JP2009143368A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤのグリップが失われ始めることを運転者に感知させることができると共に、タイヤのグリップ限界に近づいたときに運転者の切増し操舵を抑制する。
【解決手段】ステア判定部４８で車両がアンダーステア状態であるか否かを判定し、グリップロス度検出部２３で、ＳＡＴ検出値ＳＡＴｄとＳＡＴ推定値ＳＡＴｐとに基づいて、タイヤのグリップが失われた度合を表すグリップロス度ｇを検出する。また、アクティブリターン補償部４０で、車速Ｖｘ、操舵角δ及び舵角速度ωｈに基づいて操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに対するアクティブリターン補償値ＨＲを算出する。そして、補償値補正部２４で、車両がアンダーステア状態であるときに、グリップロス度ｇに基づいてアクティブリターン補償値ＨＲを補正する。
【選択図】図２

Description

本発明は、転舵輪を転舵するステアリング機構に対し、電動モータにより操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置に関し、特に、タイヤのグリップ力が失われた場合であっても、車両挙動を安定させることの可能な電動パワーステアリング装置に関する。

従来、ステアリング装置として、運転者がステアリングホイールを操舵する際に発生する操舵トルクに応じて電動モータを駆動することにより、ステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置が普及している。
また、このような電動パワーステアリング装置において、横力利用率を算出し、その横力利用率の値に基づいて通常の操舵補助トルク指令値を補正することで、操舵安定性を向上させるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

さらに、操舵性能の向上やコーナリング時の車両の挙動を安定させるために、車両に取り付けられた車輪を中立に戻そうとするトルクであるセルフアライニングトルクを求めて操舵制御に用いたもの、さらにタイヤのグリップ状態を考慮して操舵制御を行うようにした電動パワーステアリング装置も提案されている。
このタイヤのグリップ状態を算出する方法としては、例えば規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差をタイヤのグリップ状態相当の値として用いたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特許第３７３０３４１号明細書 特開２００６−２６４３９２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置にあっては、横力利用率の算出においてタイヤの特性を考慮していないため、ロバスト性が低いと共に精度が悪い。
また、上記特許文献２に記載の電動パワーステアリング装置のように、規範ヨーレートと実ヨーレートとの偏差をグリップ状態相当の値として用いた場合、これらヨーレートの偏差は、グリップ状態を表すものの、実際のグリップ状態との誤差は比較的大きく、正確なタイヤのグリップ力を検出することはできない。

さらに、タイヤのグリップ力が限界に近づくと、電流指令値を減少させるように補正することで操舵反力を大きくし、運転者の切増し操舵を抑制するようにしているので、タイヤのグリップ力が限界に近づいて操舵反力が小さくなる際に、制御特性によっては、タイヤのグリップ限界を感知できるような熟練運転者にとってはタイヤのグリップ限界を感知しにくく、効果的に切増し操舵を抑制できない。

そこで、本発明は、タイヤのグリップが失われ始めることを運転者に感知させることができると共に、タイヤのグリップ限界に近づいたときに運転者の切増し操舵を抑制することができる電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、転舵輪を転舵するステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記ステアリング機構に操舵補助力を付与する電動モータと、前記操舵トルクに基づいて操舵補助電流指令値を演算し、演算した操舵補助電流指令値に基づいて前記電動モータを制御する制御手段とを有する電動パワーステアリング装置であって、
車両のアンダーステア状態を判定するステア状態判定手段と、タイヤのグリップが失われた度合を表すグリップロス度を検出するグリップロス度検出手段と、前記操舵補助電流指令値に対してアクティブリターン補償を行うことで、ハンドルを中立に戻すハンドル戻し制御を行うアクティブリターン補償手段と、前記ステア状態判定手段でアンダーステア状態であると判定したとき、前記グリップロス度検出手段で検出したグリップロス度に基づいて前記アクティブリターン補償手段のアクティブリターン補償値を補正する補償値補正手段とを備えたことを特徴としている。

また、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１に係る発明において、前記補償値補正手段は、前記ステア状態判定手段でアンダーステア状態であると判定しており、前記グリップロス度が第１の閾値よりも大きく且つ第２の閾値以下であるときに、前記アクティブリターン補償部のアクティブリターン補償値を減少補正するように構成されていることを特徴としている。

さらに、請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１に係る発明において、前記補償値補正手段は、前記ステア状態判定手段でアンダーステア状態であると判定しており、前記グリップロス度が第１の閾値よりも大きく且つ第２の閾値以下であるときに、前記アクティブリターン補償部のアクティブリターン補償値に１以下のゲインを乗算して減少補正するように構成されていることを特徴としている。

また、請求項４に係る電動パワーステアリング装置は、請求項２又は３に係る発明において、前記補償値補正手段は、前記ステア状態判定手段でアンダーステア状態であると判定しており、前記グリップロス度が前記第２の閾値を超えているときに、前記アクティブリターン補償部のアクティブリターン補償値を増加補正するように構成されていることを特徴としている。

さらにまた、請求項５に係る電動パワーステアリング装置は、請求項２又は３に係る発明において、前記補償値補正手段は、前記ステア状態判定手段でアンダーステア状態であると判定しており、前記グリップロス度が前記第２の閾値を超えているときに、前記アクティブリターン補償部のアクティブリターン補償値に１を超えるゲインを乗算して増加補正するように構成されていることを特徴としている。

また、請求項６に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１〜５の何れか１項に係る発明において、前記転舵輪側に発生するセルフアライニングトルクを検出するセルフアライニングトルク検出手段と、車両の横力を検出する横力検出手段と、該横力検出手段で検出した横力に基づいてセルフアライニングトルクを推定するセルフアライニングトルク推定手段とを備え、前記グリップロス度検出手段は、前記セルフアライニングトルク検出手段で検出したセルフアライニングトルク検出値と、前記セルフアライニングトルク推定手段で推定したセルフアライニングトルク推定値とに基づいてグリップロス度を検出するように構成されていることを特徴としている。

本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、車両がアンダーステア状態であるときに、操舵トルクに基づいて算出した電動モータの電流指令値をアクティブリターン補償するアクティブリターン補償手段のアクティブリターン補償値を、タイヤのグリップロス度に基づいて補正し、補正して得た操舵補助指令値に基づいて電動モータを駆動制御するため、操舵補助指令値を直接補正する場合と比較して、運転者にリニアな反力感を伝えることができるという効果が得られる。

