操舵角速度下限値θＶ１と判定操舵角速度上限値θＶ２との間にあれば、Ｓ６に移行し、そうでない場合にはこの処理ルーチンを一旦終了する。
【００８１】
次のＳ６では、操舵角θと操舵角速度θＶの正負の符号が同じか否かを判定する。例えば、走行が直進状態であるときの中立位置からステアリングホイール１を左右いずれかの方向に操舵したときは、操舵角θと操舵角速度θＶの符号は同じであり、ステアリングホイール１を一旦操舵してから、戻し（ハンドル戻し）の場合は、操舵角θと操舵角速度θＶとは符号が互いに反対となる。
【００８２】
従って、操舵角θと操舵角速度θＶの両者の符号が同じときは、ステアリングホイール１（ハンドル）を切っているものとしてＳ７に移行し、符号が不一致の場合には、この処理ルーチンを一旦終了する。
【００８３】
Ｓ７では、Ｓ２で演算した操舵トルクＴｈの絶対値が判定操舵トルク下限値Ｔｈ１と判定操舵トルク上限値Ｔｈ２の範囲内か否かを判定する。ここでの判定は、車輪が縁石に当たったり、車輪が溝等に脱輪した場合等の異常な状態の操舵トルクか否かを判定するのである。操舵トルクＴｈがこの範囲以内である場合には、Ｓ８に移行し、範囲外である、すなわち、異常であると判定すると、この処理ルーチンを一旦終了する。
【００８４】
次のＳ８では、モータ電流Ｉｍに基づいてモータトルクＴｍを演算する。このモータトルクＴｍは下記の式で算出する。
Ｔｍ＝Ｋｔ・Ｉｍ
なお、Ｋｔはモータ６のトルク定数である。
【００８５】
次のＳ９では、瞬時評価関数ｆを算出する。この瞬時評価関数ｆとは、この制御サイクル時に得られる評価関数のことである。瞬時評価関数ｆは下記の式で得られる。
【００８６】
ｆ＝Ｔｍ・Ｇ＋Ｔｈ
Ｇは前記したように減速比（定数）である。
次のＳ１０では、基準路評価関数ｆ０を割り出す。基準路評価関数ｆ０は図７に示すマップを参照して求める。このマップは横軸に操舵角θ、縦軸に基準路評価関数ｆ０の値を備え、複数の車速Ｖに応じた基準路評価関数ｆ０を割り出すことができるようになった３次元マップである。すなわち、このマップは、ＲＯＭ２２に予め記憶されており、車速Ｖと、操舵角θとが決定されれば、基準路評価関数ｆ０の値が選択できる。
【００８７】
同図に示すように、操舵角θが大きくなるほど、基準路評価関数ｆ０の値がリニアに大きくなり、又、車速Ｖが大きくなるほど、操舵角θが同じであれば、基準路評価関数ｆ０の値を大きくしている。
【００８８】
次のＳ１１では、瞬時評価関数ｆと、基準路評価関数ｆ０とに基づいて評価関数比（以下、暫定評価関数比という。）αｘ（＝ｆ／ｆ０）を算出する。すなわち、Ｓ１１では、暫定評価関数比αｘの算出は、瞬時路面μの演算が行われたことに相当する。
【００８９】
続く、Ｓ１２では、前記算出した暫定評価関数比αｘのなまし処理を行う。
図６（ｂ）はなまし処理の詳細を示すフローチャートである。
まず、Ｓ２０において、加重平均回数値Ｎ２をインクリメントする。続く、Ｓ２１において、積算値Σαを演算する。Σαの算出は、前回の制御サイクル時に算出した積算値Σαに対して、今回求めた暫定評価関数比αｘを加算するものである。
【００９０】
従って、積算値Σαは、いくつかの過去の制御サイクル時に求めた複数の評価関数比が加算されたものである。
続く、Ｓ２２においては、積算回数チェックを行う。すなわち、Ｓ２０でインクリメントした加重平均回数値Ｎ２が所定値Ｎ１（本実施形態では、３０回）以下か否かを判定する。
【００９１】
Ｓ２２において、加重平均回数値Ｎ２がＮ１以下であれば、Ｓ２３において、Ｓ２１で算出した積算値Σαを加重平均回数値Ｎ２（≦Ｎ１）で除して、加重平均処理を行い、最終的に路面μにかかる評価関数比αを算出し、このフローを抜け出る。
【００９２】
前記Ｓ２２において、加重平均回数値Ｎ２がＮ１を越えていれば、Ｓ２４において、加重平均処理を行う。すなわち、Ｓ２１で算出した積算値Σαから、前回の制御サイクル時に記憶した評価関数比αを減算したものを今回制御サイクル時の積算値Σαとし、ＲＡＭ２３に記憶する。
【００９３】
さらに、Ｓ２４においては、前記算出した今回制御サイクル時の積算値Σαを所定値Ｎ１で除して加重平均処理を行い、最終的に路面μにかかる評価関数比αを算出した上で、ＲＡＭ２３に記憶する。又、Ｓ２４において、前記所定値Ｎ１を加重平均回数値Ｎ２としてＲＡＭ２３に記憶する。このＳ２２の処理が終了すると、このフローを抜け出る。
【００９４】
前記Ｓ２３、Ｓ２４の加重平均処理はなまし処理に相当する。
以上のようにして、Ｓ１２において、最終的に路面μにかかる評価関数比αを算出する。この評価関数比αの演算は、図３においては、路面μ推定部（路面反力検出手段）３７で実行される。
【００９５】
（収斂制御）
次に、図３に示すＣＰＵ２１に備えられた収斂制御部８１、手放し判定部８２の機能について説明する。
【００９６】
まず、収斂制御部８１について説明する。
図４に示すように、収斂制御部８１は、ゲイン設定部７３、位相補償部８４、目標操舵角設定部８６、目標操舵角速度設定部８７、目標収斂電流設定部８８、乗算器８９、及び減算器９０，９１とを備えている。
【００９７】
収斂制御部８１には、車速センサ１６から検出された車速Ｖが入力されるとともに、操舵角センサ１７から検出された操舵角θ、及び前記操舵角速度Ｑが入力される。
【００９８】
そして、収斂制御部８１は、入力された車速Ｖ、操舵角θ、操舵角速度Ｑ、及び評価関数比αに基づいて、ステアリングホイール１を略中立位置まで収束させるための目標収斂電流Ｉｈｄ＊を決定する。
【００９９】
詳しく説明すると、図９に示すように、前記目標操舵角設定部８６は、符号判定部９２、目標操舵絶対角設定部９３、乗算器９４、及び目標操舵角演算部９５とを備えている。
【０１００】
目標操舵絶対角設定部９３は、車速Ｖに基づき、ＲＯＭ２２に予め格納された目標操舵絶対角設定マップを使用して、車速Ｖに応じた目標操舵角θ＊の絶対値、即ち、目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜を求め、乗算器９４に出力する。なお、前記目標操舵角θ＊は、ステアリングホイール１を中立位置へ戻すための値であり、前記中立位置は、所定の残留角範囲を含んでいる。
