JP7110787B2 - 操舵制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

従来、たとえば特許文献１に示されるように、車両の操舵機構にモータのトルクを付与することにより操舵を補助する電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）が知られている。操舵機構は、可変ギヤ比型のラックアンドピニオンを有している。ステアリングホイールの操作に連動するピニオンシャフトの回転がラック軸の往復動に変換されることにより転舵輪の転舵角が変更される。ＥＰＳの制御装置は、トルクセンサを通じて検出される操舵トルクに応じて、モータに供給する電流を制御する。また、制御装置は、ステアリングセンサとしての絶対角センサを通じて検出される操舵角に基づき、ステアリングホイールを中立位置に復帰させるステアリング戻し制御などの補償制御を実行する。

ここで、ステアリングセンサとして使用される絶対角センサは、モータの回転角を検出するレゾルバなどの相対角センサに比べて分解能が低いことがある。このため、制御装置は、相対角センサを通じて検出されるモータの回転角を使用して操舵角を絶対角で演算する。具体的には、制御装置は、まず絶対角センサを通じて検出される操舵角を、比ストロークを考慮してモータの回転角に換算した換算値を演算する。比ストロークとは、ピニオン軸が１回転したときのラック軸の移動距離をいう。つぎに制御装置は、相対角センサを通じて検出されるモータの回転角から換算値を減算することによりモータ中点を演算する。モータ中点とは、ステアリングホイールの操舵中立位置に対応するモータの回転角をいう。そして制御装置は、モータ中点および相対角センサを通じて検出されるモータの回転角に基づき操舵角を絶対角で演算し、この演算される操舵角（操舵絶対角）を使用して前述した補償制御を実行する。

特開２０１４－２１０４９５号公報

ところが、特許文献１のＥＰＳにおいては、ＥＰＳの各構成部材の寸法公差あるいは組付け公差に起因して、絶対角センサを通じて検出される操舵角と比ストロークとの関係が、換算値を演算するときの理論上の関係と、実際にステアリングホイールが操舵されたときの実際上の関係とで異なるおそれがある。このため、換算値を使用して演算されるモータ中点は、実際にステアリングホイールが操舵中立位置に操舵されたときのモータ中点と異なるおそれがある。したがって、換算値を使用して演算されるモータ中点に基づく操舵角についても実際の操舵角と異なることが懸念される。

本発明の目的は、相対角センサを通じて検出されるモータの回転角に基づく操舵絶対角の演算精度を確保することができる操舵制御装置を提供することにある。

上記目的を達成し得る操舵制御装置は、可変ギヤ比型のラックアンドピニオンを有する操舵機構に付与される動力を発生するモータを操舵状態に応じて制御するものである。操舵制御装置は、絶対角センサを通じて検出される操舵角を理論上の比ストロークを考慮して前記モータの回転角に換算した換算値を相対角センサを通じて検出される前記モータの回転角から減算することにより操舵中立位置に対応するモータの回転角であるモータ中点を演算し、この演算されるモータ中点および前記相対角センサを通じて検出される前記モータの回転角に基づき操舵角を絶対角で演算する操舵角演算部を有している。前記操舵角演算部は、前記絶対角センサを通じて検出される操舵角に対する理論上の比ストロークと実際上の比ストロークとのずれ量が前記モータ中点の演算に及ぼす影響を抑えるべく前記ずれ量に応じて前記モータ中点に対する補正量を演算する。

操舵角に対する実際上の比ストロークは、操舵機構の各構成部材の寸法公差あるいは組付け公差に起因して、操舵角に対する理論上の比ストロークと異なるおそれがある。このため、理論上の比ストロークに基づく換算値を使用して得られるモータ中点も、実際のモータ中点と異なる値となることが懸念される。この点、上記の構成によれば、操舵角に対する理論上の比ストロークと実際上の比ストロークとのずれ量がモータ中点の演算に及ぼす影響を抑えるべく当該ずれ量に応じてモータ中点に対する補正量が演算される。この補正量が反映された最終的なモータ中点が使用されることにより、相対角センサを通じて検出されるモータの回転角に基づく操舵絶対角の演算精度を確保することができる。

上記の操舵制御装置において、前記操舵角演算部は、前記絶対角センサを通じて検出される操舵角に対する前記換算値と、前記絶対角センサを通じて検出される操舵角に対する実際上の前記モータの回転角との差を前記ずれ量として検出し、この検出される差を前記補正量として前記モータ中点に反映させるようにしてもよい。

絶対角センサを通じて検出される操舵角に対する理論上の比ストロークと実際上の比ストロークとのずれ量は、理論上の比ストロークに基づく換算値（モータの回転角）と、操舵角に対する実際上の前記モータの回転角との差として現れる。このため、上記の構成によるように、理論上の比ストロークに基づく換算値と、操舵角に対する実際上の前記モータの回転角との差を補正量としてモータ中点に反映させることによって、より正確なモータ中点を得ることができる。

上記の操舵制御装置において、前記操舵角演算部は、前記絶対角センサを通じて検出される操舵角に対する前記モータの回転角の実際上の傾きの変化点における操舵角と、前記絶対角センサを通じて検出される操舵角に対する比ストロークの理論上の傾きの変化点における操舵角との差を前記ずれ量として検出し、この検出される操舵角の差を前記モータの回転角に換算した値を前記補正量として前記モータ中点に反映させるようにしてもよい。

絶対角センサを通じて検出される操舵角に対する理論上の比ストロークと実際上の比ストロークとのずれ量は、操舵角に対するモータの回転角の実際上の傾きの変化点における操舵角と、操舵角に対する比ストロークの理論上の傾きの変化点における操舵角との差として現れる。このため、上記の構成によるように、実際上の傾きの変化点における操舵角と理論上の傾きの変化点における操舵角との差をモータの回転角に換算した値を補正量としてモータ中点に反映させることによって、より正確なモータ中点を得ることができる。

上記の操舵制御装置において、前記操舵角演算部は、前記絶対角センサを通じて検出される操舵角に対する前記換算値と、前記絶対角センサを通じて検出される操舵角に対する実際上の前記モータの回転角との差の積分値を前記ずれ量として検出し、この検出される積分値に応じて前記補正量を演算するようにしてもよい。

この構成によるように、理論上の比ストロークに基づく換算値と、操舵角に対する実際上の前記モータの回転角との差の積分値に応じた補正量をモータ中点に反映させることによって、より正確なモータ中点を得ることができる。

上記の操舵制御装置において、理論上の前記比ストロークは、つぎのように設定されていてもよい。たとえば理論上の前記比ストロークは、操舵角の絶対値が第１の操舵角以下である操舵中立位置近傍の第１の領域では第１の比ストロークで一定となるように設定されている。また、理論上の前記比ストロークは、操舵角の絶対値が前記第１の操舵角よりも大きくかつ第２の操舵角以下である第２の領域では操舵角の絶対値が増大するにつれて徐々に大きくなるように設定されている。また、理論上の前記比ストロークは、操舵角の絶対値が前記第２の操舵角よりも大きな値となる操舵限界位置近傍の第３の領域では第２の比ストロークで一定となるように設定されている。この場合、前記操舵角演算部は、前記絶対角センサを通じて検出される操舵角の絶対値が、操舵角の変化に対して前記積分値が非線形的に変化する角度領域を経て、操舵角の変化に対して前記積分値が線形的に変化する角度領域または一定となる角度領域に達したとき、前記積分値に応じた前記補正量を演算することが好ましい。

絶対角センサを通じて検出される操舵角が操舵中立位置に対応する操舵角近傍の値であるとき、および操舵限界位置に対応する操舵角近傍の値であるとき、操舵角に対する理論上の比ストロークと実際上の比ストロークとが一致しやすい。これは、絶対角センサを通じて検出される操舵角の絶対値が、操舵角に対して比ストロークが変化する第２の領域内の値である場合と比べて、操舵機構の各構成部材の寸法公差あるいは組付け公差の影響を受けにくいからである。そして、操舵角に対する理論上の比ストロークと実際上の比ストロークとが一致するとき、絶対角センサを通じて検出される操舵角を理論上の比ストロークを考慮してモータの回転角に換算した換算値と、絶対角センサを通じて検出される操舵角に対する実際上のモータの回転角との間に差が生じにくい。これに対して、操舵角に対する理論上の比ストロークと実際上の比ストロークとが一致しないとき、操舵角に対する理論上の比ストロークに基づく換算値と、操舵角に対する実際上のモータの回転角との間に差が生じやすい。