また、運転者が切増し操舵を行って、グリップロス度が所定範囲になったときに、アクティブリターン補償値を減少させることにより、操舵反力を減少させて、運転者にアンダーステア状態となってタイヤのグリップ力が失われ始めている状態であることを感知させることができるという効果が得られる。
さらに、タイヤのグリップ力が限界に近づいて、グリップロス度が所定範囲以上になったときに、アクティブリターン補償値を増加補正することにより、操舵反力を増加させて運転者の切増し操舵を抑制することができるという効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す全体構成図であって、図中、符号ＳＭはステアリング機構である。このステアリング機構ＳＭは、ステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が伝達される入力軸２ａと、この入力軸２ａに図示しないトーションバーを介して連結された出力軸２ｂとを有するステアリングシャフト２を備えている。このステアリングシャフト２は、ステアリングコラム３に回転自在に内装され、入力軸２ａの一端がステアリングホイール１に連結され、他端は図示しないトーションバーに連結されている。

そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、２つのヨーク４ａ，４ｂとこれらを連結する十字連結部４ｃとで構成されるユニバーサルジョイント４を介して中間シャフト５に伝達され、さらに、２つのヨーク６ａ，６ｂとこれらを連結する十字連結部６ｃとで構成されるユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。
このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ機構８を介して左右のタイロッド９に伝達され、これらタイロッド９によって左右の転舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵させる。ここで、ステアリングギヤ機構８は、ギヤハウジング８ａ内に、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ｂとこのピニオン８ｂに噛合するラック軸８ｃとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン８ｂに伝達された回転運動をラック軸８ｃで車幅方向の直進運動に変換して、タイロッド９に伝達する。

ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結した減速ギヤ１１と、この減速ギヤ１１に連結された操舵補助力を発生する例えばブラシレスモータで構成される電動モータ１２とを備えている。
また、減速ギヤ１１のステアリングホイール１側に連接されたハウジング１３内には、操舵トルクセンサ１４が配設されている。この操舵トルクセンサ１４は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を磁気変化や抵抗変化として検出し、それを電気信号に変換するように構成されている。

そして、操舵トルクセンサ１４から出力される操舵トルク検出値Ｔは、図２に示すように、例えばマイクロコンピュータで構成されるコントローラ１５に入力される。このコントローラ１５には、トルク検出値Ｔの他に車速センサ１６で検出した車速検出値Ｖｘ、操舵角センサ１８で検出した操舵角δ、電動モータ１２に流れるモータ電流Ｉａ〜Ｉｃ及びレゾルバ、エンコーダ等で構成される回転角センサ１７で検出した電動モータ１２の回転角θｍも入力されている。

このコントローラ１５では、入力されるトルク検出値Ｔ及び車速検出値Ｖｘに応じた操舵補助力を電動モータ１２で発生させる操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを算出し、算出した操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに対して、回転角θｍに基づいて算出するモータ角速度ωｍ及びモータ角加速度αｍに基づいた収斂性補償、慣性補償、セルフアライニングトルク補償や、アクティブリターン補償等、各種補償処理を行ってｄ−ｑ軸指令値に変換する。

そして、これらｄ−ｑ軸指令値を２相／３相変換してモータ電流指令値Ｉａｒｅｆ〜Ｉｃｒｅｆを算出し、算出したモータ電流指令値Ｉａｒｅｆ〜Ｉｃｒｅｆに基づいて電動モータ１２に流れる電流Ｉａ〜Ｉｃをフィードバック制御して、電動モータ１２を駆動制御する。

すなわち、コントローラ１５は、操舵トルクＴ及び車速Ｖｘに基づいて操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを演算する操舵補助電流指令値演算部２１と、この操舵補助電流指令値演算部２１で算出した操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを補償する指令値補償部２２と、タイヤのグリップが失われた度合を表すグリップロス度ｇを検出するグリップロス度検出手段としてのグリップロス度検出部２３と、このグリップロス度検出部２３で検出したグリップロス度ｇに基づいて指令値補償部２２のアクティブリターン補償値を補正する補償値補正手段としての補償値補正部２４と、指令値補償部２２で補償した補償後操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ′に基づいてｄ−ｑ軸電流指令値を算出するｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５と、このｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５から出力されるｄ−ｑ軸指令値を２相／３相変換してモータ電流指令値Ｉａｒｅｆ〜Ｉｃｒｅｆを算出する２相／３相変換部２６と、この２相／３相変換部２６から出力されるモータ電流指令値Ｉａｒｅｆ〜Ｉｃｒｅｆに基づいてモータ電流Ｉａ〜Ｉｃを生成するモータ電流制御部２７とで構成されている。

操舵補助電流指令値演算部２１は、操舵トルクＴ及び車速Ｖｘをもとに図３に示す操舵補助電流指令値算出マップを参照して電流指令値となる操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを算出する。
この操舵補助電流指令値算出マップは、図３に示すように、横軸に操舵トルクＴをとり、縦軸に操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆをとると共に、車速Ｖｘをパラメータとした放物線状の曲線で表される特性線図で構成され、操舵トルクＴが"０"からその近傍の設定値Ｔｓ１までの間は操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが"０"を維持し、操舵トルクＴが設定値Ｔｓ１を超えると最初は操舵補助指令値Ｉｒｅｆが操舵トルクＴの増加に対して比較的緩やかに増加するが、さらに操舵トルクＴが増加すると、その増加に対して操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが急峻に増加するように設定され、この特性曲線が車速の増加に従って傾きが小さくなるように設定されている。

指令値補償部２２は、回転角センサ１７で検出されるモータ回転角θｍを微分してモータ角速度ωｍを算出する角速度演算部３１と、この角速度演算部３１で算出されたモータ角速度ωｍを微分してモータ角加速度αｍを算出する角加速度演算部３２と、角速度演算部３１で算出されたモータ角速度ωｍに基づいてヨーレートの収斂性を補償する収斂性補償部３３と、角加速度演算部３２で算出されたモータ角加速度αｍに基づいて電動モータ１２の慣性により発生するトルク相当分を補償して、慣性感又は制御応答性の悪化を防止する慣性補償部３４と、転舵輪側に発生するセルフアライニングトルク（ＳＡＴ）を検出するＳＡＴ検出部３５と、車速Ｖｘ、操舵角δ及び操舵速度ωｈに基づいて、ハンドル戻し制御を行うためのアクティブリターン補償値ＨＲを算出するアクティブリターン補償部４０と、を備えている。