【０１０１】
具体的には、通常、中高速ではステアリングホイール１（ハンドル）を中立位置、すなわち、０度まで戻すのが普通であるが、低速では０度まで戻すのは従来の油圧パワーステアリング装置と比較して不自然であるため、完全に中立位置までは戻さずある程度の残留角を持たせるように設定する。
【０１０２】
このため、前記目標操舵絶対角設定部９３は、目標操舵絶対角設定マップにて、車両の低速時に、ステアリングホイール１を操舵する場合に、中立位置から所定の残留角範囲内に戻るように目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜を設定する。演算される目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜は、車速Ｖが低速になるほど大きくなり、所定の車速Ｖ以上においては、目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜は０になる。
【０１０３】
符号判定部９２は、操舵角θに基づいてその符号を判定して、その符号信号を乗算器９４に出力する。即ち、操舵角θが右操舵を示している場合は＋１を乗算器９４に出力する一方で、左操舵を示している場合は−１を乗算器９４に出力する。
【０１０４】
乗算器９４では、前記符号判定部９２からの符号信号、及び目標操舵絶対角設定部９３からの目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜を乗算する。そして、目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜に符号を持たせ、暫定目標操舵角θ＊＊として目標操舵角演算部９５に出力する。
【０１０５】
目標操舵角演算部９５は、前記暫定目標操舵角θ＊＊、及び操舵角θに基づいて目標操舵角θ＊を図４に示す減算器９０に出力する。
ここで、具体的に、目標操舵角演算部９５における目標操舵角θ＊の設定の仕方を、ＣＰＵ２１が実行する目標操舵角演算ルーチンのフローチャート（図１０参照）に従って説明する。
【０１０６】
まず、Ｓ５１において、暫定目標操舵角θ＊＊を読込む。次にＳ５２において、実際の操舵絶対角（即ち、操舵角θの絶対値をとった値）｜θ｜が、暫定目標操舵絶対角（即ち、暫定目標操舵角θ＊＊の絶対値をとった値）｜θ＊＊｜より小さいか否かを判定する。即ち、暫定目標操舵角θ＊＊と現在の操舵角θとの大小関係の判定をする。
【０１０７】
現在の操舵角θが暫定目標操舵角θ＊＊よりも中立位置側にある場合、換言すれば、操舵絶対角｜θ｜が暫定目標操舵絶対角｜θ＊＊｜より小さい場合は（｜θ｜＜｜θ＊＊｜、即ち、Ｓ５２の判定がＹＥＳ）、Ｓ５３に進む。そして、Ｓ５３において、実際の操舵角θを目標操舵角θ＊として設定し（θ＊＝θ）、出力する。
【０１０８】
一方、暫定目標操舵角θ＊＊の方が現在の操舵角θよりも中立位置に近い場合、即ち、操舵絶対角｜θ｜が、暫定目標操舵絶対角｜θ＊＊｜以上の場合は（｜θ｜≧｜θ＊＊｜、即ち、Ｓ５２の判定がＮＯ）は、Ｓ５４に進む。そして、Ｓ５４において、暫定目標操舵角θ＊＊を目標操舵角θ＊として設定し、（θ＊＝θ＊＊）、出力する。
【０１０９】
図４に示すように、前記位相補償部８４は操舵角センサ１７からの検出信号を減算器９０に出力する。すなわち、操舵角センサ１７からの検出信号を位相補償部８４において、操舵角速度Ｑに応じて位相を進ませる位相補償した後の値を操舵角θとしている。
【０１１０】
詳しく説明すると、位相補償部８４は図８に示すように微分器７０とゲイン乗算部７１と、加算器７２とから構成されている。
微分器７０では、操舵角センサ１７からの操舵角信号を微分して操舵角速度Ｑを求め、ゲイン乗算部７１では、その操舵角速度Ｑに予め設定したゲインＴを乗算した値ＱＴを加算器７２に出力する。加算器７２は、操舵角信号に対してＱＴを加算して位相を進ませた値（本実施形態では、これを操舵角θという。）とし、減算器９０に出力する。前記ゲインＴは、予め実験等により得られた値を採用し、予めＲＯＭ２２に格納されている。
【０１１１】
次に、図４に示すように、減算器９０では、前記目標操舵角θ＊と操舵角θから、その偏差（以下、「操舵角偏差」という。）Δθを算出し、目標操舵角速度設定部８７に出力する。目標操舵角速度設定部８７は、前記操舵角偏差Δθと、車速Ｖを入力し、ＲＯＭ２２に予め格納された目標操舵角速度設定マップに基づいて、目標操舵角速度Ｑ＊を求め、乗算器８９に出力する。前記目標操舵角速度設定マップは、操舵角偏差Δθと、車速Ｖと、目標操舵角速度Ｑ＊からなる三次元マップであり、操舵角偏差Δθと、車速Ｖに応じて目標操舵角速度Ｑ＊が決定される。
【０１１２】
ゲイン設定部７３は、路面μ推定部３７から入力した評価関数比αに基づき、ＲＯＭ２２に予め格納されたゲイン設定マップを使用して、ゲインＧαを求め、乗算器８９に供給する。なお、ゲイン設定マップは評価関数比αと、ゲインＧαからなる二次元マップからなり、評価関数比αから一義的にゲインＧαが求められる。この二次元マップでは、評価関数比αが大きくなるほど、その大きさに応じてゲインＧαも大きくなるように設定されている。
【０１１３】
乗算器８９は、目標操舵角速度設定部８７からの目標操舵角速度Ｑ＊と、ゲイン設定部７３からのゲインＧαを乗算した後、その出力値を新たな目標操舵角速度Ｑ＊とし減算器９１に出力する。このようにして乗算器８９では、目標操舵角速度Ｑ＊の補正を行う。
【０１１４】
前記目標操舵角速度設定部８７、ゲイン設定部７３、乗算器８９とにより、目標操舵角設定手段が構成されている。
そして、減算器９１には、前記目標操舵角速度Ｑ＊（新たな目標操舵角速度Ｑ＊）と、操舵角速度Ｑとが入力される。そして、減算器９１はその偏差（以下、「操舵角速度偏差」という。）ΔＱを算出し、目標収斂電流設定部８８に出力する。