そして、操舵角に対する理論上の比ストロークに基づく換算値と、操舵角に対する実際上の前記モータの回転角との間に差がある場合、操舵角の増加に対して前記積分値も増加する。操舵角の変化に対して前記の差が一定であるとき、操舵角の増加に対して前記積分値は線形的に増加する。また、操舵角の変化に対して前記の差が変化するとき、操舵角の増加に対して前記積分値は非線形的に増加する。これに対し、操舵角に対する理論上の比ストロークに基づく換算値と、操舵角に対する実際上の前記モータの回転角との間に差がない場合、操舵角の増加に対して前記積分値の増加量は零となる。

ここで、操舵角の変化に対して前記積分値が非線形的に変化する角度領域は、操舵角に対して比ストロークが変化する角度領域を含む。これは、操舵角に対して比ストロークが変化する角度領域は、操舵機構の各構成部材の寸法公差などの影響を最も受けやすい領域であるため、操舵角の変化に対して前記の差が一定の値に維持されない蓋然性が高いからである。このため、操舵角の変化に対して前記積分値が非線形的に変化する角度領域は、全操舵範囲において、操舵角に対する理論上の比ストロークに基づく換算値と、操舵角に対する実際上のモータの回転角との間の差に操舵機構の各構成部材の寸法公差などの影響が最も反映される領域であるといえる。

したがって、上記の構成によるように、絶対角センサを通じて検出される操舵角の絶対値が、操舵角の変化に対して前記積分値が非線形的に変化する角度領域を経て、操舵角の変化に対して前記積分値が線形的に変化する角度領域または一定となる角度領域に達したときの前記積分値には、全操舵範囲のうち最も操舵機構の各構成部材の寸法公差などの影響を受けやすい角度領域における差が反映される。当該差が反映された前記積分値に応じた補正量をモータ中点に反映させることによって、より正確なモータ中点を得ることができる。

上記の操舵制御装置において、操舵トルクに応じて前記モータに対する第１の制御量を演算する第１の演算部と、操舵角に基づき前記モータに対する補償制御量として第２の制御量を演算する第２の演算部と、前記第１の制御量と前記第２の制御量とを合算することにより前記モータに対する最終的な制御量を演算する第３の演算部と、を有していてもよい。この場合、前記第２の演算部は、前記操舵角演算部により演算される操舵角を使用して前記第２の制御量を演算することが好ましい。

この構成によれば、より正確な操舵角に基づきモータに対する第２の制御量が演算される。この適切な第２の制御量が反映された最終的な制御量に基づきモータを適切に制御することができる。

本発明の操舵制御装置によれば、相対角センサを通じて検出されるモータの回転角に基づき、操舵絶対角をより正確に検出することができる。

操舵制御装置の第１の実施の形態が搭載される電動パワーステアリング装置の概略構成図。 （ａ）は第１の実施の形態における操舵角と比ストロークとの関係を示すグラフ、（ｂ）は第１の実施の形態における操舵角と換算値との関係を示すマップ。 第１の実施の形態における電子制御装置（ＥＣＵ）の制御ブロック図。 第１の実施の形態における電流指令値演算部の制御ブロック図。 第１の実施の形態における操舵角演算部の制御ブロック図。 （ａ）は第１の実施の形態における操舵角と比ストロークとの関係を示すグラフ、（ｂ）は第１の実施の形態における操舵角と換算値との関係を示すマップ。 （ａ）は第２の実施の形態における操舵角と比ストロークとの関係を示すグラフ、（ｂ）は第２の実施の形態における操舵角と換算値との関係を示すマップ。 第３の実施の形態における操舵角の絶対値と積分値との関係を示すグラフ。 第３の実施の形態における積分値と補正角度との関係を示すマップ。

＜第１の実施の形態＞
以下、操舵制御装置を電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）の制御装置に具体化した第１の実施の形態を説明する。

図１に示すように、ＥＰＳ１は、運転者の操舵に基づいて車両の進行方向を変更する操舵機構２０、運転者の操舵を補助する操舵補助機構２１、および操舵補助機構２１の作動を制御する操舵制御装置としてのＥＣＵ（電子制御装置）２２を有している。

図１に示すように、操舵機構２０は、ステアリングホイール２が固定されるステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３の回転に応じて軸方向に往復動するラック軸５とを備えている。ステアリングシャフト３は、ステアリングホイール２側から順にコラム軸７、中間軸８、およびピニオン軸９が連結されてなる。ラック軸５とピニオン軸９とは互いに交差して設けられている。ピニオン軸９に設けられたピニオン歯９ａがラック軸５に設けられた第１のラック歯５ａに噛合されることにより第１のラックアンドピニオン機構１１が構成されている。ラック軸５の両端には、それぞれタイロッド１２を介して転舵輪１３のナックルが連結されている。したがって、ステアリングホイール２の操作に伴うステアリングシャフト３の回転は第１のラックアンドピニオン機構１１によりラック軸５の軸方向における往復動に変換され、この往復動がタイロッド１２を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪１３の転舵角が変更される。

第１のラックアンドピニオン機構１１としては可変ギヤ比（バリアブルギヤレシオ）型のものが採用されている。すなわち、ラック軸５における第１のラック歯５ａが設けられた部分において、ステアリングホイール２の操舵中立位置に対応する中央付近から左右の操舵限界位置であるストロークエンド付近へ向けて比ストロークが連続的に増大するように、第１のラック歯５ａの諸元（歯のピッチおよび圧力角など）が設定されている。ここで、比ストロークとは、ピニオン軸９（ステアリングホイール２）が１回転したときのラック軸５の移動距離をいう。操舵角θｓと比ストロークとの関係は、つぎの通りである。

図２（ａ）のグラフに示すように、操舵角θｓの絶対値が第１の操舵角θｓ１以下である操舵中立位置近傍の領域Ａにおいて、比ストロークＣｆは第１の比ストロークＣｆ１（一定）に設定されている。また、操舵角θｓの絶対値が第１の操舵角θｓ１よりも大きく、かつ第２の操舵角θｓ２以下の領域Ｂにおいて、比ストロークＣｆは操舵角θｓの絶対値が増大するにつれて徐々に大きくなるように設定されている。また、操舵角θｓの絶対値が第２の操舵角θｓ２よりも大きく、かつ第３の操舵角θｓ３以下であるストロークエンド近傍の領域Ｃにおいて、比ストロークＣｆは、第２の比ストロークＣｆ２（一定）に設定されている。第２の比ストロークＣｆ２は、第１の比ストロークＣｆ１よりも大きな値である。

なお、図２（ａ）のグラフでは、操舵中立位置（θｓ＝０）を基準として右操舵したときの操舵角θｓを正の値、同じく左操舵したときの操舵角θｓを負の値で示している。
このように操舵角θｓに対する比ストロークＣｆを設定することにより、操舵角θsの絶対値が大きくなるほど、転舵輪１３の転舵角がより大きく変化する。このため、直進走行時あるいは高速走行時における操縦性を確保しつつ、据え切り時あるいは低速走行時におけるステアリングホイール２の操作性を向上させることができる。

図１に示すように、操舵補助機構２１は、その駆動源となるモータ２３と、モータ２３にウォームアンドホイールなどの減速機構２４を介して連結されるピニオン軸２５とを備えている。モータ２３としては、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。モータ２３には、レゾルバなどの相対角センサ２６が設けられている。相対角センサ２６は、モータ２３の回転角θｍを３６０°の範囲の相対角で検出する。また、ラック軸５とピニオン軸２５とは互いに交差して設けられている。ピニオン軸２５に設けられたピニオン歯２５ａがラック軸５に設けられた第２のラック歯５ｂに噛合されることにより、動力変換機構としての第２のラックアンドピニオン機構２７が構成されている。モータ２３の回転は減速機構２４により減速されて、この減速されるモータ２３の回転力がピニオン軸２５に伝達される。このピニオン軸２５の回転が第２のラックアンドピニオン機構２７によってラック軸５の軸方向における往復動に変換されることにより、ステアリングホイール２の操作が補助される。