ここで、収斂性補償部３３は、車速センサ１６で検出した車速Ｖｘ及び角速度演算部３１で算出されたモータ角速度ωｍが入力され、車両のヨーレートの収斂性を改善するためにステアリングホイール１が振れ回る動作に対して、ブレーキをかけるように、モータ角速度ωｍに車速Ｖｘに応じて変更される収斂性制御ゲインＫｖを乗じて収斂性補償値Ｉｃを算出する。

また、ＳＡＴ検出部３５は、操舵トルクＴ、角速度ωｍ、角加速度αｍ及び操舵補助電流指令値演算部２１で算出した操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆが入力され、これらに基づいてセルフアライニングトルクＳＡＴを演算する。
このセルフアライニングトルクＳＡＴを算出する原理は、路面からステアリングまでの間に発生するトルクの様子を図４に示して説明する。

すなわち、ドライバがステアリングホイール１を操舵することによって操舵トルクＴが発生し、その操舵トルクＴに従って電動モータ１２がアシストトルクＴｍを発生する。その結果、車輪Ｗが転舵され、反力としてセルフアライニングトルクＳＡＴが発生する。また、その際、電動モータ１２の慣性Ｊ及び摩擦（静摩擦）Ｆｒによってステアリングホイール１の操舵の抵抗となるトルクが生じる。これらの力の釣り合いを考えると、下記（１）式のような運動方程式が得られる。

J・αｍ+ Fr・sign(ωｍ) + SAT = Tm + T …（１）
ここで、上記（１）式を初期値ゼロとしてラプラス変換し、セルフアライニングトルクＳＡＴについて解くと下記（２）式が得られる。
SAT(s) = Tm(s) + T(s) − J・αｍ(s) − Fr・sign(ωｍ(s)) …（２）
上記（２）式から分かるように、電動モータ１２の慣性Ｊ及び静摩擦Ｆｒを定数として予め求めておくことで、モータ角速度ωｍ、モータ角加速度αｍ、アシストトルクＴｍ及び操舵トルクＴよりセルフアライニングトルクＳＡＴを検出することができる。ＳＡＴ検出部３５は、このセルフアライニングトルク検出値をＳＡＴｄとして出力する。ここで、アシストトルクＴｍは操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに比例するので、アシストトルクＴｍに代えて操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを適用する。

また、グリップロス度検出部２３は、前述した指令値補償部２２のＳＡＴ検出部３５から入力されるセルフアライニングトルク検出値ＳＡＴｄとセルフアライニングトルクを推定するＳＡＴ推定部４１から入力されるセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴｐとに基づいてタイヤのグリップが失われた度合を表すグリップロス度ｇを算出する。
ここで、ＳＡＴ推定部４１でセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴｐを推定する原理は、以下の通りである。

タイヤが横滑りしながら転動する車両運動の様子をモデル化したものを、図５及び図６に示す。
図５では、タイヤが接地面全体において発生する横力はトレッド部の横方向への変形面積（斜線部）となり、セルフアライニングトルクＳＡＴがスリップ角を減少させる方向に働く様子を示している。また、図６は、横力の着力点（接地面の中心点）がタイヤの中心線より後方にあることを示している。そして、ニューマチックトレールとキャスタトレールとの加算値がトレールとなる。

図５及び図６より、セルフアライニングトルクＳＡＴは横力Ｆｙとトレールとの積（横力Ｆｙ×トレール）であることがわかる。すなわち、トレールをεｎとすると、セルフアライニングトルクＳＡＴは次式（３）で算出することができる。なお、この（３）式で算出されるセルフアライニングトルクを、セルフアライニングトルクの推定値ＳＡＴｐとする。

ＳＡＴｐ＝εｎ・Ｆｙ ……（３）
なお、重心から後輪までの距離をＬ２（固定値）、車両重量をｍ、横加速度をＧｙ、車両慣性モーメントをＭｏ、ヨーレートγの微分値をｄγ／ｄｔ、ホイールベースをＬとしたとき、横力Ｆｙは次式（４）により算出することができる。
Ｆｙ＝（Ｌ２・ｍ・Ｇｙ＋Ｍｏ・ｄγ／ｄｔ）／Ｌ ……（４）
一方、図７は横力ＦｙとセルフアライニングトルクＳＡＴの特性をスリップ角に対して示す特性図であり、横力ＦｙとＳＡＴとはスリップ角に対して非線形な特性となっている。そして、ＳＡＴは横力Ｆｙ×トレールεｎであり、キャスタトレールは固定値であることから、セルフアライニングトルクＳＡＴの横力Ｆｙに対する非線形特性はニューマチックトレールの変化を直接表すことになる。また、セルフアライニングトルクＳＡＴの横力に対する特性は、図６における滑り域が増大し、ニューマチックトレールが減少することによって生じる。

さらに、セルフアライニングトルクＳＡＴは横力Ｆｙとトレールεｎとの積であり、線形領域では滑り域は増加せず、ニューマチックトレールは一定値であることから、線形領域でのニューマチックトレールとキャスタトレールとの和、つまりトレールεｎで横力ＦｙをセルフアライニングトルクＳＡＴの次元に合わせてセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴｐとして図示すると図８のようになる。

ここで、ニューマチックトレールが一定であれば、セルフアライニングトルク検出値ＳＡＴｄとセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴｐとは同じ軌跡を辿るが、滑り域が増大してニューマチックトレールが減少するとセルフアライニングトルク検出値ＳＡＴｄとセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴｐとに差が生じる。この差はグリップが失われた度合を表し、これを本実施形態では「グリップロス度」とする。上記（２）式で算出されたセルフアライニングトルク検出値ＳＡＴｄと、上記（３）式で算出されたセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴｐとを次式（５）により比較する。

ｇ＝ＳＡＴｐ−ＳＡＴｄ ……（５）
この（５）式で算出されるｇがグリップロス度であり、このグリップロス度ｇにより車両におけるタイヤのグリップ力が失われた度合を推定することができる。
図８は、セルフアライニングトルク検出値ＳＡＴｄとセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴｐ（トレールεｎ×横力Ｆｙ）とを比較して示す特性図であり、スリップ角が大きくなるにしたがって、セルフアライニングトルクＳＡＴが失われる様子を示しており、上記（５）式から算出されるセルフアライニングトルク検出値ＳＡＴｄとセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴｐとの差をグリップロス度ｇ（図中網かけ部）として示している。