【０１１５】
目標収斂電流設定部８８は、第１〜第３収斂電流設定部９６〜９８、積分器９９、微分器１００、及び加算器１０８とを備えている。
第１収斂電流設定部９６には、車速Ｖと、前記操舵角速度偏差ΔＱが入力される。第１収斂電流設定部９６は、ＲＯＭ２２に予め格納された第１収斂電流設定マップを使用して、第１収斂電流Ｉｈｄ１＊を算出し、加算器１０８に出力する。第１収斂電流設定マップは、操舵角速度偏差ΔＱと、車速Ｖと、第１収斂電流Ｉｈｄ１＊からなる三次元マップである。
【０１１６】
そして、同マップにより、車速Ｖと操舵角速度偏差ΔＱに応じて、同操舵角速度偏差ΔＱに比例した第１収斂電流Ｉｈｄ１＊が設定される。即ち、第１収斂電流Ｉｈｄ１＊は、第１収斂電流設定部９６により所謂比例制御（以下、Ｐ制御という。）にて加算器１０８に出力される。
【０１１７】
第２収斂電流設定部９７には、車速Ｖと、積分器９９で操舵角速度偏差ΔＱを積分して得た操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱとが入力される。第２収斂電流設定部９７は、ＲＯＭ２２に予め格納された第２収斂電流設定マップを使用して、第２収斂電流Ｉｈｄ２＊を算出し、加算器１０８に出力する。第２収斂電流設定マップは、操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱと、車速Ｖと、第２収斂電流Ｉｈｄ２＊とからなる三次元マップである。そして、同マップにより、車速Ｖと操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱに応じて、同操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱに比例した第２収斂電流Ｉｈｄ２＊が設定される。即ち、第２収斂電流Ｉｈｄ２＊は、積分器９９及び第２収斂電流設定部９７とにより、所謂積分制御（以下、Ｉ制御という。）にて加算器１０８に出力される。
【０１１８】
第３収斂電流設定部９８には、車速Ｖと、微分器１００で操舵角速度偏差ΔＱを微分して得た操舵角速度偏差微分値d_ΔＱとが入力される。第３収斂電流設定部９８は、ＲＯＭ２２に予め格納された第３収斂電流設定マップを使用して、第３収斂電流Ｉｈｄ３＊を算出し、加算器１０８に出力する。第３収斂電流設定マップは、操舵角速度偏差微分値d_ΔＱと、車速Ｖと、第３収斂電流Ｉｈｄ３＊とからなる三次元マップである。そして、同マップにより、車速Ｖと操舵角速度偏差微分値d_ΔＱに応じて、同操舵角速度偏差微分値d_ΔＱに比例した第３収斂電流Ｉｈｄ３＊が設定される。即ち、第３収斂電流Ｉｈｄ３＊は、微分器１００及び第３収斂電流設定部９８とにより、所謂微分制御（以下、Ｄ制御という。）にて加算器１０８に出力される。
【０１１９】
そして、加算器１０８は、前記第１〜第３収斂電流Ｉｈｄ１＊〜Ｉｈｄ３＊を加算して算出される目標収斂電流Ｉｈｄ＊を、図３に示すように、乗算器８３に出力する。
【０１２０】
従って、本実施形態においては、操舵角θ及び車速Ｖに応じて目標操舵角θ＊を設定し、目標操舵角θ＊と操舵角θの偏差（操舵角偏差Δθ）、車速Ｖ、及び評価関数比αにより、目標操舵角速度Ｑ＊を設定し、目標操舵角速度Ｑ＊と操舵角速度Ｑの偏差（操舵角速度偏差ΔＱ）及び車速Ｖにより、目標収斂電流Ｉｈｄ＊を制御（以下、この制御を収斂制御という。）する。
【０１２１】
（手放し判定）
次に、手放し判定部８２について説明する。
手放し判定部８２には、トルクセンサ４から検出され、位相補償器３０にて位相補償された操舵トルクＴｈが入力される。又、図１３に示すように、手放し判定部８２は、手放し判定マップを備えている。そして、このマップを使用して、操舵トルクＴｈが０近傍のとき、即ち、ステアリングホイール１に手を軽く触れている程度、又は手放ししている状態のときには、「η＝１」を乗算器８３に出力する。一方、操舵トルクＴｈが、｜Ｔｈ｜＞Ｘ（Ｘは定数）のように、ある値Ｘ以上になると、「η＝０」を乗算器８３に出力する。
【０１２２】
図３に示すように、乗算器８３は、収斂制御部８１からの目標収斂電流Ｉｈｄ＊と手放し判定部８２から出力される「η＝１」又は「η＝０」の出力信号を入力し、乗算する。そして、前記手放し判定部８２からの出力信号が「η＝１」であった場合は、前記目標収斂電流Ｉｈｄ＊を加算器３９に出力する。一方、手放し判定部８２からの出力信号が「η＝０」であった場合は、「η＝０」という信号を加算器３９に出力する。
【０１２３】
又、手放し判定部８２は、「η＝０」を出力する際には、リセット信号を積分器９９に出力する。
（収斂制御のフローチャート）
次に、ＣＰＵ２１が前記収斂制御において実行する一連の処理のフローチャートについて図１１及び図１２に従って簡潔に説明する。なお、このフローチャートは、収斂制御部８１及び手放し判定部８２にて設定された目標収斂電流Ｉｈｄ＊が、加算器３９に出力されるまでの処理である。
【０１２４】
Ｓ１０１において、車速センサ１６から検出した車速Ｖを演算し、Ｓ１０２において、操舵角センサ１７の検出信号に基づいて操舵角θを演算する。
次のＳ１０３では車速Ｖ、操舵角θに基づき目標操舵角θ＊を求める（目標操舵角設定部８６の処理）。
【０１２５】
次に、Ｓ１０４において、Ｓ１０３で求めた目標操舵角θ＊とＳ１０２で求めた操舵角θとの操舵角偏差Δθ（＝θ＊−θ）を演算する（減算器９０の処理）。そして、Ｓ１０５で車速Ｖ、操舵角偏差Δθに基づいて目標操舵角速度Ｑ＊を演算する（目標操舵角速度設定部８７の処理）。加えて、評価関数比αに基づいてゲインＧαを決定し（ゲイン設定部７３の処理）、そのゲインＧαと目標操舵角速度Ｑ＊とを乗算し、その算出結果を新たな目標操舵角速度Ｑ＊とする（乗算器８９の処理）。
【０１２６】
Ｓ１０６では、目標操舵角速度Ｑ＊と操舵角速度Ｑとの操舵角速度偏差ΔＱ（＝Ｑ＊−Ｑ）を求める（減算器９１の処理）。
そして、Ｓ１０７〜Ｓ１１２にて目標収斂電流Ｉｈｄ＊を設定する。なお、このＳ１０７〜Ｓ１１２は目標収斂電流設定部８８の処理に相当する。
