電動パワーステアリング装置
【課題】車輪回転速度が設計的に持つ誤差に起因するセルフアライニングトルクの誤推定による制御異常出力を防止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。
【解決手段】操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて第１のトルク指令値を演算する第１のトルク指令値演算手段３１と、車輪回転速度に基づいて第２のトルク指令値を演算する第２のトルク指令値演算手段３２と、操舵トルクの異常を検出したときに、第１のトルク指令値に代えて第２のトルク指令値をモータ制御手段に出力する異常時切換手段３４と備えている。第２のトルク指令値演算手段３２は、車輪回転速度に基づいて推定したセルフアライニングトルク推定値に不感帯を設定し、不感帯反映後のセルフアライニングトルクに基づいて第２のトルク指令値を演算する。
【解決手段】操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて第１のトルク指令値を演算する第１のトルク指令値演算手段３１と、車輪回転速度に基づいて第２のトルク指令値を演算する第２のトルク指令値演算手段３２と、操舵トルクの異常を検出したときに、第１のトルク指令値に代えて第２のトルク指令値をモータ制御手段に出力する異常時切換手段３４と備えている。第２のトルク指令値演算手段３２は、車輪回転速度に基づいて推定したセルフアライニングトルク推定値に不感帯を設定し、不感帯反映後のセルフアライニングトルクに基づいて第２のトルク指令値を演算する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも操舵トルクに基づいて、運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力をステアリング機構に付与する電動モータを備える電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
この種の電動パワーステアリング装置では、搭載対象車両が大型化することにより、電動パワーステアリング装置の高出力化が進み、モータトルクが増大すると共に大電流化が加速している。
このように、電動パワーステアリング装置の高出力化が進むと、電動パワーステアリング装置を停止させた状態での手動操舵時に必要な操舵トルクが大きくなって、操舵が困難となる状況となっている。
【０００３】
従来、操舵トルクセンサ等の異常が発生した場合、電動パワーステアリング装置を停止させて安全を確保するようにしていたが、上述したように手動操舵に必要な操舵トルクが大きくなりすぎて操舵が困難となっているため、操舵トルクセンサ等の異常が発生した場合でも電動モータを駆動制御して操舵補助力の発生を継続することが望まれている。
そこで、操舵トルクセンサが故障した場合に、操舵トルク推定手段で車速信号と操舵角信号とに基づいて操舵トルクを推定し、推定した操舵トルクに基づいて電動機を駆動制御するようにした電動パワーステアリング装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、車速信号と操舵角信号とに基づいて操舵トルクを推定しているため、この推定した操舵トルクからは運転者の手放しなどの操舵状態を正しく認識することができない。そのため、このようにして推定したそうだトルクに基づいて電動モータを駆動制御すると、ステアリングホイールが勝手に切込んでしまうなど運転者の意に反する操舵状態となり、運転者に違和感を与えてしまう。しかも、路面状況を考慮しないで操舵トルクを推定しているので、路面摩擦係数が低い等、トルク推定モデルで考慮されていない状態に陥ると、正しく操舵トルクを推定できなくなる。
【０００５】
そこで、車輪回転速度を用いて路面から実際に発生した路面反力すなわちセルフアライニングトルクを推定し、当該セルフアライニングトルクを考慮することで、適度な操舵補助力を発生するようにした電動パワーステアリング装置がある（例えば、特許文献２参照）。
ここでは、セルフアライニングトルク推定とは別に車輪回転速度及びモータ回転角センサから得られたモータ角度よりセルフアライニングトルクを計算し、セルフアライニングトルク推定値とセルフアライニングトルク計算値との比較によりセルフアライニングトルクの誤推定を防ぐようにしている。また、車輪回転速度より駆動輪スリップを推定することで駆動輪スリップ時におけるセルフステアを防ぐようにしている。さらに、車速とモータ回転角センサから得られたモータ角速度に応じた制御出力制限を行うことで、セルフステアや制御異常出力を確実に防ぐようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３３９０３３３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２に記載の従来例にあっては、車輪回転速度を用いてセルフアライニングトルクを推定しているが、車輪回転速度センサの設計的誤差、ノイズ、分解能によってはセルフアライニングトルクを誤推定してしまうおそれがある。このように、セルフアライニングトルクの誤推定が生じると、セルフステアや制御異常出力を防ぐことができず、適切な操舵補助力を発生させることができない。
そこで、本発明は、車輪回転速度が設計的に持つ誤差に起因するセルフアライニングトルクの誤推定による制御異常出力を防止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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、 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、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて第１のトルク指令値を演算する第１のトルク指令値演算手段と、前記ステアリング機構に与える操舵補助トルクを発生する電動モータと、前記トルク指令値に基づいて前記電動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であって、前記操舵トルク検出手段の異常を検出するトルク検出部異常検出手段と、車両の車輪回転速度を検出する車輪回転速度検出手段と、前記電動モータのモータ回転情報を検出するモータ回転情報検出手段と、前記車輪回転速度検出手段で検出した前記車輪回転速度に基づいて第２のトルク指令値を演算する第２のトルク指令値演算手段と、前記トルク検出部異常検出手段で前記トルク検出手段の異常を検出したときに、前記第１のトルク指令値演算手段に代えて、前記第２のトルク指令値演算手段を選択して前記モータ制御手段に第２のトルク指令値を出力する異常時切換手段と、を備え、前記第２のトルク指令値演算手段は、前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて、前記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、セルフアライニングトルク推定値として出力するセルフアライニングトルク推定手段と、前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度が持つ誤差に起因して前記セルフアライニングトルク推定手段でセルフアライニングトルクが誤推定される領域を、前記セルフアライニングトルク推定値の不感帯として当該セルフアライニングトルク推定値をゼロとする不感帯設定手段と、該不感帯設定手段による不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値に基づいて前記第２のトルク指令値を演算することを特徴としている。
【０００９】
このように、操舵トルク検出手段の異常を検出したときには、異常時切換手段で第１のトルク指令値演算手段に代えて第２のトルク指令値演算手段を選択することにより、車輪回転速度に基づいて推定したセルフアライニングトルクを考慮して操舵補助力を発生させることができる。したがって、操舵トルク検出手段の異常を検出した後も、操舵に必要な操舵補助制御を継続させることができる。また、車輪回転速度に基づいてセルフアライニングトルクを推定するので、ステアリング機構の路面から伝達されるセルフアライニングトルクを適切に検出することができる。また、アンチロックブレーキシステム等で使用されている車輪回転速度検出手段を利用してセルフアライニングトルクを推定することができるので、部品点数の増加を抑制してコストを低減することができる。
【００１０】
さらに、セルフアライニングトルク推定値に不感帯を設けるので、車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度が設計的に持つ誤差に起因したセルフアライニングトルクの誤推定によって不正なアシスト出力がなされるのを防止することができる。このように、セルフアライニングトルクの推定精度を向上することができる、不正出力によって車両が運転者の意図しない挙動となるのを防止し、適切な操舵補助制御を行うことができる。
【００１１】
また、上記において、前記不感帯設定手段は、不感帯領域外で、前記セルフアライニングトルク推定値を、当該セルフアライニングトルク推定値の絶対値が小さくなる方向にオフセットして出力することを特徴としている。
これにより、不感帯領域から不感帯領域外へ変化した際のアシストの変動を無くす（あるいは抑制する）ことができる。このように、アシストをスムーズに出力することができるので、運転者に与える違和感を低減することができる。
【００１２】
さらに、上記において、前記不感帯設定手段は、不感帯領域外で、前記セルフアライニングトルク推定値をそのまま出力することを特徴としている。
これにより、不感帯領域外において、不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値が過少となることを防止し、アシスト出力を極力保つことができる。
【００１３】
また、上記において、前記不感帯設定手段は、不感帯領域外で、不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値の変化率に上限を設けるレートリミット処理を行うことを特徴としている。
これにより、不感帯領域から不感帯領域外へ変化した際のアシストの変動を無くし（あるいは抑制し）、アシストをスムーズに出力することができると共に、不感帯領域外において、不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値が過少となることを防止し、アシスト出力を極力保つことができる。
【００１４】
さらにまた、上記において、前記不感帯設定手段は、車輪回転速度、車速、モータ角速度、操舵角度の何れかに応じて前記不感帯の幅を変更することを特徴としている。
このように、車両走行状態や操舵状態に応じて不感帯の幅を設定するので、より確実に不正出力を防止することができる。
また、上記において、前記不感帯設定手段は、不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値に基づいて演算した前記第２のトルク指令値に基づいて前記電動モータを駆動制御したときの車両挙動が、所望の車両挙動となるように、前記不感帯の幅を設定することを特徴としている。
これにより、不正出力により車両が運転者の意図しない挙動となることを防止することができ、安定した操舵補助制御を行うことができる。
【００１５】
さらにまた、上記において、前記車輪回転速度検出手段で検出した前記車輪回転速度、前記操舵トルク検出手段が正常であるときに検出した操舵トルク及び前記モータ回転情報検出手段で検出した前記モータ回転情報の少なくとも一つに基づいて前記車輪回転速度の異常を検出する車輪回転速度異常検出手段と、該車輪回転速度異常検出手段で前記車輪回転速度の異常を検出した場合、前記異常時切換手段で前記第２のトルク指令値を選択するときに、当該第２のトルク指令値を制限する異常時指令値制限手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１６】
このように、車輪回転速度、正常時の操舵トルク、モータ回転情報の少なくとも一つに基づいて上記車輪回転速度の異常を検出するので、テンパタイヤ等の異径タイヤ装着等により左右の車輪回転速度に差が発生している場合には、これを異常として確実に検出することができる。そして、上記車輪回転速度の異常を検出した場合には、異常時切換手段によって第２のトルク指令値演算手段の第２のトルク指令値が選択されたときに、第２のトルク指令値を制限するので、第２のトルク指令値によるセルフステアの発生や制御異常出力を抑制することができる。
【００１７】
また、上記において、前記異常時指令値制限手段は、前記車輪回転速度の異常を検出した場合、前記第２のトルク指令値演算手段が選択されるときに、当該第２のトルク指令値の出力を停止させるように構成されていることを特徴としている。
このように、第２のトルク指令値の異常を検出した場合、第１のトルク指令値演算手段が選択されるときに、第２の指令値の出力を停止させるので、セルフステアの発生や制御異常出力を確実に防止することができる。
【００１８】
さらに、上記において、前記異常時指令値制限手段は、前記車輪回転速度の異常を検出した場合、前記第２のトルク指令値演算手段が選択されるときに、前記第２のトルク指令値を前記車輪回転速度検出手段で検出した左右車輪回転速度差に基づいて制限するように構成されていることを特徴としている。
このように、車輪回転速度の異常を検出した場合に、第２のトルク指令値を車輪回転速度検出手段で検出した左右車輪回転速度差に基づいて制限するので、左右車輪回転速度差に応じて第２のトルク指令値を制限することにより、セルフステアの発生や制御異常出力を確実に防止することができる。
【００１９】
また、上記において、前記異常時指令値制限手段は、前記車輪回転速度の異常を検出した場合、前記第２のトルク指令値演算手段が選択されるときに、当該異常を検出する前の第２のトルク指令値を第２のトルク指令値として設定するように構成されていることを特徴としている。
このように、車輪回転速度の異常を検出したときに、異常を検出する前の第２のトルク指令値を第２のトルク指令値として設定するので、異常が発生する前の第２のトルク指令値に基づいて操舵補助制御を継続することができ、セルフステアの発生や制御異常出力を確実に防止することができる。
【００２０】
さらにまた、上記において、前記第２のトルク指令値演算手段は、前記不感帯設定手段による不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値にゲインを乗算して前記第２のトルク指令値を演算するゲイン調整手段をさらに備えることを特徴としている。
このように、不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値にゲインを乗算して第２のトルク指令値を演算するので、車両の操舵状態や走行状態に応じてゲインを設定することにより、第２のトルク指令値を適正化することができる。
【００２１】
また、上記において、前記第２のトルク指令値演算手段は、前記ゲイン調整手段で演算した第２のトルク指令値を前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて算出した車速及び車速検出手段で検出した車速の一方とモータ角速度演算手段で算出したモータ角速度との少なくとも一方に基づいて制限するトルク制限手段をさらに備えることを特徴としている。
このように、ゲイン調整後の第２のトルク指令値を車速及びモータ角速度の少なくとも一方に基づいて制限することにより、高車速領域や高モータ角速度領域での制御異常出力を抑制することができる。
【００２２】
さらに、上記において、前記ゲイン調整手段は、モータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報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とに基づいて切増し状態、切り戻し状態及び保舵状態の何れの操舵状態であるかを判定し、操舵状態の判定結果に基づいて操舵状態感応ゲインを調整する操舵状態ゲイン調整手段を有することを特徴としている。
これにより、操舵状態に応じた最適な操舵状態感応ゲインを調整することができ、操舵状態に応じて最適な第２のトルク指令値を算出することができる。
【００２３】
また、上記において、前記ゲイン調整手段は、前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて算出した車速及び車速検出手段で検出した車速の一方に基づいて車速感応ゲインを調整する車速ゲイン調整手段を有することを特徴としている。
これにより、車速に応じて車速感応ゲインを調整することができるので、車両の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００２４】
さらに、上記において、前記ゲイン調整手段は、モータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報と前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度とに基づいて演算したセルフアライニングトルク演算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の偏差に基づいてセルフアライニングトルクゲインを調整するセルフアライニングトルクゲイン調整手段を有することを特徴としている。
【００２５】
このように、セルフアライニングトルク設定手段で、モータ回転情報と車輪回転速度とに基づいて算出したセルフアライニングトルク演算値とセルフアライニングトルク推定値との偏差に基づいてセルフアライニングトルクゲインを設定するので、車輪回転速度に基づいて算出されるセルフアライニングトルク推定値に誤差が生じた場合に、その誤差を抑制することができる。
【００２６】
また、上記において、前記ゲイン調整手段は、前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて駆動輪スリップ状態を推定し、推定した駆動輪スリップ状態に基づいて駆動輪スリップ感応ゲインを調整する駆動輪スリップゲイン調整手段を有することを特徴としている。
これにより、駆動輪スリップがセルフアライニングトルク推定値に影響を与える場合に、この駆動輪スリップの影響を抑制することができる。
【００２７】
さらに、上記において、前記セルフアライニングトルク推定手段は、前記車輪回転速度に基づいて車両横滑り角を推定する車両横滑り角推定手段を有し、該車両横滑り角推定手段で推定した車両横滑り角に基づいてセルフアライニングトルクを推定するように構成されていることを特徴としている。
このように、車輪回転速度に基づいて車両の車両横滑り角を推定し、推定した車両横滑り角に基づいてセルフアライニングトルクを推定するので、車両の走行状態を加味してより正確なセルフアライニングトルクを推定することができる。
【００２８】
また、上記において、前記車両横滑り角推定手段は、前記車輪回転速度に基づいて車両横滑り角を推定し、推定した車両横滑り角をモータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報に基づいて補正するように構成されていることを特徴としている。
このように、車両の車輪回転速度に基づいて車両の横滑り角を推定し、推定した横滑り角をモータ回転情報に基づいて補正するので、車両の操舵状況に基づいてより正確な横滑り角を推定することができる。
【００２９】
さらにまた、上記において、前記セルフアライニングトルク推定手段は、前記車輪回転速度とモータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報とに基づいてセルフアライニングトルクを推定するように構成されていることを特徴としている。
このように、車両の左右の車輪回転速度とモータ回転情報とに基づいてセルフアライニングトルクを推定するので、車両の操舵状況に応じたより正確なセルフアライニングトルクを推定することができる。
【００３０】
また、上記において、前記異常時切換手段は、前記第１のトルク指令値演算手段に代えて前記第２のトルク指令値演算手段を選択する場合に、前記第１のトルク指令値から前記第２のトルク指令値に徐々に変化させることを特徴としている。
このように、第１のトルク指令値から第２のトルク指令値への切換え時にトルク指令値を徐々に変化させるので、電動モータで発生させる操舵補助力の急変を防止して、安定した操舵補助状態を継続することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、第２のトルク指令値演算手段で、車輪回転速度に基づいてセルフアライニングトルクを推定し、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演算するので、操舵トルク検出手段の故障後も、第２のトルク指令値演算手段で演算したトルク指令値を用いて運転者に違和感のない操舵補助制御を継続することができる。しかも、セルフアライニングトルク推定値に不感帯を設けるので、車輪回転速度が設計的に持つ誤差に起因するセルフアライニングトルクの誤推定による制御異常出力を防止することができる。このように、セルフアライニングトルクの推定精度を向上し、より安定した操舵補助制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１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を示す図である。
【図２】本発明に係るコントローラの具体例を示すブロック図である。
【図３】コントローラを構成するセルフアライニングトルク推定部の具体的構成を示すブロック図である。
【図４】横滑り角算出マップを示す特性線図である。
【図５】セルフアライニングトルク初期推定値算出マップを示す特性線図である。
【図６】実際のセルフアライニングトルクに対するセルフアライニングトルク初期推定値のヒステリシス特性を示す特性線図である。
【図７】車輪回転速度に基づくセルフアライニングトルク推定値（車輪回転速度誤差なし）を示す図である。
【図８】車輪回転速度に基づくセルフアライニングトルク推定値（車輪回転速度誤差あり）を示す図である。
【図９】ＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢの設定例を示す図である。
【図１０】ＳＡＴ推定値の不感帯特性の設計例を示す図である。
【図１１】ＳＡＴ推定値の不感帯特性の設計例を示す図である。
【図１２】ＳＡＴ推定値の不感帯特性の設計例を示す図である。
【図１３】操舵状態ゲイン設定部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１４】操舵状態ゲイン設定部に適用する操舵状態感応ゲイン算出マップを示す特性線図である。
【図１５】車速感応ゲイン設定部に適用する車速感応ゲイン算出マップを示す特性線図である。
【図１６】セルフアライニングトルクゲイン計算部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１７】セルフアライニングトルクゲイン計算部に適用するセルフアライニングトルクゲイン算出マップを示す特性線図である。
【図１８】駆動輪スリップゲイン設定部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１９】駆動輪スリップゲイン設定部に適用する駆動輪スリップゲイン算出マップを示す特性線図である。
【図２０】制御出力制限値計算部の具体的構成を示すブロック図である。
【図２１】車輪回転速度異常検出部で実行する車輪回転速度異常検出処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２２】車輪回転速度制限値演算部で実行する車輪回転速度制限値演算処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２３】車輪回転速度制限値算出マップを示す特性線図である。
【図２４】車速制限値演算部で使用する車速制限値算出マップを示す特性線図である。
【図２５】モータ角速度制限値演算部で使用するモータ角速度制限値算出用マップを示す特性線図である。
【図２６】トルクセンサ異常検出部で実行するトルクセンサ異常検出処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２７】マイクロコンピュータで実行する操舵補助制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２８】第２の実施形態を示すコントローラの具体例を示すブロック図である。
【図２９】制御出力制限値計算部の具体的構成を示すブロック図である。
【図３０】車輪回転速度制限値演算部で実行する車輪回転速度制限値演算処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３１】車輪回転速度制限値算出マップを示す特性線図である。
【図３２】第３の実施形態におけるセルフアライニングトルク推定部で実行するセルフアライニングトルク選択処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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、本実施形態を示す概略構成図であって、図中、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。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。
【００３４】
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で車両幅方向の直進運動に変換されて左右のタイロッド９に伝達され、これらタイロッド９によって転舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵させる。
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に連結した減速機構１１と、この減速機構１１に連結された操舵補助力を発生する電動機としての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。
【００３５】
また、減速機構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内に操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ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、この捩れ角変位を非接触の磁気センサで検出するように構成されている。
【００３６】
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、コントローラ１５に入力される。このコントローラ１５には、操舵トルクセンサ１４からのトルク検出値Ｔの他に車速センサ１６で検出した車速Ｖｓ、電動モータ１２に流れるモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗ及びレゾルバ、エンコーダ等で構成されるモータ回転角センサ１７で検出した電動モータ１２の回転角θ及び車輪回転速度センサ１８Ｌ，１８Ｒで検出した車両の左右の車輪回転速度ＶｗＬ及びＶｗＲも入力される。
【００３７】
コントローラ１５では操舵トルクセンサ１４が正常である状態では、入力されるトルク検出値Ｔ及び車速検出値Ｖｓに応じた操舵補助力を電動モータ１２で発生させる電流指令値としての第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１を算出する。そして、算出した操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１に対して、回転角θに基づいて算出するモータ角速度ω及びモータ角加速度αに基づいて各種補償処理を行ってから電動モータ１２を駆動制御する。
【００３８】
一方、操舵トルクセンサ１４が異常であるときには、左右の従動輪の車輪回転速度ＶｗＬ及ＶｗＲに基づいて第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を算出し、この第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２に基づいて電動モータ１２を駆動制御する。
すなわち、コントローラ１５は、図２に示すように、モータ回転角センサ１７で検出したモータ角度θに基づいてモータ角速度ω及びモータ角加速度αを演算する回転情報演算部２０と、操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆを演算する操舵補助トルク指令値演算部２１と、この操舵補助トルク指令値演算部２１で演算したトルク指令値Ｉｒｅｆを補償する指令補償値Ｉｃｏｍを算出するトルク指令値補償部２２と、操舵補助トルク指令値演算部２１で演算した操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆとトルク指令値補償部２２で算出した指令補償値Ｉｃｏｍとを加算して補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′を算出する加算器２３と、この加算器２３から出力される補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′に基づいてモータ電流を生成して電動モータ１２を駆動制御するモータ駆動回路２４とで構成されている。
【００３９】
回転情報演算部２０は、モータ角度信号センサ２００と、モータ角速度演算部２０１と、モータ角加速度演算部２０２とを備えている。
モータ角度信号センサ２００は、モータ回転角センサ１７で検出したモータ回転角検出信号に基づいてモータ角度θを演算する。モータ角速度演算部２０１は、モータ角度信号センサ２００で演算したモータ角度θを微分してモータ角速度ωを算出する。モータ角加速度演算部２０２は、モータ角速度演算部２０１で算出したモータ角速度ωを微分してモータ角加速度αを算出する。
【００４０】
また、操舵補助トルク指令値演算部２１は、第１の操舵補助トルク指令値演算部３１と、第２の操舵補助トルク指令値演算部３２と、トルクセンサ異常検出部３３と、異常時切換手段としての指令値選択部３４と、レートリミッタ３５とを備えている。
第１の操舵補助トルク指令値演算部３１は、操舵トルクセンサ１４から入力される操舵トルクＴと車速センサ１６から入力される車速Ｖｓとに基づいて、第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１を演算する。この第１の操舵補助トルク指令値演算部３１は、トルク指令値算出部３１１と、位相補償部３１２と、センタ応答性改善部としての微分器３１３と、加算器３１４とを備えている。
【００４１】
トルク指令値算出部３１１は、操舵トルクＴ及び車速Ｖｓをもとに、図２中に示す操舵補助トルク指令値算出マップを参照して、電流指令値である操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂを算出する。位相補償部３１２は、トルク指令値算出部３１１から出力される操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂの位相補償を行って位相補償値Ｉｒｅｆｂ′を算出する。微分器３１３は、操舵トルクセンサ１４から入力される操舵トルクＴに基づいてステアリング中立付近の制御の応答性を高め、滑らかでスムーズな操舵を実現するように、操舵トルクＴを微分演算処理してセンタ応答性改善指令値Ｉｒを出力する。このようにして、アシスト特性不感帯での安定性確保、静摩擦の補償を行う。加算器３１４は、位相補償部３１２の位相補償出力と微分器３１３から出力されるセンタ応答性改善指令値Ｉｒとを加算し、第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１を算出する。
【００４２】
ここで、トルク指令値算出部３１１で参照する操舵補助トルク指令値算出マップは、図２中に示すように、横軸に操舵トルクＴをとり、縦軸に操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂをとると共に、車速Ｖｓ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する。
【００４３】
また、第２の操舵補助トルク指令値演算部３２は、左右の車輪回転速度を検出する車輪回転速度センサ１８から入力される車輪回転速度ＶｗＬ及びＶｗＲに基づいて、第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を演算する。この第２のトルク指令値演算部３２は、セルフアライニングトルク推定部（ＳＡＴ推定部）３２Ａと、ＳＡＴ不感帯反映部３２Ａ´と、ゲイン調整手段としてのゲイン調整部３２Ｂと、異常時指令値制限手段としてのトルク制限部３２Ｃとで構成されている。
【００４４】
セルフアライニングトルク推定部３２Ａは、ステアリング機構に路面から伝達されるセルフアライニングトルクＳＡＴを推定する。ＳＡＴ不感帯反映部３２Ａ´は、セルフアライニングトルク推定部３２Ａで推定したセルフアライニングトルクＳＡＴに不感帯を設定し、不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢを出力する。ゲイン調整部３２Ｂは、ＳＡＴ不感帯反映部３２Ａ´から出力される不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢに対してゲインを乗算し、トルク制限部３２Ｃは、ゲイン調整部３２Ｂでゲイン調整したセルフアライニングトルクを制限して第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を算出する。
【００４５】
図３は、セルフアライニングトルク推定部３２Ａの具体的構成を示すブロック図である。
車両横滑り角推定部３２１は、左右の車輪回転速度ＶｗＬ及びＶｗＲに基づいて車両横滑り角βを推定する。先ず、駆動輪となる後輪の車輪回転速度センサ１８ＲＬ及び１８ＲＲで検出された車輪回転速度ＶｗＲＬ及びＶｗＲＲに基づいて下記（１）式の演算を行って、車速に応じた左右の車輪回転速度差ΔＶｗＲを算出する。
ΔＶｗＲ＝（ＶｗＲＬ−ＶｗＲＲ）／｛（ＶｗＲＬ＋ＶｗＲＲ）／２｝ ………（１）
【００４６】
次いで、算出した車輪回転速度差ΔＶｗをもとに図４に示す車両横滑り角算出マップを参照して車両横滑り角βを推定する。車両横滑り角算出マップは、図４に示すように、横軸に車輪回転速度差ΔＶｗＲをとり、縦軸に車両横滑り角βをとった実車の測定値から求められる特性線図で表され、車輪回転速度差ΔＶｗがゼロ近傍であるときには、比較的緩やかな勾配となり、これより車輪回転速度差ΔＶｗが大きくなると比較的急峻な勾配となる特性曲線Ｌが設定されている。
【００４７】
また、セルフアライニングトルク推定部３２Ａの角度変化量演算部３２２は、モータ角度θに基づいて角度変化量Δθを算出し、これを増幅器３２３に出力する。増幅器３２３は、角度変化量Δθに滑り角補正ゲインＫｓｌｐを乗算し、滑り角補正値Ａｓｌｐを算出する。加算器３２４は、増幅器３２３で算出した滑り角補正値Ａｓｌｐを車両横滑り角推定部３２１で推定した横滑り角βに加算して、タイヤ捩じり量による補正を行なう。
【００４８】
そして、セルフアライニングトルク演算部３２５は、この加算器３２４の加算出力に基づいてセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉを演算する。ここでは、加算器３２４から出力される車両横滑り角βをもとに、図５に示すセルフアライニングトルク初期推定値算出マップを参照してセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉを算出する。
