JP3839248B2 - 電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents

Description

【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に係る制御装置の概略を示す。
【０００３】
ステアリングホイール４１に連結したステアリングシャフト４２には、トーションバー４３が設けられている。このトーションバー４３には、トルクセンサ４４が装着されている。そして、ステアリングシャフト４２が回転してトーションバー４３に力が加わると、加わった力に応じてトーションバー４３が捩れ、その捩れをトルクセンサ４４が検出している。
【０００４】
又、ステアリングシャフト４２には減速機４５が固着されている。この減速機４５には、モータ４６の回転軸に取着したギア４７が噛合されている。さらに、減速機４５にはピニオンシャフト４８が固着されている。ピニオンシャフト４８の先端には、ピニオン４９が固着されるとともに、このピニオン４９はラック５１と噛合している。
【０００５】
ラック５１の両先端には、タイロッド５２が固設されている。このタイロッド５２の両端には、ナックル５３が回動可能に連結されている。このナックル５３には、前輪５４が固着されている。又、ナックル５３は、クロスメンバ５５に回動可能に連結されている。
【０００６】
従って、モータ４６が回転すると、その回転数は減速機４５によって減少されてピニオンシャフト４８に伝達され、ラック＆ピニオン機構５０を介してラック５１に伝達される。そして、ラック５１に固設されたタイロッド５２に連結されたナックル５３は、モータ４６の回転方向に応じて右方向又は左方向に移動する。なお、前輪５４には車速センサ５６が設けられている。
【０００７】
そして、前記モータ４６の回転数及び回転方向は、モータ駆動装置５７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５７がモータ４６に供給するアシスト電流は、モータ駆動装置５７を制御するアシスト電流決定手段５８によって演算されている。アシスト電流決定手段５８は、トルクセンサ４４からの検出信号ＶＴからその時々のステアリングホイール４１の操舵トルクＴｈを演算するとともに、車速センサ５６からの検出信号からその時々の車速Ｖを演算する。
【０００８】
そして、アシスト電流決定手段５８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、アシスト電流決定手段５８内のメモリに予め記憶したアシストマップから求められる。そして、アシスト電流決定手段５８はアシストトルクを発生させるモータ４６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。
【０００９】
しかし、前記アシストマップはある特定の路面反力状況（例えば平坦アスファルト路）で設定した値であって、路面反力状況が変わってしまう、すなわち、雪路等の低μ路やタイヤの空気圧低下、タイヤの諸元（摩耗、タイヤ種類等）が変わると、路面反力が変わり、そのため操舵力が変化してしまい、フィーリングの悪化を招いていた。
【００１０】
又、操舵角θに対する操舵トルクＴｈの立ち上がり（ビルドアップ感）を操舵フィーリングの判定の指標としているが、前記制御装置においては、操舵トルクＴｈと車速Ｖに対しアシスト電流を決定しているため、操舵角θに対し所定の操舵トルクＴｈを出す（すなわち、ビルドアップ感を出す）ためのマップデータを設定することが非常に難しい問題があった。
【００１１】
又、早い操舵等をしてモータや減速機等による慣性、粘性による外乱トルクが発生すると、アシスト電流決定手段ではこの外乱トルクを打ち消すことができないため、別途慣性、粘性を打ち消す制御が必要であった。
【００１２】
又、左右に操舵した時の操舵トルクＴｈのヒステリシスのコントロールが自由に設定できず、理想の操舵フィーリングを実現するための自由度が低い問題があった。
【００１３】
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、操舵角θ、車速Ｖに応じて目標操舵トルクＴｈ＊を設定し、操舵トルクＴｈと目標操舵トルクＴｈ＊及びモータ電流Ｉｍによりアシスト電流指令値を決定してモータを制御（以下、ＭＡ−ＭＴ制御という。）する装置を提案している。
【００１４】
すなわち、ステアリングシャフト４２の操舵角θを検出する操舵角センサ５９（図１７においては２点鎖線で示す）を設け、この装置のアシスト電流決定手段５８は、操舵角センサ５９からの操舵角θと車速Ｖに基づいて目標操舵トルクＴｈ＊を設定する。
【００１５】
さらに、操舵トルクＴｈ、前記目標操舵トルクＴｈ＊、及びモータのモータ電流Ｉｍと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。
この結果、車速Ｖと操舵角θに対する目標操舵トルクＴｈ＊を自由に設定でき、操舵角θに対する操舵トルクＴｈの傾きが容易に設定可能となり、ビルドアップ感の適合が容易に行われる。又、路面反力が低下したり、モータ６やモータに接続される減速機等による粘性や慣性により実操舵トルクが減少したり、増加したりしても、操舵トルクＴｈが目標操舵トルクＴｈ＊となるようにアシスト電流（アシスト電流指令値）を調整する作用が働き、安定した操作フィーリングの提供が可能となる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようにＭＡ−ＭＴ制御を行う制御装置においては、操舵角センサで検出した操舵角θと車速Ｖとに応じて目標操舵トルクＴｈ＊を設定している。しかし、路面反力が変化しても、目標操舵トルクＴｈ＊は車速Ｖと操舵角θに対して一義的に決まって制御されるため、例えば路面反力が低い凍結路を走行しても乾燥アスファルト路を走行している場合と同じような操舵フィーリングとなる。
【００１７】
又、バンクを走行している場合に、例えば右上から左下に傾斜しているバンクを走行すると、通常油圧パワーステアリング装置等では、右操舵すると重く、左操舵すると、軽くなるが、ＭＡ−ＭＴ制御では左右とも同一の操舵フィーリングとなる。
【００１８】
このようにＭＡ−ＭＴ制御を行うと、路面情報（路面μ、路面の傾斜等）が運転者に伝わらない（伝わりにくい）ため、不自然な操舵フィーリングとなる問題があった。
【００１９】
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、その目的は路面の反力が小さい場合や、大きい場合において、ステアリングホイールから運転者に伝わってくる路面反力情報が失われることなく、かつ路面の反力の変化に応じて走行安定性に優れた操舵フィーリング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。
【００２０】