【０１２７】
Ｓ１０７では、操舵角速度偏差ΔＱと車速Ｖに基づいて、Ｐ制御を行い、Ｐ制御による第１収斂電流Ｉｈｄ１＊を演算する（第１収斂電流設定部９６の処理）。
【０１２８】
Ｓ１０８では、前回制御サイクル時における操舵角速度偏差ΔＱの積分値（即ち操舵角速度偏差積分値）sum_ΔＱに対してΔＱ×ｔを加算して、今回制御サイクル時の操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱとして更新する。すなわち、積分処理を行う（積分器９９の処理）。なお、ｔは演算周期（すなわち、この制御フローの制御周期）である。
【０１２９】
Ｓ１０９では前記Ｓ１０８で得た今回制御サイクル時における操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱと車速Ｖに基づいて、Ｉ制御を行い、Ｉ制御による第２収斂電流Ｉｈｄ２＊を演算する（第２収斂電流設定部９７の処理）。
【０１３０】
Ｓ１１０では、操舵角速度偏差ΔＱの微分値（即ち、操舵角速度偏差微分値）d_ΔＱ＝（ΔＱ−pre_ΔＱ）／ｔを演算する。なお、ΔＱは、今回制御サイクル時の値、pre_ΔＱは前回制御サイクル時の値である。
【０１３１】
そして、今回制御サイクル時のΔＱを、前回制御サイクル時のpre_ΔＱとして更新する（微分器１００の処理）。
そして、Ｓ１１１で、操舵角速度偏差微分値d_ΔＱと車速Ｖに基づいてＤ制御を行い、Ｄ制御による第３収斂電流Ｉｈｄ３＊を演算する（第３収斂電流設定部９８の処理）。
【０１３２】
Ｓ１１２でＰＩＤ制御を合成した目標収斂電流Ｉｈｄ＊（＝Ｉｈｄ１＊  ＋Ｉｈｄ２＊  ＋Ｉｈｄ３＊）を求める（加算器１０８の処理）。
Ｓ１１３では操舵トルクＴｈにより、手放し判定を行い、ゲイン（即ち、「０」或いは「１」の値）ηを演算する（手放し判定部８２の処理）。このとき、手放ししていると判定した場合には、ゲインηは「１」、そうでない場合（すなわち、保舵又は操舵している場合）は、ゲインηは「０」とする。
【０１３３】
Ｓ１１４では、操舵・保舵中と判定、すなわち、収斂制御の動作を禁止する場合（ゲインη＝０、乗算器８３の処理）、Ｓ１１５でＩ制御で使用する積分項（すなわち、Ｓ１０８で更新した今回制御サイクル時の操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱ）を０にクリアして再度収斂制御が有効になった時の積分項による誤動作を防止する。図４においては、操舵角速度偏差積分値sum_ΔＱ）を０にクリアすることは、積分器９９に対して手放し判定部８２からリセット信号を入力することにより、行われる。
【０１３４】
Ｓ１１６では、手放し判定で得られたゲインη（＝「１」）で、Ｓ１１２で求めた目標収斂電流Ｉｈｄ＊を補正して最終的な目標収斂電流Ｉｈｄ＊を求める。すなわち、操舵・保舵中は目標収斂電流Ｉｈｄ＊が０に補正されて収斂制御が禁止される。手放しの場合には、収斂制御される。
【０１３５】
図３に示すように、加算器３９は、乗算器８３からの乗算の結果（即ち、目標収斂電流Ｉｈｄ＊又は「０」の出力信号）と電流指令値演算部３１からのアシスト電流指令値Ｉを入力し、加算して、ＰＩ制御部４０に出力する。
【０１３６】
ここで、ステアリングホイール１が操舵又は保舵されており、所定の操舵トルクＴｈが検出されている場合は、手放し判定部８２からは「η＝０」の出力信号が出力される。このため、前記加算器３９からは、アシスト電流指令値Ｉがモータ電流指令値としてＰＩ制御部４０に出力される。
【０１３７】
一方、ステアリングホイール１に手を軽く触れている程度、又は手放ししている状態の場合には、操舵トルクＴｈが電流指令値演算部３１に入力されない、又、入力されても微少な値となる。このため、アシスト電流指令値Ｉは、加算器３９に入力されない。又、入力されたとしても僅かな値である。従って、このとき、ＰＩ制御部４０には、アシスト電流指令値Ｉに目標収斂電流Ｉｈｄ＊が加算されてモータ電流指令値として出力される。
【０１３８】
その後、ＰＩ制御部４０及びＰＷＭ演算部３８を介して、モータ電流指令値に基づいてＣＰＵ２１は、モータ６を駆動制御する。従って、路面反力等が低下し、ステアリングホイール１を中立位置方向へ戻すための復元力が弱くなった場合に操舵角速度θＶは路面反力が高い場合に比べて小さくされる。
【０１３９】
上記第１実施形態の電動パワーステアリング装置の制御装置２０によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、路面μ推定部３７において評価関数比αを求め、収斂制御部８１のゲイン設定部７３にてゲインＧαを求めた。そして、そのゲインＧαと収斂制御部８１の目標操舵角速度設定部８７で求めた目標操舵角速度Ｑ＊とを乗算することで、目標操舵角速度Ｑ＊を補正した。
【０１４０】
従って、路面反力等が低下し、ステアリングホイール１を中立位置方向へ戻すための復元力が弱くなった場合に操舵角速度θＶを路面反力が高い場合に比べて小さくすることができ、路面状況の反映された自然なハンドルの収斂性を得ることができる。即ち、路面反力等が変わっても、ステアリングホイール１を確実に収斂させることができ、かつ路面反力等の変化に応じて目標操舵角速度Ｑ＊に差を設けた自然な収斂性を得ることができる。この結果、ドライバーはステアリングホイール１の戻り方で、路面状況を判断できる。
【０１４１】
（２）本実施形態では、ＣＰＵ２１は、路面μを推定するに当たり、Ｓ１２において、過去に推定した路面μを加味した加重平均処理（なまし処理）を行うようにした。このため、加重平均処理によって、ばらつきを減らし、より正確な値を推定できる。
【０１４２】
（第２実施形態）
次に第２実施形態を図１４を参照して説明する。本実施形態のハード構成は第１実施形態の図１と同様に構成されており、ソフトウエア（路面μ推定制御プログラム）の構成が一部異なっている。従って、前記第１実施形態の構成中、同一構成、又は相当する構成については、同一符号を付してその詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。