このため、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ４２と車両の横加速度を検出する横加速度センサ４３とを設け、これらヨーレートセンサ４２で検出したヨーレートγと横加速度センサ４３で検出した横加速度Ｇｙとを横力検出部４４へ入力し、この横力検出部４４で前記（４）式の演算を行って横力Ｆｙを算出する。また、算出した横力ＦｙをＳＡＴ推定部４１に入力し、このＳＡＴ推定部４１で前記（３）式の演算を行うことにより、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴｐを算出する。

そして、ＳＡＴ検出部３５で検出したセルフアライニングトルク検出値ＳＡＴｄとＳＡＴ推定部４１で推定したセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴｐとをグリップロス度検出部２３に入力し、このグリップロス度検出部２３で前記（５）式の演算を行うことにより、タイヤのグリップが失われた度合を表すグリップロス度ｇを算出し、算出したグリップロス度ｇを補償値補正部２４に入力する。

補償値補正部２４は、グリップロス度検出部２３で検出したグリップロス度ｇが入力される補償ゲイン算出部５１と、この補償ゲイン算出部５１でグリップロス度ｇに基づいて算出される補償ゲインＫ、及び補償ゲインＫ＝１の固定値の何れか一方を選択する選択部５２と、選択部５２で選択した最終的な補償ゲインＫを後述するアクティブリターン補償部４０で算出されるアクティブリターン補償値ＨＲに乗算し、その結果を補正アクティブリターン補償値ＨＲ´として出力する乗算器５３とを備えている。

ここで、選択部５２は、後述するステア判定部４８からアンダーステア判定信号Ｓが入力されていないときには、切換スイッチ５２ａが実線で示す状態となって補償ゲインＫ＝１を選択し、アンダーステア判定信号Ｓが入力されると、切換スイッチ５２ａが破線で示す状態へ切り換わり、補償ゲイン算出部５１で算出した補償ゲインＫを選択して上記乗算器５３に出力するようになっている。

補償ゲイン算出部５１は、入力されるグリップロス度ｇをもとに、図９に示すゲイン算出マップを参照してアクティブリターン補償値ＨＲを補正するための補償ゲインＫを算出する。
ここで、ゲイン算出マップは、図９に示すように、グリップロス度ｇが正値である場合には、グリップロス度ｇが０から第１の閾値Ｔｈ１までの間で補償ゲインＫが“１”となり、グリップロス度ｇが第１の閾値Ｔｈ１を超えると補償ゲインＫが“１”からグリップロス度ｇの増加に応じて減少し、第１の閾値Ｔｈ１より僅かに大きい閾値Ｔｈ１′で補償ゲインＫが“１”より小さい所定値Ｋａに達し、その後、グリップロス度ｇが第２の閾値Ｔｈ２に達するまでは補償ゲインＫが所定値Ｋａを維持し、グリップロス度ｇが第２の閾値Ｔｈ２を超えるとグリップロス度ｇの増加に応じて比較的急な傾きで補償ゲインＫが“１”を超えて増加するように特性線が設定されている。

また、グリップロス度ｇが負値である場合も、０から第１の閾値−Ｔｈ１までの間で補償ゲインＫが“１”を維持し、第１の閾値−Ｔｈ１から閾値−Ｔｈ１′までの間で補償ゲインＫが所定値Ｋａまで低下し、その後第２の閾値−Ｔｈ２までの間で補償ゲインＫが所定値Ｋａを維持し、第２の閾値−Ｔｈ２を超えると、グリップロス度ｇの絶対値の増加に応じて比較的急な傾きで補償ゲインＫが“１”を超えて増加するように特性線が設定されている。

ステア判定部４８は、車速Ｖｘ、操舵角δ及びヨーレートγが入力されて、車両のアンダーステア状態を判定する。ここでは、車速Ｖｘ及び操舵角δに基づいて規範ヨーレートγ₀を算出し、その規範ヨーレートγ₀とヨーレートセンサ４２で検出した実ヨーレートγとを比較を行うことにより、車両がアンダーステア状態にあるか否かを判定する。
先ず、車速Ｖｘ及び操舵角δに基づいて、次式（６）をもとに規範ヨーレートγ₀を算出する。

γ₀＝１／（１＋Ｔｓ）・１／（１＋ＡＶｘ²）・Ｖｘδ／Ｌα …（６）
ここで、Ｔは時定数、ｓはラプラス演算子、Ａはスタビリティファクタ、Ｌはホイールベース（Ｌ＝Ｌｆ＋Ｌｒ）、αはステアリングレシオであり、スタビリティファクタＡは次式（７）をもとに求める。
Ａ＝−ｍ／（２Ｌ²）・（Ｌｆ・Ｋｆ−Ｌｒ・Ｋｒ）／（Ｋｆ・Ｋｒ） …（７）
ここで、ｍは車両重量、Ｌｆは車両重心点と前輪車輪間との距離、Ｌｒは車両重心点と後輪車輪間との距離、Ｋｆは前輪タイヤのコーナリングパワー、Ｋｒは後輪タイヤのコーナリングパワーである。

そして、上記（６）式及び（７）式をもとに算出した規範ヨーレートγ₀の絶対値と、実ヨーレートγの絶対値との比較を行い、｜γ｜−｜γ₀｜＜０であるときに、車両がアンダーステア状態にあると判定し、選択部５２に対してアンダーステア判定信号Ｓを出力する。一方、｜γ｜−｜γ₀｜≧０であるときには、選択部５２に対するアンダーステア判定信号Ｓの出力を停止する。

このような構成により、車両がアンダーステア状態であるときには、選択部５２で、補償ゲイン算出部５１で算出される補償ゲインＫが選択され、車両がアンダーステア状態でないときには、選択部５２で、補償ゲインＫ＝１が選択されることになる。
また、アクティブリターン補償部４０は、車速センサ１６で検出した車速Ｖｘと、操舵角センサ１８で検出した操舵角δと、操舵角δを微分した微分値である舵角速度ωｈとに基づいて、アクティブリターン補償値ＨＲを算出する。