なお、第２のラック歯５ｂの諸元は、ラック軸５における第２のラック歯５ｂが設けられた全領域に亘って同一に設定されている。
ＥＣＵ２２は、車載センサの検出結果に基づきモータ２３の作動を制御する。車載センサとしては、前述した相対角センサ２６の他、たとえばトルクセンサ３１、車速センサ３２およびステアリングセンサ３３が存在する。トルクセンサ３１は、コラム軸７に設けられたトーションバー３１ａを有している。トルクセンサ３１は、トーションバー３１ａの捻れ角に基づきステアリングシャフト３に付与される操舵トルクＴｈを検出する。車速センサ３２は、車両の走行速度である車速Ｖを検出する。ステアリングセンサ３３は、コラム軸７におけるトルクセンサ３１とステアリングホイール２との間の部分に設けられている。ステアリングセンサ３３は絶対角センサであって、ステアリングホイール２（ステアリングシャフト３）の回転角である操舵角θｓを、３６０°を超える範囲の絶対角で検出する。

ＥＣＵ２２は、操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに基づき目標アシスト力を演算し、当該目標アシスト力を操舵補助機構２１に発生させるべくモータ２３への給電を制御する。また、ＥＣＵ２２は、ステアリングセンサ３３を通じて検出される操舵角θｓおよび相対角センサ２６を通じて検出されるモータ２３の回転角θｍに基づき、操舵絶対角を演算し、当該演算される操舵絶対角を使用して、より優れた操舵感を実現するための補償制御を実行する。

つぎに、ＥＣＵ２２について詳細に説明する。
図３に示すように、ＥＣＵ２２は駆動回路（インバータ回路）４１およびＭＰＵ（Micro-Processing Unit）４２を備えている。

駆動回路４１は、ＭＰＵ４２により生成されるモータ制御信号Ｓｃ（ＰＷＭ駆動信号）に基づいて、直流電源であるバッテリ（＋Ｂ）から供給される直流電力を三相交流電力に変換する。この変換された三相交流電力は各相の給電経路４３を介してモータ２３に供給される。各相の給電経路４３には電流センサ４４が設けられている。これら電流センサ４４は各相の給電経路４３に生ずる実際の電流値Ｉｍを検出する。

ＭＰＵ４２は、電流指令値演算部５１およびモータ制御信号生成部５２を備えている。電流指令値演算部５１は操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに基づき電流指令値Ｉ^＊を演算する。電流指令値Ｉ^＊は、操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに応じた適切な大きさの目標アシスト力を発生させるために必要とされるモータ２３に供給するべき電流の目標値を示す。モータ制御信号生成部５２は、電流指令値Ｉ^＊、実際の電流値Ｉｍおよびモータ２３の回転角θｍに基づき、実際の電流値Ｉｍが電流指令値Ｉ^＊に追従するように電流のフィードバック制御を行う。モータ制御信号生成部５２は、電流指令値Ｉ^＊と実際の電流値Ｉｍとの偏差を求め、当該偏差を無くすようにモータ制御信号Ｓｃを生成する。駆動回路４１を通じてモータ制御信号Ｓｃに応じた電流がモータ２３に供給されることにより、モータ２３は目標アシスト力に応じた回転力を発生する。

つぎに、電流指令値演算部５１について詳細に説明する。
図４に示すように、電流指令値演算部５１は、基本アシスト制御量演算部６１、補償制御量演算部６２、および加算器６３を備えている。

基本アシスト制御量演算部６１は操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに基づき、電流指令値Ｉ^＊の第１の成分として基本アシスト制御量Ｉ１^＊を（電流値）演算する。基本アシスト制御量Ｉ１^＊は、操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに応じた適切な大きさの目標アシスト力を発生させるための基礎成分である。基本アシスト制御量演算部６１は、ＥＣＵ２２の記憶装置（図示略）に格納されるアシスト特性マップを使用して基本アシスト制御量Ｉ１^＊を演算する。アシスト特性マップは、操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに基づき基本アシスト制御量Ｉ１^＊を演算するための車速感応型の三次元マップであって、操舵トルクＴｈの絶対値が大きいほど、また車速Ｖが遅いほどより大きな値（絶対値）の基本アシスト制御量Ｉ１^＊が算出されるように設定されている。

補償制御量演算部６２は、より優れた操舵感を実現するために基本アシスト制御量Ｉ１^＊に対する補償制御を実行する。この補償制御としては、たとえばステアリングホイール２を操舵中立位置に復帰させるステアリング戻し制御がある。

補償制御量演算部６２は、操舵トルクＴｈ、車速Ｖ、操舵角θｓ（あるいは操舵速度ωｓ）に基づきステアリングホイール２の戻り特性を補償するための補償制御量Ｉ２^＊（電流値）を演算する。この補償制御量Ｉ２^＊は、電流指令値Ｉ^＊の第２の成分である。

加算器６３は基本アシスト制御量Ｉ１^＊に対する補正処理として、基本アシスト制御量Ｉ１^＊に補償制御量Ｉ２^＊を加算することにより電流指令値Ｉ^＊を演算する。補償制御量Ｉ２^＊を使用して基本アシスト制御量Ｉ１^＊を補正することにより、路面反力によるセルフアライニングトルクの過不足が補償される。補償制御量Ｉ２^＊に応じてステアリングホイール２を操舵中立位置に戻す方向へ向けたアシスト力が発生されるからである。

ここで、ステアリングセンサ３３として使用される絶対角センサは、モータ２３の回転角θｍを検出する相対角センサ２６に比べて分解能が低いことがある。このため、図４に二点鎖線で示されるように、電流指令値演算部５１には、操舵角演算部７０が設けられている。操舵角演算部７０は、相対角センサ２６を通じて検出されるモータ２３の回転角θｍに基づき操舵絶対角を演算する。この操舵絶対角は、補償制御量演算部６２で使用される操舵角として３６０°を超える範囲の絶対角として演算されるものである。補償制御量演算部６２は、操舵角演算部７０により演算される操舵絶対角を使用して補償制御量Ｉ２^＊を演算する。

つぎに、操舵角演算部７０について詳細に説明する。
図５に示すように、操舵角演算部７０は、中点演算部７１、補正量演算部７２、加算器７３および絶対角演算部７４を有している。

中点演算部７１は、車両走行用の駆動源が始動された直後、ステアリングセンサ３３を通じて検出される操舵角θｓ、および相対角センサ２６を通じて検出されるモータ２３の回転角θｍを使用して、モータ中点θｍ０１を演算する。モータ中点θｍ０１とは、ステアリングホイール２が車両直進時の操舵中立位置に位置しているときの操舵角θｓ（舵角中点）に対応するモータ２３の回転角θｍをいう。中点演算部７１は、ＥＣＵ２２の記憶装置（図示略）に記憶された換算マップを使用して、モータ中点θｍ０１を演算する。

図２（ｂ）のグラフに示すように、換算マップＭｃは、ステアリングセンサ３３を通じて検出される操舵角θｓと換算値θｓｍとの関係を規定する。換算値θｓｍは、ステアリングセンサ３３を通じて検出される操舵角θｓを、理論上の比ストロークＣｆを考慮して、モータ２３の回転角θｍに換算した値である。換算値θｓｍは、操舵角θｓに対して、その操舵角θｓでのステアリングシャフト３の回転量に対するモータ２３の回転量の比を乗算することにより求められる。

換算マップＭｃの特性はつぎの通りである。すなわち、比ストロークＣｆが第１の比ストロークＣｆ１（一定）である領域Ａにおいて、換算値θｓｍの絶対値は、操舵角θｓの絶対値が大きくなるほど第１の比ストロークＣｆ１に応じて線形的に大きくなる。また、操舵角θｓの絶対値が大きくなるほど比ストロークＣｆが連続的に増大する領域Ｂにおいて、換算値θｓｍの絶対値は、操舵角θｓの絶対値が増大するにつれて非線形的に大きくなる。これは、ステアリングシャフト３の回転量に対するモータ２３の回転量の比は、比ストロークＣｆの値に応じて変化するからである。また、比ストロークＣｆが第２の比ストロークＣｆ２（一定）である領域Ｃにおいて、換算値θｓｍの絶対値は、操舵角θｓの絶対値が大きくなるほど第２の比ストロークＣｆ２に応じて線形的に大きくなる。

中点演算部７１は、次式（Ａ）で示されるように、相対角センサ２６を通じて検出されるモータ２３の回転角θｍから、換算マップＭｃに基づき得られる換算値θｓｍを減算することにより、モータ中点θｍ０１を演算する。ただし、中点演算部７１は、一度モータ中点θｍ０１を演算した以降、モータ中点θｍ０１の演算を停止する。

