JP2019023038A - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受装置から得られる情報の新しい使い方を提案することのできる操舵制御装置を提供する。【解決手段】操舵制御装置５０は、操舵トルクＴｒｑに基づき、操舵機構に対して各前輪を転舵させる動力としてアシスト力を発生させるようにモータ４０の駆動を制御するマイコン５１を備えている。そして、マイコン５１は、操舵トルクＴｒｑに基づいてモータ４０に発生させるべきアシスト力を示すアシスト成分を演算するとともに、各前輪を回転自在に支持し、当該各前輪に作用する力を検出する各前輪センサ６２Ｌ，６２Ｒを有する各ハブユニット１７Ｌ，１７Ｒによって演算される各前輪の上下方向に延びる軸線回りの各転舵モーメントＭｚ（Ｌ），Ｍｚ（Ｒ）を取得し、当該取得した各転舵モーメントＭｚ（Ｌ），Ｍｚ（Ｒ）を用いて、逆入力振動を抑制するための振動抑制力をモータ４０に発生させるべく、アシスト成分を補償するようにしている。【選択図】図３

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

例えば、特許文献１には、車両の操舵機構にモータのトルクをアシスト力として付与する電動パワーステアリング装置が開示されている。電動パワーステアリング装置の操舵制御装置では、モータの駆動を制御するために、車両の走行に関わる各種の情報を得る必要があり、例えば、特許文献２に記載の車両の転舵輪（車輪）を回転自在に支持する軸受装置を通じて車輪速を得たりするようにしている。

なお、特許文献２に記載の軸受装置では、車輪に作用する力を検出するセンサを設けることによって、車輪速の他にも車輪に作用する荷重を演算できるようにしている。具体的には、特許文献２に記載の軸受装置では、車輪の前後水平方向をｘ軸方向、車輪の左右水平方向をｙ軸方向、車輪の上下方向をｚ軸方向とし、ｘ軸方向の荷重、ｙ軸方向の荷重、ｚ軸方向の荷重、ｘ軸回りのモーメント荷重、ｚ軸回りのモーメント荷重をそれぞれ演算できるようにしている。

特開２００８−６９９７号公報 特開２００９−１３３６８０号公報

車両において、上記特許文献２に記載のような軸受装置が設けられている場合、操舵制御装置では、車輪速の他、車輪に作用する上記の各種荷重を軸受装置を通じて得ることができるようになる。この場合、操舵制御装置においては、車輪速の他、上記軸受装置から得られる情報の新しい使い方について、提案の余地がある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸受装置から得られる情報の新しい使い方を提案することのできる操舵制御装置を提供することにある。

上記課題を解決する操舵制御装置は、車両の操舵機構に対する運転者の操作によって変化する操作状態量に基づき、前記操舵機構に付与するアシスト力の発生源であるモータの駆動を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記操作状態量に基づいて前記モータに発生させるべき前記アシスト力を示すアシスト成分を演算するとともに、前記車両の転舵輪を回転自在に支持し、当該転舵輪に作用する力を検出するセンサを有する軸受装置によって取得する前記転舵輪の上下方向に延びる軸線回りのモーメント荷重に関する情報を取得し、当該取得した前記モーメント荷重に関する情報を用いて、前記転舵輪のモーメント荷重が原因で前記操舵機構に発生する振動を抑制するための振動抑制力を前記モータに発生させるべく、前記アシスト成分を補償するように構成されている。

上記構成によれば、制御部は、転舵輪を回転自在に支持し、当該転舵輪に作用する力を検出するセンサを有する軸受装置を通じてモーメント荷重に関する情報を取得することができる。このように取得する情報からは、車両のブレーキ作動時に転舵輪に作用するモーメント荷重に関する情報を得ることができ、当該モーメント荷重が原因で操舵機構に発生する操舵感を悪化させるように作用する振動（所謂、シミー）である逆入力振動を検出することができるようになる。これにより、逆入力振動を路面やタイヤの接地部に近い位置で検出できるようになり、制御部は、操舵機構に対して転舵輪を転舵させる動力を発生させるようにモータの駆動を制御する際、逆入力振動を抑制するようにアシスト成分の補償について、応答性の高い制御ができ、操舵感を向上させることができる。したがって、操舵感を向上するようにアシスト成分を補償するために、上記軸受装置から得られるモーメント荷重に関する情報を用いるといった当該軸受装置の新しい使い方を提案することができる。