なお、舵角速度ωｈは、角速度演算部３１で演算したモータ角速度ωｍ、或いは舵角速度センサを設け、その舵角速度センサの検出値を利用することもできる。
一般に、自動車の操舵ハンドルは、セルフアライニングトルクによって中立点に戻ろうとするが、電動パワーステアリング装置においては、操舵補助用のモータの回転を、減速ギヤを介して舵取り機構に伝達しているため、モータの慣性モーメントや減速ギヤの摩擦等が影響し、特に低速走行時における操舵ハンドルの戻りが悪くなる。そのため、特に低速走行時には、操舵ハンドルを中立点に戻すようにモータを制御する必要がある。この制御は、一般にハンドル戻し制御（アクティブリターン）と呼ばれる。
このアクティブリターン補償部４０は、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに対して印加するハンドル戻し制御信号として、アクティブリターン補償値ＨＲを出力するものである。

図１０は、アクティブリターン補償部４０の構成を示すブロック図である。
この図１０に示すように、アクティブリターン補償部４０は、操舵角δに基づいて所定関数でハンドル戻し基本電流値Ｉｒを出力するハンドル戻し基本電流回路４０ａと、車速Ｖｘを入力して所定関数により車速Ｖｘに応じた車速感応ゲインＧｖを出力する車速感応ゲイン出力回路４０ｂと、舵角速度ωｈを入力して所定関数により舵角速度ωｈに応じた舵角速度感応ゲインＧωを出力する舵角速度感応ゲイン出力回路４０ｃと、ハンドル戻し基本電流回路４０ａからのハンドル戻し基本電流値Ｉｒとゲイン回路４０ｂからの車速感応ゲインＧｖとを乗算し、その結果Ｉｒｖを出力する乗算器４０ｄと、乗算器４０ｄからの出力Ｉｒｖと舵角速度感応ゲインＧωとを乗算し、アクティブリターン補償値ＨＲを出力する乗算器４０ｅとで構成されている。

すなわち、ハンドル戻し基本電流値Ｉｒは、操舵角δに応じて算出され、このハンドル戻し基本電流値Ｉｒが、車速感応ゲインＧｖによって車速Ｖｘが大きいほど小さく補正されると共に、舵角速度感応ゲインＧωによって舵角速度ωｈが大きいほど小さく補正される。
これにより、低速走行時にはアクティブリターン補償値ＨＲを比較的大きく算出して、ハンドル戻りを確実に行うと共に、高い舵角速度でハンドルが戻される際にはアクティブリターン補償値ＨＲを比較的小さく算出して、収斂性への悪影響を排除するなど、確実なハンドル戻しと収斂性制御とのバランスを考慮したハンドル戻し制御を行うことができる。

なお、車速Ｖｘ＝０の据え切りでは、ハンドル戻し基本電流値Ｉｒ＝０とし、ハンドル戻し制御は行わないものとする。
そして、慣性補償部３４で算出された慣性補償値Ｉｉと、アクティブリターン補償部４０で算出されたアクティブリターン補償値ＨＲを補償値補正部２４で補正した補正アクティブリターン補償値ＨＲ´とが加算器３７で加算され、この加算器３７の加算出力と収斂性補償部３３で算出された収斂性補償値Ｉｃとが加算器３８で加算されて指令補償値Ｉｃｏｍが算出される。

こうして算出された指令補償値Ｉｃｏｍが操舵補助電流指令値演算部２１から出力される操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに加算器３９で加算されて、補償後電流指令値Ｉｒｅｆ′が算出され、この補償後電流指令値Ｉｒｅｆ′がｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５に出力される。
ｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５は、補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′とモータ角速度ωｍとに基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆを算出するｄ軸電流指令値算出部６１と、電気角変換部３０から入力される電気角θｅ及びモータ角速度ωｍに基づいてｄ−ｑ軸誘起電圧モデルＥＭＦ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖｅ Ｆｏｒｃｅ）のｄ軸ＥＭＦ成分ｅｄ(θ)及びｑ軸ＥＭＦ成分ｅｑ(θ)を算出する誘起電圧モデル算出部６２と、この誘起電圧モデル算出部６２から出力されるｄ軸ＥＭＦ成分ｅｄ(θ)及びｑ軸ＥＭＦ成分ｅｑ(θ)とｄ軸電流指令値算出部６１から出力されるｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆと補償後操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ′とモータ角速度ωｍとに基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆを算出するｑ軸電流指令値算出部６３とを備えている。

そして、ｄ軸電流指令値算出部６１で算出されたｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ及びｑ軸電流指令値算出部６３で算出されたｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆが２相／３相変換部２６に供給される。
この２相／３相変換部２６では、入力されるｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ及びｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆを電気角変換部３０から入力される電気角θｅに基づいて２相／３相変換して３相モータ電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆを算出し、算出したモータ電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆをモータ電流制御部２７に出力する。

モータ電流制御部２７は、電動モータ１２の３相コイルに供給されるモータ電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃを検出するモータ電流検出部７０と、２相／３相変換部２６から入力されるモータ電流指令値Ｉａｒｅｆ，Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆからモータ電流検出部７０で検出したモータ電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃを個別に減算して各相電流偏差ΔＩａ、ΔＩｂ及びΔＩｃを求める減算器７１ａ、７１ｂ及び７１ｃと、求めた各相電流偏差ΔＩａ、ΔＩｂ及びΔＩｃに対して比例積分制御を行って電圧指令値Ｖａ、Ｖｂ及びＶｃを算出する電流制御部７２と、この電流制御部７２から出力される電圧指令値Ｖａ、Ｖｂ及びＶｃに基づいてデューティ演算を行って電動モータ１２の各相のデューティ比を算出してパルス幅変調（ＰＷＭ）信号となるインバータ制御信号を形成するパルス幅変調制御部７３と、このパルス幅変調制御部７３から出力されるインバータ制御信号に基づいて３相モータ電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃを形成して電動モータ５に出力するインバータ７４とを備えている。

次に、コントローラ１５での動作を図１１のフローチャートを参照して説明する。
まず、トルクセンサ１４からの操舵トルクＴ、車速センサ１６からの車速Ｖｘ、回転センサ１７からのモータ回転角θｍ、操舵角センサ１８からの操舵角δ、ヨーレートセンサ４２からのヨーレートγ、横加速度センサ４３からの横加速度Ｇｙを読込む（ステップＳ１）。

