JP5751178B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転者の操舵操作に基づいてモータを駆動して操舵アシストトルクを発生する電動パワーステアリング装置に関する。

従来から、電動パワーステアリング装置は、ドライバーが操舵ハンドルに付与した操舵トルクをトルクセンサにより検出し、検出した操舵トルクに基づいて目標アシストトルクを計算する。そして、目標アシストトルクが得られるようにモータに流す電流を制御することにより、ドライバーの操舵操作をアシストする。こうしたモータの通電制御をアシスト制御と呼ぶ。

トルクセンサが故障した場合には、目標アシストトルクの計算ができなくなり、アシスト制御を行うことができない。これに対してトルクセンサの故障時においても操舵アシストを行う電動パワーステアリング装置が特許文献１，２において提案されている。特許文献１に提案された電動パワーステアリング装置は、トルクセンサの故障が検出された場合、ステアリング機構に路面側から伝達されるセルフアライニングトルクを推定し、この推定したセルフアライニングトルクに基づいてトルク指令値を計算する。また、ＡＢＳ装置（アンチスキッド制御装置）の作動状況から、路面とタイヤとの摩擦係数μを推定し、この摩擦係数μに基づいて、摩擦係数μが大きいほどセルフアライニングトルクの推定値が大きくなるように補正している。

また、特許文献２において提案された電動パワーステアリング装置は、前輪側の左右輪の車輪速を用いて推定した第１推定舵角と、後輪側の左右輪の車輪速を用いて推定した第２推定舵角とを平均して平均推定舵角を求め、この平均推定舵角と車速とに基づいて目標アシストトルクを計算する。また、第１推定舵角と第２推定舵角との差分を表す舵角差に基づいて、舵角差の大きさが大きくなるほど小さくなるスリップゲインを計算し、このスリップゲインを目標アシストトルクに乗算することにより、車輪のスリップ時に操舵アシストを小さくするようにしている。

特開２００９−６９８５号公報 国際公開ＷＯ２０１１／０４８７０２

しかしながら、特許文献１に提案された電動パワーステアリング装置においては、ブレーキ操作により車輪がロックしないとトルク指令値の補正量を求めることができないため実用性に欠ける。また、特許文献２に提案された電動パワーステアリング装置においては、そうした問題はないが、スリップの検出に改善の余地がある。特許文献２に提案された電動パワーステアリング装置においては、第１推定舵角と第２推定舵角とが、どちらも左右輪の車輪速センサにより検出された車輪速に基づいて計算されるが、車輪速の検出値は、一般に、路面凹凸等による外乱や車両状態の影響を受けやすい。このため、車輪がスリップしている状態であっても、第１推定舵角と第２推定舵角との値が一致してしまう可能性があり、この場合には、スリップを検出することができず過アシストになってしまう。

このように、これらの特許文献に提案された電動パワーステアリング装置においては、トルクセンサの故障が検出されている場合に行うアシスト制御中における、車輪のスリップの検出精度の向上が望まれる。

本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、トルクセンサの故障が検出されている場合に行うアシスト制御中における車輪のスリップの検出精度を向上して、スリップ発生時に適正に操舵アシストを制限することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、操舵ハンドルからステアリングシャフトに入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ（２１）と、ステアリング機構に設けられて操舵アシストトルクを発生するモータ（２０）と、前記操舵トルクセンサの異常を検出する異常検出手段（７２）と、前記操舵トルクセンサの異常が検出されていない場合は、前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づいて目標操舵アシスト制御量を設定し、前記操舵トルクセンサの異常が検出されている場合は、前記操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量を設定する制御量設定手段（７０）と、前記制御量設定手段により設定された前記目標操舵アシスト制御量に従って前記モータを駆動制御するモータ制御手段（４０，６０）とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前輪側と後輪側との少なくとも一方側の左右輪の車輪速を取得し、取得した車輪速に基づいて操舵角を推定した推定舵角をローパスフィルタ処理を介在させて計算する推定舵角計算手段（８２１，８２３）と、実際の操舵角あるいは操舵角速度の少なくとも一方を操舵入力状態量として取得する操舵入力状態量取得手段（２２，Ｓ１１，Ｓ１２）と、車両の横加速度あるいはヨーレートの少なくとも一方を車両出力状態量として取得する車両出力状態量取得手段（３０，３１，Ｓ１１）と、前記操舵入力状態量取得手段が取得した操舵入力状態量と前記車両出力状態量取得手段が取得した車両出力状態量との両方に基づいて、前記操舵入力状態量の大きさが基準入力値より大きいあるいは前記車両出力状態量の大きさが基準出力値より大きいという条件を満たしている場合には、前記条件を満たしていない場合に比べて、前記ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を高く設定するカットオフ周波数設定手段（８２２，Ｓ１３〜Ｓ１６）と、実際の操舵角を取得し、前記実際の操舵角と前記推定舵角との偏差を車輪のスリップ指標として計算するスリップ指標計算手段（８２４）と、前記操舵トルクセンサの異常が検出されて前記操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量が設定される場合、前記スリップ指標計算手段により設定されたスリップ指標の増加に伴って前記目標操舵アシスト制御量が小さくなるように前記目標操舵アシスト制御量を制限するアシスト制限手段（８３，８２５）とを備えたことにある。

本発明においては、操舵トルクセンサの異常が検出されている場合は、操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量を設定する。代替パラメータとしては、例えば、操舵角を用いることができる。操舵角を用いた場合には、操舵角が大きいほど大きくなる目標操舵アシスト制御量を設定するとよい。また、他の代替パラメータとして、例えば、車両の横加速度を用いることもできる。横加速度を用いた場合には、横加速度が大きいほど大きくなる目標アシスト制御量を設定するとよい。

こうした代替パラメータを用いて操舵アシストを付与する場合、車輪がスリップしていると過剰な操舵アシストが働いてしまう。そこで、本発明においては、スリップ指標計算手段が車輪のスリップ指標を計算し、アシスト制限手段がスリップ指標の増加に伴って目標操舵アシスト制御量が小さくなるように目標操舵アシスト制御量を制限する。このスリップ指標の計算を行うために、本発明においては、推定舵角計算手段と操舵入力状態量取得手段と車両出力状態量取得手段とカットオフ周波数設定手段とを備えている。

推定舵角計算手段は、前輪側と後輪側との少なくとも一方側の左右輪の車輪速を取得し、取得した車輪速に基づいて操舵角を推定した推定舵角をローパスフィルタ処理を介在させて計算する。推定舵角は、例えば、左右輪の車輪速の差の関数として表すことができる。車輪速（車輪速検出値）には、路面入力による振動やセンサ自身の誤差等により、様々な周波数成分のノイズ（誤差も含める）が含まれている。そこで、推定舵角の計算にあたっては、車輪速に含まれるノイズの影響を低減するためにローパスフィルタ処理を行う。例えば、車輪速に基づいて計算した推定舵角をローパスフィルタ処理する。これにより、ノイズの少ない推定舵角を求めることができる。