このセルフアライニングトルク初期推定値算出マップは、図５に示すように、横軸に車両横滑り角βをとり、縦軸にセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉをとった実車の測定値から求められる特性線図で表され、車速相当値Ｖｓ′をパラメータとして車速相当値Ｖｓ′が大きな値となるに応じて傾斜角が大きくなる線形区間Ｌｓとこの線形区間Ｌｓの両端から延長する飽和区間Ｌａとでなる特性線が設定されている。
【００４９】
ところで、セルフアライニングトルク演算部３２５で算出するセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉと、実際に車両に生じるセルフアライニングトルクＳＡＴとの関係は、図６で破線図示のように、比較的大きなヒステリシス特性を有することになる。このヒステリシス特性を補正するために、加算器３２７は、セルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉに増幅器３２６で算出したヒステリシス補正値Ａｈｙｓを加算する。ヒステリシス補正値Ａｈｙｓは、モータ角速度ωを増幅して算出する。これにより、ヒステリシス特性がモータ角速度すなわち舵角速度に応じて補正されることになり、図６の実線図示のように、ヒステリシス特性の幅を狭くしてより正確なセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉを算出することができる。
【００５０】
加算器３２７の加算出力は、ローパスフィルタ３２８でノイズが除去された後、セルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉ′として位相補正部３３１に入力される。位相補正部３３１には、平均値算出部３３０の算出結果も入力される。平均値算出部３３０は、加算器３２９で算出した車輪回転速度ＶｗＬ及びＶｗＲの加算値の１／２を、車速相当値Ｖｓ′として算出するものである。
【００５１】
位相補正部３３１は、車速相当値Ｖｓ′に基づいてセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉ′の位相補正を行って、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴを算出するものであり、定常ゲイン＝１の一時遅れフィルタ（１／Ｔ1ｓ＋１）で構成されている。ここで、ｓはラプラス演算子、Ｔ1は時定数であって、この時定数Ｔ1は車速相当値Ｖｓ′に応じて設定される。
【００５２】
また、図２のＳＡＴ不感帯反映部３２Ａ´は、セルフアライニングトルク推定部３２Ａで推定したセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴに不感帯を設け、不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢを出力する。ここでは、車輪回転速度センサ１８の設計的誤差、ノイズ、分解能による車輪回転速度が持つ誤差（以下、単に車輪回転速度誤差という）に起因してセルフアライニングトルクが誤推定される領域を、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの不感帯として設定する。
【００５３】
車輪回転速度誤差がない場合、車輪回転速度センサ１８Ｌ及び１８Ｒで検出された車輪回転速度ＶｗＬ及びＶｗＲに基づいて推定されるセルフアライニングトルクは、図７に示すように滑らかな特性曲線を描く。一方、車輪回転速度誤差がある場合、車輪回転速度センサ１８Ｌ及び１８Ｒで検出された車輪回転速度ＶｗＬ及びＶｗＲに基づいて推定されるセルフアライニングトルクは、図８に示すように誤推定されてしまう。このセルフアライニングトルクの誤推定は、図８の矢印で示すように、左右車輪回転速度差ΔＶｗが零である直進走行時など、トルクの小さい領域で出やすい。これは、出力が小さいために誤差の比率が高くなることなどに起因すると考えられる。
【００５４】
ＳＡＴ不感帯反映部３２Ａ´は、先ず、この車輪回転速度誤差に起因したセルフアライニングトルクの誤推定が発生する領域が、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの不感帯となるようにＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢを設定する。ＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢは、不感帯の幅すなわち不感帯特性を決定するものである。すなわち、−ＳＡＴＤＢ≦ＳＡＴ≦ＳＡＴＤＢとなる領域がセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの不感帯となって、不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢが“０”となる。
ここでは、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの不感帯特性を、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲ、車速Ｖｓ、モータ角速度ω、モータ角度θ（推定操舵角θ）の何れかに応じて変化させるものとする。
【００５５】
図９は、ＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢの設定例を示す図である。この図９において、横軸は車速Ｖｓ、縦軸はＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢである。この図９に示すように、ＳＡＴ推定値の不感帯特性は、車速Ｖｓが０から設定値Ｖｓａまでの間ではＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢが比較的小さい値で一定となり、車速Ｖｓが設定値Ｖｓａを超えて設定値Ｖｓｂに達するまでの間は、車速Ｖｓの増加に応じて比較的急な勾配でＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢが増加し、車速Ｖｓが設定値Ｖｓｂを超えると、車速Ｖｓの増加に応じて比較的緩やかな勾配でＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢが増加するように設定されている。すなわち、車速Ｖｓが速いほど不感帯の幅が広く設定される。
【００５６】
ＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢの設定方法としては、車両が運転者の意図しない挙動となることを防ぐために、車両のフリクション以下となるように（不正出力によりハンドルが回らないように）設計する方法や、不正出力を運転者が手で押えられる不正出力となるように設計する方法を採用する。
なお、ここでは車速Ｖｓに応じてＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢを設定する場合についてのみ示したが、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲ、モータ角速度ω、モータ角度θ（推定操舵角θ）に応じて設定する場合にも、同様の設定方法を用いる。
【００５７】
また、ここでは常時、車両の走行状態や操舵状態を監視することでＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢを可変とする場合について説明したが、ＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢは予め設定した固定値としてもよい。この場合、予め車輪回転速度誤差を算出（検出）してＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢを決定しておく。
【００５８】
次に、ＳＡＴ不感帯反映部３２Ａ´は、設定したＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢを用いて、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴに対して不感帯を反映した後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢを出力する。ここでは、ＳＡＴ誤推定に起因する不正出力を防止すると共に、アシストをスムーズに出力するようなセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢを出力するように、不感帯特性を設計する。
図１０は、ＳＡＴ推定値の不感帯特性の設計例を示す図である。この図１０において、破線はセルフアライニングトルク推定値（設計値）、実線は不感帯反映後のセルフアライニングトルクである。このように、−ＳＡＴＤＢ≦ＳＡＴ≦ＳＡＴＤＢである場合にはＩｒｅｆ２ＤＢ＝０として不正出力を確実に防止する。
【００５９】
そして、ＳＡＴ＜−ＳＡＴＤＢである場合にはＩｒｅｆ２ＤＢ＝ＳＡＴ＋ＳＡＴＤＢとし、ＳＡＴ＞−ＳＡＴＤＢである場合にはＩｒｅｆ２ＤＢ＝ＳＡＴ＋ＳＡＴＤＢとする。すなわち、不感帯以外の領域では、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴを、当該セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの絶対値が小さくなる方向にＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢ分だけオフセットして出力する。これにより、不感帯領域から不感帯以外の領域への変化時にセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢをスムーズに変化させることができるので、アシストをスムーズに出力することができる。
【００６０】
なお、ここでは、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴのオフセット値をＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢ相当とする場合について説明したが、当該オフセット値はＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢよりも小さい値であってもよい。この場合にも、不感帯領域から不感帯以外の領域への変化時におけるセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢの変動を抑えることができるので、アシストを比較的スムーズに出力することができる。
【００６１】
また、不感帯特性の設計方法としては、図１０に示すようにセルフアライニングトルク推定値をオフセットさせる方法に限定されるものではなく、車両としての要求に合わせて適宜設定するようにする。
例えば、図１１に示すように、不感帯部分のみアシスト出力を制限する（零とする）ようにしてもよい。すなわち、不感帯以外の領域では、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴをそのまま不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢとして出力するようにしてもよい。これにより、不正出力を防止することができると共に、アシスト出力を極力保つことができる。
【００６２】
また、図１２に示すように、不感帯部分のみ出力を制限する（零とする）と共に、不感帯から不感帯以外へのアシスト出力の急な変化を制限するようにしてもよい。すなわち、不感帯以外の領域では、不感帯設定後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢの変化率に上限を設けるレートリミット処理を行うようにしてもよい。これにより、不正出力を防止することができると共に、アシスト出力を極力保つことができ、且つアシストをスムーズに出力することができる。
図２に戻って、ゲイン調整部３２Ｂは、操舵状態ゲイン調整部３６、車速ゲイン調整部３７、セルフアライニングトルクゲイン調整部３８、及び駆動輪スリップゲイン調整部３９を有する。
【００６３】
操舵状態ゲイン調整部３６は、操舵状態ゲイン設定部（切り増し／切り戻し／保舵操舵ゲイン設定部）３６Ａと、ゲイン乗算部３６Ｂとで構成されている。操舵状態ゲイン設定部３６Ａは、セルフアライニングトルク推定部３２Ａから出力されるセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ及びモータ角速度演算部２０１で算出されたモータ角速度ωを入力し、これらに基づいて切増し状態、切戻し状態及び保舵状態の何れの操舵状態かを検出し、検出した操舵状態に応じた操舵状態ゲインＫ０を設定する。そして、ゲイン乗算部３６Ｂは、操舵状態ゲイン設定部３６Ａで設定した操舵状態ゲインＫ０を、ＳＡＴ不感帯反映部３２Ａ´から出力される不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢに乗算し、ゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２１を出力する。
【００６４】
ここで、操舵状態ゲイン設定部３６Ａは、図１３に示すように、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴとモータ角速度ωとに基づいて、切増し状態、切戻し状態及び保舵状態を判定する操舵状態判定部３６１と、この操舵状態判定部３６１の判定結果とモータ角速度ωとに基づいて操舵状態ゲインＫ０を算出する操舵状態ゲイン算出部３６２とを有する。
【００６５】
操舵状態判定部３６１は、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの符号とモータ角速度ωの符号が一致するときに切増し状態であると判定し、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの符号とモータ角速度ωの符号が不一致であるときに切戻し状態であると判定する。また、モータ角速度ωの絶対値｜ω｜が設定値ωｔ以下であるときには保舵状態であると判定する。
【００６６】
操舵状態ゲイン算出部３６２は、入力される操舵状態及びモータ角速度ωに基づいて図１４に示す操舵状態ゲイン算出マップを参照して操舵状態ゲインＫ０を算出する。操舵ゲイン算出マップは、図１４に示すように、操舵状態が保舵状態であるときには、モータ角速度ωの値にかかわらず所定ゲインＫ０ｈを維持するように特性線Ｌｈが設定されている。一方、操舵状態が切増し状態であるときには、モータ角速度ωが零から所定値ω１迄の間で所定ゲインＫ０ｈより大きいな値の所定ゲインＫ０ｉを維持し、モータ角速度ωが所定値ω１を超えるとモータ角速度ωの増加に伴ってゲインが比較的大きな勾配で増加するように特性線Ｌｉが設定されている。さらに、操舵状態が切戻し状態であるときには、モータ角速度ωが零から所定値ω１迄の間で所定ゲインＫ０ｈより小さな値の所定ゲインＫ０ｄを維持し、モータ角速度ωが所定値ω１を超えるとモータ角速度ωの増加に伴ってゲインが比較的小さな勾配で減少するように特性線Ｌｄが設定されている。
【００６７】
図２の車速ゲイン調整部３７は、車速感応ゲイン算出部３７Ａと、ゲイン乗算部３７Ｂとで構成されている。車速ゲイン算出部３７Ａは、入力される車速Ｖｓに基づいて、図１５に示す車速感応ゲイン算出マップを参照して車速感応ゲインＫ１を算出する。
ここで、車速感応ゲイン算出マップは、車速Ｖｓが零から所定値Ｖｓ１迄の間では所定値Ｋｖを維持し、車速Ｖｓが所定値Ｖｓ１を超えると、車速Ｖｓの増加に応じて比較的大きな勾配でゲインが減少し、車速Ｖｓが所定値Ｖｓ１より大きい所定値Ｖｓ２を超えると、車速Ｖｓの増加に応じて比較的小さな勾配でゲインが減少するように特性線Ｌｖが設定されている。
【００６８】
そして、ゲイン乗算部３７Ｂは、車速感応ゲイン算出部３７Ａで算出された車速感応ゲインＫ１を、操舵状態ゲイン調整部３６から出力されるゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２１に乗算してゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２２を出力する。
セルフアライニングトルクゲイン調整部３８は、セルフアライニングトルクゲイン計算部３８Ａと、ゲイン乗算部３８Ｂとで構成されている。セルフアライニングトルクゲイン計算部３８Ａは、セルフアライニングトルク演算値ＳＡＴｏを算出して補正ゲインＫ２を設定する。そして、ゲイン乗算部３８Ｂは、セルフアライニングトルクゲイン計算部３８Ａで設定されたセルフアライニングトルクゲインＫ２を、ゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２２に乗算してゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２３を出力する。
【００６９】
ここで、セルフアライニングトルクゲイン計算部３８Ａは、図１６に示す構成を有する。この図１６において、セルフアライニングトルク演算部３８１は、車輪回転速度センサ１８から入力される４輪の車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲとモータ角度θとに基づいて、車両モデルを用いてセルフアライニングトルク演算値ＳＡＴｏを算出する。
すなわち、セルフアライニングトルク演算部３８１は、４輪の車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの平均値を車速Ｖｓとして算出すると共に、モータ角度θを推定操舵角θとして、車両諸元定数を下記（２）式で表される車両モデルとなる車両横方向の運動方程式（状態方程式）に代入し、下記（３）式で表されるセルフアライニングトルク演算値算出式（出力式）を用いることで、セルフアライニングトルク演算値ＳＡＴｏを算出する。
【００７０】
【数１】
【００７１】
車両諸元定数
ｍ：車両質量
Ｉ：車両慣性モーメント
ｌｆ：車両重心点と前軸間の距離
ｌｒ：車両重心点と後軸間の距離
Ｋｆ：前輪タイヤのコーナリングパワー
Ｋｒ：後輪タイヤのコーナリングパワー
Ｖ：車速
Ｎ：オーバーオール舵角比
θ：推定操舵角
δｆ：実舵角（δｆ＝θ／Ｎ）
β：車両重心点の横滑り角
γ：ヨーレート
ε：トレール
【００７２】
【数２】
【００７３】
また、減算器３８２は、前述したセルフアライニングトルク推定部３２Ａで推定したセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴからセルフアライニングトルク演算部３８１で算出したセルフアライニングトルク演算値ＳＡＴｏを減算する。絶対値演算部３８３は、減算器３８２の減算出力を絶対値化してセルフアライニングトルク偏差ΔＳＡＴ（＝｜ＳＡＴ−ＳＡＴｏ｜）を算出する。ゲイン算出部３８４は、絶対値演算部３８３で算出したセルフアライニングトルク偏差ΔＳＡＴに基づいて、図１７に示すセルフアライニングトルクゲイン算出マップを参照し、セルフアライニングトルクゲインＫ２を算出する。
【００７４】
ここで、セルフアライニングトルクゲイン算出マップは、図１７に示すように、セルフアライニングトルク偏差の絶対値｜ΔＳＡＴ｜が０から設定値ΔＳＡＴ１迄の間ではセルフアライニングトルク偏差の絶対値｜ΔＳＡＴ｜の増加に応じて比較的緩やかな勾配でセルフアライニングトルクゲインＫ２が減少し、セルフアライニングトルク偏差の絶対値｜ΔＳＡＴ｜が設定値ΔＳＡＴ１を超えて設定値ΔＳＡＴ２に達するまでの間は比較的急な勾配でセルフアライニングトルクゲインＫ２が減少し、設定値ＳＡＴ２を超えると、セルフアライニングトルク偏差の絶対値｜ΔＳＡＴ｜の増加に応じて比較的緩やかな勾配でセルフアライニングトルクゲインＫ２が減少するように特性線Ｌｓが設定されている。
【００７５】
図２の駆動輪スリップゲイン調整部３９は、駆動輪スリップ推定部３９Ａと、ゲイン乗算部３９Ｂとで構成されている。駆動輪スリップ推定部３９Ａは、車輪回転速度センサ１８で検出された車輪回転速度ＶｗＬ及びＶｗＲに基づいて駆動輪スリップゲインＫ３を設定する。そして、ゲイン乗算部３９Ｂは、駆動輪スリップ推定部３９Ａで設定された駆動輪スリップゲインＫ３を、ゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２３に乗算してゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２４を出力する。
【００７６】
ここで、駆動輪スリップ推定部３９Ａは、図１８に示す構成を有する。この図１８において、加算部３９１は、前輪の左右車輪回転速度ＶｗＦＬ及びＶｗＦＲを加算する。乗算器３９２は、加算部３９１の加算出力に２分の１を乗算して前輪平均値ＶｗＦを算出する。また、加算部３９３は、後輪の左右車輪回転速度ＶｗＲＬ及びＶｗＲＲを加算する乗算器３９４は、加算部３９３の加算出力に２分の１を乗算して後輪平均値ＶｗＲを算出する。そして、減算部３９５は、乗算器３９２から出力される前輪平均値ＶｗＦから乗算器３９４から出力される後輪平均値ＶｗＲを減算し、駆動輪車輪回転速度偏差ΔＶｗを算出する。
【００７７】
この減算部３９５から出力される駆動輪車輪回転速度偏差ΔＶｗは、絶対値回路３９６で絶対値化され、その駆動輪車輪回転速度偏差の絶対値｜ΔＶｗ｜に基づいて、ゲイン算出部３９７は駆動輪スリップ感応ゲインＫ３を算出する。
ここで、ゲイン算出部３９７は、入力される駆動輪車輪回転速度偏差の絶対値｜ΔＶｗ｜に基づいて、図１９に示す駆動輪スリップ感応ゲイン算出マップを参照して駆動輪スリップ感応ゲインＫ３を算出する。この駆動輪スリップ感応ゲイン算出マップは、駆動輪車輪回転速度偏差の絶対値｜ΔＶｗ｜が０から増加するに応じて駆動輪スリップゲインＫ３が徐々に減少するように折れ線状の特性線Ｌｗが設定されている。
【００７８】
また、図２のトルク制限部３２Ｃは、制御出力制限値計算部４０と、リミッタ部４１とを備えている。リミッタ部４１は、制御出力制限値計算部４０で計算された出力制限値Ｌｉｍでゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２４を制限して第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を出力する。
ここで、制御出力制限値計算部４０は、図２０に示すように、車輪回転速度異常検出部４０ａ、車輪回転速度制限値演算部４０ｂ、車速制限値演算部４０ｃ及びモータ角速度制限値演算部４０ｄを備えている。
【００７９】
車輪回転速度異常検出部４０ａは、車速Ｖｓ、操舵トルクＴ、モータ角速度ω及び４輪の車輪回転速度ＶｗＦＬ，ＶｗＦＲ，ＶｗＲＬ，ＶｗＲＲに基づいて車輪回転速度センサ１８の異常を検出し、異常を検出したときに“０”の異常制限値Ｌｉｍａを設定する。
すなわち、車輪回転速度異常検出部４０ａでは、図２１に示す車輪回転速度異常検出処理を実行する。この車輪回転速度異常検出処理は、先ず、ステップＳ１で、後述するトルクセンサ異常検出処理で、操舵トルクセンサ１４の異常を表すトルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“１”にセットされているか否かを判定し、トルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“１”にセットされているときには、車輪回転速度異常検出処理の信頼性が低いものと判断してそのまま処理を終了する。
【００８０】
一方、トルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“０”にリセットされているときには、ステップＳ２に移行して、車速Ｖｓが車両直進状態を判定可能な速度に設定された閾値Ｖｓｓを超えているか否かを判定する。このとき、Ｖｓ≦Ｖｓｓであるときには異常判定ができないものと判断してステップＳ３に移行し、異常判定フラグＦｌｇａを車輪回転速度異常無しを表す“０”に設定するとともに、ゲイン倍トルク指令値Ｉｒｅｆ２４を制限しないために、車輪回転速度制限値Ｌｉｍａを最大値Ｌｉｍａｍａｘに設定する。そして、これを制限値選択部４０ｅに出力してから異常判定処理を終了する。一方、Ｖｓ＞Ｖｓｓであるときには、直進状態の判定可能と判断してステップＳ４に移行する。
【００８１】
ステップＳ４では、操舵トルクＴの絶対値が車両直進状態を判断可能な閾値Ｔｓ未満であるか否かを判定する。そして、Ｔ≧Ｔｓであるときには操舵トルクＴが大きく操舵状態又は保舵状態であり、異常判定ができないものと判断して前記ステップＳ３に移行する。一方、Ｔ＜Ｔｓであるときには、車両が直進走行状態である可能性が高いものと判断してステップＳ５に移行する。
【００８２】
ステップＳ５では、モータ角速度ωの絶対値が車両直進走行を判断可能な閾値ωｓ未満であるか否かを判定する。そして、｜ω｜≧ωｓであるときには異常判定ができないものと判断して前記ステップＳ３に移行し、｜ω｜＜ωｓであるときには、車両が直進走行状態であると判断してステップＳ６に移行する。
ステップＳ６では、各車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの内の前後における左右の回転速度差ΔＶｗＦ及びΔＶｗＲの絶対値が予め設定した閾値ΔＶｗｓを超えているか否かを判定する。そして、ΔＶｗＦ≦ΔＶｗｓ且つΔＶｗＲ≦ΔＶｗｓであるときには、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であると判断して前記ステップＳ３に移行する。一方、ΔＶｗＦ＞ΔＶｗｓ又はΔＶｗＲ＞ΔＶｗｓであるときには、４輪のうちの１つにテンパタイヤ等の異径タイヤが装着されているか又は車輪回転速度センサ自体が異常となっており、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの何れか１つが異常であるものと判断してステップＳ７に移行する。
【００８３】
このステップＳ７では、異常判定フラグＦｌｇａを車輪回転速度の異常を表す“１”に設定するとともに、車輪回転速度制限値Ｌｉｍａを“０”に設定する。そして、これを制限値選択部４０ｅに出力してから車輪回転速度異常検出処理を終了する。
この図２１の処理において、ステップＳ２、ステップＳ４〜ステップＳ６の処理が車輪回転速度異常検出手段に対応し、ステップＳ７の処理と制限値選択部４０ｅ及びリミッタ部４１が異常時指令値制限手段に対応している。
【００８４】
また、図２０の車輪回転速度制限値演算部４０ｂは、例えば後輪駆動車を対象として、モータ角速度ω及び車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲに基づいて、左右の一方が雪路、凍結路等の低摩擦係数路面で、他方が乾燥路等の高摩擦係数路面である所謂スプリットμ路を走行する場合のように外乱による車輪回転速度の異常を検出するものであり、図２２に示す車輪回転速度制限値演算処理を実行する。
【００８５】
この車輪回転速度制限値演算処理は、図２２に示すように、先ず、ステップＳ１１で、モータ角速度ωの絶対値がステアリングホイール１が操舵されている状態を判断可能な閾値ωｓ２未満であるか否かを判定する。そして、｜ω｜≧ωｓ２であるときには、ステアリングホイール１が操舵されている状態であり、車輪回転速度の異常判定ができず車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であるものと判断してステップＳ１２に移行する。
ステップＳ１２では、車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを最大値Ｌｉｍｗｍａｘに設定してからステップＳ１３に移行し、ステップＳ１３で、車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを制限値選択部４０ｅに出力してから車輪回転速度制限値演算処理を終了する。
【００８６】
一方、前記ステップＳ１１で｜ω｜＜ωｓ２であると判定した場合には、ステップＳ１４に移行して、従動輪である前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦが保舵状態を判断する閾値ΔＶｗＦｓ２未満であるか否かを判定する。そして、｜ΔＶｗＦ｜≧ΔＶｗＦｓ２であるときには、ステアリングホイール１が内外輪回転速度差を有する保舵状態であると判断してステップＳ１５に移行する。
【００８７】
ステップＳ１５では、駆動輪となる後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が外乱による異常を判断する閾値ΔＶｗＲｓ２未満であるか否かを判定する。そして、｜ΔＶｗＲ｜≧ΔＶｗＲ２であるときには、後輪側についても左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が大きく内外輪回転速度差を有する保舵状態であると判断し、各車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であると判断して前記ステップＳ１２に移行する。
【００８８】
また、前記ステップＳ１５の判定結果が、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が閾値ΔＶｗＲｓ２未満であるときには、後輪側の車輪回転速度ＶｗＲＬ及びＶｗＲＲの何れかが例えば前述したスプリットμ路を走行した場合のように外乱によって車輪回転速度が変化しているものと判断してステップＳ１６に移行する。
ステップＳ１６では、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲと閾値ΔＶｗＲｓ２又は、前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦと閾値ΔＶｗＦｓ２との偏差ΔＶｗの絶対値に基づいて、図２３に示す車輪回転速度制限値算出マップを参照して車輪回転速度制限値Ｌｉｎｗを算出してから前記ステップＳ１３に移行する。
【００８９】
ここで、車輪回転速度制限値算出マップは、図２３に示すように、横軸に左右車輪回転速度差ΔＶｗの絶対値をとり、縦軸に車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗをとった特性線図で構成される。ここでは、左右車輪回転速度差ΔＶｗの絶対値が“０”から所定値ΔＶｗ１までの間は車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗが制御出力を制限しない最大値Ｌｉｍｗｍａｘを維持し、左右車輪回転速度差ΔＶｗの絶対値が所定値ΔＶｗ１を超えると左右車輪回転速度差ΔＶｍの絶対値が増加するに応じて車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗが最大値Ｌｉｍｗｍａｘから徐々に減少して最終的に車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗが“０”となる折れ線状の特性線Ｌｗが設定されている。
【００９０】
また、前記ステップＳ１４で、従動輪となる前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦの絶対値が閾値ΔＶｗＦｓ２未満であると判断した場合には、直進走行状態であると判断してステップＳ１７に移行する。
ステップＳ１７では、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が外乱による異常を判断する閾値ΔＶｗＲｓ２を超えているか否かを判定する。そして、左右車輪回転速度差ΔＶｗＦの絶対値が閾値ΔＶｗＲｓ２未満であるときには、外乱による車輪回転速度の変化がない正常状態であると判断して前記ステップＳ１２に移行する。
【００９１】
一方、駆動輪となる後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が閾値ΔＶｗＲｓ２を超えているときには、後輪側の車輪回転速度ＶｗＲＬ及びＶｗＲＲの少なくとも一方に外乱の影響があるものと判断して前記ステップＳ１６に移行する。
この図２２の処理において、ステップＳ１１、Ｓ１４、Ｓ１５及びＳ１７の処理が車輪回転速度異常検出手段に対応し、ステップＳ１６の処理と制限値選択部４０ｅ及びリミッタ部４１とが異常時指令値制限手段に対応している。
【００９２】
また、図２０の車速制限値演算部４０ｃは、車速Ｖｓに基づいて、図２４に示す車速制限値算出マップを参照して車速制限値Ｌｉｍｖを算出する。
ここで、車速制限値算出マップは、車速Ｖｓが零から所定値Ｖｓ３に達するまでの間は最大制限値Ｌｉｍｍａｘを維持し、車速Ｖｓが所定値Ｖｓ３を超えると車速Ｖｓの増加に応じて徐々に車速制限値Ｌｉｍｖが減少し、さらに車速Ｖｓが所定値Ｖｓ４を超えるとより大きな減少量で減少する折れ線状の特性線Ｌｖ１が設定されている。
【００９３】
さらに、図２０のモータ角速度制限値演算部４０ｄは、モータ角速度ωに基づいて、図２５に示すモータ角速度制限値算出マップを参照してモータ角速度制限値Ｌｉｍｍを算出する。
ここで、モータ角速度制限値算出マップは、モータ角速度ωが零から運転者の操舵又は路面反力によって発生する設定角速度ω２に達する迄の間は最大制限値Ｌｉｍｍａｘを維持し、モータ角速度ωが設定角速度ω２を超えると、モータ角速度ωの増加に伴って比較的大きな勾配でモータ角速度制限値Ｌｉｍｍが減少する特性線Ｌωが設定されている。
【００９４】
また、図２０の制限値選択部４０ｅは、異常制限値Ｌｉｍａが入力されているときにはこの異常制限値Ｌｉｍａを制御出力制限値Ｌｉｍとしてリミッタ部４１に出力し、異常制限値Ｌｉｍａが入力されていないときには、車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗ、車速制限値Ｌｉｍｖ及びモータ角速度制限値Ｌｉｍｍを比較して何れか小さい値を制御出力制限値Ｌｉｍとしてリミッタ部４１に出力する。
【００９５】
図２に戻って、トルクセンサ異常検出部３３は、操舵トルクセンサ１４で検出した操舵トルクＴを入力し、この操舵トルクＴに基づいて図２６に示すトルクセンサ異常検出処理を実行して操舵トルクセンサ１４の異常を検出する。
このトルクセンサ異常検出処理では、先ず、ステップＳ２１で、操舵トルクセンサ１４で検出した操舵トルクＴを読込み、次いでステップＳ２２に移行して、ステップＳ２１で読込んだ操舵トルクＴが操舵トルクセンサ異常検出条件を満足するか否かを判定する。この操舵トルクセンサ異常検出条件としては、車両の走行時に所定時間以上変化しない状態が継続した場合、操舵トルクＴが予め設定した天絡による異常設定値を超えた状態が所定時間以上継続した場合、操舵トルクＴが予め設定した地絡による異常閾値未満の状態を所定時間以上継続した場合等が挙げられる。
【００９６】
そして、ステップＳ２２で、トルクセンサ異常検出条件を満足していない（操舵トルクセンサ１４が正常である）と判断した場合には、ステップＳ２３に移行する。そして、ステップＳ２３で、トルクセンサ異常検出フラグＦｌｇを“０”にリセットしてからトルクセンサ異常検出処理を終了する。
一方、ステップＳ２２で、トルクセンサ異常検出条件を満足している（操舵トルクセンサ１４が異常である）と判断した場合には、ステップＳ２４に移行する。そして、ステップＳ２４で、トルクセンサ異常検出フラグＦｌｇを“１”にセットしてからトルクセンサ異常検出処理を終了する。
【００９７】
また、図２の指令値選択部３４は、トルクセンサ異常検出部３３から出力される異常検出信号に基づいて、第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１及び第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２の何れかを選択する。
具体的には、トルクセンサ異常検出部３３で設定されるトルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“０”にリセットされているときには、前述した第１のトルク指令値演算部３１で演算した第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１を選択する。一方、トルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“１”にセットされているときには、前述した第２のトルク指令値演算部３２で演算した第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を選択する。