次いで、入力した操舵トルクＴ及び車速Ｖｘに基づき図３に示す操舵補助電流指令値算出マップを参照して操舵トルクＴ及び車速Ｖｘに応じた操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを算出する（ステップＳ２）。また、回転センサ１７からのモータ回転角θｍに基づいて角速度演算部３１において電動モータ１２の角速度ωｍを演算し、角加速度演算部３２において角加速度αｍを演算する（ステップＳ３）。

次いで、操舵トルクＴ、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ、モータ角速度ωｍ及びモータ角加速度αｍをもとに、前記（２）式の演算を行ってセルフアライニングトルク検出値ＳＡＴｄを検出する（ステップＳ４）。
さらに、ヨーレートγ、横加速度Ｇｙをもとに、前記（４）式の演算を行って横力Ｆｙを算出し、算出した横力Ｆｙとトレールεｎとに基づいて前記（３）式の演算を行うことにより、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴｐを推定し（ステップＳ５）、ＳＡＴ検出値ＳＡＴｄ及びＳＡＴ推定値ＳＡＴｐの偏差からグリップロス度ｇを検出する（ステップＳ６）。

続いて、車速Ｖｘ、操舵角δ及び舵角速度ωｈをもとに、図１０に示す処理を施してアクティブリターン補償値ＨＲを算出する（ステップＳ７）。
また、車速Ｖｘ及び操舵角δに基づいて前記（６）式の演算を行って規範ヨーレートγ₀を算出し、算出した規範ヨーレートγ₀の絶対値と実ヨーレートγの絶対値とを比較することにより、車両がアンダーステア状態にあるか否かを判定する（ステップＳ８）。

その判定結果により、車両がアンダーステア状態であると判定したときには、上記グリップロス度ｇに基づき、図９に示す補償ゲイン算出マップを参照してアクティブリターン補償値ＨＲを補正するための補償ゲインＫを算出し、アンダーステア状態でないと判定したときには補償ゲインＫを“１”とする（ステップＳ９）。そして、その補償ゲインＫをアクティブリターン補償値ＨＲに乗算して補正アクティブリターン補償値ＨＲ′を算出する（ステップＳ１０）。

次いで、モータ角速度ωｍに基づいてヨーレートの収斂性を補償する収斂性補償値Ｉｃを算出すると共に、モータ角加速度αｍに基づいて電動モータ１２の慣性により発生するトルク相当分を補償して慣性感又は制御応答性の悪化を防止する慣性補償値Ｉｉを算出し（ステップＳ１１）、収斂性補償値Ｉｃ及び慣性補償値Ｉｉを加算すると共に、補正アクティブリターン補償値ＨＲ´を減算して補償値Ｉｃｏｍを算出する（ステップＳ１２）。

こうして算出した補償値Ｉｃｏｍを操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに加算して、補償後操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ′を算出する（ステップＳ１３）。
そして、算出した補償後操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆ′に基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆを算出すると共に、ｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆを算出し（ステップＳ１４）、次いでｄ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ及びｑ軸電流指令値Ｉｑｒｅｆを電気角θｅに基づいて２相／３相変換して３相モータ電流Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆを算出する（ステップＳ１５）。

次いで、３相モータ電流指令値Ｉａｒｅｆ、Ｉｂｒｅｆ及びＩｃｒｅｆからモータ電流検出部７０で検出したモータ電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃを減算して電流偏差ΔＩａ、ΔＩｂ及びΔＩｃを算出し（ステップＳ１６）、ＰＩ電流制御部７２で算出した電流偏差ΔＩａ、ΔＩｂ及びΔＩｃに対してＰＩ制御処理を行って電圧指令値Ｖａ、Ｖｂ及びＶｃを算出する（ステップＳ１７）。

最後に、算出電圧指令値Ｖａ、Ｖｂ及びＶｃをパルス幅変調してパルス幅変調信号を形成し、形成したパルス幅変調信号をインバータ７４に出力する（ステップＳ１８）。
これにより、インバータ７４から３相のモータ駆動電流Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃが電動モータ１２に出力され、電動モータ１２が駆動制御されることにより、操舵トルクＴ及び車速Ｖｘに応じた最適な操舵補助力を発生し、この操舵補助力を、減速ギヤ１１を介してステアリングシャフト２に伝達する。

したがって、車両がアンダーステア状態で、図９に示すように、グリップロスが生じていないかグリップロス度ｇが不感帯幅となる−Ｔｈ１≦ｇ≦＋Ｔｈ１内の値である場合には、補償ゲインＫが“１”に設定され、この補償ゲインＫが、乗算器５２でアクティブリターン補償部４０から出力されるアクティブリターン補償値ＨＲに乗算されるので、アクティブリターン補償値ＨＲがそのまま補正アクティブリターン補償値ＨＲ′として加算器３７に入力される。

このため、指令値補償部２２で、通常の収斂性補償値Ｉｃ、慣性補償値Ｉｉ及び補正アクティブリターン補償値ＨＲ´が算出され、収斂性補償値Ｉｃ及び慣性補償値Ｉｉが加算されると共に、補正アクティブリターン補償値ＨＲ´が減算されて補償値Ｉｃｏｍが算出される。そして、これが操舵補助電流指令値演算部２１で算出された操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに加算されて操舵状態に最適な指令値補償が行われ、運転者のステアリングホイール１の操舵操作を的確に補助することができる。

車両がアンダーステア状態であり、且つ−Ｔｈ１≦ｇ≦＋Ｔｈ１である状態から、グリップロス度ｇの絶対値が第１の閾値Ｔｈ１を超えて増加すると、第２の閾値Ｔｈ２未満であるときには、補償ゲイン算出部５１で“１”より小さい補償ゲインＫが算出される。そして、この補償ゲインＫが選択部５２で選択され、乗算器５３で、アクティブリターン補償部４０で算出されるアクティブリターン補償値ＨＲに乗算される。

このため、アクティブリターン補償値ＨＲが減少補正されて補正アクティブリターン補償値ＨＲ′となって、アクティブリターン補償が抑制されることになる。これにより、操舵反力を減少させて、操舵力を軽くするので、運転者にアンダーステア状態となってタイヤのグリップ力が失われ始めている状態であることを確実に感知させることができる。
この状態から、グリップロス度ｇの絶対値が第２の閾値Ｔｈ２以上となると、補償ゲイン算出部５１で算出される補償ゲインＫがグリップロス度ｇの増加に応じて“１”を超えて増加し、この補償ゲインＫが選択部５２で選択されると共に、乗算器５３で、アクティブリターン補償部４０で算出されるアクティブリターン補償値ＨＲに乗算される。