【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、アシスト電流指令値に基づいてモータを駆動制御する制御手段を備えた電動パワーステアリング装置の制御装置において、モータ電流値に基づいて、あるいはモータ電流値と操舵トルクに基づいて路面の反力を推定する推定手段と、入力した操舵角、車速、及び前記推定手段により推定した路面の反力に基づいて目標操舵トルクを設定する目標操舵トルク設定手段と、操舵トルク、前記目標操舵トルク、及び前記モータのモータ電流値に基づいてアシスト電流指令値を演算するアシスト電流演算手段と、を備え、前記推定手段は、右操舵と左操舵に応じて、路面摩擦係数をそれぞれ推定し、その路面摩擦係数を介して路面の反力を推定するものであることを要旨とする。
【００２２】
請求項２の発明は、請求項１において、前記推定手段は、路面摩擦係数を推定するに当たり、過去に推定した路面摩擦係数を加味したなまし処理を行うことを要旨とする。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記推定手段が推定した路面摩擦係数が異常値か否かを検出する異常検出手段と、前記異常検出手段が異常検出する以前の正常な路面摩擦係数を記憶する記憶手段を備え、前記異常検出手段が、前記推定手段の推定した路面摩擦係数を異常値であると検出したとき、前記推定手段は、前記記憶手段に記憶した正常な路面摩擦係数を推定した値と置き換え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、制御手段は、アシスト電流指令値に基づいてモータを駆動制御する。推定手段は、モータ電流値に基づいて、あるいはモータ電流値と操舵トルクに基づいて路面の反力を推定する。目標操舵トルク設定手段は、入力した操舵角、車速、及び推定手段により推定した路面の反力に基づいて目標操舵トルクを設定する。アシスト電流演算手段は、操舵トルク、前記目標操舵トルク、及び前記モータのモータ電流値に基づいてアシスト電流指令値を演算する。そのため、路面の反力が小さければ路面反力情報が失われない程度に目標操舵トルクを小さく設定し、路面の反力が大きければ目標操舵トルクを大きく設定する。
【００２４】
そして、前記推定手段は、右操舵と左操舵に応じて、路面摩擦係数をそれぞれ推定し、その路面摩擦係数を介して路面の反力を推定する。
【００２５】
請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の作用に加えて、前記推定手段は、路面摩擦係数を推定するに当たり、過去に推定した路面摩擦係数を加味したなまし処理を行う。
【００２６】
請求項３に記載の発明においては、請求項１又は請求項２に記載の作用に加えて、異常検出手段は、前記推定手段が推定した路面摩擦係数が異常値か否かを検出する。記憶手段は、前記異常検出手段が異常検出する以前の正常な路面摩擦係数を記憶する。前記異常検出手段が、前記推定手段の推定した路面摩擦係数を異常値であると検出したとき、前記推定手段は、前記記憶手段に記憶した正常な路面摩擦係数を推定した値と置き換える。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を、自動車に搭載したラックアシスト型の電動パワーステアリング装置の制御装置に具体化した実施形態を図１〜図１３に従って説明する。
【００２８】
図１は、電動パワーステアリング装置の概略を示す。
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。なお、説明の便宜上、ステアリングホイールを以下、ハンドルということがある。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、すなわ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。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。
【００２９】
又、ステアリングシャフト２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。前記ラック１０とピニオン９とによりラック＆ピニオン機構１１が構成されている。前記ラック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、タイヤとしての前輪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。
【００３０】
又、ラック１０と同軸的に配置された電動モータ（以下、モータという）６は、モータ６が発生した補助操舵力をボールナット機構６ａを介してラック１０に伝達する。
【００３１】
従って、モータ６が回転すると、その回転数はボールナット機構６ａによって減少されてラック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。
【００３２】
前輪１４には、車速センサ１６が設けられている。
次に、前記電動パワーステアリング装置の制御装置２０の電気的構成を図１に示す。
【００３３】
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を示す信号を出力している。操舵角センサ１７はステアリングシャフト２の操舵角θを示す操舵角信号を出力している。車速センサ１６は、その時の車速Ｖを前輪１４の回転数に相対する検出信号を制御装置２０へ出力する。又、制御装置２０には、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。
【００３４】
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。
【００３５】
このＲＯＭ２２には、ＣＰＵ２１により実行される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。ＲＡＭ２３は記憶手段に相当する。
【００３６】
前記ＣＰＵ２１は、制御手段、推定手段、目標操舵トルク設定手段、異常検出手段、アシスト電流演算手段に相当する。
（路面摩擦係数μの推定）
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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１１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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
次に、図２〜図８を参照して、アシスト制御を説明する。
なお、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。
【００４３】
図２は、ＣＰＵ２１の制御ブロック図である。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６及び図７は、ＣＰＵ２１内部の構成はＣＰＵ２１がプログラムによって実行する処理機能を制御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。