スリップ指標計算手段は、実際の操舵角と推定舵角との偏差を車輪のスリップ指標として計算する。車輪のスリップが発生すると、実際の操舵角（実舵角と呼ぶ）と推定舵角とが異なる値をとるようになる。この場合、偏差が大きいほどスリップの程度が大きいと推定することができる。このため、実舵角と推定舵角との偏差の大きさからスリップの程度を判定できる。実舵角は、例えば、ステアリングシャフトの回転角を検出するセンサ、モータの回転角を検出するセンサ、ラックバーのストロークを検出するセンサ、タイヤの切れ角を検出するセンサ等を使用して取得することができる。

推定舵角の計算には、上述したようにローパスフィルタ処理が介在されている。ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を下げるほど、様々な周波数成分のノイズの除去能力が高まるが、一方で、推定舵角の計算値の位相遅れが大きくなってしまい、スリップ指標の計算値が適正でなくなってしまう。

そこで、本発明においては、ローパスフィルタ処理により推定舵角の計算値の位相遅れが大きくなりやすい状況、つまり、左右輪の車輪速の差が速く変化する状況においては、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を高くして推定舵角の計算値の位相遅れを抑制する。こうした状況は、操舵入力状態量取得手段と車両出力状態量取得手段とにより推定することができる。操舵入力状態量取得手段は、実際の操舵角あるいは操舵角速度の少なくとも一方を操舵入力状態量として取得する。また、車両出力状態量取得手段は、車両の横加速度あるいはヨーレートの少なくとも一方を車両出力状態量として取得する。横加速度やヨーレートは、横加速度センサやヨーレートセンサにより検出して取得してもよいし、計算により取得してもよい。例えば、横加速度およびヨーレートは、左右の車輪速から一義的に算出することができる。また、ヨーレートについては、車速と操舵角とから一義的に算出することもできる。

操舵角が大きい状況、あるいは、操舵角速度が大きい状況においては、左右輪の車輪速の差が速く変化する可能性が高い。また、車両の横加速度が大きい状況、あるいは、車両のヨーレートが大きい状況においても、左右輪の車輪速の差が速く変化する可能性が高い。こうした状況においては、推定舵角の計算値の位相遅れが大きくなりやすくスリップ指標の計算値が適正でなくなってしまう。

そこで、カットオフ周波数設定手段は、操舵入力状態量取得手段が取得した操舵入力状態量と車両出力状態量取得手段が取得した車両出力状態量との両方に基づいて、操舵入力状態量の大きさが基準入力値より大きいあるいは車両出力状態量の大きさが基準出力値より大きいという条件を満たしている場合には、前記条件を満たしていない場合に比べて、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を高く設定する。従って、ローパスフィルタ処理により推定舵角の位相遅れが大きくなりやすい状況においては、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を高く設定して、推定舵角の計算値の位相遅れを小さく抑え、一方で、ローパスフィルタ処理により推定舵角の位相遅れが大きくならないような状況においては、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を低く設定してノイズを確実に除去することができる。

この結果、本発明によれば、推定舵角のフィルタ処理による位相遅れの影響を小さくすることとノイズ除去性能とを良好にバランスさせることができる。従って、車輪のスリップの検出精度が向上し、操舵アシストの制限を適正に行うことができる。

尚、上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成図である。 アシストＥＣＵの機能ブロック図である。 正常時アシストマップを表すグラフである。 異常時アシストトルク計算部の機能ブロック図である。 異常時基本アシストマップを表すグラフである。 推定舵角の計算を説明する説明図である。 カットオフ周波数設定ルーチンを表すフローチャートである。 補正係数マップを表すグラフである。 アシスト制限ルーチンを表すフローチャートである。 実舵角と推定舵角とフィルタ後推定舵角との推移を表すグラフである。 変形例としてのカットオフ周波数設定マップを表すグラフである。 別の変形例としてのカットオフ周波数設定マップを表すグラフである。 摩擦補償トルクマップを表すグラフである。 摩擦粘性補償トルクマップを表すグラフである。 変形例としての上限値マップを表すグラフである。

以下、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置について図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る車両の電動パワーステアリング装置１の概略構成を表している。

この電動パワーステアリング装置１は、操舵ハンドル１１の操舵操作により転舵輪を転舵するステアリング機構１０と、ステアリング機構１０に組み付けられ操舵アシストトルクを発生するモータ２０と、操舵ハンドル１１の操作状態に応じてモータ２０の作動を制御する電子制御ユニット１００とを主要部として備えている。以下、電子制御ユニット１００をアシストＥＣＵ１００と呼ぶ。

ステアリング機構１０は、操舵ハンドル１１の回転操作により左右前輪Ｗfl，Ｗfrを転舵するための機構で、操舵ハンドル１１を上端に一体回転するように接続したステアリングシャフト１２を備える。このステアリングシャフト１２の下端には、ピニオンギヤ１３が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ１３は、ラックバー１４に形成されたギヤ部１４ａと噛み合って、ラックバー１４とともにラックアンドピニオン機構を構成する。

ラックバー１４は、ギヤ部１４ａがラックハウジング１６内に収納され、その左右両端がラックハウジング１６から露出してタイロッド１７と連結される。このラックバー１４のタイロッド１７との連結部には、ストロークエンドを構成するストッパ１８が形成され、このストッパ１８とラックハウジング１６の端部との当接によりラックバー１４の左右動ストロークが機械的に規制されている。左右のタイロッド１７の他端は、左右前輪Ｗfl，Ｗfrに設けられたナックル１９に接続される。こうした構成により、左右前輪Ｗfl，Ｗfrは、ステアリングシャフト１２の軸線回りの回転に伴うラックバー１４の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。

ステアリングシャフト１２には減速ギヤ２５を介してモータ２０が組み付けられている。モータ２０は、その回転により減速ギヤ２５を介してステアリングシャフト１２をその軸中心に回転駆動して、操舵ハンドル１１の回動操作に対してアシスト力を付与する。

ステアリングシャフト１２には、操舵ハンドル１１と減速ギヤ２５との中間位置に操舵トルクセンサ２１と操舵角センサ２２が組みつけられている。操舵トルクセンサ２１は、例えば、ステアリングシャフト１２の中間部に介装されたトーションバー（図示略）の捩れ角度をレゾルバ等により検出し、この捩れ角に基づいて操舵ハンドル１１からステアリングシャフト１２に入力された操舵トルクＴｒを検出する。操舵トルクＴｒは、正負の値により操舵ハンドル１１の操作方向が識別される。例えば、操舵ハンドル１１の右方向への操舵時における操舵トルクＴｒを正の値で、操舵ハンドル１１の左方向への操舵時における操舵トルクＴｒを負の値で示す。尚、本実施形態においては、トーションバーの捩れ角度をレゾルバにより検出するが、ＭＲセンサ等の他の回転角センサにより検出することもできる。