したがって、乗算器５２の出力である補正アクティブリターン補償値ＨＲ′は、補正前のアクティブリターン補償値ＨＲより大きな値となる。その結果、操舵反力を増加させて、操舵力を重くすることになり、運転者のステアリングホイールの切り増し操舵を抑制させることができるので、グリップ力が失われた状態で切り増ししすぎることに起因して車両挙動が不安定となることを抑制することができる。

また、ここでは、操舵トルクＴ、アシストトルクＴｍ、電動モータ１２の角速度ωｍ及び角加速度αｍに基づいて検出したＳＡＴ検出値ＳＡＴｄと、車両に発生する横力Ｆｙに基づいて推定したＳＡＴ推定値ＳＡＴｐとの偏差からグリップロス度ｇを算出している。ここで、タイヤのグリップ力が失われた場合、これに対するセルフアライニングトルクの応答性は、グリップ力が失われたことに対するヨーレートの応答性に比較して速い。

したがって、セルフアライニングトルクを用いてグリップロス度を算出することによって、ヨーレートを用いてグリップロス度を算出する場合に比較してより早い段階で、グリップロス度の変化を検出することができる。よって、セルフアライニングトルクを用いてグリップロス度を算出することにより、グリップ状況をより高精度に検出することができる。

そのため、このようにして検出したグリップ状況にしたがって操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆを補正し、操舵補助力を低減することによって、より的確に操舵補助力を発生させることができる。また、グリップロス度に応じて切り増しし過ぎることを回避することができるので、グリップ力が失われることに起因して車両挙動が不安定となることを抑制することができ、車両走行安定性を向上させることができる。

さらに、アクティブリターン補償値を補正することにより、操舵補助指令値を直接補正する場合に比較して、運転者にリニアな反力感を伝えることができる。
また、車両がアンダーステア状態であっても、上述のようにグリップロス度が不感帯幅内の値である場合には、アクティブリターン補償値の補正は行わないので、グリップロスが発生していないか比較的グリップロスが小さく悪影響を及ぼすことのない状況であるにもかかわらず操舵補助力が抑制され、十分な操舵補助力が発生されないことに起因して運転者に違和感を与えることを回避することができる。

またさらに、車両がオーバーステア状態である場合など、グリップロスが発生していても車両挙動に悪影響を与えることのない状況である場合には、アクティブリターン補償値の補正は行わないので、十分な操舵補助力を発生させて運転者に違和感のない操舵補助制御を行うことができる。
ここで、操舵トルクセンサ１４が操舵トルク検出手段に対応し、図１１の処理が制御手段に対応し、このうちステップＳ２の処理が操舵補助電流指令値演算部２１に対応し、ステップＳ４の処理がＳＡＴ検出部３５（セルフアライニングトルク検出手段）に対応し、ステップＳ５の処理がＳＡＴ推定部４１（セルフアライニングトルク推定手段）に対応し、ステップＳ６の処理がグリップロス度検出部２３（グリップロス度検出手段）に対応し、ステップＳ７の処理がアクティブリターン補償部４０（アクティブリターン補償手段）に対応し、ステップＳ８の処理がステア判定部４８（ステア状態判定手段）に対応し、ステップＳ９及びＳ１０の処理が補償値補正部２４（補償値補正手段）に対応し、ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ７、Ｓ１０〜Ｓ１３の処理が指令値補償部２２に対応している。

また、ステップＳ１４の処理がｄ−ｑ軸電流指令値演算部２５に対応し、ステップＳ１５の処理が２相／３相変換部２６に対応し、ステップＳ１６の処理が減算器７１ａ〜７１ｃに対応し、ステップＳ１７の処理がＰＩ電流制御部７２に対応し、ステップＳ１８の処理がパルス幅変調部７３に対応している。
なお、上記実施形態においては、補償ゲイン算出部５１でグリップロス度ｇに基づいて補償ゲインＫを算出する補償ゲイン算出マップの特性線を、図９に示すように線形に設定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車両特性に合わせて設定してもよい。例えば、閾値Ｔｈ１´から閾値Ｔｈ２までの間の特性を所定値で固定しないようにしたり、ゲインを負にするなど、特性線自体を非線形に設定したりしてもよい。

また、上記実施形態においては、車両の横加速度Ｇｙを横加速度センサ４３で検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ステアリング機構ＳＭの操舵角と車速Ｖｘとに基づいて横加速度Ｇｙを推定するようにしてもよい。
さらに、上記実施形態においては、ヨーレートγ、横加速度Ｇｙ及び車両運動モデルに基づいて横力Ｆｙを推定し、この横力Ｆｙに基づいて実際に車両に作用するセルフアライニングトルクを推定する場合について説明したが、ハブ等に横力センサを設け、この横力センサで直接横力を検出し、これを用いてセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴｐを算出してもよい。

また、横力Ｆｙを用いずに、水平面における車両運動モデルと、車速Ｖｘ及び操舵角δとを用いてセルフアライニングトルクを推定してもよい。
ヨーレートγとスリップ角βと車速Ｖｘと操舵角δとの関係は、次式（８）及び（９）で表すことができる。
ｍＶｘ・（ｄβ／ｄｔ）＝−｛ｍＶｘ＋［（Ｋｆ・Ｌｆ−Ｋｒ・Ｌｒ）／Ｖｘ］｝・γ−（Ｋｆ＋Ｋｒ）・β＋Ｋｆ・δ／ｎ ……（８）
Ｉ・（ｄγ／ｄｔ）＝−［（Ｋｆ・Ｌｆ²＋Ｋｒ・Ｌｒ²）／Ｖｘ］・γ＋（−Ｋｆ・Ｌｆ＋Ｋｒ・Ｌｒ）・β＋Ｋｆ・Ｌｆ・δ／ｎ ……（９）
なお、（８）及び（９）式中の、Ｉは車両重心を通るＺ軸回りの慣性モーメント、ｎはオーバーオールステアリングギア比、δ／ｎは前輪実舵角、βは車体重心のスリップ角である。