【００９８】
そして、選択した第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１又は第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２をトルク指令値Ｉｒｅｆとし、このトルク指令値Ｉｒｅｆをレートリミッタ３５に供給する。レートリミッタ３５は、指令値選択部３４で選択した指令値の急激な変化を抑制してから後述する加算器２３に出力する。
また、指令値補償部２２は、収斂性補償部４３と、慣性補償部４４とを少なくとも有する。収斂性補償部４３は、回転情報演算部２０のモータ角速度演算部２０１で演算されたモータ角速度ωに基づいてヨーレートの収斂性を補償するものである。すなわち、収斂性補償部４３は、モータ角速度演算部２０１で算出されたモータ角速度ωが入力され、車両のヨー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ωに収斂性制御ゲインＫｃを乗じて収斂性補償値Ｉｃを算出する。
【００９９】
また、慣性補償部４４は、回転情報演算部２０のモータ角加速度演算部２０２で演算されたモータ角加速度α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ものである。この慣性補償部４４は、慣性補償値Ｉｉを算出する。
そして、慣性補償部４４で算出された慣性補償値Ｉｉと収斂性補償部４３で算出された収斂性補償値Ｉｃとが加算器４５で加算されて、指令補償値Ｉｃｏｍが算出される。この指令補償値Ｉｃｏｍは、加算器２３で前述した操舵補助トルク指令値演算部２１から出力される操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆに加算され、補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′が算出される。この補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′は、モータ駆動回路２４へ出力される。
【０１００】
次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。
今、操舵トルクセンサ１４が正常状態であるものとする。この場合、操舵補助トルク指令値演算部２１に設けられたトルクセンサ異常検出部３３において、操舵トルクセンサ１４で検出した操舵トルクＴがトルクセンサ異常検出条件を満足しないことにより、トルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“０”にリセットされ、このトルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが指令値選択部３４に出力される。このため、指令値選択部３４は第１の操舵補助トルク指令値演算部３１から出力される第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１を選択する。したがって、この第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１がレートリミッタ３５で変化量が制限されて、操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆとして加算器２３に出力される。
【０１０１】
このとき、車両が停止しており、運転者がステアリングホイール１を中立位置として操舵していない状態であるとすると、第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１は“０”となる。また、電動モータ１２も停止しているため、指令値補償部２２から出力される指令補償値Ｉｃｏｍも“０”となる。そのため、加算器２３から出力される補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′も“０”となる。したがって、モータ駆動回路２４から出力されるモータ駆動電流も“０”を継続して、電動モータ１２は停止状態を継続する。
【０１０２】
この車両の停車状態で、ステアリングホイール１を操舵して所謂据え切りを行うと、これに応じて操舵トルクセンサ１４で検出される操舵トルクＴが比較的大きな値となることにより、第１の操舵補助トルク指令値演算部３１で算出される操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１が操舵トルクＴに応じて急増する。なお、この状態でも電動モータ１２は停止しているため、指令補償値Ｉｃｏｍは“０”である。そのため、加算器２３から操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆがそのまま補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′としてモータ駆動回路２４に出力される。
したがって、モータ駆動回路２４から補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′に応じたモータ駆動電流Ｉｒｅｆ″が電動モータ１２に出力されて、この電動モータ１２が回転駆動され、操舵トルクＴに応じた操舵補助力を発生する。これにより、運転者は軽い操舵トルクで転舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵することができる。
【０１０３】
また、車両を発進させた場合には、車速センサ１６で検出した車速Ｖｓの増加に応じて、第１の操舵補助トルク指令値演算部３１におけるトルク指令値算出部３１１で算出される操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂが減少する。このように、車両の走行状態に応じた最適な操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１が設定されて、車両の走行状態に応じた最適な操舵補助制御が行われる。
【０１０４】
この最適な操舵補助制御が行われている最中に、制御出力制限値計算部４０の車輪回転速度異常検出部４０ａは車輪回転速度センサ１８の異常検出を行う。この車輪回転速度異常検出部４０ａでは、車速Ｖｓが閾値Ｖｓｓを超えており、操舵トルクＴの絶対値が閾値Ｔｓ未満であり、モータ角速度ωの絶対値が閾値ωｓ未満であるとき、車両の直進走行条件が成立したと判断する。そして、この直進走行条件が成立したときに、｜ΔＶｗＦ｜＜ΔＶｗＦｓ及び｜ΔＶｗＲ｜＜ΔＶｗＲｓであるとき、すなわち各車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲがＶｗＦＬ≒ＶｗＦＲ≒ＶｗＲＬ≒ＶｗＲＲであるときに、各車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であると判断して異常判定フラグＦｌｇａを“０”とする。
【０１０５】
一方、この回転速度差ΔＶｗＦ（又はΔＶｗＲ）の絶対値が閾値ΔＶｗＦｓ（又はΔＶｗＲｓ）を超えている場合には、左右の車輪の一方にテンパタイヤ等の異径タイヤが装着されていて回転速度差を生じているか、車輪回転速度センサ自体が異常となっており、検出された車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲに信頼性がないものと判断して異常判定フラグＦｌｇａを“１”にセットする。
しかしながら、異常判定フラグＦｌｇａが“１”にセットされた場合でも、操舵トルクセンサ１４が正常である場合には、指令値選択部３４が第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を選択することはないので、第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１に基づく最適な操舵補助制御が継続される。
【０１０６】
ところが、車両の走行中に、操舵トルクセンサ１４が異常状態となると、このトルクセンサ異常検出部３３でトルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“１”にセットされる。すると、指令値選択部３４で第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１に代えて第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２が選択され、第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２に基づいた操舵補助制御に切り換わる。
このとき、制御出力制限値計算部４０の車輪回転速度異常検出部４０ａで、車輪回転速度センサ１８から出力される車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であることが検出されているときには、この車輪回転速度異常検出部４０ａから出力される車輪回転速度異常制限値Ｌｉｍａが制御出力を制限しない最大値Ｌｉｍａｍａｘに設定される。
【０１０７】
また、第２の操舵補助トルク指令値演算部３２では、車輪回転速度センサ１８Ｌ及び１８Ｒで検出した車輪回転速度ＶｗＬ及びＶｗＲをもとに推定されたセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴに基づいて、第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を算出する。このとき、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴには、ＳＡＴ不感帯反映部３２Ａ’で不感帯が設定される。
【０１０８】
そして、不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢに対して、ゲイン調整部３２Ｂでゲイン調整処理を行うとともに、トルク制限部３２Ｃでトルク制限処理を行うことにより、セルフアライニングトルクＳＡＴを考慮した第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２が算出される。この第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２には、加算器２３で指令補償値Ｉｃｏｍが加算され、補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′となってモータ駆動回路２４に供給される。このように、操舵トルクセンサ１４が異常状態となった場合には、セルフアライニングトルクＳＡＴを考慮した操舵補助力を発生させ、操舵補助制御を継続することができる。
【０１０９】
車両の車速Ｖｓが速い場合には、左右の車輪回転速度ＶｗＦＬ及びＶｗＦＲの差が大きな値となることから、前記（１）式で算出される車輪回転速度差ΔＶｗＦが大きな値となる。そのため、これに応じて、セルフアライニングトルク初期推定部３２１で図４の横滑り角算出マップを参照して算出される横滑り角βが大きな値となり、図５のセルフアライニングトルク初期推定値算出マップを参照して算出されるセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉも比較的大きい値となる。このセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉがローパスフィルタ３２８でローパス処理され、位相補正部３３１で車速相当値Ｖｓ′による位相補正が行なわれることにより、車両走行時にステアリングギヤ機構８のラック軸に路面から入力されるセルフアライニングトルクＳＡＴを適切に推定することができる。
【０１１０】
ところで、車輪回転速度センサ１８から出力される車輪回転速度ＶｗＬ〜ＶｗＲは、上述したように設計的な誤差を持つため、車輪回転速度センサ１８から出力された車輪回転速度ＶｗＬ〜ＶｗＲをそのまま用いると、セルフアライニングトルクＳＡＴが誤推定されてしまう。そのため、操舵トルクセンサ１４が異常状態となった場合に、誤推定されたセルフアライニングトルクＳＡＴをもとに操舵補助力を発生させる操舵補助制御を行うと、不正出力となって車両が運転者の意図しない挙動となってしまう。
【０１１１】
このため、車輪回転速度誤差に起因してセルフアライニングトルクの誤推定が生じる領域を、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの不感帯として設定する。これにより、例えば直進時などでセルフアライニングトルクの誤推定が生じた場合には、ＳＡＴ不感帯反映部３２Ａ’で不感帯を反映することで、不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢが“０”に設定され、その結果、第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２も“０”となる。
【０１１２】
したがって、操舵トルクセンサ１４が異常状態となって、指令値選択部３４で第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２が選択された場合には、モータ駆動回路２４には、それまでの電動モータ１２の駆動状態に応じたトルク指令値補償部２２からの指令補償値Ｉｃｏｍのみが供給される。すなわち、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴに不感帯を設けることで、セルフアライニングトルクの誤推定により第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２が不正な値となるのを防止し、不正なアシスト出力を防止することができる。
【０１１３】
このように上記第１の実施形態によると、操舵トルクセンサ１４が異常状態となったときに、路面からの反力を考慮した第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２に基づいて電動モータ１２を駆動制御する。これにより、電動モータ１２で路面からの反力に応じた操舵補助力を発生することができ、操舵トルクセンサ１４が異常となった後も操舵に必要な操舵補助制御を継続することができる。また、路面からの反力を考慮しているので、路面摩擦係数が低い降雨路、凍結路、積雪路等を走行する場合でも、操舵角の変化に応じて最適な操舵補助力を発生させることができる。
さらに、他のアンチロックブレーキシステムに使用される車輪回転速度センサ１８ＲＬ及び１８ＲＲを使用してセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉを算出するので、部品点数の増加を抑制して、コストを低減することができる。
【０１１４】
また、第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２の算出に際し、セルフアライニングトルク推定部３２Ａで推定したセルフアライニングトルクＳＡＴに対して不感帯を設け、不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢに応じて第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を算出する。そして、その不感帯は、車輪回転速度センサ１８の設計的誤差、ノイズ、分解能によってセルフアライニングトルクＳＡＴの誤推定が出やすい領域に設定する。そのため、適切に不正アシスト出力を防止することができる。
【０１１５】
ところで、操舵トルクセンサ１４が正常な状態で、直進走行状態となっているときに、前述した制御出力制限値計算部４０における車輪回転速度異常検出部４０ａで、テンパタイヤなどの異径タイヤを装着したり、車輪回転速度センサ１８を構成する各センサの少なくとも１つに異常が発生したりした場合には、車輪回転速度センサ１８から出力される車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの少なくとも１つが異常値となる。このため、第２の操舵補助トルク指令値演算部３２で、これら車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲを異常値のまま使用して第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を算出すると、当該第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２の信頼性が低下してしまう。
【０１１６】
そこで、制御出力制限値計算部４０における車輪回転速度異常検出部４０ａでは、車輪回転速度センサ１８の異常を検出した場合には、車輪回転速度異常制限値Ｌｉｍｗを“０”に設定する。これにより、制限値選択部４０ｅで“０”の車輪回転速度異常制限値Ｌｉｍｗが選択されて制限値Ｌｉｍとしてリミッタ部４１に供給されることにより、このリミッタ部４１で、第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２が“０”に制限される。このため、モータ駆動回路２４には、それまでの電動モータ１２の駆動状態に応じたトルク指令値補償部２２からの指令補償値Ｉｃｏｍのみが供給され、電動モータ１２の回転速度が低下し、これに応じて指令補償値Ｉｃｏｍも減少するので、やがて電動モータ１２の駆動が停止され、操舵補助制御が停止される。
【０１１７】
このように、制御出力制限値計算部４０の車輪回転速度異常検出部４０ａで、操舵トルクセンサ１４が正常な状態にあるときに、車両が直進走行状態となる毎に車輪回転速度センサ１８で検出される車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの異常を検出するので、この車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの異常が検出されている状態で、トルクセンサ異常検出部３３で、操舵トルクセンサ１４の異常を検出したときには、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲに基づいて算出される第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２が“０”に制限されることにより、電動モータ１２の駆動が停止されて、操舵補助制御が停止される。
このため、異常となった車輪回転速度に基づいて第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２が算出されることによる、セルフステアリングの発生や制御異常出力を確実に防止することができる。
【０１１８】
また、車輪回転速度センサ１８が正常な状態であっても、前述したスプリットμ路を走行する状態となったり、アンチロックブレーキシステムが作動して車輪回転速度が制限された状態となったりすることにより、外乱によって車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが一時的に変化した場合にも、第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２に影響を与えることになる。
そこで、制御出力制限値計算部４０における車輪回転速度制限値演算部４０ｂで、図２２に示す車輪回転速度制限処理を常時実行している。このとき、直進走行状態である場合及び定常円旋回状態である場合には、モータ角速度ωの絶対値が閾値ωｓ２未満となる。このため、図２２の車輪回転速度制限処理において、ステップＳ１１からステップＳ１４に移行し、従動輪となる前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦの絶対値が閾値ΔＶｗＦｓ２未満であるか否かを判定する。
【０１１９】
ここで、前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦの絶対値が閾値ΔＶｗＦｓ２以上であるときには、保舵状態で定常円旋回をしているものと判断してステップＳ１５に移行して、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲが閾値ΔＶｗＲｓ２以上であるときには、前輪側及び後輪側がともに閾値以上の左右車輪回転速度差を生じており、定常円旋回を行っている保舵状態であって、各車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であると判断してステップＳ１２に移行する。このため、車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗとして制御出力を制限しない最大値Ｌｉｍｗｍａｘを設定し、この車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを制限値選択部４０ｅに出力する。したがって、車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗによってゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２４が制限されることはなく、リミッタ部４１からゲイン倍指令値ｉｒｅｆ２４がそのまま第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２として出力される。
【０１２０】
ところが、前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦの絶対値が閾値ΔＶｗＦｓ２以上であって、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が閾値ΔＶｗＲｓ２未満である状態では、従動輪となる前輪側では内外輪差を有する保舵状態を表し、駆動輪となる後輪側では直進走行状態を表すことになるので、例えば後輪側の内輪側となる車輪が低摩擦係数路面を走行し、外輪側となる車輪が高摩擦係数路面を走行して、低摩擦係数路面を走行する内輪側駆動輪に車輪スリップを生じて該当する車輪の車輪回転速度ＶｗＲＬ又はＶｗＲＲが変化しているものと判断することができる。
【０１２１】
したがって、ステップＳ１５からステップＳ１６に移行して、後輪の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値と閾値ΔＶｗＲ２との偏差ΔＶｗの絶対値に基づいて図１７の車輪回転速度制限値算出マップを参照して車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを算出する。このとき、後輪の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が閾値ΔＶｗＲｓ２に近い値であって所定値ΔＶｗ１未満であるときには車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗがゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２４を制限しない最大値Ｌｉｍｗｍａｘに設定される。
【０１２２】
しかしながら、後輪の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値と閾値ΔＶｗＲｓ２との偏差ΔＶｗの絶対値が所定値ΔＶｗ１を超えると、そのときの偏差ΔＶｗの絶対値に応じて最大値Ｌｉｍｗｍａｘより小さい車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗが算出される。この車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗは制限値選択部４０ｅに供給される。そして、制限値選択部４０ｅは、車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗが車速制限値Ｌｉｍｖより小さいときに、この車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを制限値Ｌｉｍとして選択して、リミッタ部４１に供給する。
【０１２３】
したがって、リミッタ部４１から車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗによってゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２４を制限した第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２が出力される。これによって、外乱による車輪回転速度の変化の影響を軽減して、セルフステアリングや制御異常出力を確実に防止することができる。
また、従動輪となる前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦが閾値ΔＶｗＦｓ２より小さく、直進走行状態と判断された状態で、駆動輪となる後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が閾値ΔＶｗＲｓ３以下であるときには、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であると判断される。
【０１２４】
一方、従動輪となる前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦが閾値ΔＶｗＦｓ２より地いたく、直進走行状態と判断された状態で、駆動輪となる後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が閾値ΔＶｗＲｓ３を超えている場合には、後輪の旋回内輪側（又は外輪側）の車輪が低摩擦係数路面を走行し、外輪側（又は内輪側）の車輪が高摩擦係数路面を走行することにより、低摩擦係数路面側の車輪で車輪スリップが生じて該当する車輪回転速度が増加しているものと判断してステップＳ１６に移行する。
このため、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値と閾値ΔＶｗＲｓ３との偏差ΔＶｗの絶対値に基づいて図１７の車輪回転速度制限値算出マップを参照して車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを算出し、算出した車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを制限値選択部４０ｅに出力する。
【０１２５】
したがって、車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗが一番小さい値であるときに、この車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗが選択されて、出力制限値Ｌｉｍとしてリミッタ部４１に出力される。これによって、リミッタ部４１からゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２４が車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗによって制限された値が第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２として出力され、指令値選択部３４を介してモータ駆動回路２４に出力される。このため、外乱によって車輪回転速度に異常が生じても、電動モータ１２が車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗで制限された第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２で回転駆動されて、セルフステア及び制御異常出力を確実に防止しながら操舵補助制御を継続することができる。
【０１２６】
なお、上記第１の実施形態においては、コントローラ１５をハードウェアで構成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、コントローラ１５として、マイクロコンピュータを適用して、回転情報演算部２０、操舵補助トルク指令値演算部２１、指令値補償部２２の機能を全てソフトウェアで処理することもできる。この場合の処理としては、マイクロコンピュータで図２７に示す操舵補助制御処理を実行するようにすればよい。
【０１２７】
ここで、操舵補助制御処理は、図２７に示すように、所定時間（例えば１ｍｓｅｃ）毎にタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ３１で、操舵トルクセンサ１４、車速センサ１６、回転角センサ１７、車輪回転速度センサ１８等の各種センサの検出値を読込む。次いでステップＳ３２に移行して、前述した図２１に示す車輪回転速度異常検出処理を実行する。次いでステップＳ３３に移行して、前述した図２６に示すトルクセンサ異常検出処理で設定されたトルクセンサ異常検出フラグＦｌｇを読込み、このトルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“１”にセットされているか否かを判定する。
【０１２８】
トルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“０”にリセットされている場合には、ステップＳ３４に移行し、トルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“１”にセットされている場合にはステップＳ４５に移行する。
ステップＳ３４では、操舵トルクＴをもとに前述した操舵補助トルク指令値算出マップを参照して操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂを算出してからステップＳ３５に移行する。
【０１２９】
ステップＳ３５では、算出した操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂに対して位相補償処理を行って位相補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂ′を算出する。次いでステップＳ３６に移行して、操舵トルクＴを微分してセンタ応答性改善指令値Ｉｒを算出する。次いでステップＳ３７に移行して、位相補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂ′にセンタ応答性改善指令値Ｉｒを加算して第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１（＝Ｉｒｅｆｂ′＋Ｉｒ）を算出し、これを操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１としてＲＡＭ等の記憶装置のトルク指令値記憶領域に更新記憶してからステップＳ３８に移行する。
【０１３０】
このステップＳ３８では、モータ角度θを微分してモータ角速度ωを算出し、次いでステップＳ３９に移行して、モータ角速度ωを微分してモータ角加速度αを算出する。次いでステップＳ４０に移行して、収斂性補償部４３と同様にモータ角速度ωに車速Ｖｓに応じて設定された補償係数Ｋｃを乗算して収斂性補償値Ｉｃを算出してからステップＳ４１に移行する。
【０１３１】
このステップＳ４１では、慣性補償部４４と同様に、モータ角加速度αに基づいて慣性補償値Ｉｉを算出する。次いでステップＳ４２に移行して、ＲＡＭ等の記憶装置のトルク指令値記憶領域に記憶された操舵補助トルク指令値ＩｒｅｆにステップＳ４０及びＳ４１で算出した収斂性補償値Ｉｃ及び慣性補償値Ｉｉを加算することで補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′を算出し、ステップＳ４３に移行する。
このステップＳ４３では、算出した補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′に対して最大値制限処理を行なって制限後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ″を算出し、次いでステップＳ４４に移行して、算出した制限後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ″をモータ駆動回路２４に出力して、電動モータ１２を駆動する。
【０１３２】
一方、前記ステップＳ２３の判定結果が、センサ異常検出フラグＦｌｇが“１”にセットされているときには、操舵トルクセンサ１４が異常であると判断してステップＳ４５に移行して、図２１の車輪回転速度異常検出処理で設定された異常判定フラグＦｌｇａを読み込む。このとき、異常判定フラグＦｌｇａが“１”であるときには、車輪回転速度センサ１８が異常であると判断してステップＳ４６に移行し、操舵補助制御を停止させてから操舵補助制御処理を終了する。
【０１３３】
また、前記ステップＳ４５の判定結果が、異常判定フラグＦｌｇａが“０”にリセットされているときには、車輪回転速度センサ１８が正常であると判断してステップＳ４７に移行し、従動輪となる前輪の車輪回転速度ＶｗＦＬ及びＶｗＦＲに基づいて前記（１）式の車輪回転速度差ΔＶｗＦを算出する。そして、算出した車輪回転速度差ΔＶｗＦに基づいて図４に示す横滑り角算出マップを参照して、車両の横滑り角βを算出する。次に、算出した横滑り角βに基づいて図５に示すセルフアライニングトルク算出マップを参照して、セルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉを算出する。そして、このセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉをローパスフィルタ処理及び位相補正処理してセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴを算出する。
【０１３４】
次いで、ステップＳ４８に移行して、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲ、車速Ｖｓ、モータ角速度ω、モータ角度θ（推定操舵角θ）の何れかに応じて、車輪回転速度誤差に起因したセルフアライニングトルクの誤推定が発生する領域が、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの不感帯となるようにＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢを設定する。このとき、例えば車速Ｖｓに応じてＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢを設定する場合には、図９に示すマップを参照してＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢを設定する。
【０１３５】
次いで、ステップＳ４９に移行して、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴに対してＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢを反映し、不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢを算出する。不感帯反映方法としては、図１０に示すように不感帯以外の領域でセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴをオフセットさせて出力する方法や、図１１に示すように不感帯領域のみ出力を零とする方法や、図１２に示すように不感帯領域のみ出力を零とすると共に、不感帯領域と不感帯以外の領域との間で出力値の変化率に上限を設ける（レートリミット処理する）方法を採用する。
【０１３６】
次いで、ステップＳ５０に移行して、算出したセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴとモータ角速度ωとに基づいて切増し状態、切戻し状態及び保舵状態の何れの操舵状態であるかを判定し、判定された操舵状態に応じて図１４の操舵状態感応ゲイン算出マップを参照して操舵状態ゲインＫ０を算出する。