【０１４３】
前記第１実施形態では、ＣＰＵ２１の収斂制御部８１において、ステアリングホイール１の左右操舵に応じて路面μ推定部３７が検出した評価関数比αのなまし処理の結果の値に基づいて目標操舵角速度Ｑ＊を補正していた。本実施形態では、ＣＰＵ２１の収斂制御部８１において、ステアリングホイール１の左右操舵に応じて路面μ推定部３７が検出した右操舵評価関数比αｒ、左操舵評価関数比αｌに基づいて左右独立に目標操舵角速度Ｑ＊を補正するようにしたものである。なお、右操舵評価関数比αｒ、左操舵評価関数比αｌについては後で詳しく述べる。
【０１４４】
本実施形態の路面μ推定制御プログラムは、前記第１実施形態の制御フローチャートのうち、Ｓ８までは同一の処理が行われ、この後の処理が異なっている。
Ｓ８のモータトルクＴｍ演算の処理の後、Ｓ３０においては右操舵か否かを判定する。操舵角θ≧０の場合には、右操舵であるとしてＳ３１に移行し、操舵角θ＜０の場合には左操舵であるとして、Ｓ４１に移行する。
【０１４５】
ここでＳ３１〜Ｓ３７は右操舵評価関数比αｒの算出処理ルーチンであり、又、Ｓ４１〜Ｓ４７は左操舵評価関数比αｌの算出処理ルーチンである。
右操舵評価関数比αｒの算出ルーチンについて説明すると、Ｓ３１では、右操舵瞬時評価関数ｆｒの演算を行う。この演算は、前記第１実施形態のＳ９と同様の演算処理である。すなわち、右操舵瞬時評価関数ｆｒは、この制御サイクル時に得られる右操舵瞬時評価関数のことであり、同右操舵瞬時評価関数ｆｒは下記の式で得られる。
【０１４６】
ｆｒ＝Ｔｍ・Ｇ＋Ｔｈ
Ｇは減速比（定数）である。
次のＳ３２では、前記Ｓ１０及びＳ１１に相当する処理を行う。すなわち、基準路評価関数ｆ０を割り出し、右操舵瞬時評価関数ｆｒと、基準路評価関数ｆ０とに基づいて右操舵暫定評価関数比αｒｘ（＝ｆｒ／ｆ０）を算出する。
【０１４７】
続く、Ｓ３３では、なまし処理として加重平均処理を行い、右操舵評価関数比αｒを算出する。なお、Ｓ３３の処理は、前記Ｓ１２と同様の処理である。次のＳ３４では、右操舵評価関数比αｒがαｒmin ≦αｒ≦αｒmax の範囲内か否かを判定する。すなわち、この処理は、Ｓ３３で算出された右操舵評価関数比αｒが異常値ではないか否かを判定するのである。なお、前記αｒmin （右操舵評価関数比判定最小値），αｒmax （右操舵評価関数比判定最大値）は実験等で求められた値であり、予めＲＯＭ２２に格納されている。
【０１４８】
αｒ＜αｒmin 又は、αｒ＞αｒmax の場合には、異常値であるとしてＳ３８に移行する。
αｒがαｒmin ≦αｒ≦αｒmax であれば、Ｓ３６において、αｒの変化量を算出する。すなわち、前回制御サイクル時に算出したαｒとの差Δαｒを算出するのである。そして、Ｓ３６において、｜Δαｒ｜＜Δαｒmax であるか否かを判定する。すなわち、Ｓ３５で算出された差Δαｒが異常値ではないか否かを判定するのである。なお、前記Δαｒmax （偏差異常判定値）は実験等で求められた値であり、予めＲＯＭ２２に格納されている。
【０１４９】
｜Δαｒ｜≧Δαｒmax の場合には、異常値であるとしてＳ３８に移行する。
又、｜Δαｒ｜＜Δαｒmax である場合には、正常値であるとしてＳ３７に移行し、ＲＡＭ２３の所定領域にバッファ領域にバッファ処理（格納）して、このルーチンを一旦終了する。
【０１５０】
前記Ｓ３４及びＳ３６から、Ｓ３８に移行した場合には、ＲＡＭ２３のバッファ領域に以前の制御サイクル時に格納した正常な値である右操舵評価関数比αｒを読み出して、後に行われる各種制御補正値の計算に供するために、所定の記憶領域に格納し、このルーチンを一旦終了する。
【０１５１】
このＳ３８にて行う処理は、今回制御サイクル時に算出したαｒが右操舵評価関数比判定最小値αｒmin よりも小さい、又は右操舵評価関数比判定最大値αｒmax よりも大きい、或いは、｜Δαｒ｜が偏差異常判定値Δαｒmax 以上の大きさであり、異常な値であるため、後の各種制御補正値計算では使用させないようにするためである。
【０１５２】
次に、Ｓ３０において、操舵角θ＜０の場合、左操舵であるとして、Ｓ４１に移行する。
左操舵評価関数比αｌの算出ルーチンについては、右操舵評価関数比αｒの算出ルーチンと同じ処理を行うため、右操舵評価関数比αｒの算出ルーチンの各ステップに相当するステップには、１桁の末尾番号を共通とし、４０番台を付している。
【０１５３】
従って、左操舵評価関数比αｌの算出ルーチンは、上記の右操舵評価関数比αｒの算出ルーチンにおける説明中、右操舵評価関数比αｒは左操舵評価関数比αｌに、ｆｒはｆｌに読み替えるものとする。又、右操舵瞬時評価関数ｆｒは左操舵瞬時評価関数ｆｌに、右操舵暫定評価関数比αｒｘ（＝ｆｒ／ｆ０）は左操舵暫定評価関数比αｌｘ（＝ｆｌ／ｆ０）に、αｒmin はαｌmin に、αｒmax はαｌmax に、ΔαｒはΔαｌに、Δαｒmax はΔαｌmax に読み替えることによって、その説明となるので、説明の便宜上、ここでは繰り返さない。
【０１５４】
前記右操舵評価関数比αｒ及び左操舵評価関数比αｌは路面反力情報に相当する。
この右操舵評価関数比αｒ、左操舵評価関数比αｌの演算は、図３においては、路面μ推定部（路面反力検出手段）３７で実行される（図３の路面μ推定部３７において、括弧内のαｒ、αｌ参照）。
【０１５５】
そして、図４に示すように、収斂制御部８１のゲイン設定部７３において、ステアリングホイール１を右操舵の状態から中立位置へ戻す際には、右操舵評価関数比αｒに基づいてゲインＧαを求め、乗算器８９に供給する。逆に、収斂制御部８１のゲイン設定部７３において、ステアリングホイール１を左操舵の状態から中立位置へ戻す際には、左操舵評価関数比αｌに基づいてゲインＧαを求め、乗算器８９に供給する。
【０１５６】
そして、その他の制御装置２０における処理は、前記第１実施形態の制御装置２０の処理と同様の処理を行う。