また、操舵角センサ２２は、操舵角θsを検出する。後述するように、操舵角については、操舵角センサ２２より検出した検出舵角と、車輪速に基づいて計算により推定した推定操舵角とを用いるため、この操舵角センサ２２により検出された操舵角θsを実舵角θsと呼ぶ。操舵角は、正負の値により操舵方向が識別され、例えば、中立位置に対して右方向の操舵角を正の値で、左方向の操舵角を負の値で示す。本実施形態においては、操舵角センサ２２は、ステアリングシャフト１２の回転角を検出するが、実舵角に対応する物理量であるモータ２０の回転角や左右前輪Ｗfl，Ｗfrの切れ角などを検出するように構成してもよい。また、ラックバー１４の軸線方向の変位ストロークを検出するように構成してもよい。

次に、アシストＥＣＵ１００について説明する。アシストＥＣＵ１００は、図２に示すように、モータ２０の目標制御量を演算し、演算された目標制御量に応じたスイッチ駆動信号を出力する電子制御回路５０と、電子制御回路５０から出力されたスイッチ駆動信号にしたがってモータ２０に通電するモータ駆動回路４０とを含んで構成される。

モータ２０としては、種々のものを採用することができる。例えば、ＤＣブラシレスモータを使用する場合には、モータ駆動回路４０としては３相インバータを使用すればよく、ブラシ付モータを使用する場合には、モータ駆動回路４０としてはＨブリッジ回路を使用するとよい。本実施形態においては、ＤＣブラシレスモータを使用するものとして説明する。

電子制御回路５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータと、各種の入出力インタフェースと、モータ駆動回路４０にスイッチ駆動信号を供給するスイッチ駆動回路等を備えている。

電子制御回路５０は、その機能に着目すると、目標アシストトルクＴａ＊を計算する目標アシストトルク計算部７０と、目標アシストトルクＴａ＊に応じた電流がモータ２０に流れるようにモータ通電量を計算してモータ通電量に応じたスイッチ駆動信号をモータ駆動回路４０に出力するモータ制御部６０とを備えている。各機能部における処理は、マイクロコンピュータにより、それぞれ所定の短い周期で繰り返し実行される。

目標アシストトルク計算部７０は、正常時アシストトルク計算部７１と、異常時アシストトルク計算部８０と、異常検出部７２と、制御切替部７３とを備えている。正常時アシストトルク計算部７１は、異常検出部７２から出力される異常判定フラグＦfailを入力し、異常判定フラグＦfailが「０」である場合に、目標アシストトルクＴａ１を計算し、異常判定フラグＦfailが「１」である場合には、その計算処理を停止する演算ブロックである。異常時アシストトルク計算部８０は、異常検出部７２から出力される異常判定フラグＦfailを入力し、異常判定フラグＦfailが「１」である場合に、目標アシストトルクＴａ２を計算し、異常判定フラグＦfailが「０」である場合には、その計算処理を停止する演算ブロックである。

異常検出部７２は、操舵トルクセンサ２１の異常の有無を判定し、異常無しと判定している場合には、異常判定フラグＦfailを「０」に設定し、異常有りと判定している場合には、異常判定フラグＦfailを「１」に設定し、設定した異常判定フラグＦfailを正常時アシストトルク計算部７１と異常時アシストトルク計算部８０と制御切替部７３とに出力する。

制御切替部７３は、正常時アシストトルク計算部７１により計算された目標アシストトルクＴａ１と異常時アシストトルク計算部８０により計算された目標アシストトルクＴａ２とを入力して、異常判定フラグＦfailが「０」の場合には、目標アシストトルクＴａ１を選択し、異常判定フラグＦfailが「１」の場合には、目標アシストトルクＴａ２を選択する。そして、選択した目標アシストトルクＴａ１（またはＴａ２）を目標アシストトルクＴａ＊に設定して、目標アシストトルクＴａ＊をモータ制御部６０に出力する。

目標アシストトルク計算部７０の各機能部の詳細については後述する。

モータ制御部６０は、電流フィードバック制御部６１とＰＷＭ信号発生部６２とを備えている。電流フィードバック制御部６１は、制御切替部７３から出力された目標アシストトルクＴａ＊を入力し、目標アシストトルクＴａ＊をモータ２０のトルク定数で除算することにより、目標アシストトルクＴａ＊を発生させるために必要な目標電流Ｉ＊を計算する。そして、モータ駆動回路４０に設けられた電流センサ４１により検出されるモータ電流Ｉｍ（実電流Ｉｍと呼ぶ）を読み込み、目標電流Ｉ＊と実電流Ｉｍとの偏差を計算し、この偏差を使った比例積分制御により実電流Ｉｍが目標電流Ｉ＊に追従するように目標電圧Ｖ＊を計算する。そして、目標電圧Ｖ＊に対応したＰＷＭ制御信号（スイッチ駆動信号）をモータ駆動回路（インバータ）４０のスイッチング素子に出力する。これにより、モータ２０が駆動され、目標アシストトルクＴａ＊に追従したアシストトルクがステアリング機構１０に付与される。

尚、本実施形態においては、ＤＣブラシレスモータを使用しているため、電流フィードバック制御部６１は、モータ２０に設けたモータ回転角センサ２３により検出されるモータ回転角θｍを入力し、このモータ回転角θｍを電気角に変換して、電気角に基づいて目標電流の位相を制御する。

次に、目標アシストトルク計算部７０の各機能部について詳細説明する。正常時アシストトルク計算部７１は、車速センサ２４により検出される車速Ｖｘと、操舵トルクセンサ２１により検出される操舵トルクＴｒとを入力して、図３に示す正常時アシストマップを参照して目標アシストトルクＴａ１を計算する。正常時アシストマップは、正常時アシストトルク計算部７１に記憶されており、代表的な複数の車速Ｖｘごとに、操舵トルクＴｒと目標アシストトルクＴａ１との関係を設定した関係付けデータであり、操舵トルクＴｒの大きさ（絶対値）が大きくなるほど大きくなり、かつ、車速Ｖｘが大きくなるほど小さくなる目標アシストトルクＴａ１を設定する特性を有する。目標アシストトルクＴａ１は、操舵トルクＴｒの方向に働くように計算される。

尚、目標アシストトルクＴａ１の計算にあたっては、各種の補償トルクを目標アシストトルクＴａ１に付加するようにしてもよい。例えば、正常時アシストトルク計算部７１は、操舵角センサ２２により検出される実舵角θsを入力し、実舵角θsを時間で微分した操舵角速度ωに応じた補償トルクを付加するようにしてもよい。この場合、図１３に示す摩擦補償トルクマップを参照して、ステアリング機構１０における摩擦力分を補償する摩擦補償トルクを付加してもよいし、図１４に示す摩擦粘性補償トルクマップを参照して、摩擦分に加えて粘性分を補償する摩擦粘性補償トルクを付加するようにしてもよい。また、これらの補償トルクを車速Ｖｘに応じて切り替えるようにしてもよい。