【００４４】
以下、ＣＰＵ２１の機能と動作を説明する。
ＣＰＵ２１は、図２に示すように位相補償器３０，３５、アシスト電流演算手段として電流指令値演算部３１、目標操舵トルク設定手段として目標操舵トルク設定部３２、減算器３３、電流制御部３４、推定手段としての路面μ推定部１００等の機能を備えている。前記ＣＰＵ２１には、後述する電流制御部３４を備え、電流制御部３４では、モータ電流がアシスト指令電流値となるようにモータ６をＰＷＭ演算を行い、その演算結果に基づいて駆動するようにされている。
【００４５】
（操舵角θの検出処理）
操舵角センサ１７が出力した操舵角信号を、位相補償器３５に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、目標操舵トルク設定部３２及び路面μ推定部１００に出力する。
【００４６】
詳しく説明すると、位相補償器３５は図３に示すように微分器３６とゲイン乗算部３７と、加算器３８とから構成されている。
微分器３６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θＶを求め、ゲイン乗算部３７では、その操舵角速度θＶに予め設定したゲインＴを乗算した値θＶ・Ｔを加算器３８に出力する。前記ゲインＴは、操舵角信号の位相遅れにより、操舵角信号に対する操舵トルク（実操舵トルク）が狙った目標操舵トルクＴｈ＊に一致しない現象が生じないように予め試験等よって得られた値に基づいて定められている。加算器３８は、操舵角信号に対してθＶ・Ｔ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、目標操舵トルク設定部３２及び路面μ推定部１００に出力する。
【００４７】
（路面μの推定処理）
図２に示すように前記路面μ推定部１００は、位相補償器３５から操舵角θ、車速センサ１６から車速Ｖ、トルクセンサ４から操舵トルクＴｈ、モータ駆動電流センサ１８からモータ電流Ｉｍを入力し、右操舵評価関数比（右操舵路面反力情報）αｒ、左操舵評価関数比（左操舵路面反力情報）αｌの設定を行う。
【００４８】
具体的に、右操舵評価関数比αｒ、左操舵評価関数比αｌの設定の仕方を、ＣＰＵ２１が実行する路面μ推定制御プログラムのフローチャート（図５，６参照）に従って説明する。
【００４９】
この路面μ推定制御プログラムのフローチャートは、定時割り込みで実行される。
まず、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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
Ｓ８のモータトルクＴｍ演算の処理の後、Ｓ９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Ｓ１０に移行し、操舵角θ＜０の場合には左操舵であるとして、Ｓ２０に移行する。
【００５８】
ここでＳ１０〜Ｓ１６は右操舵評価関数比αｒの算出処理ルーチンであり、又、Ｓ２０〜Ｓ２６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、Ｓ１０では、右操舵瞬時評価関数ｆｒを算出する。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。
【００５９】
ｆｒ＝Ｔｍ・Ｇ＋Ｔｈ
Ｇは前記したように減速比（定数）である。
次のＳ１１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８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。
【００６０】
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。
【００６１】
そして、右操舵瞬時評価関数ｆｒと、基準路評価関数ｆ０とに基づいて評価関数比（以下、右操舵暫定評価関数比という。）αｒｘ（＝ｆｒ／ｆ０）を算出する。すなわち、Ｓ１１では、右操舵暫定評価関数比αｒｘの算出は、瞬時路面μの演算が行われたことに相当する。
【００６２】
続く、Ｓ１２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。図７はなまし処理の詳細を示すフローチャートである。
まず、Ｓ３０において、加重平均回数値Ｎ２をインクリメントする。続く、Ｓ３１において、積算値Σαｒを演算する。Σαｒの算出は、前回の制御サイクル時に算出した積算値Σαｒに対して、今回求めた右操舵暫定評価関数比αｒｘを加算するものである。
【００６３】
従って、積算値Σαｒ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、Ｓ３２においては、積算回数チェックを行う。すなわち、Ｓ３０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。
【００６４】
Ｓ３２において、加重平均回数値Ｎ２がＮ１以下であれば、Ｓ３３において、Ｓ３１で算出した積算値Σαｒ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にかかる右操舵評価関数比αｒを算出し、このフローを抜け出る。
【００６５】
前記Ｓ３２において、加重平均回数値Ｎ２がＮ１を越えていれば、Ｓ３４において、加重平均処理を行う。すなわち、Ｓ３１で算出した積算値Σαｒから、前回の制御サイクル時に記憶した右操舵評価関数比αｒを減算したものを今回制御サイクル時の積算値Σαｒとし、ＲＡＭ２３に記憶する。
【００６６】
さらに、Ｓ３４においては、前記算出した今回制御サイクル時の積算値Σαｒ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にかかる右操舵評価関数比αｒを算出した上で、ＲＡＭ２３に記憶する。又、Ｓ３４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Ｓ３２の処理が終了すると、このフローを抜け出る。
【００６７】
前記Ｓ３３、Ｓ３４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にかかる右操舵評価関数比αｒを算出する。この右操舵評価関数比αｒの演算は、図２においては、路面μ推定部（路面μ推定手段）１００で実行される。
【００６８】
話しは図６の路面μ推定制御プログラムのフローチャートに戻るが、次のＳ１３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、Ｓ１２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 ，αｒmax 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。
【００６９】