θｍ０１＝θｍ－θｓｍ …（Ａ）
このように、比ストロークＣｆが操舵角θｓに応じて変化することを踏まえてモータ中点θｍ０１を演算することにより、理論上はモータ中点θｍ０１を演算する際の操舵角θｓがどのような角度であっても、モータ中点θｍ０１の演算精度を確保することが可能である。すなわち、先の式（Ａ）に基づき演算されるモータ中点θｍ０１は、実際にステアリングホイール２が操舵中立位置に操舵されたときのモータ２３の回転角θｍ（実際のモータ中点）に対して、近似した値となる。

しかし、中点演算部７１においては、つぎのことが懸念される。
図６（ａ）のグラフに示すように、ＥＰＳ１の各構成部材の寸法公差あるいは組付け公差に起因して、操舵角θｓと比ストロークＣｆとの関係が、図６（ａ）のグラフに実線の特性線Ｌ１，Ｌ２で示される実際上の関係と、図６（ａ）のグラフに二点鎖線の特性線Ｌ０で示される理論上の関係とで異なるおそれがある。特に、操舵角θｓに応じて比ストロークＣｆが変化する領域（図２（ａ）における領域Ｂ）においては、比ストロークＣｆに対するＥＰＳ１の各構成部材の寸法公差あるいは組付け公差の影響がより大きく現れる。

たとえば特性線Ｌ１で示されるように、操舵角θｓの絶対値に対する実際上の比ストロークＣｆが特性線Ｌ０で示される理論上の比ストロークＣｆよりも小さな値になることがある。この場合、操舵角θｓの絶対値に対する実際上の比ストロークＣｆと理論上の比ストロークＣｆとの間には差δ１が生じる。ただし、操舵角θｓの絶対値が第１の操舵角θｓ１以下であるとき、および操舵角θｓの絶対値が第４の操舵角θｓ４（＞θｓ２）以上であるとき、操舵角θｓの絶対値に対する実際上の比ストロークＣｆと理論上の比ストロークＣｆとは互いに一致している。

また、特性線Ｌ２で示されるように、操舵角θｓの絶対値に対する実際上の比ストロークＣｆが特性線Ｌ０で示される理論上の比ストロークＣｆよりも大きな値になることもある。この場合、操舵角θｓの絶対値に対する実際上の比ストロークＣｆと理論上の比ストロークＣｆとの間には差δ２が生じる。ただし、操舵角θｓの絶対値が第５の操舵角θｓ５（＜θｓ１）以下であるとき、および操舵角θｓの絶対値が第２の操舵角θｓ２以上であるとき、操舵角θｓに対する実際上の比ストロークＣｆと理論上の比ストロークＣｆとは互いに一致している。

すなわち、図６（ａ）のグラフに示す例においては、操舵角θｓの絶対値が次式（Ｂ），（Ｃ）の範囲外の値であるとき、操舵角θｓに対する実際上の比ストロークＣｆと理論上の比ストロークＣｆとが異なるおそれがある。

０≦│θｓ│≦│θｓ５│ …（Ｂ）
│θｓ４│≦│θｓ│≦│θｓ３│ …（Ｃ）
ここで換算マップＭｃは、ステアリングセンサ３３を通じて検出される操舵角θｓと、この操舵角θｓを理論上の比ストロークＣｆを考慮してモータ２３の回転角θｍに換算した換算値θｓｍとの関係を規定するものである。このため、換算マップＭｃにより規定される操舵角θｓと換算値θｓｍ（モータ２３の回転角θｍ）との理論上の関係が、実際上の操舵角θｓとモータ２３の回転角θｍとの関係と異なるおそれがある。

たとえば、図６（ａ）に特性線Ｌ１で示されるように、操舵角θｓの絶対値に対する実際上の比ストロークＣｆが特性線Ｌ０で示される理論上の比ストロークＣｆよりも小さな値になる場合、操舵角θｓの絶対値に対する実際上のモータ２３の回転角θｍと、理論上の換算値θｓｍとの関係はつぎの通りである。すなわち、図６（ｂ）に特性線Ｌ１１で示されるように、操舵角θｓの絶対値に対する実際上のモータ２３の回転角θｍは、特性線Ｌ１０で示される理論上の換算値θｓｍよりも小さな値になる。この場合、特性線Ｌ１１で示される実際上のモータ２３の回転角θｍと、特性線Ｌ１０で示される理論上の換算値θｓｍとの間には差δθ１が生じる。

また、図６（ａ）に特性線Ｌ２で示される実際上の比ストロークＣｆが特性線Ｌ０で示される理論上の比ストロークＣｆよりも大きな値になる場合、操舵角θｓの絶対値に対する実際上のモータ２３の回転角θｍと理論上の換算値θｓｍとの関係はつぎの通りである。すなわち、図６（ｂ）に特性線Ｌ１２で示されるように、操舵角θｓの絶対値に対する実際上のモータ２３の回転角θｍは、特性線Ｌ１０で示される理論上の換算値θｓｍよりも大きな値になる。この場合、特性線Ｌ１２で示される実際上のモータ２３の回転角θｍと特性線Ｌ１０で示される理論上の換算値θｓｍとの間には差δθ２が生じる。

したがって、換算マップＭｃに基づく換算値θｓｍを使用して得られるモータ中点θｍ０１が、ＥＰＳ１の各構成部材の寸法公差あるいは組付け公差に応じて、実際のモータ中点と異なる値となるおそれがある。

そこで、操舵角θｓに対する理論上の比ストロークＣｆと実際上の比ストロークＣｆとのずれ量がモータ中点θｍ０１の演算に及ぼす影響を抑えることを目的として、操舵角演算部７０には、補正量演算部７２、および加算器７３が設けられている。

補正量演算部７２は、ステアリングセンサ３３を通じて検出される操舵角θｓ、および相対角センサ２６を通じて検出されるモータ２３の回転角θｍを使用して、補正角度θｍ０２を演算する。補正角度θｍ０２は、中点演算部７１により演算されるモータ中点θｍ０１に対する補正量であって、操舵角θｓの絶対値に対する理論上の換算値θｓｍ（モータ２３の回転角θｍ）と実際上のモータ２３の回転角θｍとの差を解消する観点に基づき演算される。

補正量演算部７２は、ステアリングセンサ３３を通じて検出される操舵角θｓに応じた理論上のモータ２３の回転角θｍ（＝換算値θｓｍ）を演算する。補正量演算部７２は、たとえば次式（Ｄ）を使用してモータ２３の回転角θｍを演算する。

θｍ（理論値）＝θｓ×Ｇｒ …（Ｄ）
ただし、「Ｇｒ」は、第１のラックアンドピニオン機構１１の減速比、第２のラックアンドピニオン機構２７の減速比、および減速機構２４の減速比をトータルした減速比である。第１のラックアンドピニオン機構１１の減速比は、つぎのようにして求めることができる。すなわち、図６（ａ）のグラフに示される操舵角θｓの絶対値と比ストロークＣｆとの関係を利用して、ステアリングセンサ３３を通じて検出される操舵角θｓに応じた理論上の比ストロークＣｆを求め、この求められる比ストロークＣｆに基づき第１のラックアンドピニオン機構１１の減速比を演算（換算）する。図６（ａ）のグラフに示される操舵角θｓの絶対値と比ストロークＣｆとの関係は、ＥＣＵ２２の記憶装置にあらかじめ格納されている。

補正量演算部７２は、次式（Ｅ）で示されるように、相対角センサ２６を通じて検出される実際のモータ２３の回転角θｍと、先の式（Ｄ）に基づき演算される理論上のモータ２３の回転角θｍとの差を補正角度θｍ０２として演算する。補正角度θｍ０２は、ＥＰＳ１の各構成部材の寸法公差あるいは組付け公差に起因して生じる操舵角θｓに対する実際上のモータ２３の回転角θｍと理論上の換算値θｓｍ（モータ２３の回転角θｍ）との差δθ１，δθ２（図６（ｂ）参照）と同じ値あるいは近似した値となる。

θｍ０２＝θｍ（実際値）－θｍ（理論値） …（Ｅ）
加算器７３は、中点演算部７１により演算されるモータ中点θｍ０１に対する補正処理として、当該モータ中点θｍ０１と、補正量演算部７２により演算される補正角度θｍ０２とを合算することにより、最終的なモータ中点θｍ０を演算する。