正常時アシストトルク計算部７１は、異常検出部７２から出力される異常判定フラグＦfailが「０」である場合に、こうした計算処理を所定の短い周期で繰り返し実行し、計算結果である目標アシストトルクＴａ１を制御切替部７３に出力する。

異常検出部７２は、操舵トルクセンサ２１の異常の有無を判定する。操舵トルクセンサ２１は、ステアリングシャフト１２の途中に設けられたトーションバーの捩れ角度を検出することにより操舵トルクを計算できるようにしたもので、トーションバーの一端の回転角度と他端の回転角度との角度差から捩れ角度を検出する。操舵トルクセンサ２１は、回転角度を検出するためにレゾルバやＭＲセンサ等の回転角センサを備え、操舵トルクＴｒに対応する捩れ角度の計算値に加えて、回転角センサの検出信号もアシストＥＣＵ１００に出力する。尚、回転角センサの検出信号のみをアシストＥＣＵ１００に出力し、アシストＥＣＵ１００で操舵トルクを計算するようにしてもよい。

操舵トルクセンサ２１に設けられた回転角センサは、回転角に応じた電圧信号を出力する。従って、出力信号の電圧値が適正範囲から外れている場合には、回転角センサに断線や短絡が発生したと考えられる。また、例えば、レゾルバのように出力電圧が正弦波状に周期的に変化する回転角センサを使用している場合には、出力電圧が一定値に固定されている場合等においても、断線や短絡が発生したと考えられる。

異常検出部７２は、回転角センサの出力電圧に基づいて、上記のように操舵トルクセンサ２１の異常を検出する（異常の有無を判定する）。そして、操舵トルクセンサ２１の異常判定結果にしたがって、異常判定フラグＦfailを「１」（異常あり）または「０」（異常なし）に設定する。

次に、異常時アシストトルク計算部８０について説明する。上述した正常時アシストトルク計算部７１は、操舵トルクＴｒに基づいて目標アシストトルクＴａ１を計算するが、操舵トルクセンサ２１が故障した場合には、目標アシストトルクＴａ１を計算することができない。そこで、異常時アシストトルク計算部８０は、操舵トルクセンサ２１の異常が検出された場合に、正常時アシストトルク計算部７１に代わって、目標アシストトルクＴａ２を計算する。

異常時アシストトルク計算部８０は、図４に示すように、基本アシストトルク計算部８１と、アシスト制限計算部８２と、アシスト制限部８３とを備えている。基本アシストトルク計算部８１は、車速センサ２４により検出される車速Ｖｘと、操舵角センサ２２により検出される実舵角θsとを入力し、図５に示す異常時基本アシストマップを参照して、基本アシストトルクＴbaseを計算する。異常時基本アシストマップは、基本アシストトルク計算部８１に記憶されており、代表的な複数の車速Ｖｘごとに、実舵角θsと基本アシストトルクＴbaseとの関係を設定した関係付けデータであり、実舵角θsの大きさ（絶対値）が大きくなるほど大きくなり、かつ、車速Ｖｘが大きくなるほど大きくなる基本アシストトルクＴbaseを設定する特性を有する。基本アシストトルクＴbaseは、実舵角θsと同じ符号に設定される。従って、実舵角θsが右方向であれば、右操舵方向に働く基本アシストトルクＴbaseが設定され、実舵角θsが左方向であれば、左操舵方向に働く基本アシストトルクＴbaseが設定される。基本アシストトルク計算部８１は、計算した基本アシストトルクＴbaseをアシスト制限部８３に出力する。

尚、基本アシストトルク計算部８１は、基本アシストトルクＴbaseの計算において、実舵角θsを時間で微分した操舵角速度ωに応じた補償トルクを、上記基本アシストトルクＴbaseに付加する構成であってもよい。例えば、図１３あるいは図１４に示す補償トルクマップを記憶し、この補償トルクマップを参照して、摩擦補償トルクあるいは摩擦粘性補償トルクを付加するとよい。

アシスト制限計算部８２は、推定舵角計算部８２１と、カットオフ周波数設定部８２２と、フィルタリング部８２３と、スリップ指標計算部８２４と、補正係数設定部８２５とから構成される。推定舵角計算部８２１は、左前輪車輪速センサ２６により検出される左前輪車輪速Ｖflと、右前輪車輪速センサ２７により検出される右前輪車輪速Ｖfrと、左後輪車輪速センサ２８により検出される左後輪車輪速Ｖrlと、右後輪車輪速センサ２９により検出される右後輪車輪速Ｖrrとを入力し、二通りの推定舵角を計算する。この二通りの推定舵角の一つは、左前輪車輪速Ｖflと右前輪車輪速Ｖfrとから計算される推定舵角θfであり、他の一つは、左後輪車輪速Ｖrlと右後輪車輪速Ｖrrとから計算される推定舵角θrである。以下、推定舵角θfを前輪側推定舵角θfと呼び、推定舵角θrを後輪側推定舵角θrと呼ぶ。

図６に示す車両旋回時における車輪速と旋回中心との幾何学的な関係から、前輪側推定舵角θfは、次式（１）により計算することができ、後輪側推定舵角θrは、次式（２）により計算することができる。ここでは、前輪側推定舵角θf，後輪側推定舵角θrは、ステアリングシャフト回りに換算した舵角としている。

Ｇは予め設定されている舵角換算用のギヤ比（オーバーオールギヤ比）を表し、ａは左右後輪Ｗrl，Ｗrrのトレッド、ｂは車両のホイールベースを表す。

推定舵角計算部８２１は、前輪側推定舵角θfと後輪側推定舵角θrとを使って、次式（３）により、推定舵角θeを計算する。
θe＝ｋ・θf＋（１−ｋ）θr ・・・（３）
ここで、ｋは、前輪側推定舵角θfと後輪側推定舵角θrとの重み付けを設定する重み付け係数であり、車両の駆動方式等によって設定される。また、例えば、推定舵角θeは、前輪側推定舵角θfと後輪側推定舵角θrとの平均値を用いるようにしてもよい（ｋ＝１／２）。

推定舵角計算部８２１は、計算した推定舵角θeをフィルタリング部８２３に出力する。車輪速センサ２６〜２９により検出される車輪速Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrrには、路面入力による振動やセンサ自身のピッチ誤差等により、様々な周波数成分のノイズ（誤差も含める）が含まれている。そこで、フィルタリング部８２３は、推定舵角計算部８２１から出力された推定舵角θeを入力し、推定舵角θeに対してローパスフィルタ処理を行う。これにより、ノイズの少ない推定舵角を求めることができる。この場合、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を下げるほど、様々な周波数成分のノイズの除去能力が高まるが、一方で、推定舵角の計算値の位相遅れが大きくなってしまう。