αｒ＜αｒmin 又は、αｒ＞αｒmax の場合には、異常値であるとしてＳ１７に移行する。
αｒがαｒmin ≦αｒ≦αｒmax であれば、Ｓ１４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、Ｓ１５において、｜Δαｒ｜＜Δαｒmax であるか否かを判定する。すなわち、Ｓ１４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 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。
【００７０】
｜Δαｒ｜≧Δαｒmax の場合には、異常値であるとしてＳ１７に移行する。又、｜Δαｒ｜＜Δαｒmax である場合には、正常値であるとしてＳ１６に移行し、ＲＡＭ２３の所定領域である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。
【００７１】
前記Ｓ１３及びＳ１５から、Ｓ１７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。
【００７２】
このＳ１７にて行う処理は、今回制御サイクル時に算出したαｒがαｒmin よりも小さい、又はαｒmax よりも大きい、あるいは、｜Δαｒ｜が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。
【００７３】
次に、Ｓ９において、操舵角θ＜０の場合、左操舵であるとして、Ｓ２０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、２０番台を付している（Ｓ２０〜Ｓ２６参照）。
【００７４】
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。
【００７５】
又、左操舵評価関数比αｌの算出ルーチンのＳ２２においての加重平均処理では、図７に示すＳ３０〜Ｓ３４に相当する処理がなされるが、この各ステップにおいて、右操舵評価関数比αｒは左操舵評価関数比αｌに、読み替えるものとする。又、同じく積算値Σαｒは、積算値Σαｌ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）に読み替えることによって、その説明となるので、ここでは繰り返さない。
【００７６】
（ＭＡ−ＭＴ制御）
（目標操舵トルクＴｈ＊の設定）
次に、ＭＡ−ＭＴ制御を実行するための目標操舵トルクＴｈ＊の設定について説明する。
【００７７】
図２に示すように、目標操舵トルク設定部３２は、車速センサ１６から車速Ｖ、操舵角センサ１７から操舵角θ、路面μ推定部１００から右操舵評価関数比αｒ、左操舵評価関数比αｌを入力し、目標操舵トルクＴｈ＊の設定を行う。
【００７８】
なお、目標操舵トルク設定部３２は、右操舵及び左操舵に応じて右用及び左用目標操舵トルク設定マップを備えている。図１１は右用目標操舵トルク設定マップを示している。
【００７９】
以下、右用目標操舵トルク設定マップについて説明する。
右用目標操舵トルク設定マップ（以下、右操舵路面反力情報マップという。）は、互いに異なる複数の右操舵評価関数比αｒに対応して複数用意されている。そして、その一つ一つの右操舵路面反力情報マップには、互いに異なる複数の車速Ｖに対応して複数の目標操舵トルク設定マップ（以下、右操舵車速対応マップという。）を備えている。右操舵車速対応マップは、車速Ｖが大きくなるにつれて、車速Ｖが小さい場合に比して目標操舵トルクＴｈ＊の傾きが急になるように、すなわち大きくなるように設定されている。
【００８０】
なお、左用目標操舵トルク設定マップについては、右用目標操舵トルク設定マップの右操舵路面反力情報マップ、及び右操舵車速対応マップと同様の左操舵路面反力情報マップ、及び左操舵車速対応マップを備えている。
【００８１】
次に、具体的な目標操舵トルクＴｈ＊の設定の仕方を、ＣＰＵ２１が実行する目標操舵トルク設定ルーチンのフローチャート（図９，１０参照）に従って説明する。
【００８２】
なお、このフローチャートは図２における目標操舵トルク設定部３２の機能の説明に加えて、電流指令値演算部３１、電流制御部３４の機能も説明する。
まず、Ｓ１０１において、操舵角θを読込み、今回の操舵状態が右操舵（右方向への操舵）か否かを判断するために、操舵角θを微分して操舵角速度θＶを算出する。そして、θＶ＞０の際には今回右操舵であるとしＳ１０２に移行し、そうでない場合には、Ｓ１０７に移行する。
【００８３】
次のＳ１０２では、「前回の操舵状態」が右か否かを判定する。この判定は、コンディションフラグが「１」又は「０」のいずれかになっているかによって判定する。そして、Ｓ１０２において、「前回の操舵状態」が右の場合（コンディションフラグが「１」の場合）には、Ｓ１０３で、右操舵路面反力情報マップを選択し、Ｓ１０４で「前回の操舵状態」を右の設定のまま（コンディションフラグを「１」にセットする。）にし、Ｓ１１３に移行する。
【００８４】
一方、Ｓ１０２で、「前回の操舵状態」が右でないと判定した際（コンディションフラグが「０」の場合）には、Ｓ１０５に移行し、左操舵路面反力情報マップを選択し、Ｓ１０６で「前回の操舵状態」を右に設定し直し（コンディションフラグを「１」にセットする。）、Ｓ１１３に移行する。
【００８５】
そして、Ｓ１１３では右操舵路面反力情報マップを選択しているか否かを判定する。
Ｓ１１３で右操舵路面反力情報マップを選択していると判定した際には、Ｓ１１４において、右操舵評価関数比αｒ、車速Ｖ、操舵角θに基づき目標操舵トルクＴｈ＊を求める以下の処理を行う。
【００８６】
右操舵評価関数比αｒに対し、予めＲＯＭ２２に記憶されている複数の右操舵路面反力情報マップのうち、右操舵評価関数比αｒに近い右操舵路面反力情報に係る右操舵路面反力情報マップを検索する。この右操舵評価関数比αｒに近い、マップ側の右操舵評価関数比をαｒ１，αｒ２とする（αｒ１≦αｒ＜αｒ２）。
【００８７】
そして、車速Ｖに対し、予めＲＯＭ２２に記憶されている右操舵評価関数比αｒ１における複数の右操舵車速対応マップのうち、車速Ｖに近い車速に係る右操舵車速対応マップを検策する。この車速Ｖに近い、マップ側の車速をＶ１，Ｖ２とする（Ｖ１≦Ｖ＜Ｖ２）。
【００８８】
続いて、右操舵評価関数比αｒ１における、検索した車速Ｖ１，Ｖ２の右操舵車速対応マップから、操舵角θに応じて仮目標操舵トルクＴｈ１＊，Ｔｈ２＊をそれぞれ求める。
【００８９】
そして、以下の線形補間の式で「車速Ｖでの目標操舵トルクＴｈ１１＊」を求める。
Ｔｈ１１＊＝［（Ｔｈ２＊−Ｔｈ１＊）／（Ｖ２−Ｖ１）］×（Ｖ−Ｖ１）＋Ｔｈ１＊
そして、右操舵評価関数比αｒ２においても、上記右操舵評価関数比αｒ１と同様にして、車速Ｖでの目標操舵トルクＴｈ１２＊を求める。
【００９０】
次に、前記右操舵評価関数比αｒ、車速Ｖ、操舵角θにおける目標操舵トルクＴｈ＊は右操舵評価関数比αｒに対する以下の線形補間の式で求める。
Ｔｈ＊＝［（Ｔｈ１２＊−Ｔｈ１１＊）／（αｒ２−αｒ１）］×（αｒ−αｒ１）＋Ｔｈ１１＊