次いで、ステップＳ５１に移行して、算出した操舵状態ゲインＫ０を前記ステップＳ４９で算出した不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢに乗算してゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２１（＝Ｉｒｅｆ２ＤＢ＊Ｋ０）を算出する。
【０１３７】
次いで、ステップＳ５２に移行して、４輪車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの平均値又は車速Ｖｓに基づいて図１５に示す車速感応ゲイン算出マップを参照して車速感応ゲインＫ１を算出し、次いでステップＳ５３に移行して、算出した車速感応ゲインＫ１をゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２１に乗算してゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２２（＝Ｉｒｅｆ２１＊Ｋ１）を算出する。
【０１３８】
次いで、ステップＳ５４に移行して、４輪の車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲとモータ角度θとに基づいて車両モデルを利用して前述した（２）及び（３）式の演算を行ってセルフアライニングトルク演算値ＳＡＴｏを算出する。次に、算出したセルフアライニングトルク演算値ＳＡＴｏと前記ステップＳ４７で算出したセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴとの偏差ΔＳＡＴを算出する。そして、算出した偏差ΔＳＡＴの絶対値｜ΔＳＡＴ｜に基づいて、図１７に示すセルフアライニングトルクゲイン算出マップを参照してセルフアライニングトルクゲインＫ２を算出する。
【０１３９】
次いで、ステップＳ５５に移行して、算出したセルフアライニングトルクゲインＫ２をゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２２に乗算してゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２３（＝Ｉｒｅｆ２２＊Ｋ２）を算出する。
次いで、ステップＳ５６に移行して、４輪の車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲに基づいて前述した駆動輪スリップ率ΔＶｗを算出し、その絶対値｜ΔＶｗ｜に基づいて図１９の駆動輪スリップゲイン算出マップを参照して駆動輪スリップゲインＫ３を算出する。
【０１４０】
次いで、ステップＳ５７に移行して、算出した駆動輪スリップゲインＫ３をゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２３に乗算してゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２４（＝Ｉｒｅｆ２３＊Ｋ３）を算出する。
次いで、ステップＳ５８に移行して、車速Ｖｓに基づいて図２４に示す車速制限値算出マップを参照して車速制限値Ｌｉｍｖを算出する。次いでステップＳ５９に移行して、モータ角速度ωに基づいて図２５に示すモータ角速度制限値算出マップを参照してモータ角速度制限値Ｌｉｍｍを算出する。
【０１４１】
次いで、ステップＳ６０に移行して、４輪車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲとモータ角度θとに基づいて前述した図２２に示す車輪回転速度制限値算出処理を行って車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを算出する。
次いで、ステップＳ６１に移行して、車速制限値Ｌｉｍｖ、モータ角速度制限値Ｌｉｍｍ及び車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗの最小値を出力制限値Ｌｉｍとして決定する。次いでステップＳ６２に移行して、決定された出力制限値Ｌｉｍでゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２４を制限して第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を算出する。そして、算出した第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆとして所定の指令値記憶領域に更新記憶してから前記ステップＳ３８に移行する。
【０１４２】
この図２７の処理において、ステップＳ３４の処理が異常時切換手段に対応し、ステップＳ３４〜Ｓ３７の処理が第１のトルク指令値演算手段に対応し、Ｓ３８〜Ｓ４４の処理がモータ制御部に対応し、ステップＳ４７〜Ｓ６２の処理が第２のトルク指令値演算手段に対応している。このうち、ステップＳ４８及びＳ４９の処理が不感帯設定手段に対応し、ステップＳ５０〜Ｓ５７の処理がゲイン調整手段に対応し、ステップＳ４５，Ｓ４６及びＳ５８〜Ｓ６２の処理が異常時指令値制限手段に対応している。
【０１４３】
このように、マイクロコンピュータで、図２７の操舵補助制御処理を実行することにより、前述した第１の実施形態と同様に操舵トルクセンサ１４が正常であるときには図２７の操舵補助制御処理におけるステップＳ３４〜Ｓ３７の処理を実行して、第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１を算出する。そして、第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１に基づいて電動モータ１２を駆動制御して、正確な操舵補助制御を行う。
【０１４４】
一方、操舵トルクセンサ１４が異常であり、車輪回転速度センサ１８が正常であるときには、ステップＳ４７〜Ｓ６２の処理を実行して第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を算出する。すなわち、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲに基づいてステアリングギヤ機構８のラック軸に入力される路面からの反力でなるセルフアライニングトルクＳＡＴを推定し、推定したセルフアライニングトルクＳＡＴに不感帯を設定すると共にゲイン調整を行い、さらにトルク制限を行って第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を算出する。そして、第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２に基づいて電動モータ１２を駆動制御して、操舵補助制御を行う。
このため、操舵トルクセンサ１４が正常な状態から異常な状態となった場合にも、第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２に基づいて路面反力を考慮した最適な操舵補助制御を継続することができる。
【０１４５】
また、操舵トルクセンサ１４が異常な状態となった場合に、車輪回転速度センサ１８が異常であるときには操舵補助制御を停止することができる。このため、異常となった車輪回転速度に基づいて第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２が算出されることによる、セルフステアリングの発生や制御異常出力を防止することができる。
ところで、アンチロックブレーキシステムが作動した場合にも、４輪の車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲに影響を与える。この場合、図２１の車輪回転速度異常検出処理で、前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦの絶対値が閾値ΔＶｗＦｓ２未満であるか否かの状態と、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が閾値ΔＶｗＲｓ２未満であるか否かの状態とが不一致であると判定される。そのため、アンチロックブレーキシステムの作動により車輪回転速度が変化している（外乱により車輪回転速度変化が生じている）と判断することができる。
【０１４６】
したがって、この場合には、この外乱による車輪回転速度変化が生じている場合に、アンチロックブレーキシステムの制動指令値を読込むことにより、制動状態にある車輪を特定し、この車輪を含む前輪又は後輪の車輪回転速度差の絶対値と閾値との偏差の絶対値に基づいて図２３に示す車輪回転速度制限値算出マップを参照して車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを算出する。これにより、外乱による車輪回転速度の変化の影響を軽減することができる。
なお、上記第１の実施形態においては、後輪駆動車を対象とした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、前輪駆動車や４輪駆動車にも本発明を適用することができる。
【０１４７】
ここで、前輪駆動車に本発明を適用する場合には、前輪を駆動輪とし、後輪を従動輪として扱えば良い。また、４輪駆動車に本発明を適用する場合には、図２２の処理で、前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦの絶対値が閾値ΔＶｗＦｓ２未満であるか否かの状態と、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が閾値ΔＶｗＲｓ２未満であるか否かの状態とが一致したときに車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であると判断し、両者の状態が不一致であるときに、前輪側の車輪回転速度ＶｗＦＬ又はＶｗＦＲ若しくは後輪側の車輪回転速度ＶｗＲＬ又はＶｗＲＲが外乱による異常であると判断するようにすればよい。
【０１４８】
また、上記第１の実施形態においては、車速制限値演算部４０ｃで車速制限値Ｌｉｍｖを演算する際に、車速センサ１６で検出した車速Ｖｓを用い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、車輪回転速度センサ１８で検出した車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲに基づいて演算した車速を適用することもできる。
【０１４９】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態では、トルク制限部３２Ｃの制御出力制限値計算部４０における車輪回転速度制限値演算部４０ｂにモータ角度信号センサ２００で検出したモータ角度θも供給するようにし、このモータ角度θを使用して車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを演算するようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、図２８に示すように、制御出力制限値計算部４０にモータ角度θが供給され、このモータ角度θが図２９に示すように、車輪回転速度制限値演算部４０ｂに入力されている。
【０１５０】
そして、車輪回転速度制限値演算部４０ｂでは、前述した第１の実施形態と同様に、モータ角速度ωに基づいて図２２に示す車輪回転速度制限値演算処理を実行するとともに、図３０に示す車輪回転速度制限値演算処理を実行する。
図３０の車輪回転速度制限値演算処理は、所定時間（例えば１ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ７１で、モータ角度θ（ｎ）及び４輪の車輪回転角度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲを読込んで、これらをＲＡＭ等のメモリに個別に形成した所定のｍ段数のシフトレジスタの初段に書込む。次いでステップＳ７２に移行して、シフトレジスタに格納されているモータ角度θ（ｎ）〜θ（ｎ−ｍ−１）を読込み、モータ角度が変化していないか否かを判定する。ここでは、モータ角度θ（ｎ）〜θ（ｎ−ｍ−１）の最大値から最小値を減算した変動幅θｗが予め設定したモータ角度が殆ど変化していないと判断可能な閾値θｗｓ以下であるか否かを判定する。
【０１５１】
このステップＳ７２の判定結果が、モータ角度変化が生じているものであるときには、そのままタイマ割込処理を終了して、所定のメインプログラムに復帰し、モータ角度変化が生じていないときにはステップＳ７３に移行する。
このステップＳ７３では、前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦ（ｎ）〜ΔＶｗＦ（ｎ−ｍ−１）が略一定値であるか否かを判定する。ここでは、左右車輪回転速度差ΔＶｗＦ（ｎ）〜ΔＶｗＦ（ｎ−ｍ−１）の最大値から最小値を減算した変動幅Ｗｆが左右車輪回転速度差ΔＶｗＦを一定と見做せる閾値Ｗｆｓ以下であるか否かを判定する。
【０１５２】
このステップＳ７３の判定結果が、前輪の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦが一定であるときには、ステップＳ７４に移行して、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲ（ｎ）〜ΔＶｗＲ（ｎ−ｍ−１）が変動しているか否かを判定する。そして、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲ（ｎ）〜ΔＶｗＲ（ｎ−ｍ−１）が変動しているときには後輪側の車輪回転速度ＶｗＲＬ又はＶｗＲＲに異常があるものと判断してステップＳ７５に移行する。
【０１５３】
このステップＳ７５では、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲ（ｎ）〜ΔＶｗＲ（ｎ−ｍ−１）の最大値から最小値を減算した変動幅Ｗに基づいて、図３１に示す車輪回転速度制限値算出マップを参照して車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗ２を算出する。次いで、ステップＳ７６に移行して、算出した車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗ２と図２２で算出した車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗとの何れか小さい値を車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗとして決定し、制限値選択部４０ｅに出力してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【０１５４】
また、前記ステップＳ７４の判定結果が、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲが変動していないときには、各車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であると判断してステップＳ７７に移行する。そして、車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗ２として、ゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２４を制限しない最大値Ｌｉｍｗ２ｍａｘを設定してから前記ステップＳ７６に移行する。
【０１５５】
さらに、前記ステップＳ７３の判定結果が、前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦが略一定ではなく変動している場合には、ステップＳ７８に移行して、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲ（ｎ）〜ΔＶｗＲ（ｎ−ｍ−１）が略一定であるか否かを判定する。このとき、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲが変動している場合には、各車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であると判断して前記ステップＳ７７に移行し、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲが略一定であるときには、前輪側の車輪回転速度ＶｗＦＬ又はＶｗＦＲが異常であると判断してステップＳ７９に移行する。
【０１５６】
このステップＳ７９では、前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦ（ｎ）〜ΔＶｗＦ（ｎ−ｍ−１）の最大値から最小値を減算した変動幅Ｗに基づいて、図３１に示す車輪回転速度制限値算出マップを参照して車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗ２を算出してから前記ステップＳ７６に移行する。
このように、上記第２の実施形態によると、前述した第１の実施形態の作用効果に加えて、モータ角度θに基づいて車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの異常を検出するので、より精度良く車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの異常を検出することができる。
【０１５７】
なお、上記第２の実施形態においては、モータ角度θとしてモータ角度信号センサ２００で検出したモータ角度を使用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、モータ角速度センサを設けて、このモータ角速度センサで検出したモータ角速度ωを積分してモータ角度θを算出したり、電動モータ１２のモータ逆起電圧を検出して、検出したモータ逆起電圧に基づいてモータ角速度を算出し、算出したモータ角速度を積分してモータ角度θを算出したりするようにしてもよい。
また、上記第２の実施形態では、制御出力制限値計算部４０にモータ角度θが入力されているので、このモータ角度θの単位時間当たりのモータ角度変化量Δθを算出し、このモータ角度変化量Δθを前述した図２１及び図２２の演算処理でモータ角速度ωに代えて使用するようにしてもよい。
【０１５８】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態では、４輪車輪回転速度とモータ角度とに基づいてセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの推定精度を向上させるようにしたものである。
すなわち、第３の実施形態では、システム構成としては前述した第２の実施形態と同様の構成を有するが、セルフアライニングトルク推定部３２Ａで図３２に示すセルフアライニングトルク推定値選択処理を行うようにしている。
このセルフアライニングトルク推定値選択処理は、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ８１で、位相補正部３３１から出力されるセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ）及びモータ角度信号センサ２００で検出したモータ角度θ（ｎ）を読込む。
【０１５９】
次いでステップＳ８２に移行して、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴが急変しているか否かを判定する。ここでは、今回読込んだセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ）から前回処理時に読込んだセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ−１）を減算してセルフアライニングトルク変化量ΔＳＡＴを求め、求めたセルフアライニングトルク変化量ΔＳＡＴの絶対値が予め設定されたセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの急変を判断する閾値ΔＳＡＴｓを超えているか否かを判定する。
【０１６０】
このステップＳ８２の判定結果が、｜ΔＳＡＴ｜≦ΔＳＡＴｓであるときには、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ）が急変していないものと判断してステップＳ８３に移行し、位相補正部３３１から出力されるセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ）をそのままセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴとしてゲイン調整部３２Ｂに出力する。
【０１６１】
一方、ステップＳ８２の判定結果が、｜ΔＳＡＴ｜＞ΔＳＡＴｓであるときには、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ）が急変したものと判断してステップＳ８４に移行する。そして、ステップＳ８１で読込んだモータ角度θ（ｎ）から前回の処理時に読込んだモータ角度θ（ｎ−１）を減算してモータ角度変化量Δθを算出し、算出したモータ角度変化量Δθが予め設定した閾値Δθｓを超えているか否かを判定する。
【０１６２】
このステップＳ８４の判定結果が、｜Δθ｜≦Δθｓであるときには、モータ角度変化量Δθが小さく車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの異常によるセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの急変ではないものと判断して前記ステップＳ８３に移行する。一方、｜Δθ｜＞Δθｓであるときには、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴが急変し、且つモータ角度変化量Δθも大きく、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの何れかに異常が発生しているものと判断して、ステップＳ８５に移行する。
【０１６３】
このステップＳ８５では、位相補正部３３１から出力されたセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ）に代えて、前回処理時のセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ−１）をセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴとしてゲイン調整部３２Ｂに出力する。
この第３の実施形態によると、セルフアライニングトルク推定部３２Ａの位相補正部３３１から出力されるセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴが急変したときに、この間のモータ角度変化量Δθの絶対値が閾値Δθｓ小さい場合には、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲに異常が発生していないものと判断する。そして、位相補正部３３１から出力されるセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴをそのままゲイン調整部３２Ｂに出力して、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴによる第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２の算出を継続する。
【０１６４】
しかしながら、セルフアライニングトルク推定部３２Ａの位相補正部３３１から出力されるセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴが急変したときに、この間のモータ角度変化量Δθの絶対値が閾値Δθｓより大きい場合には、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの何れかに異常が発生しているものと判断する。そして、位相補正部３３１から出力されるセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ）に代えて前回処理時に読込んだセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ−１）をゲイン調整部３２Ｂに出力する。したがって、電動モータ１２の回転速度が車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの何れかに異常が発生したことによる影響を受けないように制御することができる。
【０１６５】
このため、セルフアライニングトルク推定部３２Ａによるセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの誤推定によって制御異常となることを確実に防止することができ、セルフアライニングトルク推定精度を向上させることができる。
なお、上記第３の実施形態においても、モータ角度θは、レゾルバ等のモータ角度センサで検出されたモータ角度θを用いる場合に限らず、モータ角速度又はモータ逆起電圧から算出されるモータ角速度を積分した値を用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１６６】
ＳＭ…ステアリング機構、１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、２ａ…入力軸、２ｂ…出力軸、３…ステアリングコラム、４，６…ユニバーサルジョイント、５…中間シャフト、８…ステアリングギヤ機構、９…タイロッド、ＷＬ，ＷＲ…転舵輪、１０…操舵補助機構、１１…減速機構、１２…電動モータ、１４…操舵トルクセンサ、１５…コントローラ、１６…車速センサ、１７…回転角センサ、１８、１８ＲＬ，１８ＲＲ…車輪回転速度センサ、２０…回転情報演算部、２０１…モータ角速度演算部、２１２…モータ角加速度演算部、２１…操舵補助トルク指令値演算部、２２…指令値補償部、２３…電流制限部、２４…モータ駆動回路、３１…第１の操舵補助トルク指令値演算部、３１１…トルク指令値算出部、３１２…位相補償部、３１３…センタ応答性改善部、３１４…加算器、３２…第２の操舵補助トルク指令値演算部、３２Ａ…セルフアライニングトルク推定部、３２Ａ’…ＳＡＴ不感帯反映部、３２Ｂ…ゲイン調整部、３２Ｃ…トルク制限部、３２１…車両横滑り角推定部、３２２…角度変化量算出部、３２３…増幅器、３２４…加算器、３２５…セルフアライニングトルク演算部、３２６…増幅器、３２７…加算器、３２８…ローバスフィルタ、３２９…加算器、３３０…平均値算出部、３３１…位相補正部、３３…トルクセンサ異常検出部、３４…指令値選択部、３６…操舵状態ゲイン調整部、３７…車速感応ゲイン調整部、３８…セルフアライニングトルクゲイン調整部、３８Ａ…セルフアライニングトルクゲイン設定部、３８Ｂ…ゲイン乗算部、３９…駆動輪スリップゲイン調整部、４０…制御出力制限値計算部、４０ａ…車輪回転速度異常検出部、４０ｂ…車輪回転速度制御値演算部、４０ｃ…車速制限値演算部、４０ｄ…モータ角速度制限値演算部、４０ｅ…制限値選択部、４１…リミッタ部、４３…収斂性補償部、４４…慣性補償部、４５，４６…加算器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも操舵トルクに基づいて、運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力をステアリング機構に付与する電動モータを備える電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
この種の電動パワーステアリング装置では、搭載対象車両が大型化することにより、電動パワーステアリング装置の高出力化が進み、モータトルクが増大すると共に大電流化が加速している。
このように、電動パワーステアリング装置の高出力化が進むと、電動パワーステアリング装置を停止させた状態での手動操舵時に必要な操舵トルクが大きくなって、操舵が困難となる状況となっている。
【０００３】
従来、操舵トルクセンサ等の異常が発生した場合、電動パワーステアリング装置を停止させて安全を確保するようにしていたが、上述したように手動操舵に必要な操舵トルクが大きくなりすぎて操舵が困難となっているため、操舵トルクセンサ等の異常が発生した場合でも電動モータを駆動制御して操舵補助力の発生を継続することが望まれている。
そこで、操舵トルクセンサが故障した場合に、操舵トルク推定手段で車速信号と操舵角信号とに基づいて操舵トルクを推定し、推定した操舵トルクに基づいて電動機を駆動制御するようにした電動パワーステアリング装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、車速信号と操舵角信号とに基づいて操舵トルクを推定しているため、この推定した操舵トルクからは運転者の手放しなどの操舵状態を正しく認識することができない。そのため、このようにして推定したそうだトルクに基づいて電動モータを駆動制御すると、ステアリングホイールが勝手に切込んでしまうなど運転者の意に反する操舵状態となり、運転者に違和感を与えてしまう。しかも、路面状況を考慮しないで操舵トルクを推定しているので、路面摩擦係数が低い等、トルク推定モデルで考慮されていない状態に陥ると、正しく操舵トルクを推定できなくなる。
【０００５】
そこで、車輪回転速度を用いて路面から実際に発生した路面反力すなわちセルフアライニングトルクを推定し、当該セルフアライニングトルクを考慮することで、適度な操舵補助力を発生するようにした電動パワーステアリング装置がある（例えば、特許文献２参照）。
ここでは、セルフアライニングトルク推定とは別に車輪回転速度及びモータ回転角センサから得られたモータ角度よりセルフアライニングトルクを計算し、セルフアライニングトルク推定値とセルフアライニングトルク計算値との比較によりセルフアライニングトルクの誤推定を防ぐようにしている。また、車輪回転速度より駆動輪スリップを推定することで駆動輪スリップ時におけるセルフステアを防ぐようにしている。さらに、車速とモータ回転角センサから得られたモータ角速度に応じた制御出力制限を行うことで、セルフステアや制御異常出力を確実に防ぐようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３３９０３３３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２に記載の従来例にあっては、車輪回転速度を用いてセルフアライニングトルクを推定しているが、車輪回転速度センサの設計的誤差、ノイズ、分解能によってはセルフアライニングトルクを誤推定してしまうおそれがある。このように、セルフアライニングトルクの誤推定が生じると、セルフステアや制御異常出力を防ぐことができず、適切な操舵補助力を発生させることができない。
そこで、本発明は、車輪回転速度が設計的に持つ誤差に起因するセルフアライニングトルクの誤推定による制御異常出力を防止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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、 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、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて第１のトルク指令値を演算する第１のトルク指令値演算手段と、前記ステアリング機構に与える操舵補助トルクを発生する電動モータと、前記トルク指令値に基づいて前記電動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であって、前記操舵トルク検出手段の異常を検出するトルク検出部異常検出手段と、車両の車輪回転速度を検出する車輪回転速度検出手段と、前記電動モータのモータ回転情報を検出するモータ回転情報検出手段と、前記車輪回転速度検出手段で検出した前記車輪回転速度に基づいて第２のトルク指令値を演算する第２のトルク指令値演算手段と、前記トルク検出部異常検出手段で前記トルク検出手段の異常を検出したときに、前記第１のトルク指令値演算手段に代えて、前記第２のトルク指令値演算手段を選択して前記モータ制御手段に第２のトルク指令値を出力する異常時切換手段と、を備え、前記第２のトルク指令値演算手段は、前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて、前記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、セルフアライニングトルク推定値として出力するセルフアライニングトルク推定手段と、前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度が持つ誤差に起因して前記セルフアライニングトルク推定手段でセルフアライニングトルクが誤推定される領域を、前記セルフアライニングトルク推定値の不感帯として当該セルフアライニングトルク推定値をゼロとする不感帯設定手段と、該不感帯設定手段による不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値に基づいて前記第２のトルク指令値を演算することを特徴としている。
【０００９】
このように、操舵トルク検出手段の異常を検出したときには、異常時切換手段で第１のトルク指令値演算手段に代えて第２のトルク指令値演算手段を選択することにより、車輪回転速度に基づいて推定したセルフアライニングトルクを考慮して操舵補助力を発生させることができる。したがって、操舵トルク検出手段の異常を検出した後も、操舵に必要な操舵補助制御を継続させることができる。また、車輪回転速度に基づいてセルフアライニングトルクを推定するので、ステアリング機構の路面から伝達されるセルフアライニングトルクを適切に検出することができる。また、アンチロックブレーキシステム等で使用されている車輪回転速度検出手段を利用してセルフアライニングトルクを推定することができるので、部品点数の増加を抑制してコストを低減することができる。
【００１０】
さらに、セルフアライニングトルク推定値に不感帯を設けるので、車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度が設計的に持つ誤差に起因したセルフアライニングトルクの誤推定によって不正なアシスト出力がなされるのを防止することができる。このように、セルフアライニングトルクの推定精度を向上することができる、不正出力によって車両が運転者の意図しない挙動となるのを防止し、適切な操舵補助制御を行うことができる。
【００１１】
また、上記において、前記不感帯設定手段は、不感帯領域外で、前記セルフアライニングトルク推定値を、当該セルフアライニングトルク推定値の絶対値が小さくなる方向にオフセットして出力することを特徴としている。
これにより、不感帯領域から不感帯領域外へ変化した際のアシストの変動を無くす（あるいは抑制する）ことができる。このように、アシストをスムーズに出力することができるので、運転者に与える違和感を低減することができる。
【００１２】
さらに、上記において、前記不感帯設定手段は、不感帯領域外で、前記セルフアライニングトルク推定値をそのまま出力することを特徴としている。
これにより、不感帯領域外において、不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値が過少となることを防止し、アシスト出力を極力保つことができる。
【００１３】
また、上記において、前記不感帯設定手段は、不感帯領域外で、不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値の変化率に上限を設けるレートリミット処理を行うことを特徴としている。
これにより、不感帯領域から不感帯領域外へ変化した際のアシストの変動を無くし（あるいは抑制し）、アシストをスムーズに出力することができると共に、不感帯領域外において、不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値が過少となることを防止し、アシスト出力を極力保つことができる。