絶対角演算部７４は、加算器７３により演算される最終的なモータ中点θｍ０を使用して、モータ２３の回転角θｍに基づき操舵絶対角θｓａｂを演算する。絶対角演算部７４は、最終的なモータ中点θｍ０を基準点として、基準点からのモータ２３の回転角θｍの変化量に基づき、モータ２３の回転角θｍを３６０°を超える範囲の絶対角で演算する。

モータ２３とステアリングシャフト３とは、第１のラックアンドピニオン機構１１、第２のラックアンドピニオン機構２７および減速機構２４を介して連動する。このため、モータ２３の回転角θｍとステアリングシャフト３（ステアリングホイール２）の回転角である操舵角θｓとの間には相関がある。したがって、モータ２３の回転角θｍに基づき操舵絶対角θｓａｂを求めることができる。

＜第１の実施の形態の作用＞
補正量演算部７２により演算される補正角度θｍ０２を使用して、中点演算部７１により演算されるモータ中点θｍ０１を補正することにより、つぎの作用が得られる。

すなわち、中点演算部７１により演算されるモータ中点θｍ０１に対して、補正量演算部７２により演算される補正角度θｍ０２が加算されることにより、実際のモータ中点θｍ０１と同一または近似した値のモータ中点θｍ０１が得られる。これは、補正角度θｍ０２の絶対値は、理論上の換算値θｓｍと実際上のモータ２３の回転角θｍとの差δθ１，δθ２の絶対値と同じ値または近似した値となるからである。

ここで、次式（Ｆ）で示されるように、中点演算部７１により演算されるモータ中点θｍ０１に補正角度θｍ０２を加算することは、理論上の換算値θｓｍに対して補正角度θｍ０２を加算することと同じである。ただし、次式（Ｆ）は先の式（Ａ）に基づく。

θｍ０１＋θｍ０２＝（θｍ－θｓｍ）＋θｍ０２
＝θｍ－（θｓｍ＋θｍ０２） …（Ｆ）
たとえば、実際上の換算値θｓｍが特性線Ｌ１１で示される正の値である場合、特性線Ｌ１０で示される理論上の換算値θｓｍは特性線Ｌ１１で示される実際上の換算値θｓｍよりも大きな値となる。このため、先の式（Ｅ）に基づき演算される補正角度θｍ０２は、特性線Ｌ１１で示される実際上の換算値θｓｍと特性線Ｌ１０で示される理論上の換算値θｓｍとの間の差δθ１に応じた負の値となる。したがって、特性線Ｌ１０で示される理論上の換算値θｓｍに負の値である補正角度θｍ０２が加算されることにより、特性線Ｌ１０で示される理論上の換算値θｓｍは、特性線Ｌ１１で示される実際上の換算値θｓｍに補正される。すなわち、操舵角θｓの絶対値と換算値θｓｍの絶対値との関係は、特性線Ｌ１０で示される特性から特性線Ｌ１１で示される特性と同一あるいは近似した特性へ変更される。このため、実際上の換算値θｓｍを先の式（Ａ）に適用して得られる最終的なモータ中点θｍ０は、操舵角θｓの絶対値に対する理論上の比ストロークＣｆに応じた値ではなく、ＥＰＳ１の各構成部材の寸法公差あるいは組付け公差が反映された実際上の比ストロークＣｆに応じた値となる。

また、実際上の換算値θｓｍが特性線Ｌ１２で示される正の値である場合、特性線Ｌ１０で示される理論上の換算値θｓｍは特性線Ｌ１２で示される実際上の換算値θｓｍよりも大きな値となる。このため、先の式（Ｅ）に基づき演算される補正角度θｍ０２は、特性線Ｌ１２で示される実際上の換算値θｓｍと特性線Ｌ１０で示される理論上の換算値θｓｍとの間の差δθ２に応じた正の値となる。したがって、特性線Ｌ１０で示される理論上の換算値θｓｍに正の値である補正角度θｍ０２が加算されることにより、特性線Ｌ１０で示される理論上の換算値θｓｍは、特性線Ｌ１２で示される実際上の換算値θｓｍに補正される。すなわち、操舵角θｓの絶対値と換算値θｓｍの絶対値との関係は、特性線Ｌ１０で示される特性から特性線Ｌ１２で示される特性と同一あるいは近似した特性へ変更される。このため、実際上の換算値θｓｍを先の式（Ａ）に適用して得られる最終的なモータ中点θｍ０は、操舵角θｓの絶対値に対する理論上の比ストロークＣｆに応じた値ではなく、ＥＰＳ１の各構成部材の寸法公差あるいは組付け公差が反映された実際上の比ストロークＣｆに応じた値となる。

＜第１の実施の形態の効果＞
したがって、第１の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）操舵角θｓに対する理論上の比ストロークＣｆと実際上の比ストロークＣｆとのずれ量がモータ中点θｍ０の演算に及ぼす影響を抑えるために、当該ずれ量に応じて、中点演算部７１により演算されるモータ中点θｍ０１に対する補正角度θｍ０２が演算される。この補正角度θｍ０２が反映された最終的なモータ中点θｍ０は、ＥＰＳ１の各構成部材の寸法公差あるいは組付け公差に応じた、より正確な値となる。このため、より正確なモータ中点θｍ０が使用されることにより、相対角センサ２６を通じて検出されるモータ２３の回転角θｍに基づく操舵絶対角θｓａｂの演算精度を向上させることができる。

（２）ステアリングセンサ３３を通じて検出される操舵角θｓに対する理論上の比ストロークＣｆと実際上の比ストロークＣｆとのずれ量は、理論上の比ストロークＣｆに基づく換算値θｓｍ（モータ２３の回転角θｍ）と、操舵角θｓに対する実際上のモータ２３の回転角θｍとの差として現れる。このため、理論上の比ストロークＣｆに基づく換算値θｓｍと、操舵角θｓに対する実際上のモータ２３の回転角θｍとの差を補正角度θｍ０２として、中点演算部７１により演算されるモータ中点θｍ０１に反映させることによって、最終的には、より正確なモータ中点θｍ０を得ることができる。

（３）先の式（Ｄ）に基づき演算される理論上のモータ２３の回転角θｍと、相対角センサ２６を通じて検出される実際のモータ２３の回転角θｍとの差が補正角度θｍ０２として演算される。この構成を採用することにより、ステアリングホイール２の操舵中立位置から左右の操舵限界位置までの全操舵範囲において、中点演算部７１により演算されるモータ中点θｍ０１を即時に補正することができる。

（４）電流指令値演算部５１に、補正量演算部７２および加算器７３を設けるだけでよい。このため、ＥＣＵ２２の構成を複雑にすることなくモータ中点θｍ０、ひいては操舵絶対角θｓａｂの精度を確保することができる。

＜第２の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図１～図５に示される第１の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、中点演算部７１により演算されるモータ中点θｍ０１に対する補正角度θｍ０２の演算方法の点で第１の実施の形態と異なる。

理論上、操舵角θｓに対する比ストロークＣｆの傾きの変化点（座標値）におけるＸ軸値である操舵角θｓと、操舵角θｓに対する換算値θｓｍの傾きの変化点（座標値）におけるＸ軸値である操舵角θｓとは互いに一致する。これに対し、実際上、ＥＰＳ１の各構成部材の寸法公差あるいは組付け公差に起因して、操舵角θｓに対する比ストロークＣｆの傾きの変化点におけるＸ軸値である操舵角θｓと、操舵角θｓに対する換算値θｓｍの傾きの変化点におけるＸ軸値である操舵角θｓとは互いに一致しない。本実施の形態では、このことに着目して、モータ中点θｍ０１に対する補正角度θｍ０２を演算する。

ちなみに、操舵角θｓに対する比ストロークＣｆの傾きとは、操舵角θｓの単位変化量に対する比ストロークＣｆの変化量をいう。また、操舵角θｓに対する換算値θｓｍの傾きとは、操舵角θｓの単位変化量に対する換算値θｓｍの変化量をいう。また、変化点とは、操舵角θｓの単位変化量に対する換算値θｓｍの変化量または操舵角θｓの単位変化量に対する比ストロークＣｆの変化量が一定に維持される領域と、これら換算値θｓｍまたは比ストロークＣｆの変化量が変化する領域との境界となる図７（ａ）上の座標値をいう。

図７（ａ），（ｂ）のグラフに示すように、理論上、操舵角θｓに対する換算値θｓｍの傾きの変化点Ｐ１０１のＸ軸値、および操舵角θｓに対する比ストロークＣｆの変化点Ｐ０１のＸ軸値は、共に第１の操舵角θｓ１の絶対値で一致する。また、理論上、操舵角θｓに対する換算値θｓｍの傾きの変化点Ｐ１０２のＸ軸値、および操舵角θｓに対する比ストロークＣｆの変化点Ｐ０２のＸ軸値は、共に第２の操舵角θｓ２の絶対値で一致する。