従って、右操舵、及び左操舵それぞれ独立に検出した路面反力において、路面反力等が低下し、ステアリングホイール１を中立位置方向へ戻すための復元力が弱くなった場合に操舵角速度θＶは路面反力が高い場合に比べて小さくされる。
【０１５７】
上記第２実施形態の電動パワーステアリング装置の制御装置２０によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、路面μ推定部３７にて右操舵評価関数比αｒ、左操舵評価関数比αｌを求めた。さらに、収斂制御部８１のゲイン設定部７３において、ステアリングホイール１を右操舵の状態から中立位置へ戻す際には、右操舵評価関数比αｒに基づいてゲインＧαを求め、ステアリングホイール１を左操舵の状態から中立位置へ戻す際には、左操舵評価関数比αｌに基づいてゲインＧαを求めた。そして、そのゲインＧαと収斂制御部８１の目標操舵角速度設定部８７で求めた目標操舵角速度Ｑ＊とを乗算することで、目標操舵角速度Ｑ＊を補正した。
【０１５８】
従って、右操舵、及び左操舵において、それぞれ独立して路面反力を検出し、その路面反力が低下し、ステアリングホイール１を中立位置方向へ戻すための復元力が弱くなった場合に操舵角速度θＶを路面反力が高い場合に比べて小さくすることができ、路面状況の反映された自然なハンドルの収斂性を得ることができる。即ち、右操舵、及び左操舵それぞれ独立に検出した路面反力において、路面反力等が変わっても、ステアリングホイール１を確実に収斂させることができ、かつ自然な収斂性を得ることができる。この結果、ドライバーはステアリングホイール１の戻り方で、路面状況を判断できる。
【０１５９】
（第３実施形態）
次に第３実施形態を図１５及び図１６を参照して説明する。本実施形態のハード構成は第１実施形態の図１と同様に構成されており、ソフトウエア（収斂制御プログラム）の構成が一部異なっている。従って、前記第１実施形態の構成中、同一構成、又は相当する構成については、同一符号を付してその詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。
【０１６０】
前記第１実施形態では、ＣＰＵ２１の収斂制御部８１において、ステアリングホイール１の左右操舵に応じて路面μ推定部３７が検出した評価関数比αのなまし処理の結果の値に基づいて目標操舵角速度Ｑ＊を補正していた。
【０１６１】
それに対して、本実施形態は、ＣＰＵ２１の収斂制御部８１において、ステアリングホイール１の左右操舵に応じて路面μ推定部３７が検出した評価関数比αのなまし処理の結果の値に基づいて目標操舵角θ＊を補正するようにしたものである。
【０１６２】
従って、本実施形態は、前記第１実施形態の収斂制御部８１におけるゲイン設定部７３、及び乗算器８９が省略されているとともに、目標操舵角設定部８６の機能が変更されている。さらに、詳しく述べると、目標操舵角設定部８６における目標操舵絶対角設定部９３の機能が変更されている。
【０１６３】
そこで、本実施形態の目標操舵角設定部８６における目標操舵絶対角設定部９３の機能について説明する。
図１６に示すように、目標操舵絶対角設定部９３は、車速Ｖ及び評価関数比αに基づき目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜を求めるためのＲＯＭ２２に予め格納された複数の目標操舵絶対角設定マップを備えており、これらのマップを参照して目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜を算出し、その算出結果を乗算器９４に出力する。
【０１６４】
具体的には、目標操舵絶対角設定部９３は、評価関数比αに応じて複数の目標操舵絶対角設定マップを備えており、各目標操舵絶対角設定マップには、横軸に車速Ｖ、縦軸に目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜を備えている。前記目標操舵絶対角設定部９３は、目標操舵絶対角設定マップにて、車両の低速時に、ステアリングホイール１を操舵する場合に、中立位置から所定の残留角範囲内に戻るように目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜を設定する。演算される目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜は、車速Ｖが低速になるほど大きくなり、所定の車速Ｖ以上においては、目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜は０になるように設定されている。
【０１６５】
そして、評価関数比αが小さい場合に対応する目標操舵絶対角設定マップは、評価関数比αが大きい場合に対応する目標操舵絶対角設定マップと比べて、同じ車速Ｖの際に目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜が大きくなるように設定されている。即ち、評価関数比αに対応して複数の目標操舵絶対角設定マップを備えることで、目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜を補正している。この結果、目標操舵角θ＊は補正される。
【０１６６】
そして、本実施形態の収斂制御のフローチャートにおいては、前記第１実施形態の収斂制御のフローチャートと比してＳ１０３のみが異なっており、他のステップは同様に処理される。
【０１６７】
即ち、本実施形態のＳ１０３では、車速Ｖ、操舵角θ、及び評価関数比αに基づき目標操舵角θ＊を求める（補正する）ようにされている（本実施形態の目標操舵角設定部８６の処理）。
【０１６８】
従って、路面反力等が低下し、ステアリングホイール１を中立位置方向へ戻すための復元力が弱くなった場合に目標操舵角θ＊は路面反力が高い場合に比べて大きくされる。
【０１６９】
本実施形態では、目標操舵角速度設定部８７により、目標操舵角設定手段が構成されている。