【００１４】
さらにまた、上記において、前記不感帯設定手段は、車輪回転速度、車速、モータ角速度、操舵角度の何れかに応じて前記不感帯の幅を変更することを特徴としている。
このように、車両走行状態や操舵状態に応じて不感帯の幅を設定するので、より確実に不正出力を防止することができる。
また、上記において、前記不感帯設定手段は、不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値に基づいて演算した前記第２のトルク指令値に基づいて前記電動モータを駆動制御したときの車両挙動が、所望の車両挙動となるように、前記不感帯の幅を設定することを特徴としている。
これにより、不正出力により車両が運転者の意図しない挙動となることを防止することができ、安定した操舵補助制御を行うことができる。
【００１５】
さらにまた、上記において、前記車輪回転速度検出手段で検出した前記車輪回転速度、前記操舵トルク検出手段が正常であるときに検出した操舵トルク及び前記モータ回転情報検出手段で検出した前記モータ回転情報の少なくとも一つに基づいて前記車輪回転速度の異常を検出する車輪回転速度異常検出手段と、該車輪回転速度異常検出手段で前記車輪回転速度の異常を検出した場合、前記異常時切換手段で前記第２のトルク指令値を選択するときに、当該第２のトルク指令値を制限する異常時指令値制限手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１６】
このように、車輪回転速度、正常時の操舵トルク、モータ回転情報の少なくとも一つに基づいて上記車輪回転速度の異常を検出するので、テンパタイヤ等の異径タイヤ装着等により左右の車輪回転速度に差が発生している場合には、これを異常として確実に検出することができる。そして、上記車輪回転速度の異常を検出した場合には、異常時切換手段によって第２のトルク指令値演算手段の第２のトルク指令値が選択されたときに、第２のトルク指令値を制限するので、第２のトルク指令値によるセルフステアの発生や制御異常出力を抑制することができる。
【００１７】
また、上記において、前記異常時指令値制限手段は、前記車輪回転速度の異常を検出した場合、前記第２のトルク指令値演算手段が選択されるときに、当該第２のトルク指令値の出力を停止させるように構成されていることを特徴としている。
このように、第２のトルク指令値の異常を検出した場合、第１のトルク指令値演算手段が選択されるときに、第２の指令値の出力を停止させるので、セルフステアの発生や制御異常出力を確実に防止することができる。
【００１８】
さらに、上記において、前記異常時指令値制限手段は、前記車輪回転速度の異常を検出した場合、前記第２のトルク指令値演算手段が選択されるときに、前記第２のトルク指令値を前記車輪回転速度検出手段で検出した左右車輪回転速度差に基づいて制限するように構成されていることを特徴としている。
このように、車輪回転速度の異常を検出した場合に、第２のトルク指令値を車輪回転速度検出手段で検出した左右車輪回転速度差に基づいて制限するので、左右車輪回転速度差に応じて第２のトルク指令値を制限することにより、セルフステアの発生や制御異常出力を確実に防止することができる。
【００１９】
また、上記において、前記異常時指令値制限手段は、前記車輪回転速度の異常を検出した場合、前記第２のトルク指令値演算手段が選択されるときに、当該異常を検出する前の第２のトルク指令値を第２のトルク指令値として設定するように構成されていることを特徴としている。
このように、車輪回転速度の異常を検出したときに、異常を検出する前の第２のトルク指令値を第２のトルク指令値として設定するので、異常が発生する前の第２のトルク指令値に基づいて操舵補助制御を継続することができ、セルフステアの発生や制御異常出力を確実に防止することができる。
【００２０】
さらにまた、上記において、前記第２のトルク指令値演算手段は、前記不感帯設定手段による不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値にゲインを乗算して前記第２のトルク指令値を演算するゲイン調整手段をさらに備えることを特徴としている。
このように、不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値にゲインを乗算して第２のトルク指令値を演算するので、車両の操舵状態や走行状態に応じてゲインを設定することにより、第２のトルク指令値を適正化することができる。
【００２１】
また、上記において、前記第２のトルク指令値演算手段は、前記ゲイン調整手段で演算した第２のトルク指令値を前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて算出した車速及び車速検出手段で検出した車速の一方とモータ角速度演算手段で算出したモータ角速度との少なくとも一方に基づいて制限するトルク制限手段をさらに備えることを特徴としている。
このように、ゲイン調整後の第２のトルク指令値を車速及びモータ角速度の少なくとも一方に基づいて制限することにより、高車速領域や高モータ角速度領域での制御異常出力を抑制することができる。
【００２２】
さらに、上記において、前記ゲイン調整手段は、モータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報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とに基づいて切増し状態、切り戻し状態及び保舵状態の何れの操舵状態であるかを判定し、操舵状態の判定結果に基づいて操舵状態感応ゲインを調整する操舵状態ゲイン調整手段を有することを特徴としている。
これにより、操舵状態に応じた最適な操舵状態感応ゲインを調整することができ、操舵状態に応じて最適な第２のトルク指令値を算出することができる。
【００２３】
また、上記において、前記ゲイン調整手段は、前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて算出した車速及び車速検出手段で検出した車速の一方に基づいて車速感応ゲインを調整する車速ゲイン調整手段を有することを特徴としている。
これにより、車速に応じて車速感応ゲインを調整することができるので、車両の操舵フィーリングを向上させることができる。
【００２４】
さらに、上記において、前記ゲイン調整手段は、モータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報と前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度とに基づいて演算したセルフアライニングトルク演算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の偏差に基づいてセルフアライニングトルクゲインを調整するセルフアライニングトルクゲイン調整手段を有することを特徴としている。
【００２５】
このように、セルフアライニングトルク設定手段で、モータ回転情報と車輪回転速度とに基づいて算出したセルフアライニングトルク演算値とセルフアライニングトルク推定値との偏差に基づいてセルフアライニングトルクゲインを設定するので、車輪回転速度に基づいて算出されるセルフアライニングトルク推定値に誤差が生じた場合に、その誤差を抑制することができる。
【００２６】
また、上記において、前記ゲイン調整手段は、前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて駆動輪スリップ状態を推定し、推定した駆動輪スリップ状態に基づいて駆動輪スリップ感応ゲインを調整する駆動輪スリップゲイン調整手段を有することを特徴としている。
これにより、駆動輪スリップがセルフアライニングトルク推定値に影響を与える場合に、この駆動輪スリップの影響を抑制することができる。
【００２７】
さらに、上記において、前記セルフアライニングトルク推定手段は、前記車輪回転速度に基づいて車両横滑り角を推定する車両横滑り角推定手段を有し、該車両横滑り角推定手段で推定した車両横滑り角に基づいてセルフアライニングトルクを推定するように構成されていることを特徴としている。
このように、車輪回転速度に基づいて車両の車両横滑り角を推定し、推定した車両横滑り角に基づいてセルフアライニングトルクを推定するので、車両の走行状態を加味してより正確なセルフアライニングトルクを推定することができる。
【００２８】
また、上記において、前記車両横滑り角推定手段は、前記車輪回転速度に基づいて車両横滑り角を推定し、推定した車両横滑り角をモータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報に基づいて補正するように構成されていることを特徴としている。
このように、車両の車輪回転速度に基づいて車両の横滑り角を推定し、推定した横滑り角をモータ回転情報に基づいて補正するので、車両の操舵状況に基づいてより正確な横滑り角を推定することができる。
【００２９】
さらにまた、上記において、前記セルフアライニングトルク推定手段は、前記車輪回転速度とモータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報とに基づいてセルフアライニングトルクを推定するように構成されていることを特徴としている。
このように、車両の左右の車輪回転速度とモータ回転情報とに基づいてセルフアライニングトルクを推定するので、車両の操舵状況に応じたより正確なセルフアライニングトルクを推定することができる。
【００３０】
また、上記において、前記異常時切換手段は、前記第１のトルク指令値演算手段に代えて前記第２のトルク指令値演算手段を選択する場合に、前記第１のトルク指令値から前記第２のトルク指令値に徐々に変化させることを特徴としている。
このように、第１のトルク指令値から第２のトルク指令値への切換え時にトルク指令値を徐々に変化させるので、電動モータで発生させる操舵補助力の急変を防止して、安定した操舵補助状態を継続することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、第２のトルク指令値演算手段で、車輪回転速度に基づいてセルフアライニングトルクを推定し、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演算するので、操舵トルク検出手段の故障後も、第２のトルク指令値演算手段で演算したトルク指令値を用いて運転者に違和感のない操舵補助制御を継続することができる。しかも、セルフアライニングトルク推定値に不感帯を設けるので、車輪回転速度が設計的に持つ誤差に起因するセルフアライニングトルクの誤推定による制御異常出力を防止することができる。このように、セルフアライニングトルクの推定精度を向上し、より安定した操舵補助制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１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を示す図である。
【図２】本発明に係るコントローラの具体例を示すブロック図である。
【図３】コントローラを構成するセルフアライニングトルク推定部の具体的構成を示すブロック図である。
【図４】横滑り角算出マップを示す特性線図である。
【図５】セルフアライニングトルク初期推定値算出マップを示す特性線図である。
【図６】実際のセルフアライニングトルクに対するセルフアライニングトルク初期推定値のヒステリシス特性を示す特性線図である。
【図７】車輪回転速度に基づくセルフアライニングトルク推定値（車輪回転速度誤差なし）を示す図である。
【図８】車輪回転速度に基づくセルフアライニングトルク推定値（車輪回転速度誤差あり）を示す図である。
【図９】ＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢの設定例を示す図である。
【図１０】ＳＡＴ推定値の不感帯特性の設計例を示す図である。
【図１１】ＳＡＴ推定値の不感帯特性の設計例を示す図である。
【図１２】ＳＡＴ推定値の不感帯特性の設計例を示す図である。
【図１３】操舵状態ゲイン設定部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１４】操舵状態ゲイン設定部に適用する操舵状態感応ゲイン算出マップを示す特性線図である。
【図１５】車速感応ゲイン設定部に適用する車速感応ゲイン算出マップを示す特性線図である。
【図１６】セルフアライニングトルクゲイン計算部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１７】セルフアライニングトルクゲイン計算部に適用するセルフアライニングトルクゲイン算出マップを示す特性線図である。
【図１８】駆動輪スリップゲイン設定部の具体的構成を示すブロック図である。
【図１９】駆動輪スリップゲイン設定部に適用する駆動輪スリップゲイン算出マップを示す特性線図である。
【図２０】制御出力制限値計算部の具体的構成を示すブロック図である。
【図２１】車輪回転速度異常検出部で実行する車輪回転速度異常検出処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２２】車輪回転速度制限値演算部で実行する車輪回転速度制限値演算処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２３】車輪回転速度制限値算出マップを示す特性線図である。
【図２４】車速制限値演算部で使用する車速制限値算出マップを示す特性線図である。
【図２５】モータ角速度制限値演算部で使用するモータ角速度制限値算出用マップを示す特性線図である。
【図２６】トルクセンサ異常検出部で実行するトルクセンサ異常検出処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２７】マイクロコンピュータで実行する操舵補助制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２８】第２の実施形態を示すコントローラの具体例を示すブロック図である。
【図２９】制御出力制限値計算部の具体的構成を示すブロック図である。
【図３０】車輪回転速度制限値演算部で実行する車輪回転速度制限値演算処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３１】車輪回転速度制限値算出マップを示す特性線図である。
【図３２】第３の実施形態におけるセルフアライニングトルク推定部で実行するセルフアライニングトルク選択処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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、本実施形態を示す概略構成図であって、図中、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。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。
【００３４】
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で車両幅方向の直進運動に変換されて左右のタイロッド９に伝達され、これらタイロッド９によって転舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵させる。
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に連結した減速機構１１と、この減速機構１１に連結された操舵補助力を発生する電動機としての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。
【００３５】
また、減速機構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内に操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ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、この捩れ角変位を非接触の磁気センサで検出するように構成されている。
【００３６】
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、コントローラ１５に入力される。このコントローラ１５には、操舵トルクセンサ１４からのトルク検出値Ｔの他に車速センサ１６で検出した車速Ｖｓ、電動モータ１２に流れるモータ電流Ｉｕ〜Ｉｗ及びレゾルバ、エンコーダ等で構成されるモータ回転角センサ１７で検出した電動モータ１２の回転角θ及び車輪回転速度センサ１８Ｌ，１８Ｒで検出した車両の左右の車輪回転速度ＶｗＬ及びＶｗＲも入力される。
【００３７】
コントローラ１５では操舵トルクセンサ１４が正常である状態では、入力されるトルク検出値Ｔ及び車速検出値Ｖｓに応じた操舵補助力を電動モータ１２で発生させる電流指令値としての第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１を算出する。そして、算出した操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１に対して、回転角θに基づいて算出するモータ角速度ω及びモータ角加速度αに基づいて各種補償処理を行ってから電動モータ１２を駆動制御する。
【００３８】
一方、操舵トルクセンサ１４が異常であるときには、左右の従動輪の車輪回転速度ＶｗＬ及ＶｗＲに基づいて第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を算出し、この第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２に基づいて電動モータ１２を駆動制御する。
すなわち、コントローラ１５は、図２に示すように、モータ回転角センサ１７で検出したモータ角度θに基づいてモータ角速度ω及びモータ角加速度αを演算する回転情報演算部２０と、操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆを演算する操舵補助トルク指令値演算部２１と、この操舵補助トルク指令値演算部２１で演算したトルク指令値Ｉｒｅｆを補償する指令補償値Ｉｃｏｍを算出するトルク指令値補償部２２と、操舵補助トルク指令値演算部２１で演算した操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆとトルク指令値補償部２２で算出した指令補償値Ｉｃｏｍとを加算して補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′を算出する加算器２３と、この加算器２３から出力される補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′に基づいてモータ電流を生成して電動モータ１２を駆動制御するモータ駆動回路２４とで構成されている。
【００３９】
回転情報演算部２０は、モータ角度信号センサ２００と、モータ角速度演算部２０１と、モータ角加速度演算部２０２とを備えている。
モータ角度信号センサ２００は、モータ回転角センサ１７で検出したモータ回転角検出信号に基づいてモータ角度θを演算する。モータ角速度演算部２０１は、モータ角度信号センサ２００で演算したモータ角度θを微分してモータ角速度ωを算出する。モータ角加速度演算部２０２は、モータ角速度演算部２０１で算出したモータ角速度ωを微分してモータ角加速度αを算出する。
【００４０】
また、操舵補助トルク指令値演算部２１は、第１の操舵補助トルク指令値演算部３１と、第２の操舵補助トルク指令値演算部３２と、トルクセンサ異常検出部３３と、異常時切換手段としての指令値選択部３４と、レートリミッタ３５とを備えている。
第１の操舵補助トルク指令値演算部３１は、操舵トルクセンサ１４から入力される操舵トルクＴと車速センサ１６から入力される車速Ｖｓとに基づいて、第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１を演算する。この第１の操舵補助トルク指令値演算部３１は、トルク指令値算出部３１１と、位相補償部３１２と、センタ応答性改善部としての微分器３１３と、加算器３１４とを備えている。
【００４１】
トルク指令値算出部３１１は、操舵トルクＴ及び車速Ｖｓをもとに、図２中に示す操舵補助トルク指令値算出マップを参照して、電流指令値である操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂを算出する。位相補償部３１２は、トルク指令値算出部３１１から出力される操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂの位相補償を行って位相補償値Ｉｒｅｆｂ′を算出する。微分器３１３は、操舵トルクセンサ１４から入力される操舵トルクＴに基づいてステアリング中立付近の制御の応答性を高め、滑らかでスムーズな操舵を実現するように、操舵トルクＴを微分演算処理してセンタ応答性改善指令値Ｉｒを出力する。このようにして、アシスト特性不感帯での安定性確保、静摩擦の補償を行う。加算器３１４は、位相補償部３１２の位相補償出力と微分器３１３から出力されるセンタ応答性改善指令値Ｉｒとを加算し、第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１を算出する。
【００４２】
ここで、トルク指令値算出部３１１で参照する操舵補助トルク指令値算出マップは、図２中に示すように、横軸に操舵トルクＴをとり、縦軸に操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂをとると共に、車速Ｖｓ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する。
【００４３】
また、第２の操舵補助トルク指令値演算部３２は、左右の車輪回転速度を検出する車輪回転速度センサ１８から入力される車輪回転速度ＶｗＬ及びＶｗＲに基づいて、第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を演算する。この第２のトルク指令値演算部３２は、セルフアライニングトルク推定部（ＳＡＴ推定部）３２Ａと、ＳＡＴ不感帯反映部３２Ａ´と、ゲイン調整手段としてのゲイン調整部３２Ｂと、異常時指令値制限手段としてのトルク制限部３２Ｃとで構成されている。
【００４４】
セルフアライニングトルク推定部３２Ａは、ステアリング機構に路面から伝達されるセルフアライニングトルクＳＡＴを推定する。ＳＡＴ不感帯反映部３２Ａ´は、セルフアライニングトルク推定部３２Ａで推定したセルフアライニングトルクＳＡＴに不感帯を設定し、不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢを出力する。ゲイン調整部３２Ｂは、ＳＡＴ不感帯反映部３２Ａ´から出力される不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢに対してゲインを乗算し、トルク制限部３２Ｃは、ゲイン調整部３２Ｂでゲイン調整したセルフアライニングトルクを制限して第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を算出する。
【００４５】
図３は、セルフアライニングトルク推定部３２Ａの具体的構成を示すブロック図である。
車両横滑り角推定部３２１は、左右の車輪回転速度ＶｗＬ及びＶｗＲに基づいて車両横滑り角βを推定する。先ず、駆動輪となる後輪の車輪回転速度センサ１８ＲＬ及び１８ＲＲで検出された車輪回転速度ＶｗＲＬ及びＶｗＲＲに基づいて下記（１）式の演算を行って、車速に応じた左右の車輪回転速度差ΔＶｗＲを算出する。
ΔＶｗＲ＝（ＶｗＲＬ−ＶｗＲＲ）／｛（ＶｗＲＬ＋ＶｗＲＲ）／２｝ ………（１）
【００４６】
次いで、算出した車輪回転速度差ΔＶｗをもとに図４に示す車両横滑り角算出マップを参照して車両横滑り角βを推定する。車両横滑り角算出マップは、図４に示すように、横軸に車輪回転速度差ΔＶｗＲをとり、縦軸に車両横滑り角βをとった実車の測定値から求められる特性線図で表され、車輪回転速度差ΔＶｗがゼロ近傍であるときには、比較的緩やかな勾配となり、これより車輪回転速度差ΔＶｗが大きくなると比較的急峻な勾配となる特性曲線Ｌが設定されている。
【００４７】
また、セルフアライニングトルク推定部３２Ａの角度変化量演算部３２２は、モータ角度θに基づいて角度変化量Δθを算出し、これを増幅器３２３に出力する。増幅器３２３は、角度変化量Δθに滑り角補正ゲインＫｓｌｐを乗算し、滑り角補正値Ａｓｌｐを算出する。加算器３２４は、増幅器３２３で算出した滑り角補正値Ａｓｌｐを車両横滑り角推定部３２１で推定した横滑り角βに加算して、タイヤ捩じり量による補正を行なう。
【００４８】
そして、セルフアライニングトルク演算部３２５は、この加算器３２４の加算出力に基づいてセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉを演算する。ここでは、加算器３２４から出力される車両横滑り角βをもとに、図５に示すセルフアライニングトルク初期推定値算出マップを参照してセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉを算出する。
このセルフアライニングトルク初期推定値算出マップは、図５に示すように、横軸に車両横滑り角βをとり、縦軸にセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉをとった実車の測定値から求められる特性線図で表され、車速相当値Ｖｓ′をパラメータとして車速相当値Ｖｓ′が大きな値となるに応じて傾斜角が大きくなる線形区間Ｌｓとこの線形区間Ｌｓの両端から延長する飽和区間Ｌａとでなる特性線が設定されている。
【００４９】
ところで、セルフアライニングトルク演算部３２５で算出するセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉと、実際に車両に生じるセルフアライニングトルクＳＡＴとの関係は、図６で破線図示のように、比較的大きなヒステリシス特性を有することになる。このヒステリシス特性を補正するために、加算器３２７は、セルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉに増幅器３２６で算出したヒステリシス補正値Ａｈｙｓを加算する。ヒステリシス補正値Ａｈｙｓは、モータ角速度ωを増幅して算出する。これにより、ヒステリシス特性がモータ角速度すなわち舵角速度に応じて補正されることになり、図６の実線図示のように、ヒステリシス特性の幅を狭くしてより正確なセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉを算出することができる。
【００５０】
加算器３２７の加算出力は、ローパスフィルタ３２８でノイズが除去された後、セルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉ′として位相補正部３３１に入力される。位相補正部３３１には、平均値算出部３３０の算出結果も入力される。平均値算出部３３０は、加算器３２９で算出した車輪回転速度ＶｗＬ及びＶｗＲの加算値の１／２を、車速相当値Ｖｓ′として算出するものである。
【００５１】
位相補正部３３１は、車速相当値Ｖｓ′に基づいてセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉ′の位相補正を行って、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴを算出するものであり、定常ゲイン＝１の一時遅れフィルタ（１／Ｔ1ｓ＋１）で構成されている。ここで、ｓはラプラス演算子、Ｔ1は時定数であって、この時定数Ｔ1は車速相当値Ｖｓ′に応じて設定される。
【００５２】
また、図２のＳＡＴ不感帯反映部３２Ａ´は、セルフアライニングトルク推定部３２Ａで推定したセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴに不感帯を設け、不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢを出力する。ここでは、車輪回転速度センサ１８の設計的誤差、ノイズ、分解能による車輪回転速度が持つ誤差（以下、単に車輪回転速度誤差という）に起因してセルフアライニングトルクが誤推定される領域を、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの不感帯として設定する。
【００５３】
車輪回転速度誤差がない場合、車輪回転速度センサ１８Ｌ及び１８Ｒで検出された車輪回転速度ＶｗＬ及びＶｗＲに基づいて推定されるセルフアライニングトルクは、図７に示すように滑らかな特性曲線を描く。一方、車輪回転速度誤差がある場合、車輪回転速度センサ１８Ｌ及び１８Ｒで検出された車輪回転速度ＶｗＬ及びＶｗＲに基づいて推定されるセルフアライニングトルクは、図８に示すように誤推定されてしまう。このセルフアライニングトルクの誤推定は、図８の矢印で示すように、左右車輪回転速度差ΔＶｗが零である直進走行時など、トルクの小さい領域で出やすい。これは、出力が小さいために誤差の比率が高くなることなどに起因すると考えられる。
【００５４】
ＳＡＴ不感帯反映部３２Ａ´は、先ず、この車輪回転速度誤差に起因したセルフアライニングトルクの誤推定が発生する領域が、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの不感帯となるようにＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢを設定する。ＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢは、不感帯の幅すなわち不感帯特性を決定するものである。すなわち、−ＳＡＴＤＢ≦ＳＡＴ≦ＳＡＴＤＢとなる領域がセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの不感帯となって、不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢが“０”となる。
ここでは、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの不感帯特性を、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲ、車速Ｖｓ、モータ角速度ω、モータ角度θ（推定操舵角θ）の何れかに応じて変化させるものとする。
【００５５】
図９は、ＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢの設定例を示す図である。この図９において、横軸は車速Ｖｓ、縦軸はＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢである。この図９に示すように、ＳＡＴ推定値の不感帯特性は、車速Ｖｓが０から設定値Ｖｓａまでの間ではＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢが比較的小さい値で一定となり、車速Ｖｓが設定値Ｖｓａを超えて設定値Ｖｓｂに達するまでの間は、車速Ｖｓの増加に応じて比較的急な勾配でＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢが増加し、車速Ｖｓが設定値Ｖｓｂを超えると、車速Ｖｓの増加に応じて比較的緩やかな勾配でＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢが増加するように設定されている。すなわち、車速Ｖｓが速いほど不感帯の幅が広く設定される。
【００５６】
ＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢの設定方法としては、車両が運転者の意図しない挙動となることを防ぐために、車両のフリクション以下となるように（不正出力によりハンドルが回らないように）設計する方法や、不正出力を運転者が手で押えられる不正出力となるように設計する方法を採用する。
なお、ここでは車速Ｖｓに応じてＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢを設定する場合についてのみ示したが、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲ、モータ角速度ω、モータ角度θ（推定操舵角θ）に応じて設定する場合にも、同様の設定方法を用いる。
【００５７】
また、ここでは常時、車両の走行状態や操舵状態を監視することでＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢを可変とする場合について説明したが、ＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢは予め設定した固定値としてもよい。この場合、予め車輪回転速度誤差を算出（検出）してＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢを決定しておく。
【００５８】
次に、ＳＡＴ不感帯反映部３２Ａ´は、設定したＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢを用いて、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴに対して不感帯を反映した後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢを出力する。ここでは、ＳＡＴ誤推定に起因する不正出力を防止すると共に、アシストをスムーズに出力するようなセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢを出力するように、不感帯特性を設計する。
図１０は、ＳＡＴ推定値の不感帯特性の設計例を示す図である。この図１０において、破線はセルフアライニングトルク推定値（設計値）、実線は不感帯反映後のセルフアライニングトルクである。このように、−ＳＡＴＤＢ≦ＳＡＴ≦ＳＡＴＤＢである場合にはＩｒｅｆ２ＤＢ＝０として不正出力を確実に防止する。
【００５９】
そして、ＳＡＴ＜−ＳＡＴＤＢである場合にはＩｒｅｆ２ＤＢ＝ＳＡＴ＋ＳＡＴＤＢとし、ＳＡＴ＞−ＳＡＴＤＢである場合にはＩｒｅｆ２ＤＢ＝ＳＡＴ＋ＳＡＴＤＢとする。すなわち、不感帯以外の領域では、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴを、当該セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの絶対値が小さくなる方向にＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢ分だけオフセットして出力する。これにより、不感帯領域から不感帯以外の領域への変化時にセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢをスムーズに変化させることができるので、アシストをスムーズに出力することができる。
【００６０】
なお、ここでは、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴのオフセット値をＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢ相当とする場合について説明したが、当該オフセット値はＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢよりも小さい値であってもよい。この場合にも、不感帯領域から不感帯以外の領域への変化時におけるセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢの変動を抑えることができるので、アシストを比較的スムーズに出力することができる。
【００６１】