上記操舵制御装置において、具体的には、前記制御部は、前記モーメント荷重に関する情報を用いて、前記アシスト成分を補償することによって、前記モータの制御量の目標値であるトルク指令値を演算するトルク指令値演算部を含み、前記トルク指令値演算部は、前記アシスト成分を演算するアシスト成分演算部と、前記振動抑制力を前記モータに発生させるように、前記アシスト成分を補償するための補償成分を演算する補償成分演算部と、を有し、前記補償成分演算部は、前記モーメント荷重が前記操舵機構に及ぼす力成分から前記補償成分の基となる所定の周波数帯域に属する特定周波数成分を抽出処理する抽出処理部を有していることが好ましい。

上記構成によれば、転舵輪のモーメント荷重が原因で操舵機構に発生する振動のうち、抑制する必要のある振動成分を適切に抽出することができるようになる。これにより、逆入力振動に対して適切に対処することができ、操舵感をより効果的に向上させることができる。

上記操舵制御装置において、前記補償成分演算部は、前記特定周波数成分について、位相のずれ量を調整する位相調整処理部をさらに有していることが好ましい。
ここで、モータが所望の動力を発生させたとしても、当該動力が実際に操舵機構に伝達するまでには、モータと、操舵機構との間の機械的な公差や、制御部の演算遅れ等に起因する遅れを生じうる。

この点、上記構成によれば、特定周波数成分について、車両の影響が位相調整処理部によって低減される。この場合、制御部は、モータと、操舵機構との間の機械的な公差や、制御部の演算遅れ等に起因する遅れを、位相のずれ量として車両毎に定めることによって、逆入力振動を抑制するようにアシスト成分を補償することができるようになる。したがって、操舵感を向上することができる。

また、上記操舵制御装置において、前記補償成分は、前記特定周波数成分に対して逆位相の成分として前記トルク指令値に反映されるように構成されていることが好ましい。
上記構成によれば、操舵機構において実際に発生している逆入力振動を抑制するように補償成分を作用させることができるようになる。この場合、上述の如く、位相調整処理部で位相調整処理されていれば、車両の影響についても低減することができるので、逆入力振動を抑制するようにアシスト成分をより的確に補償することができる。

そして、逆入力振動としては、車両のブレーキ作動時の振動が考えられる。
そこで、上記操舵制御装置において、前記所定の周波数帯域は、前記車両のブレーキ作動時に前記操舵機構に発生する振動として定められた周波数帯域であることが好ましい。

上記構成によれば、車両のブレーキ作動時の振動に対して適切に対処することができるため、操舵感を悪化させる原因に対してより的確に対処することができる。これにより、操舵感をより好適に向上させるための上記軸受装置の使い方を提案することができる。

また、上記操舵制御装置において、前記補償成分演算部は、前記モーメント荷重に関する情報として、前記車両の転舵輪である左右の転舵輪に関する情報を加算して得られる情報を演算する加算処理部を有しており、前記左右の転舵輪に関する情報を加算して得られる情報を用いて、前記補償成分を演算することが好ましい。

上記構成によれば、補償成分の演算において、車両の転舵輪である左右の転舵輪に関する情報を得た場合に加算処理部で演算された情報を用いることができるので、補償成分としてより適切な成分を演算することができるようになる。これにより、逆入力振動に対して適切に対処することができ、操舵感をより効果的に向上させることができる。