推定舵角は、後述するように車輪のスリップ判定に使用される。車輪がスリップした場合は、路面からステアリング機構１０に伝達されるセルフアライニングトルクが低下している状態のため、スリップしていないときと同じ力で操舵アシストを行うと過アシストとなり、操舵ハンドル１１を切り過ぎやすくなってしまい、スリップを助長してしまう。そこで、本実施形態においては、後述するように、推定舵角と実舵角との偏差（舵角偏差）をスリップ指標に設定し、舵角偏差に基づいて車輪のスリップを検出した場合には、操舵アシストを制限してスリップを解消させるように作動する。

しかし、ローパスフィルタ処理により推定舵角の計算値の位相遅れが大きくなると、実舵角に対して推定舵角が遅れた値となり、両者の偏差であるスリップ指標が適正なものとならない。特に、左右輪の車輪速の差（（Ｖfl−Ｖfr），（Ｖrl−Ｖrr））が速く変化する状況においては、スリップ指標の計算結果に大きな影響を与えてしまう。

そこで、アシスト制限計算部８２には、左右輪の車輪速の差が速く変化するおそれの高い状況においては、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を高く設定し、左右輪の車輪速の差が速く変化するおそれの少ない状況においては、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を低く設定するように切り替えるカットオフ周波数設定部８２２が設けられている。

カットオフ周波数設定部８２２は、横加速度センサ３０により検出される車両の横加速度Ｇｙを表す信号と、ヨーレートセンサ３１により検出される車両のヨーレートγを表す信号を入力する。横加速度Ｇｙ、ヨーレートγは、操舵角と同様に符号（正、負）により方向が識別される。

尚、車両の横加速度は、左右輪の車輪速Ｖfl，Ｖfrあるいは車輪速Ｖrl，Ｖrrから一義的に決まる。従って、カットオフ周波数設定部８２２は、横加速度センサ３０の検出信号に代えて、車輪速センサ２６〜２９により検出される車輪速Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrrを入力して、横加速度Ｇｙを車輪速Ｖfl，Ｖfrあるいは車輪速Ｖrl，Ｖrrの関数（Ｇｙ＝ｆ（Ｖfl，Ｖfr）あるいはＧｙ＝ｆ（Ｖrl，Ｖrr））を使って計算により取得するようにしてもよい。

また、車両のヨーレートについても、左右輪の車輪速Ｖfl，Ｖfrあるいは車輪速Ｖrl，Ｖrrから一義的に決まる。従って、カットオフ周波数設定部８２２は、ヨーレートセンサ３１の検出信号に代えて、車輪速センサ２６〜２９により検出される車輪速Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrrを入力して、車輪速Ｖfl，Ｖfrあるいは車輪速Ｖrl，Ｖrrの関数（γ＝ｆ（Ｖfl，Ｖfr）あるいはγ＝ｆ（Ｖrl，Ｖrr））を使ってヨーレートγを計算により取得するようにしてもよい。また、ヨーレートは、操舵角と車速とからも一義的に決まる。従って、カットオフ周波数設定部８２２は、ヨーレートセンサ３１の検出信号に代えて、車速センサ２４により検出される車速Ｖｘと操舵角センサ２２により検出される操舵角θsとを入力して、車速Ｖｘと操舵角θsの関数（γ＝ｆ（Ｖｘ，θs））を使ってヨーレートγを計算により取得するようにしてもよい。

図７は、カットオフ周波数設定部８２２の実行するカットオフ周波数設定ルーチンを表す。カットオフ周波数設定ルーチンは、所定の短い周期にて繰り返し実行される。カットオフ周波数設定部８２２は、ステップＳ１１において、操舵角センサ２２により検出される実舵角θsと、横加速度センサ３０により検出される横加速度Ｇｙと、ヨーレートセンサ３１により検出されるヨーレートγとを読み込む。続いて、ステップＳ１２において、実舵角θsから操舵角速度ωを計算する。操舵角速度ωは、例えば、実舵角θsを時間で微分することにより求めることができる。

続いて、カットオフ周波数設定部８２２は、ステップＳ１３において、操舵角速度ωの大きさ｜ω｜が基準値ωrefより大きい、あるいは、実舵角θsの大きさ｜θs｜が基準値θrefよりも大きいか否かを判断する。操舵角速度｜ω｜および実舵角｜θs｜は、ドライバーが操舵ハンドル１１に入力した操舵入力状態量を表している。また、基準値ωref、基準値θrefは、左右の車輪速の差が速く変化するおそれの高い状況か否かを判定する判定基準値であって予め設定されている。

操舵入力状態量（｜θs｜あるいは｜ω｜）が基準値（ωrefあるいはθref）より大きい場合には、左右の車輪速の差が速く変化するおそれの高い状況にある。推定舵角θeは、左右の車輪速の差の関数として計算されるものであるため、左右の車輪速の差が速く変化する状況においては、そのローパスフィルタ処理による推定舵角の位相遅れを小さくする必要がある。そこで、カットオフ周波数設定部８２２は、操舵入力状態量（｜θs｜あるいは｜ω｜）が基準値（ωrefあるいはθref）より大きい場合には（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１４において、カットオフ周波数ｆcを予め設定した高側のカットオフ周波数ｆhighに設定する。

一方、操舵入力状態量（｜θs｜あるいは｜ω｜）が基準値（ωrefあるいはθref）以下となる場合（Ｓ１３：Ｎｏ）には、カットオフ周波数設定部８２２は、ステップＳ１５において、横加速度Ｇｙの大きさ｜Ｇｙ｜が基準値Ｇｙrefより大きい、あるいは、ヨーレートγの大きさ｜γ｜が基準値γrefよりも大きいか否かを判断する。横加速度｜Ｇｙ｜およびヨーレート｜γ｜は、車両出力状態量（車両挙動状態量）を表している。また、基準値Ｇｙref、基準値γrefは、左右の車輪速の差が速く変化するおそれの高い状況か否かを判定する判定基準値であって予め設定されている。

車両出力状態量（｜Ｇｙ｜あるいは｜γ｜）が基準値（Ｇｙrefあるいはγref）より大きい場合には、左右の車輪速の差が速く変化するおそれの高い状況にある。そこで、カットオフ周波数設定部８２２は、車両出力状態量（｜Ｇｙ｜あるいは｜γ｜）が基準値（Ｇｙrefあるいはγref）より大きい場合には（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、その処理をステップＳ１４に進めて、カットオフ周波数ｆcを予め設定した高側のカットオフ周波数ｆhighに設定する。

一方、車両出力状態量（｜Ｇｙ｜あるいは｜γ｜）が基準値（Ｇｙrefあるいはγref）以下となる場合（Ｓ１５：Ｎｏ）には、左右の車輪速の差が速く変化するおそれの少ない状況にある。この場合には、カットオフ周波数設定部８２２は、ステップＳ１６において、カットオフ周波数ｆcを予め設定した低側のカットオフ周波数ｆlow（＜ｆhigh）に設定する。