図７（ａ）に特性線Ｌ１で示されるように、操舵角θｓに対する実際上の比ストロークＣｆが特性線Ｌ０で示される理論上の比ストロークＣｆよりも小さな値になる場合、操舵角θｓに対する換算値θｓｍの傾きの変化点Ｐ１１１のＸ軸値、および操舵角θｓに対する比ストロークＣｆの変化点Ｐ１１のＸ軸値は、共に第６の操舵角θｓ６の絶対値で一致する。ただし、第６の操舵角θｓ６の絶対値は、第１の操舵角θｓ１の絶対値よりも大きく、第２の操舵角θｓ２の絶対値よりも小さい値である。またこの場合、操舵角θｓに対する換算値θｓｍの傾きの変化点Ｐ１１２のＸ軸値、および操舵角θｓに対する比ストロークＣｆの変化点Ｐ１２のＸ軸値は、共に第４の操舵角θｓ４の絶対値で一致する。

図７（ａ）に特性線Ｌ２で示されるように、操舵角θｓに対する実際上の比ストロークＣｆが特性線Ｌ０で示される理論上の比ストロークＣｆよりも大きな値になる場合、操舵角θｓに対する換算値θｓｍの傾きの変化点Ｐ１２１のＸ軸値、および操舵角θｓに対する比ストロークＣｆの変化点Ｐ２１のＸ軸値は、共に第５の操舵角θｓ５の絶対値で一致する。またこの場合、操舵角θｓに対する換算値θｓｍの傾きの変化点Ｐ１２２のＸ軸値、および操舵角θｓに対する比ストロークＣｆの変化点Ｐ２２のＸ軸値は、共に第７の操舵角θｓ７の絶対値で一致する。ただし、第７の操舵角θｓ７の絶対値は、第６の操舵角θｓ６の絶対値よりも大きく、第２の操舵角θｓ２の絶対値よりも小さい値である。

このように、ＥＰＳ１の各構成部材の寸法公差あるいは組付け公差に起因して、操舵角θｓに対するモータ２３の回転角θｍの実際上の傾きの変化点が、操舵角θｓに対する比ストロークＣｆの傾きの理論上の変化点と異なることを利用して、補正量演算部７２は、つぎのようにして補正角度θｍ０２を演算する。

補正量演算部７２は、ステアリングセンサ３３を通じて検出される操舵角θｓおよび相対角センサ２６を通じて検出されるモータ２３の回転角θｍに基づき、操舵角θｓに対するモータ２３の回転角θｍの傾きを定められた演算周期で演算する。補正量演算部７２は、当該演算される傾きの監視を通じて当該傾きの変化点Ｐ１１１，Ｐ１１２，Ｐ１２１，Ｐ１２２を検出する。補正量演算部７２は、操舵角θｓの変化に対して傾きが一定に維持される状態から変化する状態へ移行したときの座標値、および操舵角θｓの変化に対して傾きが変化する状態から一定に維持される状態へ移行したときの座標値を変化点として検出する。

ここでは、図７（ａ）に特性線Ｌ１で示されるように、操舵角θｓの絶対値に対する実際上の比ストロークＣｆが特性線Ｌ０で示される理論上の比ストロークＣｆよりも小さな値になる場合について検討する。

この場合、操舵角θｓの絶対値と実際上のモータ２３の回転角θｍとの関係は、図７（ｂ）の特性線Ｌ１１で表される。このため、たとえばステアリングホイール２が操舵中立位置を起点として操作された場合、操舵角θｓの絶対値が第６の操舵角θｓ６に達するタイミングで傾きの変化点Ｐ１１１が現れる。

補正量演算部７２は、変化点Ｐ１１１が検出されたとき、次式（Ｇ）で表されるように、変化点Ｐ１１１のＸ軸値である第６の操舵角θｓ６の絶対値と、図７（ａ）の特性線Ｌ０上に示される理論上の変化点Ｐ０１のＸ軸値である第１の操舵角θｓ１の絶対値との差δθｘを演算する。ちなみに、補正量演算部７２は図７（ａ）に特性線Ｌ０で示される操舵角θｓに対する理論上の比ストロークＣｆの特性を記憶している。

δθｘ＝θｓ６（実際値）－θｓ１（理論値） …（Ｇ）
この後、補正量演算部７２は、トータルの減速比Ｇｒを使用して、差δθｘをモータ２３の回転角θｍに換算することにより補正角度θｍ０２を演算する。この補正角度θｍ０２は、理論上の特性線Ｌ１０上の変化点Ｐ１０１のＹ軸値（換算値θｓｍ）と、実際上の特性線Ｌ１１上の変化点Ｐ１１１のＹ軸値（回転角θｍ）との差δθｙと同じ値あるいは近似した値となる。この補正量演算部７２により演算される補正角度θｍ０２が中点演算部７１により演算されるモータ中点θｍ０１に加算されることにより、実際のモータ中点θｍ０１と同一または近似した値のモータ中点θｍ０１が得られる。

補正量演算部７２は、つぎの（Ｇ１）～（Ｇ３）の場合においても変化点Ｐ１１１が検出された場合と同様にして補正角度θｍ０２を演算する。
（Ｇ１）車両走行用の駆動源が始動された直後、ステアリングホイール２が変化点Ｐ１１１のＸ軸値と変化点Ｐ１１２のＸ軸値との間の位置を起点として操舵角θｓの絶対値が増加する方向へ向けて操作される場合。この場合、操舵角θｓの絶対値が第４の操舵角θｓ４に達するタイミングで最初の変化点Ｐ１１２が現れる。

（Ｇ２）車両走行用の駆動源が始動された直後、ステアリングホイール２が変化点Ｐ１１２のＸ軸値の絶対値を超えた位置を起点として操舵角θｓの絶対値が減少する方向へ向けて操作される場合。この場合、操舵角θｓの絶対値が第４の操舵角θｓ４に達するタイミングで最初の変化点Ｐ１１２が現れる。

（Ｇ３）車両走行用の駆動源が始動された直後、ステアリングホイール２が変化点Ｐ１１１のＸ軸値と変化点Ｐ１１２のＸ軸値との間の位置を起点として操舵角θｓの絶対値が減少する方向へ向けて操作される場合。この場合、操舵角θｓの絶対値が第６の操舵角θｓ６に達するタイミングで最初の変化点Ｐ１１１が現れる。

また、補正量演算部７２は、図７（ａ）の特性線Ｌ２で示されるように、操舵角θｓに対する実際上の比ストロークＣｆが特性線Ｌ０で示される理論上の比ストロークＣｆよりも大きな値になる場合に変化点Ｐ１２１，Ｐ１２２が検出されたときにも、前述と同様にして補正角度θｍ０２を演算する。

したがって、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の（１），（４）の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
（５）ステアリングセンサ３３を通じて検出される操舵角θｓに対する理論上の比ストロークＣｆと実際上の比ストロークＣｆとのずれ量は、操舵角θｓに対するモータ２３の回転角θｍの実際上の傾きの変化点における操舵角θｓと、操舵角θｓに対する比ストロークＣｆの理論上の傾きの変化点における操舵角θｓとの差として現れる。このため、実際上の傾きの変化点における操舵角θｓと理論上の傾きの変化点における操舵角θｓとの差をモータ２３の回転角θｍに換算した値を補正角度θｍ０２として、中点演算部７１により演算されるモータ中点θｍ０１に反映させることによって、最終的には、より正確なモータ中点θｍ０を得ることができる。

＜第３の実施の形態＞
つぎに、操舵制御装置の第３の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図１～図５に示される第１の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、中点演算部７１により演算されるモータ中点θｍ０１に対する補正角度θｍ０２の演算方法の点で第１の実施の形態と異なる。

補正量演算部７２は、次式（Ｉ）で示すように、理論上のモータ２３の回転角θｍと、相対角センサ２６を通じて検出される実際のモータ２３の回転角θｍとの差δθｍを演算する。ただし、理論上のモータ２３の回転角θｍは、先の式（Ｄ）に基づき演算される。

δθｍ＝θｍ（実際値）－θｍ（理論値） …（Ｉ）
補正量演算部７２は、式（Ｉ）に基づき演算される差δθｍを積分し、この積分値δｉｖに基づき補正角度θｍ０２を演算する。