また、不感帯特性の設計方法としては、図１０に示すようにセルフアライニングトルク推定値をオフセットさせる方法に限定されるものではなく、車両としての要求に合わせて適宜設定するようにする。
例えば、図１１に示すように、不感帯部分のみアシスト出力を制限する（零とする）ようにしてもよい。すなわち、不感帯以外の領域では、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴをそのまま不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢとして出力するようにしてもよい。これにより、不正出力を防止することができると共に、アシスト出力を極力保つことができる。
【００６２】
また、図１２に示すように、不感帯部分のみ出力を制限する（零とする）と共に、不感帯から不感帯以外へのアシスト出力の急な変化を制限するようにしてもよい。すなわち、不感帯以外の領域では、不感帯設定後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢの変化率に上限を設けるレートリミット処理を行うようにしてもよい。これにより、不正出力を防止することができると共に、アシスト出力を極力保つことができ、且つアシストをスムーズに出力することができる。
図２に戻って、ゲイン調整部３２Ｂは、操舵状態ゲイン調整部３６、車速ゲイン調整部３７、セルフアライニングトルクゲイン調整部３８、及び駆動輪スリップゲイン調整部３９を有する。
【００６３】
操舵状態ゲイン調整部３６は、操舵状態ゲイン設定部（切り増し／切り戻し／保舵操舵ゲイン設定部）３６Ａと、ゲイン乗算部３６Ｂとで構成されている。操舵状態ゲイン設定部３６Ａは、セルフアライニングトルク推定部３２Ａから出力されるセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ及びモータ角速度演算部２０１で算出されたモータ角速度ωを入力し、これらに基づいて切増し状態、切戻し状態及び保舵状態の何れの操舵状態かを検出し、検出した操舵状態に応じた操舵状態ゲインＫ０を設定する。そして、ゲイン乗算部３６Ｂは、操舵状態ゲイン設定部３６Ａで設定した操舵状態ゲインＫ０を、ＳＡＴ不感帯反映部３２Ａ´から出力される不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢに乗算し、ゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２１を出力する。
【００６４】
ここで、操舵状態ゲイン設定部３６Ａは、図１３に示すように、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴとモータ角速度ωとに基づいて、切増し状態、切戻し状態及び保舵状態を判定する操舵状態判定部３６１と、この操舵状態判定部３６１の判定結果とモータ角速度ωとに基づいて操舵状態ゲインＫ０を算出する操舵状態ゲイン算出部３６２とを有する。
【００６５】
操舵状態判定部３６１は、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの符号とモータ角速度ωの符号が一致するときに切増し状態であると判定し、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの符号とモータ角速度ωの符号が不一致であるときに切戻し状態であると判定する。また、モータ角速度ωの絶対値｜ω｜が設定値ωｔ以下であるときには保舵状態であると判定する。
【００６６】
操舵状態ゲイン算出部３６２は、入力される操舵状態及びモータ角速度ωに基づいて図１４に示す操舵状態ゲイン算出マップを参照して操舵状態ゲインＫ０を算出する。操舵ゲイン算出マップは、図１４に示すように、操舵状態が保舵状態であるときには、モータ角速度ωの値にかかわらず所定ゲインＫ０ｈを維持するように特性線Ｌｈが設定されている。一方、操舵状態が切増し状態であるときには、モータ角速度ωが零から所定値ω１迄の間で所定ゲインＫ０ｈより大きいな値の所定ゲインＫ０ｉを維持し、モータ角速度ωが所定値ω１を超えるとモータ角速度ωの増加に伴ってゲインが比較的大きな勾配で増加するように特性線Ｌｉが設定されている。さらに、操舵状態が切戻し状態であるときには、モータ角速度ωが零から所定値ω１迄の間で所定ゲインＫ０ｈより小さな値の所定ゲインＫ０ｄを維持し、モータ角速度ωが所定値ω１を超えるとモータ角速度ωの増加に伴ってゲインが比較的小さな勾配で減少するように特性線Ｌｄが設定されている。
【００６７】
図２の車速ゲイン調整部３７は、車速感応ゲイン算出部３７Ａと、ゲイン乗算部３７Ｂとで構成されている。車速ゲイン算出部３７Ａは、入力される車速Ｖｓに基づいて、図１５に示す車速感応ゲイン算出マップを参照して車速感応ゲインＫ１を算出する。
ここで、車速感応ゲイン算出マップは、車速Ｖｓが零から所定値Ｖｓ１迄の間では所定値Ｋｖを維持し、車速Ｖｓが所定値Ｖｓ１を超えると、車速Ｖｓの増加に応じて比較的大きな勾配でゲインが減少し、車速Ｖｓが所定値Ｖｓ１より大きい所定値Ｖｓ２を超えると、車速Ｖｓの増加に応じて比較的小さな勾配でゲインが減少するように特性線Ｌｖが設定されている。
【００６８】
そして、ゲイン乗算部３７Ｂは、車速感応ゲイン算出部３７Ａで算出された車速感応ゲインＫ１を、操舵状態ゲイン調整部３６から出力されるゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２１に乗算してゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２２を出力する。
セルフアライニングトルクゲイン調整部３８は、セルフアライニングトルクゲイン計算部３８Ａと、ゲイン乗算部３８Ｂとで構成されている。セルフアライニングトルクゲイン計算部３８Ａは、セルフアライニングトルク演算値ＳＡＴｏを算出して補正ゲインＫ２を設定する。そして、ゲイン乗算部３８Ｂは、セルフアライニングトルクゲイン計算部３８Ａで設定されたセルフアライニングトルクゲインＫ２を、ゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２２に乗算してゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２３を出力する。
【００６９】
ここで、セルフアライニングトルクゲイン計算部３８Ａは、図１６に示す構成を有する。この図１６において、セルフアライニングトルク演算部３８１は、車輪回転速度センサ１８から入力される４輪の車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲとモータ角度θとに基づいて、車両モデルを用いてセルフアライニングトルク演算値ＳＡＴｏを算出する。
すなわち、セルフアライニングトルク演算部３８１は、４輪の車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの平均値を車速Ｖｓとして算出すると共に、モータ角度θを推定操舵角θとして、車両諸元定数を下記（２）式で表される車両モデルとなる車両横方向の運動方程式（状態方程式）に代入し、下記（３）式で表されるセルフアライニングトルク演算値算出式（出力式）を用いることで、セルフアライニングトルク演算値ＳＡＴｏを算出する。
【００７０】
【数１】
【００７１】
車両諸元定数
ｍ：車両質量
Ｉ：車両慣性モーメント
ｌｆ：車両重心点と前軸間の距離
ｌｒ：車両重心点と後軸間の距離
Ｋｆ：前輪タイヤのコーナリングパワー
Ｋｒ：後輪タイヤのコーナリングパワー
Ｖ：車速
Ｎ：オーバーオール舵角比
θ：推定操舵角
δｆ：実舵角（δｆ＝θ／Ｎ）
β：車両重心点の横滑り角
γ：ヨーレート
ε：トレール
【００７２】
【数２】
【００７３】
また、減算器３８２は、前述したセルフアライニングトルク推定部３２Ａで推定したセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴからセルフアライニングトルク演算部３８１で算出したセルフアライニングトルク演算値ＳＡＴｏを減算する。絶対値演算部３８３は、減算器３８２の減算出力を絶対値化してセルフアライニングトルク偏差ΔＳＡＴ（＝｜ＳＡＴ−ＳＡＴｏ｜）を算出する。ゲイン算出部３８４は、絶対値演算部３８３で算出したセルフアライニングトルク偏差ΔＳＡＴに基づいて、図１７に示すセルフアライニングトルクゲイン算出マップを参照し、セルフアライニングトルクゲインＫ２を算出する。
【００７４】
ここで、セルフアライニングトルクゲイン算出マップは、図１７に示すように、セルフアライニングトルク偏差の絶対値｜ΔＳＡＴ｜が０から設定値ΔＳＡＴ１迄の間ではセルフアライニングトルク偏差の絶対値｜ΔＳＡＴ｜の増加に応じて比較的緩やかな勾配でセルフアライニングトルクゲインＫ２が減少し、セルフアライニングトルク偏差の絶対値｜ΔＳＡＴ｜が設定値ΔＳＡＴ１を超えて設定値ΔＳＡＴ２に達するまでの間は比較的急な勾配でセルフアライニングトルクゲインＫ２が減少し、設定値ＳＡＴ２を超えると、セルフアライニングトルク偏差の絶対値｜ΔＳＡＴ｜の増加に応じて比較的緩やかな勾配でセルフアライニングトルクゲインＫ２が減少するように特性線Ｌｓが設定されている。
【００７５】
図２の駆動輪スリップゲイン調整部３９は、駆動輪スリップ推定部３９Ａと、ゲイン乗算部３９Ｂとで構成されている。駆動輪スリップ推定部３９Ａは、車輪回転速度センサ１８で検出された車輪回転速度ＶｗＬ及びＶｗＲに基づいて駆動輪スリップゲインＫ３を設定する。そして、ゲイン乗算部３９Ｂは、駆動輪スリップ推定部３９Ａで設定された駆動輪スリップゲインＫ３を、ゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２３に乗算してゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２４を出力する。
【００７６】
ここで、駆動輪スリップ推定部３９Ａは、図１８に示す構成を有する。この図１８において、加算部３９１は、前輪の左右車輪回転速度ＶｗＦＬ及びＶｗＦＲを加算する。乗算器３９２は、加算部３９１の加算出力に２分の１を乗算して前輪平均値ＶｗＦを算出する。また、加算部３９３は、後輪の左右車輪回転速度ＶｗＲＬ及びＶｗＲＲを加算する乗算器３９４は、加算部３９３の加算出力に２分の１を乗算して後輪平均値ＶｗＲを算出する。そして、減算部３９５は、乗算器３９２から出力される前輪平均値ＶｗＦから乗算器３９４から出力される後輪平均値ＶｗＲを減算し、駆動輪車輪回転速度偏差ΔＶｗを算出する。
【００７７】
この減算部３９５から出力される駆動輪車輪回転速度偏差ΔＶｗは、絶対値回路３９６で絶対値化され、その駆動輪車輪回転速度偏差の絶対値｜ΔＶｗ｜に基づいて、ゲイン算出部３９７は駆動輪スリップ感応ゲインＫ３を算出する。
ここで、ゲイン算出部３９７は、入力される駆動輪車輪回転速度偏差の絶対値｜ΔＶｗ｜に基づいて、図１９に示す駆動輪スリップ感応ゲイン算出マップを参照して駆動輪スリップ感応ゲインＫ３を算出する。この駆動輪スリップ感応ゲイン算出マップは、駆動輪車輪回転速度偏差の絶対値｜ΔＶｗ｜が０から増加するに応じて駆動輪スリップゲインＫ３が徐々に減少するように折れ線状の特性線Ｌｗが設定されている。
【００７８】
また、図２のトルク制限部３２Ｃは、制御出力制限値計算部４０と、リミッタ部４１とを備えている。リミッタ部４１は、制御出力制限値計算部４０で計算された出力制限値Ｌｉｍでゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２４を制限して第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を出力する。
ここで、制御出力制限値計算部４０は、図２０に示すように、車輪回転速度異常検出部４０ａ、車輪回転速度制限値演算部４０ｂ、車速制限値演算部４０ｃ及びモータ角速度制限値演算部４０ｄを備えている。
【００７９】
車輪回転速度異常検出部４０ａは、車速Ｖｓ、操舵トルクＴ、モータ角速度ω及び４輪の車輪回転速度ＶｗＦＬ，ＶｗＦＲ，ＶｗＲＬ，ＶｗＲＲに基づいて車輪回転速度センサ１８の異常を検出し、異常を検出したときに“０”の異常制限値Ｌｉｍａを設定する。
すなわち、車輪回転速度異常検出部４０ａでは、図２１に示す車輪回転速度異常検出処理を実行する。この車輪回転速度異常検出処理は、先ず、ステップＳ１で、後述するトルクセンサ異常検出処理で、操舵トルクセンサ１４の異常を表すトルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“１”にセットされているか否かを判定し、トルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“１”にセットされているときには、車輪回転速度異常検出処理の信頼性が低いものと判断してそのまま処理を終了する。
【００８０】
一方、トルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“０”にリセットされているときには、ステップＳ２に移行して、車速Ｖｓが車両直進状態を判定可能な速度に設定された閾値Ｖｓｓを超えているか否かを判定する。このとき、Ｖｓ≦Ｖｓｓであるときには異常判定ができないものと判断してステップＳ３に移行し、異常判定フラグＦｌｇａを車輪回転速度異常無しを表す“０”に設定するとともに、ゲイン倍トルク指令値Ｉｒｅｆ２４を制限しないために、車輪回転速度制限値Ｌｉｍａを最大値Ｌｉｍａｍａｘに設定する。そして、これを制限値選択部４０ｅに出力してから異常判定処理を終了する。一方、Ｖｓ＞Ｖｓｓであるときには、直進状態の判定可能と判断してステップＳ４に移行する。
【００８１】
ステップＳ４では、操舵トルクＴの絶対値が車両直進状態を判断可能な閾値Ｔｓ未満であるか否かを判定する。そして、Ｔ≧Ｔｓであるときには操舵トルクＴが大きく操舵状態又は保舵状態であり、異常判定ができないものと判断して前記ステップＳ３に移行する。一方、Ｔ＜Ｔｓであるときには、車両が直進走行状態である可能性が高いものと判断してステップＳ５に移行する。
【００８２】
ステップＳ５では、モータ角速度ωの絶対値が車両直進走行を判断可能な閾値ωｓ未満であるか否かを判定する。そして、｜ω｜≧ωｓであるときには異常判定ができないものと判断して前記ステップＳ３に移行し、｜ω｜＜ωｓであるときには、車両が直進走行状態であると判断してステップＳ６に移行する。
ステップＳ６では、各車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの内の前後における左右の回転速度差ΔＶｗＦ及びΔＶｗＲの絶対値が予め設定した閾値ΔＶｗｓを超えているか否かを判定する。そして、ΔＶｗＦ≦ΔＶｗｓ且つΔＶｗＲ≦ΔＶｗｓであるときには、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であると判断して前記ステップＳ３に移行する。一方、ΔＶｗＦ＞ΔＶｗｓ又はΔＶｗＲ＞ΔＶｗｓであるときには、４輪のうちの１つにテンパタイヤ等の異径タイヤが装着されているか又は車輪回転速度センサ自体が異常となっており、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの何れか１つが異常であるものと判断してステップＳ７に移行する。
【００８３】
このステップＳ７では、異常判定フラグＦｌｇａを車輪回転速度の異常を表す“１”に設定するとともに、車輪回転速度制限値Ｌｉｍａを“０”に設定する。そして、これを制限値選択部４０ｅに出力してから車輪回転速度異常検出処理を終了する。
この図２１の処理において、ステップＳ２、ステップＳ４〜ステップＳ６の処理が車輪回転速度異常検出手段に対応し、ステップＳ７の処理と制限値選択部４０ｅ及びリミッタ部４１が異常時指令値制限手段に対応している。
【００８４】
また、図２０の車輪回転速度制限値演算部４０ｂは、例えば後輪駆動車を対象として、モータ角速度ω及び車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲに基づいて、左右の一方が雪路、凍結路等の低摩擦係数路面で、他方が乾燥路等の高摩擦係数路面である所謂スプリットμ路を走行する場合のように外乱による車輪回転速度の異常を検出するものであり、図２２に示す車輪回転速度制限値演算処理を実行する。
【００８５】
この車輪回転速度制限値演算処理は、図２２に示すように、先ず、ステップＳ１１で、モータ角速度ωの絶対値がステアリングホイール１が操舵されている状態を判断可能な閾値ωｓ２未満であるか否かを判定する。そして、｜ω｜≧ωｓ２であるときには、ステアリングホイール１が操舵されている状態であり、車輪回転速度の異常判定ができず車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であるものと判断してステップＳ１２に移行する。
ステップＳ１２では、車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを最大値Ｌｉｍｗｍａｘに設定してからステップＳ１３に移行し、ステップＳ１３で、車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを制限値選択部４０ｅに出力してから車輪回転速度制限値演算処理を終了する。
【００８６】
一方、前記ステップＳ１１で｜ω｜＜ωｓ２であると判定した場合には、ステップＳ１４に移行して、従動輪である前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦが保舵状態を判断する閾値ΔＶｗＦｓ２未満であるか否かを判定する。そして、｜ΔＶｗＦ｜≧ΔＶｗＦｓ２であるときには、ステアリングホイール１が内外輪回転速度差を有する保舵状態であると判断してステップＳ１５に移行する。
【００８７】
ステップＳ１５では、駆動輪となる後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が外乱による異常を判断する閾値ΔＶｗＲｓ２未満であるか否かを判定する。そして、｜ΔＶｗＲ｜≧ΔＶｗＲ２であるときには、後輪側についても左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が大きく内外輪回転速度差を有する保舵状態であると判断し、各車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であると判断して前記ステップＳ１２に移行する。
【００８８】
また、前記ステップＳ１５の判定結果が、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が閾値ΔＶｗＲｓ２未満であるときには、後輪側の車輪回転速度ＶｗＲＬ及びＶｗＲＲの何れかが例えば前述したスプリットμ路を走行した場合のように外乱によって車輪回転速度が変化しているものと判断してステップＳ１６に移行する。
ステップＳ１６では、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲと閾値ΔＶｗＲｓ２又は、前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦと閾値ΔＶｗＦｓ２との偏差ΔＶｗの絶対値に基づいて、図２３に示す車輪回転速度制限値算出マップを参照して車輪回転速度制限値Ｌｉｎｗを算出してから前記ステップＳ１３に移行する。
【００８９】
ここで、車輪回転速度制限値算出マップは、図２３に示すように、横軸に左右車輪回転速度差ΔＶｗの絶対値をとり、縦軸に車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗをとった特性線図で構成される。ここでは、左右車輪回転速度差ΔＶｗの絶対値が“０”から所定値ΔＶｗ１までの間は車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗが制御出力を制限しない最大値Ｌｉｍｗｍａｘを維持し、左右車輪回転速度差ΔＶｗの絶対値が所定値ΔＶｗ１を超えると左右車輪回転速度差ΔＶｍの絶対値が増加するに応じて車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗが最大値Ｌｉｍｗｍａｘから徐々に減少して最終的に車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗが“０”となる折れ線状の特性線Ｌｗが設定されている。
【００９０】
また、前記ステップＳ１４で、従動輪となる前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦの絶対値が閾値ΔＶｗＦｓ２未満であると判断した場合には、直進走行状態であると判断してステップＳ１７に移行する。
ステップＳ１７では、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が外乱による異常を判断する閾値ΔＶｗＲｓ２を超えているか否かを判定する。そして、左右車輪回転速度差ΔＶｗＦの絶対値が閾値ΔＶｗＲｓ２未満であるときには、外乱による車輪回転速度の変化がない正常状態であると判断して前記ステップＳ１２に移行する。
【００９１】
一方、駆動輪となる後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が閾値ΔＶｗＲｓ２を超えているときには、後輪側の車輪回転速度ＶｗＲＬ及びＶｗＲＲの少なくとも一方に外乱の影響があるものと判断して前記ステップＳ１６に移行する。
この図２２の処理において、ステップＳ１１、Ｓ１４、Ｓ１５及びＳ１７の処理が車輪回転速度異常検出手段に対応し、ステップＳ１６の処理と制限値選択部４０ｅ及びリミッタ部４１とが異常時指令値制限手段に対応している。
【００９２】
また、図２０の車速制限値演算部４０ｃは、車速Ｖｓに基づいて、図２４に示す車速制限値算出マップを参照して車速制限値Ｌｉｍｖを算出する。
ここで、車速制限値算出マップは、車速Ｖｓが零から所定値Ｖｓ３に達するまでの間は最大制限値Ｌｉｍｍａｘを維持し、車速Ｖｓが所定値Ｖｓ３を超えると車速Ｖｓの増加に応じて徐々に車速制限値Ｌｉｍｖが減少し、さらに車速Ｖｓが所定値Ｖｓ４を超えるとより大きな減少量で減少する折れ線状の特性線Ｌｖ１が設定されている。
【００９３】
さらに、図２０のモータ角速度制限値演算部４０ｄは、モータ角速度ωに基づいて、図２５に示すモータ角速度制限値算出マップを参照してモータ角速度制限値Ｌｉｍｍを算出する。
ここで、モータ角速度制限値算出マップは、モータ角速度ωが零から運転者の操舵又は路面反力によって発生する設定角速度ω２に達する迄の間は最大制限値Ｌｉｍｍａｘを維持し、モータ角速度ωが設定角速度ω２を超えると、モータ角速度ωの増加に伴って比較的大きな勾配でモータ角速度制限値Ｌｉｍｍが減少する特性線Ｌωが設定されている。
【００９４】
また、図２０の制限値選択部４０ｅは、異常制限値Ｌｉｍａが入力されているときにはこの異常制限値Ｌｉｍａを制御出力制限値Ｌｉｍとしてリミッタ部４１に出力し、異常制限値Ｌｉｍａが入力されていないときには、車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗ、車速制限値Ｌｉｍｖ及びモータ角速度制限値Ｌｉｍｍを比較して何れか小さい値を制御出力制限値Ｌｉｍとしてリミッタ部４１に出力する。
【００９５】
図２に戻って、トルクセンサ異常検出部３３は、操舵トルクセンサ１４で検出した操舵トルクＴを入力し、この操舵トルクＴに基づいて図２６に示すトルクセンサ異常検出処理を実行して操舵トルクセンサ１４の異常を検出する。
このトルクセンサ異常検出処理では、先ず、ステップＳ２１で、操舵トルクセンサ１４で検出した操舵トルクＴを読込み、次いでステップＳ２２に移行して、ステップＳ２１で読込んだ操舵トルクＴが操舵トルクセンサ異常検出条件を満足するか否かを判定する。この操舵トルクセンサ異常検出条件としては、車両の走行時に所定時間以上変化しない状態が継続した場合、操舵トルクＴが予め設定した天絡による異常設定値を超えた状態が所定時間以上継続した場合、操舵トルクＴが予め設定した地絡による異常閾値未満の状態を所定時間以上継続した場合等が挙げられる。
【００９６】
そして、ステップＳ２２で、トルクセンサ異常検出条件を満足していない（操舵トルクセンサ１４が正常である）と判断した場合には、ステップＳ２３に移行する。そして、ステップＳ２３で、トルクセンサ異常検出フラグＦｌｇを“０”にリセットしてからトルクセンサ異常検出処理を終了する。
一方、ステップＳ２２で、トルクセンサ異常検出条件を満足している（操舵トルクセンサ１４が異常である）と判断した場合には、ステップＳ２４に移行する。そして、ステップＳ２４で、トルクセンサ異常検出フラグＦｌｇを“１”にセットしてからトルクセンサ異常検出処理を終了する。
【００９７】
また、図２の指令値選択部３４は、トルクセンサ異常検出部３３から出力される異常検出信号に基づいて、第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１及び第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２の何れかを選択する。
具体的には、トルクセンサ異常検出部３３で設定されるトルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“０”にリセットされているときには、前述した第１のトルク指令値演算部３１で演算した第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１を選択する。一方、トルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“１”にセットされているときには、前述した第２のトルク指令値演算部３２で演算した第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を選択する。
【００９８】
そして、選択した第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１又は第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２をトルク指令値Ｉｒｅｆとし、このトルク指令値Ｉｒｅｆをレートリミッタ３５に供給する。レートリミッタ３５は、指令値選択部３４で選択した指令値の急激な変化を抑制してから後述する加算器２３に出力する。
また、指令値補償部２２は、収斂性補償部４３と、慣性補償部４４とを少なくとも有する。収斂性補償部４３は、回転情報演算部２０のモータ角速度演算部２０１で演算されたモータ角速度ωに基づいてヨーレートの収斂性を補償するものである。すなわち、収斂性補償部４３は、モータ角速度演算部２０１で算出されたモータ角速度ωが入力され、車両のヨー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ωに収斂性制御ゲインＫｃを乗じて収斂性補償値Ｉｃを算出する。
【００９９】
また、慣性補償部４４は、回転情報演算部２０のモータ角加速度演算部２０２で演算されたモータ角加速度α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ものである。この慣性補償部４４は、慣性補償値Ｉｉを算出する。
そして、慣性補償部４４で算出された慣性補償値Ｉｉと収斂性補償部４３で算出された収斂性補償値Ｉｃとが加算器４５で加算されて、指令補償値Ｉｃｏｍが算出される。この指令補償値Ｉｃｏｍは、加算器２３で前述した操舵補助トルク指令値演算部２１から出力される操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆに加算され、補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′が算出される。この補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′は、モータ駆動回路２４へ出力される。
【０１００】
次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。
今、操舵トルクセンサ１４が正常状態であるものとする。この場合、操舵補助トルク指令値演算部２１に設けられたトルクセンサ異常検出部３３において、操舵トルクセンサ１４で検出した操舵トルクＴがトルクセンサ異常検出条件を満足しないことにより、トルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“０”にリセットされ、このトルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが指令値選択部３４に出力される。このため、指令値選択部３４は第１の操舵補助トルク指令値演算部３１から出力される第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１を選択する。したがって、この第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１がレートリミッタ３５で変化量が制限されて、操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆとして加算器２３に出力される。
【０１０１】
このとき、車両が停止しており、運転者がステアリングホイール１を中立位置として操舵していない状態であるとすると、第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１は“０”となる。また、電動モータ１２も停止しているため、指令値補償部２２から出力される指令補償値Ｉｃｏｍも“０”となる。そのため、加算器２３から出力される補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′も“０”となる。したがって、モータ駆動回路２４から出力されるモータ駆動電流も“０”を継続して、電動モータ１２は停止状態を継続する。
【０１０２】
この車両の停車状態で、ステアリングホイール１を操舵して所謂据え切りを行うと、これに応じて操舵トルクセンサ１４で検出される操舵トルクＴが比較的大きな値となることにより、第１の操舵補助トルク指令値演算部３１で算出される操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１が操舵トルクＴに応じて急増する。なお、この状態でも電動モータ１２は停止しているため、指令補償値Ｉｃｏｍは“０”である。そのため、加算器２３から操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆがそのまま補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′としてモータ駆動回路２４に出力される。
したがって、モータ駆動回路２４から補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′に応じたモータ駆動電流Ｉｒｅｆ″が電動モータ１２に出力されて、この電動モータ１２が回転駆動され、操舵トルクＴに応じた操舵補助力を発生する。これにより、運転者は軽い操舵トルクで転舵輪ＷＬ，ＷＲを転舵することができる。
【０１０３】
また、車両を発進させた場合には、車速センサ１６で検出した車速Ｖｓの増加に応じて、第１の操舵補助トルク指令値演算部３１におけるトルク指令値算出部３１１で算出される操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂが減少する。このように、車両の走行状態に応じた最適な操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１が設定されて、車両の走行状態に応じた最適な操舵補助制御が行われる。
【０１０４】
この最適な操舵補助制御が行われている最中に、制御出力制限値計算部４０の車輪回転速度異常検出部４０ａは車輪回転速度センサ１８の異常検出を行う。この車輪回転速度異常検出部４０ａでは、車速Ｖｓが閾値Ｖｓｓを超えており、操舵トルクＴの絶対値が閾値Ｔｓ未満であり、モータ角速度ωの絶対値が閾値ωｓ未満であるとき、車両の直進走行条件が成立したと判断する。そして、この直進走行条件が成立したときに、｜ΔＶｗＦ｜＜ΔＶｗＦｓ及び｜ΔＶｗＲ｜＜ΔＶｗＲｓであるとき、すなわち各車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲがＶｗＦＬ≒ＶｗＦＲ≒ＶｗＲＬ≒ＶｗＲＲであるときに、各車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であると判断して異常判定フラグＦｌｇａを“０”とする。
【０１０５】
一方、この回転速度差ΔＶｗＦ（又はΔＶｗＲ）の絶対値が閾値ΔＶｗＦｓ（又はΔＶｗＲｓ）を超えている場合には、左右の車輪の一方にテンパタイヤ等の異径タイヤが装着されていて回転速度差を生じているか、車輪回転速度センサ自体が異常となっており、検出された車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲに信頼性がないものと判断して異常判定フラグＦｌｇａを“１”にセットする。
しかしながら、異常判定フラグＦｌｇａが“１”にセットされた場合でも、操舵トルクセンサ１４が正常である場合には、指令値選択部３４が第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を選択することはないので、第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１に基づく最適な操舵補助制御が継続される。
【０１０６】
ところが、車両の走行中に、操舵トルクセンサ１４が異常状態となると、このトルクセンサ異常検出部３３でトルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“１”にセットされる。すると、指令値選択部３４で第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１に代えて第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２が選択され、第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２に基づいた操舵補助制御に切り換わる。
このとき、制御出力制限値計算部４０の車輪回転速度異常検出部４０ａで、車輪回転速度センサ１８から出力される車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であることが検出されているときには、この車輪回転速度異常検出部４０ａから出力される車輪回転速度異常制限値Ｌｉｍａが制御出力を制限しない最大値Ｌｉｍａｍａｘに設定される。
【０１０７】
また、第２の操舵補助トルク指令値演算部３２では、車輪回転速度センサ１８Ｌ及び１８Ｒで検出した車輪回転速度ＶｗＬ及びＶｗＲをもとに推定されたセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴに基づいて、第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を算出する。このとき、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴには、ＳＡＴ不感帯反映部３２Ａ’で不感帯が設定される。
【０１０８】
そして、不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢに対して、ゲイン調整部３２Ｂでゲイン調整処理を行うとともに、トルク制限部３２Ｃでトルク制限処理を行うことにより、セルフアライニングトルクＳＡＴを考慮した第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２が算出される。この第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２には、加算器２３で指令補償値Ｉｃｏｍが加算され、補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′となってモータ駆動回路２４に供給される。このように、操舵トルクセンサ１４が異常状態となった場合には、セルフアライニングトルクＳＡＴを考慮した操舵補助力を発生させ、操舵補助制御を継続することができる。