上記第３実施形態の電動パワーステアリング装置の制御装置２０によれば、前記第１実施形態の（２）と同様の効果を得るとともに、以下のような効果を得ることができる。
【０１７０】
（１）本実施形態では、路面μ推定部３７において評価関数比αを求め、収斂制御部８１の目標操舵絶対角設定部９３において、その評価関数比α、車速Ｖ、操舵角θに基づき、目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜を求めるようにした。この際、評価関数比αに対して複数の目標操舵絶対角設定マップを備えることで、目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜を補正し、この結果、目標操舵角θ＊を補正した。
【０１７１】
従って、路面反力等が低下し、ステアリングホイール１を中立位置方向へ戻すための復元力が弱くなった場合に目標操舵角θ＊を路面反力が高い場合に比べて大きくする（ステアリングホイール１の残留角を大きくする）ことができる。そのため、路面状況の反映された自然なハンドルの収斂性を得ることができる。即ち、路面反力等が変わっても、ステアリングホイール１を確実に収斂させることができ、かつ路面反力等の変化に応じて目標操舵角θ＊に差を設けた自然な収斂性を得ることができる。この結果、ドライバーはステアリングホイール１の戻り方で、路面状況を判断できる。
【０１７２】
（第４実施形態）
次に第４実施形態を図１５及び図１６を参照して説明する。本実施形態のハード構成は第２実施形態の図１と同様に構成されており、ソフトウエア（収斂制御プログラム）の構成は第２実施形態と比べて一部異なっている。従って、前記第２実施形態の構成中、同一構成、又は相当する構成については、同一符号を付してその詳細な説明を省略し、異なるところを中心に説明する。
【０１７３】
本実施形態は、第２実施形態と第３実施形態を組み合わせたものとなっている。具体的に述べると、ＣＰＵ２１の収斂制御部８１において、ステアリングホイール１の左右操舵に応じて路面μ推定部３７が検出した右操舵評価関数比αｒ、左操舵評価関数比αｌに基づいて左右独立に目標操舵角θ＊を補正するようにしたものである。
【０１７４】
従って、本実施形態は、前記第２実施形態の収斂制御部８１におけるゲイン設定部７３、及び乗算器８９が省略されているとともに、図１６に示すように、第３実施形態の目標操舵角設定部８６と同様のものが備えられている。
【０１７５】
そのため、目標操舵角設定部８６の目標操舵絶対角設定部９３において、ステアリングホイール１を右操舵の状態から中立位置へ戻す際には、右操舵評価関数比αｒ、車速Ｖに基づいて目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜を求める（補正する）ようにされている。そして、その目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜、操舵角θに基づいて目標操舵角θ＊を求めるようにされている。
【０１７６】
逆に、目標操舵角設定部８６の目標操舵絶対角設定部９３において、ステアリングホイール１を左操舵の状態から中立位置へ戻す際には、左操舵評価関数比αｌ、車速Ｖに基づいて目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜を求める（補正する）ようにされている。そして、その目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜、操舵角θに基づいて目標操舵角θ＊を求めるようにされている。
【０１７７】
従って、右操舵、及び左操舵それぞれ独立に検出した路面反力において、路面反力等が低下し、ステアリングホイール１を中立位置方向へ戻すための復元力が弱くなった場合に目標操舵角θ＊は路面反力が高い場合に比べて大きくされる。
【０１７８】
上記第４実施形態の電動パワーステアリング装置の制御装置２０によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、路面μ推定部３７にて右操舵評価関数比αｒ、左操舵評価関数比αｌを求めた。そして、ステアリングホイール１を右操舵の状態から中立位置へ戻す際には、右操舵評価関数比αｒ、車速Ｖに基づき、目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜を求めるようにした。この際、右操舵評価関数比αｒに対して複数の目標操舵絶対角設定マップを備えることで、目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜を補正し、この結果、目標操舵角θ＊を補正した。
【０１７９】
一方、ステアリングホイール１を左操舵の状態から中立位置へ戻す際には、左操舵評価関数比αｌ、車速Ｖに基づき、目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜を求めるようにした。この際、左操舵評価関数比αｌに対して複数の目標操舵絶対角設定マップを備えることで、目標操舵絶対角｜θ＊＊＊｜を補正し、この結果、目標操舵角θ＊を補正した。
【０１８０】
従って、右操舵、及び左操舵において、それぞれ独立して路面反力を検出し、その路面反力が低下し、ステアリングホイール１を中立位置方向へ戻すための復元力が弱くなった場合に目標操舵角θ＊を路面反力が高い場合に比べて大きくすることができ、路面状況の反映された自然なハンドルの収斂性を得ることができる。即ち、右操舵、及び左操舵それぞれ独立に検出した路面反力において、路面反力等が低下し、路面反力等が変わっても、ステアリングホイール１を確実に収斂させることができ、かつ自然な収斂性を得ることができる。この結果、ドライバーはステアリングホイール１の戻り方で、路面状況を判断できる。
【０１８１】
尚、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