カットオフ周波数設定部８２２は、ステップＳ１４あるいはステップＳ１６においてカットオフ周波数ｆcを設定すると、設定したカットオフ周波数ｆcをフィルタリング部８２３に出力してカットオフ周波数設定ルーチンを一旦終了する。そして、所定の演算周期にて上述した処理を繰り返す。

フィルタリング部８２３は、推定舵角計算部８２１から出力された推定舵角θeと、カットオフ周波数設定部８２２から出力されたカットオフ周波数ｆcとを入力し、カットオフ周波数ｆcに基づいて、次式（４），（５）に示す伝達関数Ｈ（ｓ）によって表される１次のローパスフィルタを設定する。

ここで、ｓはラプラス演算子を表す。

フィルタリング部８２３は、ローパスフィルタＨ（ｓ）を用いて、推定舵角θeをフィルタ処理する。推定舵角θeをフィルタ処理した後の値を推定舵角θe_filと呼ぶ。フィルタ後の推定舵角θe_filは、例えば、次式（６）により計算することができる。
θe_fil(n)＝ｂ_１θe(n)＋ｂ_２θe(n-1)＋ｂ_３θe(n-2)
−ａ_１θe_fil(n-1)−ａ_２θe_fil(n-2) ・・・（６）
ここでａ_１，ａ_２，ｂ_１，ｂ_２，ｂ_３は、ローパスフィルタＨ（ｓ）の離散化係数である。また、末尾の(n)は今回の演算値、(n-1)は１回前（１演算周期前）の演算値，(n-2)は２回前（２演算周期前）の演算値を表す。

フィルタリング部８２３は、計算した推定舵角θe_filをスリップ指標計算部８２４に出力する。スリップ指標計算部８２４は、操舵角センサ２２により検出される実舵角θsと、フィルタリング部８２３から出力された推定舵角θe_filとを入力し、実舵角θsと推定舵角θe_filとの偏差である舵角偏差｜Δθ｜を次式（７）により計算する。
｜Δθ｜＝｜θe_fil−θs｜ ・・・（７）

前後左右輪の何れかにスリップが発生していると、舵角偏差｜Δθ｜が大きくなる。また、この舵角偏差｜Δθ｜が大きいほどスリップの程度が大きい。従って、スリップ指標計算部８２４は、この舵角偏差｜Δθ｜を、車輪のスリップの程度を表すスリップ指標として設定する。スリップ指標計算部８２４は、舵角偏差｜Δθ｜を補正係数設定部８２５に出力する。

補正係数設定部８２５は、図８に実線にて示す補正係数マップを参照して、舵角偏差｜Δθ｜に対応する補正係数Ｃａを計算する。補正係数マップは、補正係数設定部８２５に記憶されており、舵角偏差｜Δθ｜が基準値Δθ１以下となる範囲においては、補正係数Ｃａを１に設定し（Ｃａ＝１．０）、舵角偏差｜Δθ｜が基準値Δθ１を超える範囲において、舵角偏差｜Δθ｜が大きくなるほど小さくなる補正係数Ｃａを設定する特性を有している。補正係数設定部８２５は、計算した補正係数Ｃａをアシスト制限部８３に出力する。

アシスト制限部８３は、基本アシストトルク計算部８１から出力された基本アシストトルクＴbaseと、補正係数設定部８２５から出力された補正係数Ｃａを入力し、図９に示すアシスト制限ルーチンを実行する。アシスト制限部８３は、ステップＳ２１において、基本アシストトルクＴbaseに補正係数Ｃａを乗算することにより、目標アシストトルクＴａ２を求める（Ｔａ２＝Ｃａ×Ｔbase）。続いて、ステップＳ２２において、目標アシストトルクＴａ２が上限値Ｔａ２maxよりも大きいか否かを判断する。

アシスト制限部８３は、目標アシストトルクＴａ２が上限値Ｔａ２maxよりも大きい場合（Ｓ２２：Ｙｅｓ）には、ステップＳ２３において、目標アシストトルクＴａ２を上限値Ｔａ２maxに変更する（Ｔａ２←Ｔａ２max）。つまり、目標アシストトルクＴａ２を上限値Ｔａ２maxにまで低下させる。一方、目標アシストトルクＴａ２が上限値Ｔａ２max以下である場合には、ステップＳ２３の処理をスキップする。この上限値Ｔａ２maxは、フェールセーフを考慮して予め設定された値である。アシスト制限部８３は、アシスト制限ルーチンを所定の周期で繰り返し実行し、計算した目標アシストトルクＴａ２を制御切替部７３に出力する。これにより、モータ制御部６０においては、車輪のスリップ状態に応じて制限された目標アシストトルクＴａ＊（＝Ｔａ２）にしたがって操舵アシスト制御が実行される。

以上説明した電動パワーステアリング装置１によれば、操舵トルクセンサ２１が故障した場合であっても、正常時アシストトルク計算部７１に代わって異常時アシストトルク計算部８０が目標アシストトルクＴａ＊を計算するため、操舵アシストを継続することができる。この場合、異常時アシストトルク計算部８０においては、車速Ｖｘと実舵角θsとに基づいて基本アシストトルクＴbaseを設定し、更に、実舵角θsと推定舵角θe_filとの偏差である舵角偏差｜Δθ｜をスリップ指標として計算し、舵角偏差｜Δθ｜が大きくなるにしたがって操舵アシストが小さくなるような目標アシストトルクＴａ＊を計算する。これにより、車輪のスリップが発生したときには、操舵アシストを制限して過アシストによる操舵ハンドル１１の切り過ぎを防止して、適切な操舵アシストを実施することができる。

また、推定舵角θe_filの計算にあたっては、操舵入力状態（｜θs｜あるいは｜ω｜）が基準値（ωrefあるいはθref）より大きい場合、あるいは、車両出力状態量（｜Ｇｙ｜あるいは｜γ｜）が基準値（Ｇｙrefあるいはγref）より大きい場合には、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆcを高側のカットオフ周波数ｆhighに設定し、操舵入力状態が基準値以下で、かつ、車両出力状態量が基準値以下となる場合には、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆcを低側のカットオフ周波数ｆlowに設定する。つまり、ローパスフィルタ処理により推定舵角θe_filの位相遅れが大きくなりやすい状況においては、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆcを高く設定して、推定舵角θe_filの位相遅れを最小限に抑え、ローパスフィルタ処理により推定舵角θe_filの位相遅れが大きくならないような状況においては、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆcを低く設定してノイズを確実に除去する。