ここでは、先の図６（ａ）に特性線Ｌ１で示されるように、操舵角θｓに対する実際上の比ストロークＣｆが特性線Ｌ０で示される理論上の比ストロークＣｆよりも小さな値になる場合を一例として挙げる。この場合、操舵角θｓの絶対値と、差δθｍの積分値δｉｖとの関係は、つぎの通りである。

図８のグラフに示すように、ステアリングホイール２の位置が操舵中立位置（θｓ＝０）を基準として第１の操舵角θｓ１の絶対値に達するまでの期間、回転角θｍの理論値と実際値との間に差δθｍが生じないため、操舵角θｓの絶対値の増加に対し積分値δｉｖは「０（零）」に維持される。ステアリングホイール２の位置が第１の操舵角θｓ１の絶対値に達した以降、第４の操舵角θｓ４の絶対値に達するまでの期間、回転角θｍの理論値と実際値との間に一定でない差δθｍが生じるため、積分値δｉｖは操舵角θｓの絶対値の増加に対して非線形的に徐々に増加する。ステアリングホイール２の位置が第４の操舵角θｓ４の絶対値に達した以降は、回転角θｍの理論値と実際値との間に一定の差δθｍが生じるため、操舵角θｓの絶対値の増加に対して積分値δｉｖは線形的に増加する。

ちなみに、先の図６（ａ）に示すように、第１の操舵角θｓ１は、操舵角θｓの絶対値の増加に対して比ストロークＣｆの値が変化する理論上の領域の起点となる角度である。第６の操舵角θｓ６は、操舵角θｓの絶対値の増加に対して比ストロークＣｆの値が変化する実際上の領域の起点となる角度である。第４の操舵角θｓ４は、操舵角θｓの絶対値の増加に対して比ストロークＣｆの値が変化する実際上の領域の終点となる角度である。

補正量演算部７２は、補正量演算マップＭｒを使用して補正角度θｍ０２を演算する。補正量演算マップＭｒは、差δθｍの積分値δｉｖと補正角度θｍ０２の絶対値との関係を規定する。積分値δｉｖに対する補正角度θｍ０２は、操舵角θｓの絶対値に対する理論上の換算値θｓｍ（モータ２３の回転角θｍ）と実際上のモータ２３の回転角θｍとの差を解消する観点に基づき設定されている。図９のグラフに示すように、補正量演算マップＭｒは、積分値δｉｖが増加するにつれて、補正角度θｍ０２の絶対値が線形的に増加する特性を有している。

ただし、補正量演算マップＭｒにおける積分値δｉｖは、ステアリングセンサ３３を通じて検出される操舵角θｓの絶対値が、操舵角θｓの変化に対して積分値δｉｖが非線形的に変化する角度領域（│θｓ１│～│θｓ４│）を経て、操舵角θｓの変化に対して積分値δｉｖが線形的に変化する角度領域（│θｓ４│～│θｓ３│）、または操舵角θｓの変化に対して積分値δｉｖが「０」で一定となる角度領域（０～│θｓ１│）に達したときの値である。具体的な一例としては、補正量演算マップＭｒにおける積分値δｉｖは、ステアリングホイール２の舵角位置が操舵中立位置（θｓ＝０）を基準として第４の操舵角θｓ４の絶対値以上の舵角位置に達した時点における値である。

補正量演算部７２により演算される補正角度θｍ０２が中点演算部７１により演算されるモータ中点θｍ０１に加算されることにより、実際のモータ中点θｍ０１に、より近似した値のモータ中点θｍ０１が得られる。

なお、先の図６（ａ）に特性線Ｌ２で示されるように、操舵角θｓに対する実際上の比ストロークＣｆが特性線Ｌ０で示される理論上の比ストロークＣｆよりも大きな値になる場合についても、理論上のモータ２３の回転角θｍと、実際のモータ２３の回転角θｍとの差δθｍの積分値δｉｖに基づき補正角度θｍ０２を演算することができる。

したがって、第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態の（１），（４）の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
（６）理論上の比ストロークＣｆに基づく換算値θｓｍと、操舵角θｓに対する実際上のモータ２３の回転角θｍとの差δθｍの積分値δｉｖに応じた補正角度θｍ０２を、中点演算部７１により演算されるモータ中点θｍ０１に反映させることによって、最終的に、より正確なモータ中点θｍ０を得ることができる。

（７）補正量演算部７２は、ステアリングセンサ３３を通じて検出される操舵角θｓの絶対値が、操舵角θｓの変化に対して積分値δｉｖが非線形的に変化する角度領域（│θｓ１│～│θｓ４│）を経て、操舵角θｓの変化に対して積分値δｉｖが線形的に変化する角度領域（│θｓ４│～│θｓ３│）、または操舵角θｓの変化に対して積分値δｉｖが一定となる角度領域（０～│θｓ１│）に達したとき、積分値δｉｖに応じた補正角度θｍ０２を演算する。

ここで、操舵角θｓに対する理論上の比ストロークＣｆに基づく換算値θｓｍと、操舵角θｓに対する実際上のモータ２３の回転角θｍとの間に差δθｍが存在する場合、操舵角θｓの絶対値の増加に対して積分値δｉｖも増加する。操舵角θｓの変化に対して差δθｍの値が一定であるとき、操舵角θｓの増加に対して積分値δｉｖは線形的に増加する。また、操舵角θｓの変化に対して差δθｍの値が変化するとき、操舵角θｓの増加に対して積分値δｉｖは非線形的に増加する。これに対し、操舵角θｓに対する理論上の比ストロークＣｆに基づく換算値θｓｍと、操舵角θｓに対する実際上のモータ２３の回転角θｍとの間に差δθｍが存在しない場合、操舵角θｓの絶対値の増加に対して積分値δｉｖの増加量は「０」となる。

そして、操舵角θｓの変化に対して積分値δｉｖが非線形的に変化する角度領域は、操舵角θｓに対して比ストロークＣｆが変化する角度領域を含む。これは、操舵角θｓに対して比ストロークＣｆが変化する角度領域は、操舵機構２０の各構成部材の寸法公差などの影響を最も受けやすい領域であるため、操舵角θｓの変化に対する差δθｍが一定の値に維持されにくいからである。このため、操舵角θｓの変化に対して積分値δｉｖが非線形的に変化する角度領域は、全操舵範囲において、操舵角θｓに対する理論上の比ストロークＣｆに基づく換算値θｓｍと、操舵角θｓに対する実際上のモータ２３の回転角θｍとの間の差δθｍに操舵機構２０の各構成部材の寸法公差などの影響が最も反映される領域であるといえる。

したがって、操舵角θｓの絶対値が、操舵角θｓの変化に対して積分値δｉｖが非線形的に変化する角度領域を経て、操舵角θｓの変化に対して積分値δｉｖが線形的に変化する角度領域、または操舵角θｓの変化に対して積分値δｉｖが一定となる角度領域に達したときの積分値δｉｖには、全操舵範囲のうち最も操舵機構２０の各構成部材の寸法公差などの影響を受けやすい角度領域における差δθｍが反映される。当該差δθｍが反映された積分値δｉｖに応じた補正角度θｍ０２をモータ中点θｍ０１に反映させることによって、より正確なモータ中点θｍ０を得ることができる。

ちなみに、補正量演算部７２は、ステアリングセンサ３３を通じて検出される操舵角θｓの絶対値が、操舵角θｓの変化に対して積分値δｉｖが非線形的に変化する角度領域（│θｓ１│～│θｓ４│）を経て、ストロークエンド近傍の第３の操舵角θｓ３の絶対値、または操舵角θｓの変化に対して積分値δｉｖが一定となる角度領域（０～│θｓ１│）に達したとき、積分値δｉｖに応じた補正角度θｍ０２を演算するようにしてもよい。このときの積分値δｉｖには、操舵角θｓの絶対値が、操舵角θｓの変化に対して積分値δｉｖが非線形的に変化する角度領域（│θｓ１│～│θｓ４│）、および操舵角θｓの変化に対して積分値δｉｖが線形的に変化する角度領域（│θｓ４│～│θｓ３│）における差δθｍが反映される。このため、より適切な積分値δｉｖに応じた補正角度θｍ０２をモータ中点θｍ０１に反映させることができる。