○  前記第１実施形態と前記第３実施形態とを組み合わせてもよい。即ち、第１実施形態において、目標操舵角設定部８６は第３実施形態の目標操舵角設定部８６を採用する。そして、ＣＰＵ２１の機能処理において、路面μ推定部３７で求めた評価関数比αをゲイン設定部７３に出力するのに加えて、目標操舵角設定部８６にも出力する。このようにすると、第１実施形態の作用効果と、第３実施形態の作用効果とを同時に得ることができる。又、このような変更を前記第２実施形態と前記第４実施形態とを組み合わせに具体化してもよい。このようにすると、第２実施形態の作用効果と、第４実施形態の作用効果とを同時に得ることができる。
【０１８２】
○  前記各実施形態では、減算器９１に入力される操舵角速度Ｑは、モータ端子間電圧Ｖｍと、モータ電流Ｉｍからモータ電圧方程式より算出したが、操舵角センサ１７で検出した操舵角θを微分して求めてもよい。
【０１８３】
○  前記各実施形態では、なまし処理として加重平均処理を行ったが、なまし処理としてローパスフィルタを使用したり、移動平均処理を行っても良い。
【０１８４】
【発明の効果】
請求項１〜７に記載の発明によれば、収斂制御において、路面反力等の変化に応じて収斂性に差を設けることにより、路面反力等が低下し、ハンドルを中立位置方向へ戻すための復元力が弱くなった場合に、路面状況の反映された自然なハンドルの収斂性を得ることができる。
【０１８５】
請求項１〜３に記載の発明によれば、収斂制御において、路面反力等の変化に応じて目標操舵角速度に差を設けることにより、目標操舵角速度を路面反力が高い場合に比べて小さくすることができ、路面状況の反映された自然なハンドルの収斂性を得ることができる。
【０１８６】
又、請求項２に記載の発明によれば、右操舵、及び左操舵において、それぞれ独立して路面反力を検出しているため、収斂制御の際、各操舵において得られた際の路面反力情報に基づいて、各操舵後において自然なハンドルの収斂性を得ることができる。
。
【０１８７】
又、請求項３に記載の発明によれば、路面反力を検出するに当たり、過去に検出した路面反力を加味したなまし処理を行うため、なまし処理によって、路面反力のばらつきを減らし、より正確な路面反力に基づいて各操舵後において自然なハンドルの収斂性を得ることができる。
。
【０１８８】
請求項４〜６に記載の発明によれば、収斂制御において、路面反力等の変化に応じて目標操舵角に差を設けることにより、路面反力等が低下し、ハンドルを中立位置方向へ戻すための復元力が弱くなった場合に目標操舵角を路面反力が高い場合に比べて大きくすることができ、路面状況の反映された自然なハンドルの収斂性を得ることができる。
【０１８９】
又、請求項５に記載の発明によれば、右操舵、及び左操舵において、それぞれ独立して路面反力を検出しているため、収斂制御の際、各操舵において得られた際の路面反力情報に基づいて、各操舵後において自然なハンドルの収斂性を得ることができる。
【０１９０】
又、請求項６に記載の発明によれば、路面反力を検出するに当たり、過去に検出した路面反力を加味したなまし処理を行うため、なまし処理によって、路面反力のばらつきを減らし、より正確な路面反力に基づいて各操舵後において自然なハンドルの収斂性を得ることができる。
【０１９１】
請求項７に記載の発明によれば、路面反力等が低下し、ハンドルを中立位置方向へ戻すための復元力が弱くなった場合に目標操舵角を路面反力が高い場合に比べて大きくすることができる。加えて、路面反力等が低下し、ハンドルを中立位置方向へ戻すための復元力が弱くなった場合に目標操舵角速度を路面反力が高い場合に比べて小さくすることができる。この結果、自然なハンドルの収斂性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施形態における電動パワーステアリング装置及びその制御装置の概略図。
【図２】  同じく電流指令値演算部のブロック図。
【図３】  同じく制御装置のブロック図。
【図４】  同じく収斂制御部のブロック図。
【図５】  同じく路面μ推定制御プログラムのフローチャート。
【図６】  （ａ）は同じく路面μ推定制御プログラムのフローチャート、（ｂ）は同じく加重平均処理のフローチャート。
【図７】  同じく基準路評価関数ｆ０を求めるためのマップ。
【図８】  同じく位相補償部のブロック図。
【図９】  同じく目標操舵角設定部のブロック図。
【図１０】  同じく目標操舵角演算ルーチンのフローチャート。
【図１１】  同じく収斂制御において実行する処理のフローチャート。
【図１２】  同じく収斂制御において実行する処理のフローチャート。
【図１３】  同じく手放し判定部のブロック図。
【図１４】  第２実施形態の路面μ推定制御プログラムのフローチャート。
【図１５】  第３実施形態の収斂制御部のブロック図。
【図１６】  同じく目標操舵角設定部のブロック図。
【図１７】  従来の電動パワーステアリング装置及びその制御装置の概略図。
【図１８】  従来のアシスト電流指令値Ｉの算出の説明図。
【図１９】  従来の制御装置のＣＰＵの制御ブロック図。
【図２０】  従来のハンドル戻し制御器におけるハンドル戻し演算を行う機能ブロック図。
【図２１】  従来のダンパ制御器におけるダンパ電流演算を行う機能ブロック図。
【符号の説明】
１…ステアリングホイール（ハンドル）、
２１…ＣＰＵ（目標操舵角設定手段、目標操舵角速度設定手段、目標収斂電流設定手段、路面反力検出手段）
Ｖ…車速、θ…操舵角、θ＊…目標操舵角、Ｑ＊…目標操舵角速度、
Δθ…操舵角偏差（目標操舵角と操舵角の偏差）、
ΔＱ…操舵角速度偏差（目標操舵角速度と操舵角速度の偏差）、
Ｉｈｄ＊…目標収斂電流、α…評価関数比（路面反力情報）、
αｒ…右操舵評価関数比（路面反力情報）、
αｌ…左操舵評価関数比（路面反力情報）。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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