このようにして、Ｓ１１４では右操舵評価関数比αｒ、車速Ｖ、操舵角θに基づき目標操舵トルクＴｈ＊を求めると、Ｓ１１６に移行する。
【００９１】
一方、Ｓ１１３で右操舵路面反力情報マップを選択していないと判定した際には、Ｓ１１５において、左操舵評価関数比αｌ、車速Ｖ、操舵角θに基づき目標操舵トルクＴｈ＊を求める処理を行う。このときの目標操舵トルクＴｈ＊の求め方は、左操舵評価関数比αｌに対し、予めＲＯＭ２２に記憶されている複数の左操舵路面反力情報マップのうち、左操舵評価関数比αｌに近い左操舵路面反力情報に係る左操舵路面反力情報マップを検索し、以下、検索した結果の左操舵路面反力情報マップを基にして、Ｓ１１４と同様の処理を行う。
【００９２】
従って、Ｓ１１５の処理においては、Ｓ１１４の右操舵評価関数比αｒ，αｒ１，αｒ２を左操舵評価関数比αｌ，αｌ１，αｌ２に、右操舵路面反力情報マップを左操舵路面反力情報マップに、右操舵車速対応マップを左操舵車速対応マップ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し説明しない。
【００９３】
この結果、Ｓ１１５では左操舵評価関数比αｌ、車速Ｖ、操舵角θに基づき目標操舵トルクＴｈ＊を求め、Ｓ１１６に移行する。
Ｓ１１６では、目標操舵トルクＴｈ＊、操舵トルクＴｈ、モータ電流Ｉｍに基づき、アシスト電流指令値Ｉを算出する。なお、このＳ１１６は図２における電流指令値演算部３１に相当し、アシスト電流指令値Ｉの算出の仕方の詳しい説明は後述する。
【００９４】
Ｓ１１６からＳ１１７に移行すると、アシスト電流指令値Ｉに基づきＰＩ制御を行い、モータ電流Ｉｍがアシスト電流指令値Ｉに一致するように制御を行い、このルーチンを終了する。
【００９５】
一方、Ｓ１０１において、θＶ＞０でないと判定した際には、Ｓ１０７に移行する。Ｓ１０７において、θＶ＜０の際には今回左操舵であるとしてＳ１０８に移行し、そうでない場合には保舵していると判定し、操舵路面反力情報マップ及び操舵状態（操舵の方向）は前回の制御サイクル時のものを選択してＳ１１３に移行する。
【００９６】
次のＳ１０８では、「前回の操舵状態」が左か否か（コンディションフラグが「０」か否か）を判定し、「前回の操舵状態」が左の場合（コンディションフラグが「０」の場合）には、Ｓ１０９で、左操舵路面反力情報マップを選択し、Ｓ１１０で「前回の操舵状態」を左の設定のまま（コンディションフラグを「０」に設定）にし、Ｓ１１３に移行する。
【００９７】
一方、Ｓ１０８で、「前回の操舵状態」が左でないと判定した際には、Ｓ１１１に移行し、右操舵路面反力情報マップを選択し、Ｓ１１２で「前回の操舵状態」を左に設定し直し（コンディションフラグを「０」に設定）、Ｓ１１３に移行する。
【００９８】
上記のようにして目標操舵トルク設定ルーチンのフローチャートは処理される。
なお、Ｓ１０１〜Ｓ１１５は図２における目標操舵トルク設定部３２にて処理され、Ｓ１１６は図２における電流指令値演算部３１で処理される。又、Ｓ１１７は図２における電流制御部３４で処理される。
【００９９】
この結果、右操舵を継続している場合には、車速Ｖ、操舵角θ、及び右操舵評価関数比αｒに基づき、目標操舵トルクＴｈ＊を決定し、その目標操舵トルクＴｈ＊に応じてアシスト電流指令値Ｉを設定する。又、左操舵を継続している場合には、車速Ｖ、操舵角θ、及び左操舵評価関数比αｌに基づき、目標操舵トルクＴｈ＊を決定し、その目標操舵トルクＴｈ＊に応じてアシスト電流指令値Ｉを設定する。
【０１００】
次に電流指令値演算部３１について説明する。
図２に示すように、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、モータ駆動電流センサ１８で検出されたモータ電流Ｉｍ及び目標操舵トルク設定部３２からの目標操舵トルクＴｈ＊はそれぞれ電流指令値演算部３１に入力される。
【０１０１】
電流指令値演算部３１は、入力された操舵トルクＴｈ、車速Ｖ、目標操舵トルクＴｈ＊、モータ電流Ｉｍ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、以下、アシスト電流指令値という。）Ｉを決定する。
【０１０２】
電流指令値演算部３１は、図１２に示すように不感帯幅設定部２５、車速感応アシストトルク演算部２６とを備えている。
不感帯幅設定部２５は、車速Ｖに基づき、図１３に示すように、ＲＯＭ２２に予め格納された不感帯幅マップＭＰを使用して、通電しない操舵トルクの不感帯幅Ｔ０を求め、車速感応アシストトルク演算部２６に供給する。なお、不感帯幅マップＭＰは、車速Ｖと、不感帯幅Ｔ０からなる二次元マップからなり、車速Ｖから、一義的に不感帯幅Ｔ０が求められる。
【０１０３】
車速感応アシストトルク演算部２６は、図４に示すように、目標操舵トルク設定部３２で求められた目標操舵トルクＴｈ＊が前記不感帯幅Ｔ０（すなわち、図４では、不感帯幅Ｔ０は、−Ｔ０〜Ｔ０の間のことである。）の中にある場合には、アシスト電流指令値Ｉを０と決定し、この値を減算器３３に出力する。
【０１０４】
目標操舵トルクＴｈ＊が不感帯幅Ｔ０の範囲外の場合には、現時点での操舵トルクＴｈとモータ電流Ｉｍで演算されるラック推力と、目標操舵トルクＴｈ＊、アシスト電流指令値Ｉでのラック推力が釣り合うようにアシスト電流指令値Ｉを設定する。
【０１０５】
以下に、本実施形態のラックアシスト型の電動パワーステアリング装置の制御装置の場合の、アシスト電流指令値Ｉの決定の仕方について説明する。
ラックアシスト型の場合、操舵トルクＴｈ、モータ電流Ｉｍの時のラック推力Ｆは下記の（Ａ）式で求まる。
【０１０６】
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。
【０１０７】
Ｆｍ＝２π・Ｔｍ・ηｂ／Ｌ ……（Ｂ）
Ｆｈ＝２π・Ｔｈ・ηｐ／Ｓｔ ……（Ｃ）
上記（Ｂ）中、Ｔｍはモータトルクを表し、
Ｔｍ＝Ｋｔ×Ｉｍ ……（Ｄ）
で求まる。
【０１０８】
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。又、Ｋｔはトルク定数である。
【０１０９】
従って、上記の（Ａ）式を用いて、車速Ｖ、操舵角θにおける目標操舵トルクＴｈ＊、アシスト電流指令値Ｉのときのラック推力Ｆ（以下、この推力をＦ（Ｔｈ＊，Ｉ）で表す。）と、操舵トルクＴｈ、モータ電流Ｉｍのときのラック推力Ｆ（以下、この推力をＦ（Ｔｈ，Ｉｍ）で表す。）が等しくなるようにアシスト電流指令値Ｉを設定する。
【０１１０】
Ｆ（Ｔｈ＊，Ｉ）＝Ｆ（Ｔｈ，Ｉｍ）に、上記（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）を代入して、Ｉを求めれば、下記の式となる。
Ｉ＝Ｉｍ＋ （Ｔｈ−Ｔｈ＊）Ｌ・ηｐ／（Ｓｔ・Ｋｔ・ηｂ）
このようにして得られたアシスト電流指令値Ｉを減算器３３に出力する。
【０１１１】
なお、アシスト電流指令値Ｉが目標操舵トルクＴｈ＊と逆符号、すなわち、逆アシストとなる場合には、アシスト電流指令値Ｉをゼロと決定して、減算器３３に出力する。
【０１１２】