ここで、本実施形態の作用効果を比較例を使って説明する。車輪速に含まれるノイズによる誤補正を防止するためには、図８に破線で示すように、大きな不感帯を設けた補正係数マップを使用すれば、ローパスフィルタ処理を行わなくても、実舵角θsと推定舵角θeとの偏差｜Δθ｜をスリップ指標として使用してアシスト制限をすることができる（比較例）。しかし、このように構成した比較例においては、舵角偏差｜Δθ｜が基準値Δθ２を超えないあいだは、補正係数Ｃａが低減されないため、操舵アシストの制限が遅れたり、操舵アシストの制限が不十分となったりする可能性がある。そこで、比較例においては、過アシストを防止するために、目標アシストトルクＴａ２の上限値Ｔａ２maxを最初から小さな値に設定しておく必要がある。この場合には、ドライ路面の走行中など、大きな操舵アシストトルクが必要となる状況において十分な操舵アシストが得られないため、ドライバーの操舵力負担が大きくなる。

一方、ローパスフィルタ処理によりノイズを除去する場合には、フィルタ処理後の推定舵角θe_filに位相遅れが発生する。特に、ノイズ除去を確実にするためにローパスフィルタのカットオフ周波数ｆcを低く設定すると、位相遅れが大きくなってしまい、図１０に示すように、位相遅れの影響により本来の推定舵角とフィルタ処理後の推定舵角とのあいだに大きな誤差が発生してしまう。従って、車両の旋回速度が速い場合などにおいて、推定舵角を正しく算出することができなくなる。この結果、適正なスリップ指標が得られなくなり、操舵アシストの制限を適正に実行することができなくなる。

これに対して本実施形態によれば、上述したように、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆcを操舵入力状態量および車両出力状態量に応じて可変するため、スリップ指標である舵角偏差｜Δθ｜の誤差が低減される。これにより、基本アシストトルクＴbaseを適正に補正することができる。また、舵角偏差｜Δθ｜の誤差が低減されることから、補正係数マップにおける不感帯を小さく設定することができる（図８参照）。これに伴って、車輪のスリップ時に適正に操舵アシストを制限することができるため、目標アシストトルクＴａ２の上限値Ｔａ２maxを大きな値に設定しておくことができる。従って、ドライ路面の走行中など、大きな操舵アシストトルクが必要となる状況において十分な操舵アシストが得られ、ドライバーの操舵力負担が軽減される。

このように、本実施形態の電動パワーステアリング装置１によれば、推定舵角のフィルタ処理による位相遅れの影響を小さくすることとノイズ除去性能とを良好にバランスさせることができ、車輪のスリップの検出精度が向上し、操舵アシストの制限を適正に行うことができる。

以上、本実施形態にかかる電動パワーステアリング装置１について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態においては、ローパスフィルタ処理におけるカットオフ周波数ｆｃを高低２段階に切り替えているが、例えば、図１１に示すように、操舵入力状態量および車両出力状態量に応じて３段階以上に段階的に切り替えるようにしてもよい。また、図１２に示すように、操舵入力状態量および車両出力状態量に応じてリニアに可変するようにしてもよい。何れの場合にも、カットオフ周波数ｆｃは、操舵入力状態量および車両出力状態量が大きくなるほど高くなるように設定すればよい。また、状態量に応じたカットオフ周波数ｆｃが同時に複数算出された場合には、そのうちの任意の１つ（例えば、最大値）を選択するようにしてもよいし、組み合わせて計算（例えば、平均計算）するようにしてもよい。

また、本実施形態においては、スリップ検出時に操舵アシストを制限する手法として、基本アシストトルクＴbaseに補正係数Ｃａを乗じるようにしているが、操舵アシストの制限については、目標アシストトルクＴａ＊の上限値Ｔａ２maxを低減させることにより実施することもできる。例えば、補正係数設定部８２５に代えて上限値設定部８２５を設ける。上限値設定部８２５は、図１５に示すような上限値マップを記憶し、この上限値マップを参照して、舵角偏差｜Δθ｜に対応する上限値Ｔａ２maxを計算する。この上限値マップは、舵角偏差｜Δθ｜が基準値Δθ１以下となる範囲においては、上限値Ｔａ２maxを基本上限値Ｔａ２max０（スリップが検出されていないときの上限値）に設定し、舵角偏差｜Δθ｜が基準値Δθ１を超える範囲において、舵角偏差｜Δθ｜が大きくなるほど小さくなる上限値Ｔａ２maxを設定する特性を有している。上限値設定部８２５は、計算した上限値Ｔａ２maxをアシスト制限部８３に出力する。アシスト制限部８３は、基本アシストトルクＴbaseと上限値Ｔａ２maxとを比較し、基本アシストトルクＴbaseが上限値Ｔａ２maxを越えない場合には、基本アシストトルクＴbaseを目標アシストトルクＴａ２に設定し（Ｔａ２←Ｔbase）、基本アシストトルクＴbaseが上限値Ｔａ２maxを越えている場合には、上限値Ｔａ２maxを目標アシストトルクＴａ２に設定する（Ｔａ２←Ｔａ２max）。従って、舵角偏差｜Δθ｜に応じて適正に操舵アシストを制限することができる。

また、本実施形態においては、操舵入力状態量として操舵角θsと操舵角速度ωとを取得し、それらの少なくとも一つが基準値を越えている場合には、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆｃを高く設定するが、操舵入力状態量として実舵角θsあるいは操舵角速度ωの何れか一方を取得する構成であってもよい。

また、本実施形態においては、車両出力状態量として横加速度Ｇｙとヨーレートγとを取得し、それらの少なくとも一つが基準値を越えている場合には、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆｃを高く設定するが、車両出力状態量として横加速度Ｇｙあるいはヨーレートγの何れか一方を取得する構成であってもよい。また、計算によりヨーレートを取得する場合には、車輪速Ｖfl，Ｖfrあるいは車輪速Ｖrl，Ｖrrから計算した第１演算ヨーレートと、車速Ｖｘと操舵角θsとから計算した第２演算ヨーレートの何れを取得しても良い。また、第１演算ヨーレートと第２演算ヨーレートの両方を取得して、少なくとも一方の演算ヨーレートが基準値を超えている場合には、ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数ｆｃを高く設定する構成であってもよい。

また、本実施形態においては、前輪側推定舵角θfと後輪側推定舵角θrとを計算し、この２つの推定舵角θf，θrに基づいて推定舵角θeを計算する構成であるが、何れか一方の推定舵角、つまり、前輪の車輪速Ｖfl，Ｖfrから計算した前輪側推定舵角θf、あるいは、後輪の車輪速Ｖrl，Ｖrrから計算した後輪側推定舵角θrを推定舵角θeに設定する構成であってもよい。この場合には、４輪の車輪速を取得する必要はなく、前輪側あるいは後輪側の車輪速を取得すればよい。また、前輪側推定舵角θfと後輪側推定舵角θrとを計算し、何れか一方を選択するようにしてもよい。例えば、前輪側推定舵角θfと実舵角θsとの舵角偏差と、後輪側推定舵角θrと実舵角θsとの舵角偏差とを計算し、大きい方の舵角偏差をスリップ指標として設定するようにしてもよい。