また、上記操舵制御装置において、前記転舵輪を転舵させる転舵軸に対して前記アシスト力を付与するモータを備えた電動パワーステアリング装置における前記モータを制御対象として具体化することができる。

上記構成によれば、新しく提案する軸受装置の使い方によって、操舵感を向上するように、転舵軸を転舵させる転舵軸に対してアシスト力を付与するモータの駆動に必要なアシスト成分を補償することのできる操舵制御装置を実現することができる。そして、この操舵制御装置を用いて実現される電動パワーステアリング装置では、転舵軸に対するアシスト力の付与について操舵感をより効果的に向上させることができる。

本発明によれば、軸受装置から得られる情報の新しい使い方を提案することができる。

車両に搭載される電動パワーステアリング装置についてその概略を示す図。 同車両に搭載される軸受装置を具体化したハブユニットについてその仕様を説明する図。 同電動パワーステアリング装置についてその電気的構成を示すブロック図。 同電動パワーステアリング装置についてそのトルク指令値演算部の機能を示すブロック図。 同トルク指令値演算部についてその補償成分演算部の機能を示すブロック図。 （ａ），（ｂ）は、同電動パワーステアリング装置の操舵機構において実際に発生している逆入力振動成分と、補償成分とを比較して示す図。

以下、操舵制御装置の一実施形態を説明する。
図１に示すように、電動パワーステアリング装置１は、運転者のステアリングホイール１０の操作に基づいて左右一対の前方の車輪である転舵輪１５（図１中、左側の左前輪１５Ｌ及び右前輪１５Ｒ）を転舵させる操舵機構２、及び運転者のステアリング操作を補助する操舵補助機構を備えている。

操舵機構２は、ステアリングホイール１０と、ステアリングホイール１０と固定されたステアリングシャフト１１とを備えている。ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール１０と連結されたコラムシャフト１１ａと、コラムシャフト１１ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト１１ｂと、インターミディエイトシャフト１１ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト１１ｃとを有している。ピニオンシャフト１１ｃの下端部は、ラックアンドピニオン機構１３を介して転舵軸としてのラックシャフト１２に連結されている。なお、ラックシャフト１２は、ラックハウジング１６に支持されている。ラックシャフト１２の両端には、タイロッド１４を介して、各前輪１５Ｌ，１５Ｒが連結されている。したがって、ステアリングホイール１０、すなわちステアリングシャフト１１の回転運動は、ピニオンシャフト１１ｃ及びラックシャフト１２からなるラックアンドピニオン機構１３を介してラックシャフト１２の軸方向（図１の左右方向）の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラックシャフト１２の両端にそれぞれ連結されたタイロッド１４を介して、各前輪１５Ｌ，１５Ｒにそれぞれ伝達されることにより、各前輪１５Ｌ，１５Ｒの転舵角が変化する。

ラックシャフト１２の周囲には、操舵補助機構を構成する要素として、操舵機構２に対して付与する動力（アシスト力）の発生源であるモータ４０が設けられている。例えば、モータ４０は、表面磁石型同期電動機（ＳＰＭＳＭ）であり、３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に基づいて回転する３相ブラシレスモータである。モータ４０は、ラックハウジング１６に対してその外部から取り付けられている。また、ラックハウジング１６の内部には、操舵補助機構を構成する要素として、ラックシャフト１２の周囲に一体的に取り付けられたボールねじ機構２０と、モータ４０の出力軸４０ａの回転力をボールねじ機構２０に伝達するベルト式減速機構３０とが設けられている。モータ４０の出力軸４０ａの回転力は、減速機構３０及びボールねじ機構２０を介して、ラックシャフト１２を軸方向に往復直線運動させる力に変換される。このラックシャフト１２に付与される軸方向の力が動力となり、左右の転舵輪１５の転舵角を変化させる。