減算器３３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）を電流制御部３４に出力する。
電流制御部３４は本実施形態では、公知のＰＩ制御を行うようにされており、減算器３３の出力と実際のモータ電流Ｉｍとの差に相当する信号に基づいてフィードバック制御を行うべくモータ駆動装置２４に供給する。すなわち、電流制御部３４では、モータ電流がアシスト指令電流値となるようにモータ６をＰＷＭ演算を行い、その演算結果に基づいて駆動する。
【０１１３】
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、モータ６による適正なアシスト力が得られる。
上記実施形態の電動パワーステアリング装置の制御装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
【０１１４】
（１）本実施形態においては、操舵角θ、車速Ｖ、操舵トルクＴｈ、モータ電流Ｉｍに応じて右操舵評価関数比αｒ、左操舵評価関数比αｌを設定した。そして、車速Ｖ、操舵角θ、右操舵評価関数比αｒ、左操舵評価関数比αｌに応じて目標操舵トルクＴｈ＊を設定した。さらに、操舵トルクＴｈと目標操舵トルクＴｈ＊及びモータ電流Ｉｍによりアシスト電流指令値Ｉを制御（ＭＡ−ＭＴ制御）するようにした。
【０１１５】
この結果、路面反力が小さければ路面反力情報としての右操舵評価関数比αｒ、左操舵評価関数比αｌが失われない程度に目標操舵トルクＴｈ＊を小さく設定し、路面反力が大きければ目標操舵トルクＴｈ＊を大きく設定できる。これにより、路面反力情報に応じて補正された目標操舵トルクＴｈ＊をＭＡ−ＭＴ制御に用いることができる。
【０１１６】
従って、凍結路などのような路面反力が小さい場合でも路面反力情報（右操舵評価関数比αｒ、左操舵評価関数比αｌ）が失われることなく、かつ路面反力の変化に応じて走行安定性に優れた操舵フィーリングを得ることができる。
【０１１７】
（２）本実施形態においては、右操舵している場合には、車速Ｖ、操舵角θ、及び右操舵評価関数比αｒに基づき、目標操舵トルクＴｈ＊を決定し、その目標操舵トルクＴｈ＊に応じてアシスト電流指令値Ｉを設定する。又、左操舵している場合には、車速Ｖ、操舵角θ、及び左操舵評価関数比αｌに基づき、目標操舵トルクＴｈ＊を決定し、その目標操舵トルクＴｈ＊に応じてアシスト電流指令値Ｉを設定する。
【０１１８】
従って、バンク等を走行している場合でも右操舵と左操舵との操舵感覚が異なることなく、かつ走行安定性に優れた操舵フィーリングを得ることができる。
（３）本実施形態においては、ＣＰＵ２１（推定手段）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。
【０１１９】
例えば、路面の状態（悪路、砂利道等）により、車両がピッチング（上下に振動）する影響や、路面の状態、タイヤの状態によって、瞬時に計算している路面μの値にばらつきが生じ、正確な値を算出することが難しくなる。本実施形態では、数十回程度（Ｓ２４において３０回）の加重平均（サンプリング１０msとした場合、数msの平均）によるなまし処理を行うことにより、ばらつきを抑えることができ、より正確な路面μを算出できる。
【０１２０】
（４）本実施形態においては、ＣＰＵ２１は、異常検出手段として、右操舵のときに推定した路面μが異常値か否かを検出するようにした。すなわち、Ｓ１３においては、右操舵評価関数比αｒがαｒmin ≦αｒ≦αｒmax の範囲内か否かを判定して、Ｓ１２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ようにした。
【０１２１】
又、Ｓ２３では、左操舵のときに推定した路面μが異常値か否かを検出するようにした。すなわち、Ｓ２３においては、左操舵評価関数比αｌがαｌmin ≦αｌ≦αｌmax の範囲内か否かを判定して、Ｓ２２で算出された左操舵評価関数比αｌが異常値ではないか否かを判定するようにした。
【０１２２】
この結果、仮に異常検出が行われない場合には、トルクセンサ４、モータ駆動電流センサ１８の検出信号や、推定演算に異常があった場合、操舵フィーリングに違和感が生じるだけでなく、ハンドル操舵が急に軽くなり、切れすぎたり、逆に重くて切れなくなることがあるが、本実施形態では、このようなことがなくなる。
【０１２３】
（第２実施形態）
次に第２実施形態を図１４及び図１５を参照して説明する。
前記第１実施形態では、路面μの推定を、モータ電流Ｉｍ、操舵トルクＴｈに基づいて推定したが、本実施形態ではモータ電流Ｉｍに基づいて路面μを推定している。
【０１２４】
なお、第１実施形態と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説明を省略する。又、本実施形態においても、電動パワーステアリング装置は第１実施形態と同様のハード構成を備えているものとする。
【０１２５】
図１４は、本実施形態の制御装置２０の電気的構成の一部である路面μ推定手段６０を示しており、同図において、ＣＰＵ２１内部構成はプログラムで実行される機能を示している。例えば、路面μ推定手段６０は独立したハードウエアではなく、ＣＰＵ２１内部で実行される路面μ推定処理を示している。
【０１２６】
なお、同図においては、第１実施形態の構成中、位相補償器３０、電流指令値演算部３１、目標操舵トルク設定部３２、減算器３３、電流制御部３４、位相補償器３５は説明の便宜上省略されているが、本実施形態においても、ＣＰＵ２１はこれらの機能
（構成）を備えている。
【０１２７】
路面μ推定手段６０には、車速センサ１６、モータ駆動電流センサ１８、絶対舵角検出手段９０が電気的に接続され、車速Ｖ、モータ電流Ｉｍ、絶対操舵角（以下、絶対舵角という）θＺを入力し、絶対舵角θＺ、車速Ｖの所定条件を満たした際に、モータ電流Ｉｍに基づいて路面反力の推定を行うべく、すなわち、路面μの推定を行う。絶対舵角検出手段９０は、ステアリングホイール１の操舵時の絶対舵角θＺを検出するためのものであり、絶対角度センサ等にて構成されている。絶対舵角は、予め設定された基準位置からの角度をいう。
【０１２８】
（第２実施形態の作用）
さて、上記のように構成された電動パワーステアリング装置の制御装置２０において、路面μ推定制御プログラムを実行したときの作用を説明する。この制御プログラムは、車速Ｖが０のとき、すなわち、自動車が停止した状態で、据え切りを行った際に、路面反力の推定を行うべく、路面μを推定するものである。
【０１２９】
なお、この路面μ推定制御プログラムは第１実施形態と同様にＲＯＭ２２に格納されており、定時割り込みで実行される。
Ｓ５０では、ＲＯＭ２２から基準路面μ、基準モータ電流Ｉｍ０を読込みするとともに、絶対舵角θＺを入力する。基準路面μは、本実施形態ではドライ路（乾燥路）であるアスファルト路の路面摩擦係数であり、車速Ｖが０のときに、絶対舵角θＺが所定の舵角（基準舵角）に操舵したときの値を採用している。なお、基準舵角θ０は、ある所定の範囲を持つ。基準モータ電流Ｉｍ０は前記基準路面μを決定した際のモータ電流であり、これらは予め測定され、ＲＯＭ２２に記憶されている。