【０１０９】
車両の車速Ｖｓが速い場合には、左右の車輪回転速度ＶｗＦＬ及びＶｗＦＲの差が大きな値となることから、前記（１）式で算出される車輪回転速度差ΔＶｗＦが大きな値となる。そのため、これに応じて、セルフアライニングトルク初期推定部３２１で図４の横滑り角算出マップを参照して算出される横滑り角βが大きな値となり、図５のセルフアライニングトルク初期推定値算出マップを参照して算出されるセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉも比較的大きい値となる。このセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉがローパスフィルタ３２８でローパス処理され、位相補正部３３１で車速相当値Ｖｓ′による位相補正が行なわれることにより、車両走行時にステアリングギヤ機構８のラック軸に路面から入力されるセルフアライニングトルクＳＡＴを適切に推定することができる。
【０１１０】
ところで、車輪回転速度センサ１８から出力される車輪回転速度ＶｗＬ〜ＶｗＲは、上述したように設計的な誤差を持つため、車輪回転速度センサ１８から出力された車輪回転速度ＶｗＬ〜ＶｗＲをそのまま用いると、セルフアライニングトルクＳＡＴが誤推定されてしまう。そのため、操舵トルクセンサ１４が異常状態となった場合に、誤推定されたセルフアライニングトルクＳＡＴをもとに操舵補助力を発生させる操舵補助制御を行うと、不正出力となって車両が運転者の意図しない挙動となってしまう。
【０１１１】
このため、車輪回転速度誤差に起因してセルフアライニングトルクの誤推定が生じる領域を、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの不感帯として設定する。これにより、例えば直進時などでセルフアライニングトルクの誤推定が生じた場合には、ＳＡＴ不感帯反映部３２Ａ’で不感帯を反映することで、不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢが“０”に設定され、その結果、第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２も“０”となる。
【０１１２】
したがって、操舵トルクセンサ１４が異常状態となって、指令値選択部３４で第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２が選択された場合には、モータ駆動回路２４には、それまでの電動モータ１２の駆動状態に応じたトルク指令値補償部２２からの指令補償値Ｉｃｏｍのみが供給される。すなわち、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴに不感帯を設けることで、セルフアライニングトルクの誤推定により第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２が不正な値となるのを防止し、不正なアシスト出力を防止することができる。
【０１１３】
このように上記第１の実施形態によると、操舵トルクセンサ１４が異常状態となったときに、路面からの反力を考慮した第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２に基づいて電動モータ１２を駆動制御する。これにより、電動モータ１２で路面からの反力に応じた操舵補助力を発生することができ、操舵トルクセンサ１４が異常となった後も操舵に必要な操舵補助制御を継続することができる。また、路面からの反力を考慮しているので、路面摩擦係数が低い降雨路、凍結路、積雪路等を走行する場合でも、操舵角の変化に応じて最適な操舵補助力を発生させることができる。
さらに、他のアンチロックブレーキシステムに使用される車輪回転速度センサ１８ＲＬ及び１８ＲＲを使用してセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉを算出するので、部品点数の増加を抑制して、コストを低減することができる。
【０１１４】
また、第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２の算出に際し、セルフアライニングトルク推定部３２Ａで推定したセルフアライニングトルクＳＡＴに対して不感帯を設け、不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢに応じて第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を算出する。そして、その不感帯は、車輪回転速度センサ１８の設計的誤差、ノイズ、分解能によってセルフアライニングトルクＳＡＴの誤推定が出やすい領域に設定する。そのため、適切に不正アシスト出力を防止することができる。
【０１１５】
ところで、操舵トルクセンサ１４が正常な状態で、直進走行状態となっているときに、前述した制御出力制限値計算部４０における車輪回転速度異常検出部４０ａで、テンパタイヤなどの異径タイヤを装着したり、車輪回転速度センサ１８を構成する各センサの少なくとも１つに異常が発生したりした場合には、車輪回転速度センサ１８から出力される車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの少なくとも１つが異常値となる。このため、第２の操舵補助トルク指令値演算部３２で、これら車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲを異常値のまま使用して第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を算出すると、当該第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２の信頼性が低下してしまう。
【０１１６】
そこで、制御出力制限値計算部４０における車輪回転速度異常検出部４０ａでは、車輪回転速度センサ１８の異常を検出した場合には、車輪回転速度異常制限値Ｌｉｍｗを“０”に設定する。これにより、制限値選択部４０ｅで“０”の車輪回転速度異常制限値Ｌｉｍｗが選択されて制限値Ｌｉｍとしてリミッタ部４１に供給されることにより、このリミッタ部４１で、第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２が“０”に制限される。このため、モータ駆動回路２４には、それまでの電動モータ１２の駆動状態に応じたトルク指令値補償部２２からの指令補償値Ｉｃｏｍのみが供給され、電動モータ１２の回転速度が低下し、これに応じて指令補償値Ｉｃｏｍも減少するので、やがて電動モータ１２の駆動が停止され、操舵補助制御が停止される。
【０１１７】
このように、制御出力制限値計算部４０の車輪回転速度異常検出部４０ａで、操舵トルクセンサ１４が正常な状態にあるときに、車両が直進走行状態となる毎に車輪回転速度センサ１８で検出される車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの異常を検出するので、この車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの異常が検出されている状態で、トルクセンサ異常検出部３３で、操舵トルクセンサ１４の異常を検出したときには、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲに基づいて算出される第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２が“０”に制限されることにより、電動モータ１２の駆動が停止されて、操舵補助制御が停止される。
このため、異常となった車輪回転速度に基づいて第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２が算出されることによる、セルフステアリングの発生や制御異常出力を確実に防止することができる。
【０１１８】
また、車輪回転速度センサ１８が正常な状態であっても、前述したスプリットμ路を走行する状態となったり、アンチロックブレーキシステムが作動して車輪回転速度が制限された状態となったりすることにより、外乱によって車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが一時的に変化した場合にも、第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２に影響を与えることになる。
そこで、制御出力制限値計算部４０における車輪回転速度制限値演算部４０ｂで、図２２に示す車輪回転速度制限処理を常時実行している。このとき、直進走行状態である場合及び定常円旋回状態である場合には、モータ角速度ωの絶対値が閾値ωｓ２未満となる。このため、図２２の車輪回転速度制限処理において、ステップＳ１１からステップＳ１４に移行し、従動輪となる前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦの絶対値が閾値ΔＶｗＦｓ２未満であるか否かを判定する。
【０１１９】
ここで、前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦの絶対値が閾値ΔＶｗＦｓ２以上であるときには、保舵状態で定常円旋回をしているものと判断してステップＳ１５に移行して、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲが閾値ΔＶｗＲｓ２以上であるときには、前輪側及び後輪側がともに閾値以上の左右車輪回転速度差を生じており、定常円旋回を行っている保舵状態であって、各車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であると判断してステップＳ１２に移行する。このため、車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗとして制御出力を制限しない最大値Ｌｉｍｗｍａｘを設定し、この車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを制限値選択部４０ｅに出力する。したがって、車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗによってゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２４が制限されることはなく、リミッタ部４１からゲイン倍指令値ｉｒｅｆ２４がそのまま第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２として出力される。
【０１２０】
ところが、前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦの絶対値が閾値ΔＶｗＦｓ２以上であって、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が閾値ΔＶｗＲｓ２未満である状態では、従動輪となる前輪側では内外輪差を有する保舵状態を表し、駆動輪となる後輪側では直進走行状態を表すことになるので、例えば後輪側の内輪側となる車輪が低摩擦係数路面を走行し、外輪側となる車輪が高摩擦係数路面を走行して、低摩擦係数路面を走行する内輪側駆動輪に車輪スリップを生じて該当する車輪の車輪回転速度ＶｗＲＬ又はＶｗＲＲが変化しているものと判断することができる。
【０１２１】
したがって、ステップＳ１５からステップＳ１６に移行して、後輪の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値と閾値ΔＶｗＲ２との偏差ΔＶｗの絶対値に基づいて図１７の車輪回転速度制限値算出マップを参照して車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを算出する。このとき、後輪の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が閾値ΔＶｗＲｓ２に近い値であって所定値ΔＶｗ１未満であるときには車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗがゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２４を制限しない最大値Ｌｉｍｗｍａｘに設定される。
【０１２２】
しかしながら、後輪の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値と閾値ΔＶｗＲｓ２との偏差ΔＶｗの絶対値が所定値ΔＶｗ１を超えると、そのときの偏差ΔＶｗの絶対値に応じて最大値Ｌｉｍｗｍａｘより小さい車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗが算出される。この車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗは制限値選択部４０ｅに供給される。そして、制限値選択部４０ｅは、車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗが車速制限値Ｌｉｍｖより小さいときに、この車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを制限値Ｌｉｍとして選択して、リミッタ部４１に供給する。
【０１２３】
したがって、リミッタ部４１から車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗによってゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２４を制限した第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２が出力される。これによって、外乱による車輪回転速度の変化の影響を軽減して、セルフステアリングや制御異常出力を確実に防止することができる。
また、従動輪となる前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦが閾値ΔＶｗＦｓ２より小さく、直進走行状態と判断された状態で、駆動輪となる後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が閾値ΔＶｗＲｓ３以下であるときには、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であると判断される。
【０１２４】
一方、従動輪となる前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦが閾値ΔＶｗＦｓ２より地いたく、直進走行状態と判断された状態で、駆動輪となる後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が閾値ΔＶｗＲｓ３を超えている場合には、後輪の旋回内輪側（又は外輪側）の車輪が低摩擦係数路面を走行し、外輪側（又は内輪側）の車輪が高摩擦係数路面を走行することにより、低摩擦係数路面側の車輪で車輪スリップが生じて該当する車輪回転速度が増加しているものと判断してステップＳ１６に移行する。
このため、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値と閾値ΔＶｗＲｓ３との偏差ΔＶｗの絶対値に基づいて図１７の車輪回転速度制限値算出マップを参照して車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを算出し、算出した車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを制限値選択部４０ｅに出力する。
【０１２５】
したがって、車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗが一番小さい値であるときに、この車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗが選択されて、出力制限値Ｌｉｍとしてリミッタ部４１に出力される。これによって、リミッタ部４１からゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２４が車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗによって制限された値が第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２として出力され、指令値選択部３４を介してモータ駆動回路２４に出力される。このため、外乱によって車輪回転速度に異常が生じても、電動モータ１２が車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗで制限された第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２で回転駆動されて、セルフステア及び制御異常出力を確実に防止しながら操舵補助制御を継続することができる。
【０１２６】
なお、上記第１の実施形態においては、コントローラ１５をハードウェアで構成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、コントローラ１５として、マイクロコンピュータを適用して、回転情報演算部２０、操舵補助トルク指令値演算部２１、指令値補償部２２の機能を全てソフトウェアで処理することもできる。この場合の処理としては、マイクロコンピュータで図２７に示す操舵補助制御処理を実行するようにすればよい。
【０１２７】
ここで、操舵補助制御処理は、図２７に示すように、所定時間（例えば１ｍｓｅｃ）毎にタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ３１で、操舵トルクセンサ１４、車速センサ１６、回転角センサ１７、車輪回転速度センサ１８等の各種センサの検出値を読込む。次いでステップＳ３２に移行して、前述した図２１に示す車輪回転速度異常検出処理を実行する。次いでステップＳ３３に移行して、前述した図２６に示すトルクセンサ異常検出処理で設定されたトルクセンサ異常検出フラグＦｌｇを読込み、このトルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“１”にセットされているか否かを判定する。
【０１２８】
トルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“０”にリセットされている場合には、ステップＳ３４に移行し、トルクセンサ異常検出フラグＦｌｇが“１”にセットされている場合にはステップＳ４５に移行する。
ステップＳ３４では、操舵トルクＴをもとに前述した操舵補助トルク指令値算出マップを参照して操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂを算出してからステップＳ３５に移行する。
【０１２９】
ステップＳ３５では、算出した操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂに対して位相補償処理を行って位相補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂ′を算出する。次いでステップＳ３６に移行して、操舵トルクＴを微分してセンタ応答性改善指令値Ｉｒを算出する。次いでステップＳ３７に移行して、位相補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆｂ′にセンタ応答性改善指令値Ｉｒを加算して第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１（＝Ｉｒｅｆｂ′＋Ｉｒ）を算出し、これを操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１としてＲＡＭ等の記憶装置のトルク指令値記憶領域に更新記憶してからステップＳ３８に移行する。
【０１３０】
このステップＳ３８では、モータ角度θを微分してモータ角速度ωを算出し、次いでステップＳ３９に移行して、モータ角速度ωを微分してモータ角加速度αを算出する。次いでステップＳ４０に移行して、収斂性補償部４３と同様にモータ角速度ωに車速Ｖｓに応じて設定された補償係数Ｋｃを乗算して収斂性補償値Ｉｃを算出してからステップＳ４１に移行する。
【０１３１】
このステップＳ４１では、慣性補償部４４と同様に、モータ角加速度αに基づいて慣性補償値Ｉｉを算出する。次いでステップＳ４２に移行して、ＲＡＭ等の記憶装置のトルク指令値記憶領域に記憶された操舵補助トルク指令値ＩｒｅｆにステップＳ４０及びＳ４１で算出した収斂性補償値Ｉｃ及び慣性補償値Ｉｉを加算することで補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′を算出し、ステップＳ４３に移行する。
このステップＳ４３では、算出した補償後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ′に対して最大値制限処理を行なって制限後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ″を算出し、次いでステップＳ４４に移行して、算出した制限後操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ″をモータ駆動回路２４に出力して、電動モータ１２を駆動する。
【０１３２】
一方、前記ステップＳ２３の判定結果が、センサ異常検出フラグＦｌｇが“１”にセットされているときには、操舵トルクセンサ１４が異常であると判断してステップＳ４５に移行して、図２１の車輪回転速度異常検出処理で設定された異常判定フラグＦｌｇａを読み込む。このとき、異常判定フラグＦｌｇａが“１”であるときには、車輪回転速度センサ１８が異常であると判断してステップＳ４６に移行し、操舵補助制御を停止させてから操舵補助制御処理を終了する。
【０１３３】
また、前記ステップＳ４５の判定結果が、異常判定フラグＦｌｇａが“０”にリセットされているときには、車輪回転速度センサ１８が正常であると判断してステップＳ４７に移行し、従動輪となる前輪の車輪回転速度ＶｗＦＬ及びＶｗＦＲに基づいて前記（１）式の車輪回転速度差ΔＶｗＦを算出する。そして、算出した車輪回転速度差ΔＶｗＦに基づいて図４に示す横滑り角算出マップを参照して、車両の横滑り角βを算出する。次に、算出した横滑り角βに基づいて図５に示すセルフアライニングトルク算出マップを参照して、セルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉを算出する。そして、このセルフアライニングトルク初期推定値ＳＡＴｉをローパスフィルタ処理及び位相補正処理してセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴを算出する。
【０１３４】
次いで、ステップＳ４８に移行して、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲ、車速Ｖｓ、モータ角速度ω、モータ角度θ（推定操舵角θ）の何れかに応じて、車輪回転速度誤差に起因したセルフアライニングトルクの誤推定が発生する領域が、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの不感帯となるようにＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢを設定する。このとき、例えば車速Ｖｓに応じてＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢを設定する場合には、図９に示すマップを参照してＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢを設定する。
【０１３５】
次いで、ステップＳ４９に移行して、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴに対してＳＡＴ推定値不感帯ＳＡＴＤＢを反映し、不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢを算出する。不感帯反映方法としては、図１０に示すように不感帯以外の領域でセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴをオフセットさせて出力する方法や、図１１に示すように不感帯領域のみ出力を零とする方法や、図１２に示すように不感帯領域のみ出力を零とすると共に、不感帯領域と不感帯以外の領域との間で出力値の変化率に上限を設ける（レートリミット処理する）方法を採用する。
【０１３６】
次いで、ステップＳ５０に移行して、算出したセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴとモータ角速度ωとに基づいて切増し状態、切戻し状態及び保舵状態の何れの操舵状態であるかを判定し、判定された操舵状態に応じて図１４の操舵状態感応ゲイン算出マップを参照して操舵状態ゲインＫ０を算出する。
次いで、ステップＳ５１に移行して、算出した操舵状態ゲインＫ０を前記ステップＳ４９で算出した不感帯反映後のセルフアライニングトルクＩｒｅｆ２ＤＢに乗算してゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２１（＝Ｉｒｅｆ２ＤＢ＊Ｋ０）を算出する。
【０１３７】
次いで、ステップＳ５２に移行して、４輪車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの平均値又は車速Ｖｓに基づいて図１５に示す車速感応ゲイン算出マップを参照して車速感応ゲインＫ１を算出し、次いでステップＳ５３に移行して、算出した車速感応ゲインＫ１をゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２１に乗算してゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２２（＝Ｉｒｅｆ２１＊Ｋ１）を算出する。
【０１３８】
次いで、ステップＳ５４に移行して、４輪の車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲとモータ角度θとに基づいて車両モデルを利用して前述した（２）及び（３）式の演算を行ってセルフアライニングトルク演算値ＳＡＴｏを算出する。次に、算出したセルフアライニングトルク演算値ＳＡＴｏと前記ステップＳ４７で算出したセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴとの偏差ΔＳＡＴを算出する。そして、算出した偏差ΔＳＡＴの絶対値｜ΔＳＡＴ｜に基づいて、図１７に示すセルフアライニングトルクゲイン算出マップを参照してセルフアライニングトルクゲインＫ２を算出する。
【０１３９】
次いで、ステップＳ５５に移行して、算出したセルフアライニングトルクゲインＫ２をゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２２に乗算してゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２３（＝Ｉｒｅｆ２２＊Ｋ２）を算出する。
次いで、ステップＳ５６に移行して、４輪の車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲに基づいて前述した駆動輪スリップ率ΔＶｗを算出し、その絶対値｜ΔＶｗ｜に基づいて図１９の駆動輪スリップゲイン算出マップを参照して駆動輪スリップゲインＫ３を算出する。
【０１４０】
次いで、ステップＳ５７に移行して、算出した駆動輪スリップゲインＫ３をゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２３に乗算してゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２４（＝Ｉｒｅｆ２３＊Ｋ３）を算出する。
次いで、ステップＳ５８に移行して、車速Ｖｓに基づいて図２４に示す車速制限値算出マップを参照して車速制限値Ｌｉｍｖを算出する。次いでステップＳ５９に移行して、モータ角速度ωに基づいて図２５に示すモータ角速度制限値算出マップを参照してモータ角速度制限値Ｌｉｍｍを算出する。
【０１４１】
次いで、ステップＳ６０に移行して、４輪車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲとモータ角度θとに基づいて前述した図２２に示す車輪回転速度制限値算出処理を行って車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを算出する。
次いで、ステップＳ６１に移行して、車速制限値Ｌｉｍｖ、モータ角速度制限値Ｌｉｍｍ及び車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗの最小値を出力制限値Ｌｉｍとして決定する。次いでステップＳ６２に移行して、決定された出力制限値Ｌｉｍでゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２４を制限して第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を算出する。そして、算出した第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆとして所定の指令値記憶領域に更新記憶してから前記ステップＳ３８に移行する。
【０１４２】
この図２７の処理において、ステップＳ３４の処理が異常時切換手段に対応し、ステップＳ３４〜Ｓ３７の処理が第１のトルク指令値演算手段に対応し、Ｓ３８〜Ｓ４４の処理がモータ制御部に対応し、ステップＳ４７〜Ｓ６２の処理が第２のトルク指令値演算手段に対応している。このうち、ステップＳ４８及びＳ４９の処理が不感帯設定手段に対応し、ステップＳ５０〜Ｓ５７の処理がゲイン調整手段に対応し、ステップＳ４５，Ｓ４６及びＳ５８〜Ｓ６２の処理が異常時指令値制限手段に対応している。
【０１４３】
このように、マイクロコンピュータで、図２７の操舵補助制御処理を実行することにより、前述した第１の実施形態と同様に操舵トルクセンサ１４が正常であるときには図２７の操舵補助制御処理におけるステップＳ３４〜Ｓ３７の処理を実行して、第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１を算出する。そして、第１の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ１に基づいて電動モータ１２を駆動制御して、正確な操舵補助制御を行う。
【０１４４】
一方、操舵トルクセンサ１４が異常であり、車輪回転速度センサ１８が正常であるときには、ステップＳ４７〜Ｓ６２の処理を実行して第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を算出する。すなわち、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲに基づいてステアリングギヤ機構８のラック軸に入力される路面からの反力でなるセルフアライニングトルクＳＡＴを推定し、推定したセルフアライニングトルクＳＡＴに不感帯を設定すると共にゲイン調整を行い、さらにトルク制限を行って第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２を算出する。そして、第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２に基づいて電動モータ１２を駆動制御して、操舵補助制御を行う。
このため、操舵トルクセンサ１４が正常な状態から異常な状態となった場合にも、第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２に基づいて路面反力を考慮した最適な操舵補助制御を継続することができる。
【０１４５】
また、操舵トルクセンサ１４が異常な状態となった場合に、車輪回転速度センサ１８が異常であるときには操舵補助制御を停止することができる。このため、異常となった車輪回転速度に基づいて第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２が算出されることによる、セルフステアリングの発生や制御異常出力を防止することができる。
ところで、アンチロックブレーキシステムが作動した場合にも、４輪の車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲに影響を与える。この場合、図２１の車輪回転速度異常検出処理で、前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦの絶対値が閾値ΔＶｗＦｓ２未満であるか否かの状態と、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が閾値ΔＶｗＲｓ２未満であるか否かの状態とが不一致であると判定される。そのため、アンチロックブレーキシステムの作動により車輪回転速度が変化している（外乱により車輪回転速度変化が生じている）と判断することができる。
【０１４６】
したがって、この場合には、この外乱による車輪回転速度変化が生じている場合に、アンチロックブレーキシステムの制動指令値を読込むことにより、制動状態にある車輪を特定し、この車輪を含む前輪又は後輪の車輪回転速度差の絶対値と閾値との偏差の絶対値に基づいて図２３に示す車輪回転速度制限値算出マップを参照して車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを算出する。これにより、外乱による車輪回転速度の変化の影響を軽減することができる。
なお、上記第１の実施形態においては、後輪駆動車を対象とした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、前輪駆動車や４輪駆動車にも本発明を適用することができる。
【０１４７】
ここで、前輪駆動車に本発明を適用する場合には、前輪を駆動輪とし、後輪を従動輪として扱えば良い。また、４輪駆動車に本発明を適用する場合には、図２２の処理で、前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦの絶対値が閾値ΔＶｗＦｓ２未満であるか否かの状態と、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲの絶対値が閾値ΔＶｗＲｓ２未満であるか否かの状態とが一致したときに車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であると判断し、両者の状態が不一致であるときに、前輪側の車輪回転速度ＶｗＦＬ又はＶｗＦＲ若しくは後輪側の車輪回転速度ＶｗＲＬ又はＶｗＲＲが外乱による異常であると判断するようにすればよい。
【０１４８】
また、上記第１の実施形態においては、車速制限値演算部４０ｃで車速制限値Ｌｉｍｖを演算する際に、車速センサ１６で検出した車速Ｖｓを用い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、車輪回転速度センサ１８で検出した車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲに基づいて演算した車速を適用することもできる。
【０１４９】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態では、トルク制限部３２Ｃの制御出力制限値計算部４０における車輪回転速度制限値演算部４０ｂにモータ角度信号センサ２００で検出したモータ角度θも供給するようにし、このモータ角度θを使用して車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗを演算するようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、図２８に示すように、制御出力制限値計算部４０にモータ角度θが供給され、このモータ角度θが図２９に示すように、車輪回転速度制限値演算部４０ｂに入力されている。