セルフアライニングトルクはヨーレートγとスリップ角βの関数として表すことができることから、ヨーレートγとスリップ角βとを車速Ｖｘと操舵角δとの関数として整理すれば、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴｐを求めることができる。車速Ｖｘと操舵角δよりセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴｐを求める場合には、横力検出部４４を削除し、車速センサ１６で検出した車速Ｖｘと操舵角センサ１８で検出した操舵角δとをＳＡＴ推定部４１に入力し、このＳＡＴ推定部４１で、図１２の特性図にしたがってＳＡＴ推定値ＳＡＴｐを算出すればよい。

さらに、上記実施形態においては、ＳＡＴ検出部３５で、モータ角速度ωｍ、モータ角加速度αｍ、操舵トルクＴ及び操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに基づいてＳＡＴ検出値ＳＡＴｄを検出する場合について説明したが、操舵補助電流指令値Ｉｒｅｆに代えて、モータ電流検出部７０で検出したモータ電流Ｉａ〜Ｉｃを３相／２相変換してｑ軸電流Ｉｑを算出し、このｑ軸電流Ｉｑとモータ角加速度αｍとに基づいて下記（１０）式の演算を行って算出したモータアシストトルクＴｍａを適用するようにしてもよい。

Ｔｍａ= Ｋｔ・Ｉｑ−Ｊｍ・αｍ ……（１０）
ここで、Ｋｔはモータのトルク定数、Ｊｍはモータのロータ部の慣性モーメントである。
この他、電動モータ１２の出力軸、減速ギヤ１１の入出力軸等のトルク伝達軸に磁歪式トルクセンサなどのトルクセンサを配設し、このトルクセンサで検出したモータアシストトルクＴｍａを適用するようにしてもよい。

さらにまた、上記実施形態においては、ステアリングシャフトに減速機構を介して電動モータを連結したコラム形式の電動パワーステアリング装置に本発明を適用した場合について説明したが、ステアリングギヤ機構に減速機構を介して電動モータを連結するピニオン形式の電動パワーステアリング装置やラック軸に減速機を介して電動モータを連結するラック形式の電動パワーステアリング装置にも本発明を適用することができる。

なおさらに、上記実施形態においては、本発明をブラシレスモータに適用した場合について説明したが、ブラシ付きモータに適用することもできる。この場合、例えば、モータの逆起電力からモータ角速度ωｍを推定すればよい。

本発明を適用した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。 コントローラの具体的構成を示すブロック図である。 コントローラの操舵補助電流指令値演算部で使用する操舵補助電流指令値算出マップを示す特性線図である。 セルフアライニングトルクの説明に供する模式図である。 タイヤの進行方向とスリップ角によるセルフアライニングトルク及び横力の関係を示す図である。 横力の着力点とトレールとの関係を示す図である。 スリップ角の変化に対する、横力及びセルフアライニングトルクの変化を示すグラフである。 セルフアライニングトルク検出値ＳＡＴｄとセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴｐとの関係を表すグラフである。 補償ゲイン算出部で使用する補償ゲイン算出マップを示す特性線図である。 アクティブリターン補償部の具体的構成を示すブロック図である。 コントローラの処理手順の一例を示すフローチャートである。 操舵角δとセルフアライニングトルクの推定値ＳＡＴとの関係を表す特性図である。

符号の説明

１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、１２…電動モータ、１４…操舵トルクセンサ、１５…コントローラ、１７…回転センサ、１６…車速センサ、１８…操舵角センサ、２１…操舵補助電流指令値演算部、２２…指令値補償部、２３…グリップロス検出部、２４…補償値補正部、２５…ｄ−ｑ軸電流指令値演算部、２６…モータ電流制御部、３５…ＳＡＴ検出部、４０…アクティブリターン補償部、４０ａ…ハンドル戻し基本電流回路、４０ｂ…車速感応ゲイン出力回路、４０ｃ…舵角速度感応ゲイン出力回路、４1…ＳＡＴ推定部、４２…ヨーレートセンサ、４３…横加速度センサ、４４…横力検出部、４８…ステア判定部、５１…補償ゲイン算出部、５２…選択部、５３…乗算器

Claims (6)

1. 転舵輪を転舵するステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記ステアリング機構に操舵補助力を付与する電動モータと、前記操舵トルクに基づいて操舵補助電流指令値を演算し、演算した操舵補助電流指令値に基づいて前記電動モータを制御する制御手段とを有する電動パワーステアリング装置であって、
   車両のアンダーステア状態を判定するステア状態判定手段と、タイヤのグリップが失われた度合を表すグリップロス度を検出するグリップロス度検出手段と、前記操舵補助電流指令値に対してアクティブリターン補償を行うことで、ハンドルを中立に戻すハンドル戻し制御を行うアクティブリターン補償手段と、前記ステア状態判定手段でアンダーステア状態であると判定したとき、前記グリップロス度検出手段で検出したグリップロス度に基づいて前記アクティブリターン補償手段のアクティブリターン補償値を補正する補償値補正手段とを備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記補償値補正手段は、前記ステア状態判定手段でアンダーステア状態であると判定しており、前記グリップロス度が第１の閾値よりも大きく且つ第２の閾値以下であるときに、前記アクティブリターン補償部のアクティブリターン補償値を減少補正するように構成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。
3. 前記補償値補正手段は、前記ステア状態判定手段でアンダーステア状態であると判定しており、前記グリップロス度が第１の閾値よりも大きく且つ第２の閾値以下であるときに、前記アクティブリターン補償部のアクティブリターン補償値に１以下のゲインを乗算して減少補正するように構成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。
4. 前記補償値補正手段は、前記ステア状態判定手段でアンダーステア状態であると判定しており、前記グリップロス度が前記第２の閾値を超えているときに、前記アクティブリターン補償部のアクティブリターン補償値を増加補正するように構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記補償値補正手段は、前記ステア状態判定手段でアンダーステア状態であると判定しており、前記グリップロス度が前記第２の閾値を超えているときに、前記アクティブリターン補償部のアクティブリターン補償値に１を超えるゲインを乗算して増加補正するように構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記転舵輪側に発生するセルフアライニングトルクを検出するセルフアライニングトルク検出手段と、車両の横力を検出する横力検出手段と、該横力検出手段で検出した横力に基づいてセルフアライニングトルクを推定するセルフアライニングトルク推定手段とを備え、前記グリップロス度検出手段は、前記セルフアライニングトルク検出手段で検出したセルフアライニングトルク検出値と、前記セルフアライニングトルク推定手段で推定したセルフアライニングトルク推定値とに基づいてグリップロス度を検出するように構成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。

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