【０１３０】
Ｓ５１では、入力した絶対舵角（入力舵角）θＺが基準舵角θ０の範囲内か否か判定し、基準舵角θ０の範囲内でなければ、このフローチャートを一旦終了する。又、基準舵角θ０の範囲内であれば、Ｓ５２で車速Ｖを入力し、Ｓ５３に移行する
Ｓ５３では、車速Ｖが０であるか否かを判定する。車速Ｖが０でなければ、すなわち自動車が停止していなければ、このフローチャートを一旦終了し、そうでなければ、Ｓ５４でモータ電流Ｉｍを入力する。
【０１３１】
Ｓ５５では下記の式でモータ電流比較演算を行い、モータ電流比Ｉｒを算出する。
Ｉｒ＝ Ｉｍ／Ｉｍ０ ……（１）
そして、次のＳ５６で、下記の式に基づいて路面μ演算を行った後、このフローチャートを一旦終了する。
【０１３２】
路面μ＝基準路面μ × Ｉｒ ……（２）
本実施形態では、Ｓ５０〜Ｓ５６のステップは路面μ推定手段６０に相当する。そして、このように算出して得られた路面μは、目標操舵トルク設定部３２に供される。
【０１３３】
本実施形態での目標操舵トルク設定部３２は、共通目標操舵トルク設定マップを備えている。共通目標操舵トルク設定マップは、路面μ、車速Ｖ、操舵角θ、目標操舵トルクＴｈ＊からなるマップから構成されており、路面μ、車速Ｖ、操舵角θが入力されると、一義的に、目標操舵トルクＴｈ＊が割り出されるようにされている。すなわち、目標操舵トルクＴｈ＊は、路面μ、車速Ｖ、操舵角θをそれぞれ変えた値の元で行った実験によって得られた値がマップ化されて、予めＲＯＭ２２に格納されている。
【０１３４】
従って、目標操舵トルク設定部３２は、車速Ｖ、操舵角θ、路面μに応じて目標操舵トルクＴｈ＊を設定する。以下、第１実施形態と同様に、操舵トルクＴｈと目標操舵トルクＴｈ＊及びモータ電流Ｉｍによりアシスト電流指令値Ｉを制御（ＭＡ−ＭＴ制御）する。
【０１３５】
こうすると、路面反力が小さければ路面反力情報としての路面μの情報が失われない程度に目標操舵トルクＴｈ＊を小さく設定し、路面反力が大きければ目標操舵トルクＴｈ＊を大きく設定できる。
【０１３６】
従って、この場合においても、凍結路などのような路面反力が小さい場合でも路面反力情報（路面μの情報）が失われることなく、走行安定性に優れた操舵フィーリングを得ることができる。
【０１３７】
上記実施形態の電動パワーステアリング装置の制御装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態においては、モータ電流Ｉｍ（モータ電流値）に基づいて路面反力の推定を行うべく、路面μを推定するＣＰＵ２１（推定手段）を備えた。すなわち、ＣＰＵ２１は路面μ推定手段６０を備えるようにした。
【０１３８】
従って、自動車が積雪路やアイスバーン路を走行する場合にも操安性を向上することができる。
本実施形態では、第１実施形態よりもさらにパラメータ数を少なくして、モータ電流Ｉｍ（モータ電流値）のみに基づいて路面μを推定しているため、第１実施形態よりもさらに演算時間も短くて済み、使用するＣＰＵ２１を構成するマイコンは高性能が要求されることはなく、安価なものでも構成することができる。
【０１３９】
しかも、パラメータが少ないと、検出時におけるノイズが入る確率も少なくなるため、ノイズの影響をそれだけ少なくて済み、路面μの推定を精確に行うことができる。
【０１４０】
なお、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実施形態では、ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置の制御装置において、ＭＡ−ＭＴ制御を行うように構成したが、図１６に示すようにコラム及びピニオンアシスト型の電動パワーステアリング装置の制御装置に具体化してもよい。
【０１４１】
なお、図１６において、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にはモータ６の回転軸に取着したギア７が噛合されている。さらに、減速機５にはピニオンシャフト８が固着されている。他の構成は、第１実施形態と同様の構成を備えているため詳細な説明は省略する。
【０１４２】
又、この態様においては、第１実施形態の電気的構成と同様の構成を採用し、アシスト電流指令値Ｉの決定の仕方についてのみ、第１実施形態と異なるため、このアシスト電流指令値Ｉの決定の仕方について以下説明する。
【０１４３】
コラム及びピニオンアシスト型の場合、操舵トルクＴｈ、モータ電流Ｉｍの時のラック推力Ｆは次式（Ｅ）で求まる。
Ｆ（Ｔｈ，Ｉｍ）＝２π（Ｔｈ＋Ｋｔ・Ｉｍ・Ｇ・ηｇ）・ηｐ／Ｓｔ…（Ｅ）
なお、Ｔｈは操舵トルク、ηｐはラック＆ピニオンギヤ効率、Ｓｔはそのストローク比である。又、Ｋｔはトルク定数、Ｇは減速機５の減速比、ηｇは減速機５の減速機効率である。
【０１４４】
従って、上記式（Ｅ）を用いて、車速Ｖ、操舵角θにおける目標操舵トルクＴｈ＊、アシスト電流指令値Ｉのときのラック推力Ｆ（以下、この推力をＦ（Ｔｈ＊，Ｉ）で表す。）と、操舵トルクＴｈ、モータ電流Ｉｍのときのラック推力Ｆ（以下、この推力をＦ（Ｔｈ，Ｉｍ）で表す。）が等しくなるようにアシスト電流指令値Ｉを設定する。
【０１４５】
Ｆ（Ｔｈ＊，Ｉ）＝Ｆ（Ｔｈ，Ｉｍ）に、上記（Ｅ）式を代入して、Ｉを求めれば、下記の式となる。
Ｉ＝Ｉｍ＋（Ｔｈ−Ｔｈ＊）／（Ｋｔ・Ｇ・ηｇ）
このようにして得られたアシスト電流指令値Ｉを減算器３３に出力する。
【０１４６】
なお、アシスト電流指令値Ｉが目標操舵トルクＴｈ＊と逆符号、すなわち、逆アシストとなる場合には、アシスト電流指令値Ｉをゼロと決定して、減算器３３に出力する。
【０１４７】
なお、他の処理は第１実施形態と同様に処理する。
又、このような変更を第２実施形態に具体化してもよい。
○ 第１実施形態では、右操舵、左操舵に応じて、右操舵評価関数比αｒ、左操舵評価関数比αｌを介して各操舵における路面μを推定するようにし、各操舵に応じた目標操舵トルクを設定して、ＭＡ−ＭＴ制御を行った。これに代えて、右操舵、左操舵に関わりなく、共通の評価関数比αを求めてもよい。
【０１４８】
すなわち、操舵角θ、車速Ｖ、操舵トルクＴｈ、モータ電流Ｉｍに応じて操舵評価関数比αを設定し、車速Ｖ、操舵角θ、操舵評価関数比αに応じて目標操舵トルクＴｈ＊を設定する。さらに、操舵トルクＴｈと目標操舵トルクＴｈ＊及びモータ電流Ｉｍによりアシスト電流指令値Ｉを制御（ＭＡ−ＭＴ制御）する。
【０１４９】
こうすると、路面反力が小さければ路面反力情報としての操舵評価関数比αが失われない程度に目標操舵トルクＴｈ＊を小さく設定し、路面反力が大きければ目標操舵トルクＴｈ＊を大きく設定できる。
【０１５０】
従って、この場合においても、凍結路などのような路面反力が小さい場合でも路面反力情報（操舵評価関数比α）が失われることなく、かつ路面反力の変化に応じて走行安定性に優れた操舵フィーリングを得ることができる。
【０１５１】