【０１５０】
そして、車輪回転速度制限値演算部４０ｂでは、前述した第１の実施形態と同様に、モータ角速度ωに基づいて図２２に示す車輪回転速度制限値演算処理を実行するとともに、図３０に示す車輪回転速度制限値演算処理を実行する。
図３０の車輪回転速度制限値演算処理は、所定時間（例えば１ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ７１で、モータ角度θ（ｎ）及び４輪の車輪回転角度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲを読込んで、これらをＲＡＭ等のメモリに個別に形成した所定のｍ段数のシフトレジスタの初段に書込む。次いでステップＳ７２に移行して、シフトレジスタに格納されているモータ角度θ（ｎ）〜θ（ｎ−ｍ−１）を読込み、モータ角度が変化していないか否かを判定する。ここでは、モータ角度θ（ｎ）〜θ（ｎ−ｍ−１）の最大値から最小値を減算した変動幅θｗが予め設定したモータ角度が殆ど変化していないと判断可能な閾値θｗｓ以下であるか否かを判定する。
【０１５１】
このステップＳ７２の判定結果が、モータ角度変化が生じているものであるときには、そのままタイマ割込処理を終了して、所定のメインプログラムに復帰し、モータ角度変化が生じていないときにはステップＳ７３に移行する。
このステップＳ７３では、前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦ（ｎ）〜ΔＶｗＦ（ｎ−ｍ−１）が略一定値であるか否かを判定する。ここでは、左右車輪回転速度差ΔＶｗＦ（ｎ）〜ΔＶｗＦ（ｎ−ｍ−１）の最大値から最小値を減算した変動幅Ｗｆが左右車輪回転速度差ΔＶｗＦを一定と見做せる閾値Ｗｆｓ以下であるか否かを判定する。
【０１５２】
このステップＳ７３の判定結果が、前輪の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦが一定であるときには、ステップＳ７４に移行して、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲ（ｎ）〜ΔＶｗＲ（ｎ−ｍ−１）が変動しているか否かを判定する。そして、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲ（ｎ）〜ΔＶｗＲ（ｎ−ｍ−１）が変動しているときには後輪側の車輪回転速度ＶｗＲＬ又はＶｗＲＲに異常があるものと判断してステップＳ７５に移行する。
【０１５３】
このステップＳ７５では、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲ（ｎ）〜ΔＶｗＲ（ｎ−ｍ−１）の最大値から最小値を減算した変動幅Ｗに基づいて、図３１に示す車輪回転速度制限値算出マップを参照して車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗ２を算出する。次いで、ステップＳ７６に移行して、算出した車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗ２と図２２で算出した車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗとの何れか小さい値を車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗとして決定し、制限値選択部４０ｅに出力してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【０１５４】
また、前記ステップＳ７４の判定結果が、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲが変動していないときには、各車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であると判断してステップＳ７７に移行する。そして、車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗ２として、ゲイン倍指令値Ｉｒｅｆ２４を制限しない最大値Ｌｉｍｗ２ｍａｘを設定してから前記ステップＳ７６に移行する。
【０１５５】
さらに、前記ステップＳ７３の判定結果が、前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦが略一定ではなく変動している場合には、ステップＳ７８に移行して、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲ（ｎ）〜ΔＶｗＲ（ｎ−ｍ−１）が略一定であるか否かを判定する。このとき、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲが変動している場合には、各車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲが正常であると判断して前記ステップＳ７７に移行し、後輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＲが略一定であるときには、前輪側の車輪回転速度ＶｗＦＬ又はＶｗＦＲが異常であると判断してステップＳ７９に移行する。
【０１５６】
このステップＳ７９では、前輪側の左右車輪回転速度差ΔＶｗＦ（ｎ）〜ΔＶｗＦ（ｎ−ｍ−１）の最大値から最小値を減算した変動幅Ｗに基づいて、図３１に示す車輪回転速度制限値算出マップを参照して車輪回転速度制限値Ｌｉｍｗ２を算出してから前記ステップＳ７６に移行する。
このように、上記第２の実施形態によると、前述した第１の実施形態の作用効果に加えて、モータ角度θに基づいて車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの異常を検出するので、より精度良く車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの異常を検出することができる。
【０１５７】
なお、上記第２の実施形態においては、モータ角度θとしてモータ角度信号センサ２００で検出したモータ角度を使用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、モータ角速度センサを設けて、このモータ角速度センサで検出したモータ角速度ωを積分してモータ角度θを算出したり、電動モータ１２のモータ逆起電圧を検出して、検出したモータ逆起電圧に基づいてモータ角速度を算出し、算出したモータ角速度を積分してモータ角度θを算出したりするようにしてもよい。
また、上記第２の実施形態では、制御出力制限値計算部４０にモータ角度θが入力されているので、このモータ角度θの単位時間当たりのモータ角度変化量Δθを算出し、このモータ角度変化量Δθを前述した図２１及び図２２の演算処理でモータ角速度ωに代えて使用するようにしてもよい。
【０１５８】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態では、４輪車輪回転速度とモータ角度とに基づいてセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの推定精度を向上させるようにしたものである。
すなわち、第３の実施形態では、システム構成としては前述した第２の実施形態と同様の構成を有するが、セルフアライニングトルク推定部３２Ａで図３２に示すセルフアライニングトルク推定値選択処理を行うようにしている。
このセルフアライニングトルク推定値選択処理は、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップＳ８１で、位相補正部３３１から出力されるセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ）及びモータ角度信号センサ２００で検出したモータ角度θ（ｎ）を読込む。
【０１５９】
次いでステップＳ８２に移行して、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴが急変しているか否かを判定する。ここでは、今回読込んだセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ）から前回処理時に読込んだセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ−１）を減算してセルフアライニングトルク変化量ΔＳＡＴを求め、求めたセルフアライニングトルク変化量ΔＳＡＴの絶対値が予め設定されたセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの急変を判断する閾値ΔＳＡＴｓを超えているか否かを判定する。
【０１６０】
このステップＳ８２の判定結果が、｜ΔＳＡＴ｜≦ΔＳＡＴｓであるときには、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ）が急変していないものと判断してステップＳ８３に移行し、位相補正部３３１から出力されるセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ）をそのままセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴとしてゲイン調整部３２Ｂに出力する。
【０１６１】
一方、ステップＳ８２の判定結果が、｜ΔＳＡＴ｜＞ΔＳＡＴｓであるときには、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ）が急変したものと判断してステップＳ８４に移行する。そして、ステップＳ８１で読込んだモータ角度θ（ｎ）から前回の処理時に読込んだモータ角度θ（ｎ−１）を減算してモータ角度変化量Δθを算出し、算出したモータ角度変化量Δθが予め設定した閾値Δθｓを超えているか否かを判定する。
【０１６２】
このステップＳ８４の判定結果が、｜Δθ｜≦Δθｓであるときには、モータ角度変化量Δθが小さく車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの異常によるセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの急変ではないものと判断して前記ステップＳ８３に移行する。一方、｜Δθ｜＞Δθｓであるときには、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴが急変し、且つモータ角度変化量Δθも大きく、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの何れかに異常が発生しているものと判断して、ステップＳ８５に移行する。
【０１６３】
このステップＳ８５では、位相補正部３３１から出力されたセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ）に代えて、前回処理時のセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ−１）をセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴとしてゲイン調整部３２Ｂに出力する。
この第３の実施形態によると、セルフアライニングトルク推定部３２Ａの位相補正部３３１から出力されるセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴが急変したときに、この間のモータ角度変化量Δθの絶対値が閾値Δθｓ小さい場合には、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲに異常が発生していないものと判断する。そして、位相補正部３３１から出力されるセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴをそのままゲイン調整部３２Ｂに出力して、セルフアライニングトルク推定値ＳＡＴによる第２の操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆ２の算出を継続する。
【０１６４】
しかしながら、セルフアライニングトルク推定部３２Ａの位相補正部３３１から出力されるセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴが急変したときに、この間のモータ角度変化量Δθの絶対値が閾値Δθｓより大きい場合には、車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの何れかに異常が発生しているものと判断する。そして、位相補正部３３１から出力されるセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ）に代えて前回処理時に読込んだセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴ（ｎ−１）をゲイン調整部３２Ｂに出力する。したがって、電動モータ１２の回転速度が車輪回転速度ＶｗＦＬ〜ＶｗＲＲの何れかに異常が発生したことによる影響を受けないように制御することができる。
【０１６５】
このため、セルフアライニングトルク推定部３２Ａによるセルフアライニングトルク推定値ＳＡＴの誤推定によって制御異常となることを確実に防止することができ、セルフアライニングトルク推定精度を向上させることができる。
なお、上記第３の実施形態においても、モータ角度θは、レゾルバ等のモータ角度センサで検出されたモータ角度θを用いる場合に限らず、モータ角速度又はモータ逆起電圧から算出されるモータ角速度を積分した値を用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１６６】
ＳＭ…ステアリング機構、１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、２ａ…入力軸、２ｂ…出力軸、３…ステアリングコラム、４，６…ユニバーサルジョイント、５…中間シャフト、８…ステアリングギヤ機構、９…タイロッド、ＷＬ，ＷＲ…転舵輪、１０…操舵補助機構、１１…減速機構、１２…電動モータ、１４…操舵トルクセンサ、１５…コントローラ、１６…車速センサ、１７…回転角センサ、１８、１８ＲＬ，１８ＲＲ…車輪回転速度センサ、２０…回転情報演算部、２０１…モータ角速度演算部、２１２…モータ角加速度演算部、２１…操舵補助トルク指令値演算部、２２…指令値補償部、２３…電流制限部、２４…モータ駆動回路、３１…第１の操舵補助トルク指令値演算部、３１１…トルク指令値算出部、３１２…位相補償部、３１３…センタ応答性改善部、３１４…加算器、３２…第２の操舵補助トルク指令値演算部、３２Ａ…セルフアライニングトルク推定部、３２Ａ’…ＳＡＴ不感帯反映部、３２Ｂ…ゲイン調整部、３２Ｃ…トルク制限部、３２１…車両横滑り角推定部、３２２…角度変化量算出部、３２３…増幅器、３２４…加算器、３２５…セルフアライニングトルク演算部、３２６…増幅器、３２７…加算器、３２８…ローバスフィルタ、３２９…加算器、３３０…平均値算出部、３３１…位相補正部、３３…トルクセンサ異常検出部、３４…指令値選択部、３６…操舵状態ゲイン調整部、３７…車速感応ゲイン調整部、３８…セルフアライニングトルクゲイン調整部、３８Ａ…セルフアライニングトルクゲイン設定部、３８Ｂ…ゲイン乗算部、３９…駆動輪スリップゲイン調整部、４０…制御出力制限値計算部、４０ａ…車輪回転速度異常検出部、４０ｂ…車輪回転速度制御値演算部、４０ｃ…車速制限値演算部、４０ｄ…モータ角速度制限値演算部、４０ｅ…制限値選択部、４１…リミッタ部、４３…収斂性補償部、４４…慣性補償部、４５，４６…加算器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて第１のトルク指令値を演算する第１のトルク指令値演算手段と、前記ステアリング機構に与える操舵補助トルクを発生する電動モータと、前記トルク指令値に基づいて前記電動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であって、
前記操舵トルク検出手段の異常を検出するトルク検出部異常検出手段と、
車両の車輪回転速度を検出する車輪回転速度検出手段と、
前記電動モータのモータ回転情報を検出するモータ回転情報検出手段と、
前記車輪回転速度検出手段で検出した前記車輪回転速度に基づいて第２のトルク指令値を演算する第２のトルク指令値演算手段と、
前記トルク検出部異常検出手段で前記トルク検出手段の異常を検出したときに、前記第１のトルク指令値演算手段に代えて、前記第２のトルク指令値演算手段を選択して前記モータ制御手段に第２のトルク指令値を出力する異常時切換手段と、を備え、
前記第２のトルク指令値演算手段は、前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて、前記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、セルフアライニングトルク推定値として出力するセルフアライニングトルク推定手段と、前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度が持つ誤差に起因して前記セルフアライニングトルク推定手段でセルフアライニングトルクが誤推定される領域を、前記セルフアライニングトルク推定値の不感帯として当該セルフアライニングトルク推定値をゼロとする不感帯設定手段と、該不感帯設定手段による不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値に基づいて前記第２のトルク指令値を演算することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記不感帯設定手段は、不感帯領域外で、前記セルフアライニングトルク推定値を、当該セルフアライニングトルク推定値の絶対値が小さくなる方向にオフセットして出力することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記不感帯設定手段は、不感帯領域外で、前記セルフアライニングトルク推定値をそのまま出力することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記不感帯設定手段は、不感帯領域外で、不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値の変化率に上限を設けるレートリミット処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記不感帯設定手段は、車輪回転速度、車速、モータ角速度、操舵角度の何れかに応じて前記不感帯の幅を変更することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記不感帯設定手段は、不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値に基づいて演算した前記第２のトルク指令値に基づいて前記電動モータを駆動制御したときの車両挙動が、所望の車両挙動となるように、前記不感帯の幅を設定す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。
【請求項７】
前記車輪回転速度検出手段で検出した前記車輪回転速度、前記操舵トルク検出手段が正常であるときに検出した操舵トルク及び前記モータ回転情報検出手段で検出した前記モータ回転情報の少なくとも一つに基づいて前記車輪回転速度の異常を検出する車輪回転速度異常検出手段と、
該車輪回転速度異常検出手段で前記車輪回転速度の異常を検出した場合、前記異常時切換手段で前記第２のトルク指令値を選択するときに、当該第２のトルク指令値を制限する異常時指令値制限手段と、を備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記異常時指令値制限手段は、前記車輪回転速度の異常を検出した場合、前記第２のトルク指令値演算手段が選択されるときに、当該第２のトルク指令値の出力を停止させるように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記異常時指令値制限手段は、前記車輪回転速度の異常を検出した場合、前記第２のトルク指令値演算手段が選択されるときに、前記第２のトルク指令値を前記車輪回転速度検出手段で検出した左右車輪回転速度差に基づいて制限するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記異常時指令値制限手段は、前記車輪回転速度の異常を検出した場合、前記第２のトルク指令値演算手段が選択されるときに、当該異常を検出する前の第２のトルク指令値を第２のトルク指令値として設定するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
前記第２のトルク指令値演算手段は、前記不感帯設定手段による不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値にゲインを乗算して前記第２のトルク指令値を演算するゲイン調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
前記第２のトルク指令値演算手段は、前記ゲイン調整手段で演算した第２のトルク指令値を前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて算出した車速及び車速検出手段で検出した車速の一方とモータ角速度演算手段で算出したモータ角速度との少なくとも一方に基づいて制限するトルク制限手段をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１３】
前記ゲイン調整手段は、モータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報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とに基づいて切増し状態、切り戻し状態及び保舵状態の何れの操舵状態であるかを判定し、操舵状態の判定結果に基づいて操舵状態感応ゲインを調整する操舵状態ゲイン調整手段を有することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１４】
前記ゲイン調整手段は、前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて算出した車速及び車速検出手段で検出した車速の一方に基づいて車速感応ゲインを調整する車速ゲイン調整手段を有することを特徴とする請求項１１〜１３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１５】
前記ゲイン調整手段は、モータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報と前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度とに基づいて演算したセルフアライニングトルク演算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の偏差に基づいてセルフアライニングトルクゲインを調整するセルフアライニングトルクゲイン調整手段を有することを特徴とする請求項１１〜１４の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１６】
前記ゲイン調整手段は、前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて駆動輪スリップ状態を推定し、推定した駆動輪スリップ状態に基づいて駆動輪スリップ感応ゲインを調整する駆動輪スリップゲイン調整手段を有することを特徴とする請求項１１〜１５の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１７】
前記セルフアライニングトルク推定手段は、前記車輪回転速度に基づいて車両横滑り角を推定する車両横滑り角推定手段を有し、該車両横滑り角推定手段で推定した車両横滑り角に基づいてセルフアライニングトルクを推定するように構成されていることを特徴とする請求項１〜１６の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１８】
前記車両横滑り角推定手段は、前記車輪回転速度に基づいて車両横滑り角を推定し、推定した車両横滑り角をモータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報に基づいて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１７に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１９】
前記セルフアライニングトルク推定手段は、前記車輪回転速度とモータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報とに基づいてセルフアライニングトルクを推定するように構成されていることを特徴とする請求項１〜１６の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項２０】
前記異常時切換手段は、前記第１のトルク指令値演算手段に代えて前記第２のトルク指令値演算手段を選択する場合に、前記第１のトルク指令値から前記第２のトルク指令値に徐々に変化させることを特徴とする請求項１〜１９の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
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、少なくとも前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて第１のトルク指令値を演算する第１のトルク指令値演算手段と、前記ステアリング機構に与える操舵補助トルクを発生する電動モータと、前記トルク指令値に基づいて前記電動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であって、
前記操舵トルク検出手段の異常を検出するトルク検出部異常検出手段と、
車両の車輪回転速度を検出する車輪回転速度検出手段と、
前記電動モータのモータ回転情報を検出するモータ回転情報検出手段と、
前記車輪回転速度検出手段で検出した前記車輪回転速度に基づいて第２のトルク指令値を演算する第２のトルク指令値演算手段と、
前記トルク検出部異常検出手段で前記トルク検出手段の異常を検出したときに、前記第１のトルク指令値演算手段に代えて、前記第２のトルク指令値演算手段を選択して前記モータ制御手段に第２のトルク指令値を出力する異常時切換手段と、を備え、
前記第２のトルク指令値演算手段は、前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて、前記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、セルフアライニングトルク推定値として出力するセルフアライニングトルク推定手段と、前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度が持つ誤差に起因して前記セルフアライニングトルク推定手段でセルフアライニングトルクが誤推定される領域を、前記セルフアライニングトルク推定値の不感帯として当該セルフアライニングトルク推定値をゼロとする不感帯設定手段と、該不感帯設定手段による不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値に基づいて前記第２のトルク指令値を演算することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記不感帯設定手段は、不感帯領域外で、前記セルフアライニングトルク推定値を、当該セルフアライニングトルク推定値の絶対値が小さくなる方向にオフセットして出力することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記不感帯設定手段は、不感帯領域外で、前記セルフアライニングトルク推定値をそのまま出力することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記不感帯設定手段は、不感帯領域外で、不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値の変化率に上限を設けるレートリミット処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記不感帯設定手段は、車輪回転速度、車速、モータ角速度、操舵角度の何れかに応じて前記不感帯の幅を変更することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記不感帯設定手段は、不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値に基づいて演算した前記第２のトルク指令値に基づいて前記電動モータを駆動制御したときの車両挙動が、所望の車両挙動となるように、前記不感帯の幅を設定す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。
【請求項７】
前記車輪回転速度検出手段で検出した前記車輪回転速度、前記操舵トルク検出手段が正常であるときに検出した操舵トルク及び前記モータ回転情報検出手段で検出した前記モータ回転情報の少なくとも一つに基づいて前記車輪回転速度の異常を検出する車輪回転速度異常検出手段と、
該車輪回転速度異常検出手段で前記車輪回転速度の異常を検出した場合、前記異常時切換手段で前記第２のトルク指令値を選択するときに、当該第２のトルク指令値を制限する異常時指令値制限手段と、を備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記異常時指令値制限手段は、前記車輪回転速度の異常を検出した場合、前記第２のトルク指令値演算手段が選択されるときに、当該第２のトルク指令値の出力を停止させるように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記異常時指令値制限手段は、前記車輪回転速度の異常を検出した場合、前記第２のトルク指令値演算手段が選択されるときに、前記第２のトルク指令値を前記車輪回転速度検出手段で検出した左右車輪回転速度差に基づいて制限するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記異常時指令値制限手段は、前記車輪回転速度の異常を検出した場合、前記第２のトルク指令値演算手段が選択されるときに、当該異常を検出する前の第２のトルク指令値を第２のトルク指令値として設定するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
前記第２のトルク指令値演算手段は、前記不感帯設定手段による不感帯設定後のセルフアライニングトルク推定値にゲインを乗算して前記第２のトルク指令値を演算するゲイン調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
前記第２のトルク指令値演算手段は、前記ゲイン調整手段で演算した第２のトルク指令値を前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて算出した車速及び車速検出手段で検出した車速の一方とモータ角速度演算手段で算出したモータ角速度との少なくとも一方に基づいて制限するトルク制限手段をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１３】
前記ゲイン調整手段は、モータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報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とに基づいて切増し状態、切り戻し状態及び保舵状態の何れの操舵状態であるかを判定し、操舵状態の判定結果に基づいて操舵状態感応ゲインを調整する操舵状態ゲイン調整手段を有することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１４】
前記ゲイン調整手段は、前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて算出した車速及び車速検出手段で検出した車速の一方に基づいて車速感応ゲインを調整する車速ゲイン調整手段を有することを特徴とする請求項１１〜１３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１５】
前記ゲイン調整手段は、モータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報と前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度とに基づいて演算したセルフアライニングトルク演算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の偏差に基づいてセルフアライニングトルクゲインを調整するセルフアライニングトルクゲイン調整手段を有することを特徴とする請求項１１〜１４の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１６】
前記ゲイン調整手段は、前記車輪回転速度検出手段で検出した車輪回転速度に基づいて駆動輪スリップ状態を推定し、推定した駆動輪スリップ状態に基づいて駆動輪スリップ感応ゲインを調整する駆動輪スリップゲイン調整手段を有することを特徴とする請求項１１〜１５の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１７】
前記セルフアライニングトルク推定手段は、前記車輪回転速度に基づいて車両横滑り角を推定する車両横滑り角推定手段を有し、該車両横滑り角推定手段で推定した車両横滑り角に基づいてセルフアライニングトルクを推定するように構成されていることを特徴とする請求項１〜１６の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１８】
前記車両横滑り角推定手段は、前記車輪回転速度に基づいて車両横滑り角を推定し、推定した車両横滑り角をモータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報に基づいて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１７に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１９】
前記セルフアライニングトルク推定手段は、前記車輪回転速度とモータ回転情報検出手段で検出したモータ回転情報とに基づいてセルフアライニングトルクを推定するように構成されていることを特徴とする請求項１〜１６の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項２０】
前記異常時切換手段は、前記第１のトルク指令値演算手段に代えて前記第２のトルク指令値演算手段を選択する場合に、前記第１のトルク指令値から前記第２のトルク指令値に徐々に変化させることを特徴とする請求項１〜１９の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【公開番号】特開２０１３−５６６３２（Ｐ２０１３−５６６３２Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９６４７７（Ｐ２０１１−１９６４７７）
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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