また、本実施形態においては、推定舵角θe_filを計算するにあたって、推定舵角計算部８２１から出力された推定舵角θeに対してローパスフィルタ処理を行っているが、ローパスフィルタ処理は、車輪速センサ２６〜２９により検出された車輪速Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrrに対して行うようにしてもよい。この場合には、推定舵角計算部８２１の入力側にフィルタリング部８２３を設ける。フィルタリング部８２３は、カットオフ周波数設定部８２２により設定されたカットオフ周波数ｆｃに応じたローパスフィルタＨ（ｓ）を使って、車輪速Ｖfl，Ｖfr，Ｖrl，Ｖrrに対してローパスフィルタ処理を行い、ローパスフィルタ処理後の車輪速Ｖfl_fil，Ｖfr_fil，Ｖrl_fil，Ｖrr_filを推定舵角計算部８２１に出力する。推定舵角計算部８２１は、車輪速Ｖfl_fil，Ｖfr_fil，Ｖrl_fil，Ｖrr_filに基づいて推定舵角θe_filを計算する。

また、本実施形態においては、操舵トルクの代替パラメータとして実舵角θsを用いて基本アシストトルクＴbaseを計算しているが、実舵角θsに代えて推定舵角を用いることもできる。また、操舵トルクの代替パラメータとして舵角を用いずに、車両に働く横加速度を用いることもできる。この場合、横加速度が大きくなるほど大きくなる目標操舵アシスト量（例えば、基本アシストトルクＴbase）を設定するとよい。横加速度は、センサにより検出してもよいし演算により求めるようにしてもよい。

また、本実施形態においては、舵角偏差｜Δθ｜が基準値Δθ１を超える範囲において、補正係数Ｃａを舵角偏差｜Δθ｜の増加にともなってリニアに低下させるようにしているが、これに代えて、補正係数Ｃａを段階的に低下させる構成であってもよい。例えば、補正係数Ｃａを舵角偏差｜Δθ｜の増加にともなって二段階に変化させるようにしてもよい。

また、本実施形態においては、車速センサ２４、操舵角センサ２２、車輪速センサ２６〜２９、横加速度センサ３０，ヨーレートセンサ３１を備えて、車速、実舵角、車輪速、横加速度、ヨーレートを検出しているが、これらのセンサを備えずに、車両内に設けられた他の車両ＥＣＵ（例えば、車両姿勢制御ＥＣＵ）が検出した車速、実舵角、車輪速、横加速度、ヨーレートを表す情報を通信ラインを介して取得するようにしてもよい。また、横加速度、ヨーレートについては、上述したように計算により取得するようにしてもよい。

また、本実施形態においては、モータ２０の発生するトルクをステアリングシャフト１２に付与するコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置について説明したが、モータの発生するトルクをラックバー１４に付与するラックアシスト式の電動パワーステアリング装置であってもよい。

１…電動パワーステアリング装置、１０…ステアリング機構、１１…操舵ハンドル、１２…ステアリングシャフト、２０…モータ、２１…操舵トルクセンサ、２２…操舵角センサ、２４…車速センサ、２６〜２９…車輪速センサ、３０…横加速度センサ、３１…ヨーレートセンサ、４０…モータ駆動回路、５０…電子制御回路、６０…モータ制御部、７０…目標アシストトルク計算部、７１…正常時アシストトルク計算部、７２…異常検出部、７３…制御切替部、８０…異常時アシストトルク計算部、８１…基本アシストトルク計算部、８２…アシスト制限計算部、８３…アシスト制限部、８２１…推定舵角計算部、８２２…カットオフ周波数設定部、８２３…フィルタリング部、８２４…スリップ指標計算部、８２５…補正係数設定部、１００…電子制御ユニット（アシストＥＣＵ）、Ｆfail…異常判定フラグ、Ｔａ＊…目標アシストトルク、Ｔａ１…目標アシストトルク、Ｔａ２…目標アシストトルク、Ｔｒ…操舵トルク、θs…操舵角（実舵角）、Ｖｘ…車速、Ｖfl…左前輪車輪速、Ｖfr…右前輪車輪速、Ｖrl…左後輪車輪速、Ｖrr…右後輪車輪速、Ｇｙ…横加速度、γ…ヨーレート、ω…操舵角速度、θｆ…前輪側推定舵角、θｒ…後輪側推定舵角、θe…推定舵角（フィルタ処理前）、θe_fil…推定舵角（フィルタ処理後）、｜Δθ｜…舵角偏差（スリップ指標）、Ｃａ…補正係数、Ｔbase…基本アシストトルク、ｆｃ…カットオフ周波数。

Claims (1)

1. 操舵ハンドルからステアリングシャフトに入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、
   ステアリング機構に設けられて操舵アシストトルクを発生するモータと、
   前記操舵トルクセンサの異常を検出する異常検出手段と、
   前記操舵トルクセンサの異常が検出されていない場合は、前記操舵トルクセンサにより検出された操舵トルクに基づいて目標操舵アシスト制御量を設定し、前記操舵トルクセンサの異常が検出されている場合は、前記操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量を設定する制御量設定手段と、
   前記制御量設定手段により設定された前記目標操舵アシスト制御量に従って前記モータを駆動制御するモータ制御手段と
   を備えた電動パワーステアリング装置において、
   前輪側と後輪側との少なくとも一方側の左右輪の車輪速を取得し、取得した車輪速に基づいて操舵角を推定した推定舵角をローパスフィルタ処理を介在させて計算する推定舵角計算手段と、
   実際の操舵角あるいは操舵角速度の少なくとも一方を操舵入力状態量として取得する操舵入力状態量取得手段と、
   車両の横加速度あるいはヨーレートの少なくとも一方を車両出力状態量として取得する車両出力状態量取得手段と、
   前記操舵入力状態量取得手段が取得した操舵入力状態量と前記車両出力状態量取得手段が取得した車両出力状態量との両方に基づいて、前記操舵入力状態量の大きさが基準入力値より大きいあるいは前記車両出力状態量の大きさが基準出力値より大きいという条件を満たしている場合には、前記条件を満たしていない場合に比べて、前記ローパスフィルタ処理のカットオフ周波数を高く設定するカットオフ周波数設定手段と、
   実際の操舵角を取得し、前記実際の操舵角と前記推定舵角との偏差を車輪のスリップ指標として計算するスリップ指標計算手段と、
   前記操舵トルクセンサの異常が検出されて前記操舵トルクとは異なる代替パラメータを使って目標操舵アシスト制御量が設定される場合、前記スリップ指標計算手段により設定されたスリップ指標の増加に伴って前記目標操舵アシスト制御量が小さくなるように前記目標操舵アシスト制御量を制限するアシスト制限手段と
   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。

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