また、補正量演算部７２は、ステアリングセンサ３３を通じて検出される操舵角θｓの絶対値が、ステアリングホイール２の全操舵範囲を経た後、積分値δｉｖに応じた補正角度θｍ０２を演算するようにしてもよい。このときの積分値δｉｖには、ステアリングホイール２の全操舵範囲におけるδθｍが反映される。より適切な積分値δｉｖに応じた補正角度θｍ０２をモータ中点θｍ０１に反映させることによって、より正確なモータ中点θｍ０を得ることができる。

＜他の実施の形態＞
なお、第１～第３の実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・基本アシスト制御量演算部６１は操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに基づき基本アシスト制御量Ｉ１^＊を演算するようにしたが、車速Ｖを考慮しなくてもよい。

・最終的なモータ中点θｍ０を基準としてモータ２３の回転角θｍ（相対角）に基づきモータ２３の３６０°を超える多回転の絶対角を演算し、この演算されるモータ２３の絶対角に基づき操舵絶対角θｓａｂを演算したが、つぎのようにしてもよい。すなわち、最終的なモータ中点θｍ０を基準としたモータ２３の絶対角をＥＰＳ１の制御で使用される操舵絶対角（いわゆる制御舵角）としてもよい。

・操舵角演算部７０を電流指令値演算部５１に設けたが、電流指令値演算部５１とは別の演算部として設けてもよい。
・操舵角θｓに応じた比ストロークＣｆの変化の態様は、ＥＰＳ１の製品仕様などに応じて適宜変更してもよい。例えば図６（ａ）のグラフにおける第１の操舵角θｓ１から第３の操舵角θｓ３までの角度領域において、操舵角θｓの絶対値が増大するにつれて比ストロークＣｆが連続的に大きくなるように、あるいは連続的に小さくなるように、第１のラック歯５ａの諸元を変更してもよい。

・操舵補助機構２１は、第２のラックアンドピニオン機構２７を介してモータ２３の回転をラック軸５の往復動に変換したが、例えばボール螺子機構などの他の動力変換機構を介してモータ２３の回転をラック軸５の往復動に変換してもよい。

・中点演算部７１は、操舵角θｓに対する比ストロークＣｆだけでなく、さらにトーションバー３１ａの捩れ量を考慮してモータ中点θｍ０１を演算してもよい。トーションバー３１ａの捩れ量は、たとえば操舵トルクＴｈおよびトーションバー３１ａの弾性係数に基づき演算される。このようにすれば、より正確なモータ中点θｍ０１、ひいては最終的なモータ中点θｍ０を演算することができる。

・ＥＣＵ２２は、換算マップＭｃを参照することにより、ステアリングセンサ３３を通じて検出される操舵角θｓをモータ２３の回転角θｍに換算した換算値θｓｍを演算したが、他の方法により換算値θｓｍを演算してもよい。例えばＥＣＵ２２は、ステアリングセンサ３３を通じて検出される操舵角θｓを変数とする関数式に基づいて換算値θｓｍを演算してもよい。

・第２のラックアンドピニオン機構２７として可変ギヤ比（バリアブルギヤレシオ）型のものを採用してもよい。すなわち、第２のラック歯５ｂの諸元がラック軸５における軸方向位置に応じて異なるように設定されることによって、比ストローク（ここでは、ピニオン軸２５、ひいてはモータ２３が１回転したときのラック軸５の移動距離）がピニオン軸２５、ひいてはモータ２３の回転角に応じて変化する。この場合、換算マップＭｃの換算値θｓｍは、ピニオン軸９の回転に対する理論上の比ストロークおよびピニオン軸２５（モータ２３）の回転に対する理論上の比ストロークを考慮して設定される。このようにすれば、ピニオン軸９の回転に対する比ストロークと、ピニオン軸２５（モータ２３）の回転に対する比ストロークとが異なっている場合であれ、換算マップＭｃを使用することによって、操舵角θｓに対する適切な換算値θｓｍ、ひいては適切なモータ中点θｍ０１を得ることができる。

２…ステアリングホイール、５…ラック軸（転舵軸）、９…ピニオン軸、１１…第１のラックアンドピニオン機構、２０…操舵機構、２２…ＥＣＵ（操舵制御装置）、２３…モータ、２４…減速機構、２６…相対角センサ、３３…ステアリングセンサ（絶対角センサ）、６１…基本アシスト制御量演算部（第１の演算部）、６２…補償制御量演算部（第２の演算部）、６３…加算器（第３の演算部）、７１…中点演算部、７２…補正量演算部、７３…加算器、７４…絶対角演算部、Ａ…領域（第１の領域）、Ｂ…領域（第２の領域）、Ｃ…領域（第３の領域）、Ｉ^＊…電流指令値（最終的な制御量）、Ｉ１^＊…基本アシスト制御量（第１の制御量）、Ｉ２^＊…補償制御量（第２の制御量）、Ｔｈ…操舵トルク、θｍ…モータの回転角、θｍ０１…モータ中点、θｓ…操舵角、θｓａｂ…操舵絶対角、θｓｍ…換算値、θｓ…第１の操舵角、Ｃｆ…比ストローク、Ｃｆ１…第１の比ストローク、Ｃｆ２…第２の比ストローク。

Claims (6)

1. 可変ギヤ比型のラックアンドピニオンを有する操舵機構に付与される動力を発生するモータを操舵状態に応じて制御する操舵制御装置であって、
   絶対角センサを通じて検出される操舵角を理論上の比ストロークを考慮して前記モータの回転角に換算した換算値を相対角センサを通じて検出される前記モータの回転角から減算することにより操舵中立位置に対応するモータの回転角であるモータ中点を演算し、この演算されるモータ中点および前記相対角センサを通じて検出される前記モータの回転角に基づき操舵角を絶対角で演算する操舵角演算部を有し、
   前記操舵角演算部は、前記絶対角センサを通じて検出される操舵角に対する理論上の比ストロークと実際上の比ストロークとのずれ量が前記モータ中点の演算に及ぼす影響を抑えるべく前記ずれ量に応じて前記モータ中点に対する補正量を演算する操舵制御装置。
2. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
   前記操舵角演算部は、前記絶対角センサを通じて検出される操舵角に対する前記換算値と、前記絶対角センサを通じて検出される操舵角に対する実際上の前記モータの回転角との差を前記ずれ量として検出し、この検出される差を前記補正量として前記モータ中点に反映させる操舵制御装置。
3. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
   前記操舵角演算部は、前記絶対角センサを通じて検出される操舵角に対する前記モータの回転角の実際上の傾きの変化点における操舵角と、前記絶対角センサを通じて検出される操舵角に対する比ストロークの理論上の傾きの変化点における操舵角との差を前記ずれ量として検出し、この検出される操舵角の差を前記モータの回転角に換算した値を前記補正量として前記モータ中点に反映させる操舵制御装置。
4. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
   前記操舵角演算部は、前記絶対角センサを通じて検出される操舵角に対する前記換算値と、前記絶対角センサを通じて検出される操舵角に対する実際上の前記モータの回転角との差の積分値を前記ずれ量として検出し、この検出される積分値に応じて前記補正量を演算する操舵制御装置。
5. 請求項４に記載の操舵制御装置において、
   理論上の前記比ストロークは、操舵角の絶対値が第１の操舵角以下である操舵中立位置近傍の第１の領域では第１の比ストロークで一定となるように、操舵角の絶対値が前記第１の操舵角よりも大きくかつ第２の操舵角以下である第２の領域では操舵角の絶対値が増大するにつれて徐々に大きくなるように、操舵角の絶対値が前記第２の操舵角よりも大きな値となる操舵限界位置近傍の第３の領域では第２の比ストロークで一定となるように設定されていて、
   前記操舵角演算部は、前記絶対角センサを通じて検出される操舵角の絶対値が、操舵角の変化に対して前記積分値が非線形的に変化する角度領域を経て、操舵角の変化に対して前記積分値が線形的に変化する角度領域または一定となる角度領域に達したとき、前記積分値に応じた前記補正量を演算する操舵制御装置。
6. 請求項１～請求項５のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
   操舵トルクに応じて前記モータに対する第１の制御量を演算する第１の演算部と、
   操舵角に基づき前記モータに対する補償制御量として第２の制御量を演算する第２の演算部と、
   前記第１の制御量と前記第２の制御量とを合算することにより前記モータに対する最終的な制御量を演算する第３の演算部と、を有し、
   前記第２の演算部は、前記操舵角演算部により演算される操舵角を使用して前記第２の制御量を演算する操舵制御装置。

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