○第１、第２実施形態では路面反力に反映されるものとして路面μ（路面側の状況）に着目し、推定手段として路面μ推定部１００、路面μ推定手段６０を用いたが、路面側の状況ではなくタイヤ（前輪１４）側の状況を推定して各制御に反映させるようにしても良い。
【０１５２】
なお、本明細書では、路面側の状況、タイヤ側の状況をはじめ、路面反力に反映される状況を総称して路面反力情報と定義している。
前記タイヤ（前輪１４）側の状況とは、夏季用タイヤ、冬季用タイヤといったタイヤ種別、タイヤ空気圧、タイヤの摩耗具合等である。夏季用タイヤの方が冬季用タイヤよりも接地抵抗が小さくされており、タイヤ空気圧が大きいほど接地面積が小さくなるので接地抵抗も小さくなり、タイヤの摩耗が大きいほど接地抵抗が小さくなる。
【０１５３】
そこで、基準となるタイヤ種別におけるある車速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、タイヤ種別が推定できる。そして、先の各実施形態と同様、基準評価関数との右操舵評価関数比αｒ、左操舵評価関数比αｌを算出し、この右操舵評価関数比αｒ、左操舵評価関数比αｌとゲインとが対応した２次元マップを用いて各制御を行うことができる。タイヤ空気圧、タイヤ摩耗についても同様である。
【０１５４】
○さらにいえば、路面反力には、車両の重心位置も反映される。すなわち、前輪操舵車両であれば、上り坂なら車両の重心は後方へ移動して前輪１４の接地抵抗は小さく、下り坂ならば前輪１４の接地抵抗は大きい。又、車両後部の積載荷重が大きければ、重心は後方へ移動して前輪１４の接地抵抗は小さく、前部の積載荷重が大きければ前輪１４の接地抵抗は大きい。又、加減速時にも、同様の重心移動が発生する。
【０１５５】
そこで、各実施形態、前記別例と同様の手段によって車両の重心位置を推定し、基準評価関数との右操舵評価関数比αｒ、左操舵評価関数比αｌを算出し、この右操舵評価関数比αｒ、左操舵評価関数比αｌとゲインとが対応した２次元マップを用いて各制御を行うことができる。
【０１５６】
○前記第１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。
○前記第１実施形態では、路面μが異常であるか否かを、右操舵評価関数比αｒ、及び左操舵評価関数比αｌが予め設定した値の範囲内か否か（Ｓ１３，Ｓ２３参照）、並びに右操舵評価関数比αｒの増減を表す｜Δαｒ｜、及び左操舵評価関数比αｌの増減を表す｜Δαｌ｜が予め設定した範囲内か否かによって判定した。
【０１５７】
これに代えて、右操舵評価関数比αｒ、及び左操舵評価関数比αｌがあり得ない値を示した場合に、異常と判定してもよい。
又、右操舵瞬時評価関数ｆｒや左操舵瞬時評価関数ｆｌがあり得ない異常値であるか否かを判定するようにしてもよい。
【０１５８】
【発明の効果】
請求項１〜３に記載の発明によれば、凍結路などのような路面の反力が小さい場合でも路面反力情報が失われることなく、かつ路面の反力の変化に応じて走行安定性に優れた操舵フィーリングを得ることができる。
【０１５９】
特に、請求項１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摩擦係数を推定しているため、左右のそれぞれの操舵で、路面摩擦係数に起因した路面の反力が異なる状況においても、正しくその状況を認識することができる。
【０１６０】
請求項２に記載の発明によれば、路面摩擦係数を推定するに当たり、過去に推定した路面摩擦係数を加味したなまし処理を行うため、なまし処理によって、路面摩擦係数のばらつきを減らし、より正確な値を推定できる。
【０１６１】
請求項３に記載の発明によれば、推定した路面摩擦係数が異常値の際には、正常な路面摩擦係数と置き換えるため、操舵フィーリングに違和感が生じることがなく、ハンドル操舵が急に軽くなったり、切れすぎたり、逆に重くて切れなくなることはなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態における電動パワーステアリング装置の制御装置の概略図。
【図２】 同じく制御装置のブロック図。
【図３】 同じく位相補償器の機能ブロック図。
【図４】 同じく不感帯の説明図。
【図５】 路面μ推定制御プログラムのフローチャート。
【図６】 路面μ推定制御プログラムのフローチャート。
【図７】 加重平均処理のフローチャート。
【図８】 基準路評価関数ｆ０を求めるためのマップ。
【図９】 目標操舵トルク設定ルーチンのフローチャート。
【図１０】 目標操舵トルク設定ルーチンのフローチャート。
【図１１】 目標操舵トルク設定マップの説明。
【図１２】 電流指令値演算部のブロック図。
【図１３】 不感帯幅の算出の説明図。
【図１４】 第２実施形態の制御装置のブロック図。
【図１５】 同じく路面μ推定制御プログラムのフローチャート。
【図１６】 他の実施形態の電動パワーステアリング装置に係る制御装置の概略図。
【図１７】 従来の電動パワーステアリング装置に係る制御装置の概略図。
【符号の説明】
６…モータ、
２１…ＣＰＵ（制御手段、目標操舵トルク設定手段、異常検出手段、アシスト電流演算手段、推定手段）、
２３…ＲＡＭ（記憶手段）、Ｉ…アシスト電流指令値、
Ｉｍ…モータ電流値としてのモータ電流、θ…操舵角、Ｖ…車速、
Ｔｈ…操舵トルク、Ｔｈ＊…目標操舵トルク、μ…路面摩擦係数。

Claims (3)

1. アシスト電流指令値に基づいてモータを駆動制御する制御手段を備えた電動パワーステアリング装置の制御装置において、
   モータ電流値に基づいて、あるいはモータ電流値と操舵トルクに基づいて路面の反力を推定する推定手段と、
   入力した操舵角、車速、及び前記推定手段により推定した路面の反力に基づいて目標操舵トルクを設定する目標操舵トルク設定手段と、
   操舵トルク、前記目標操舵トルク、及び前記モータのモータ電流値に基づいてアシスト電流指令値を演算するアシスト電流演算手段と、
   を備え、
   前記推定手段は、右操舵と左操舵に応じて、路面摩擦係数をそれぞれ推定し、その路面摩擦係数を介して路面の反力を推定するものであ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。
2. 前記推定手段は、路面摩擦係数を推定するに当たり、過去に推定した路面摩擦係数を加味したなまし処理を行う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。
3. 前記推定手段が推定した路面摩擦係数が異常値か否かを検出する異常検出手段と、
   前記異常検出手段が異常検出する以前の正常な路面摩擦係数を記憶する記憶手段を備え、
   前記異常検出手段が、前記推定手段の推定した路面摩擦係数を異常値であると検出したとき、前記推定手段は、前記記憶手段に記憶した正常な路面摩擦係数を推定した値と置き換えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。

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