図１に示すように、モータ４０には、当該モータ４０の駆動を制御する操舵制御装置５０が接続されている。操舵制御装置５０は、各種のセンサの検出結果に基づき、モータ４０の制御量である電流の供給を制御することによって、モータ４０の駆動を制御する。各種のセンサとしては、例えば、トルクセンサ６０、回転角センサ６１、及びハブユニットセンサ６２（図１中、左側の左前輪センサ６２Ｌ及び右側の右前輪センサ６２Ｒ）がある。トルクセンサ６０は、ピニオンシャフト１１ｃに設けられている。回転角センサ６１は、モータ４０に設けられている。左前輪センサ６２Ｌは、左前ハブユニット１７Ｌに設けられている。右前輪センサ６２Ｒは、右前ハブユニット１７Ｒに設けられている。トルクセンサ６０は、運転者のステアリング操作によってステアリングシャフト１１に変化を伴って生じる操作状態量である操舵トルクＴｒｑを検出する。回転角センサ６１は、モータ４０の出力軸４０ａの回転角度θｍを検出する。左前輪センサ６２Ｌは、左前輪１５Ｌの回転速度である車輪速を検出する他、路面と、左前輪１５Ｌとの間に発生する力として、当該左前輪１５Ｌに作用する力を検出する。右前輪センサ６２Ｒは、右前輪１５Ｒの回転速度である車輪速を検出する他、路面と、右前輪１５Ｒとの間に発生する力として、当該右前輪１５Ｒに作用する力を検出する。

ここで、一例として、上記特許文献２に記載のハブユニットに示す各前輪センサ６２Ｒ，６２Ｌについて詳しく説明する。
図１に示すように、ハブユニットセンサ６２は、転舵輪１５を、車載される内燃機関の動力を伝達する図示しないドライブシャフトとともに車体に対して回転自在に支持する軸受装置としてのハブユニット１７に内蔵されている。より詳しくは、左前輪センサ６２Ｌは、左前輪１５Ｌを支持する左前ハブユニット１７Ｌに内蔵されている。右前輪センサ６２Ｒは、右前輪１５Ｒを支持する右前ハブユニット１７Ｒに内蔵されている。つまり、本実施形態の各ハブユニット１７Ｌ，１７Ｒは、路面と、各前輪１５Ｌ，１５Ｒとの間に発生する力として、当該各前輪１５Ｌ，１５Ｒに作用する力を直接的に検出することができるセンサ機能付きのハブユニットである。なお、本実施形態において、各前輪センサ６２Ｌ，６２Ｒは、車両に搭載される各種のセンサのなかで路面やタイヤの接地部に近い位置に設けられている。

図２に、左前輪１５Ｌについて、前後水平方向をｘ軸、左右水平方向をｙ軸方向、上下方向をｚ軸方向として示すように、左前輪センサ６２Ｌは、左前輪１５Ｌに作用する力に基づいて、ｘ軸方向の荷重Ｆｘ、ｙ軸方向の荷重Ｆｙ、ｚ軸方向の荷重Ｆｚ、ｘ軸回りのモーメント荷重Ｍｘ、ｚ軸回りのモーメント荷重Ｍｚをそれぞれ演算する。これは、右前輪センサ６２Ｒについても同様であり、各前輪センサ６２Ｌ，６２Ｒの間で、各種荷重Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ，Ｍｘ，Ｍｚの正負の方向が一致している。これら各種荷重Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ，Ｍｘ，Ｍｚ（単位：Ｎ（ニュートン））は、車両の車速等の走行状態に応じても変化するものであり、車速等の要素も含む成分である。

そして、本実施形態において、左前輪センサ６２Ｌは、左前輪１５Ｌにおいて検出される車輪速を示す情報である左前車輪速Ｖ（Ｌ）と、左前輪１５Ｌにおいて検出されるｚ軸回りのモーメント荷重Ｍｚに関する情報として左前転舵モーメントＭｚ（Ｌ）（単位：Ｎ・ｍ（ニュートン・メートル））とを操舵制御装置５０に対してそれぞれ出力する。これと同様、右前輪センサ６２Ｒは、右前輪１５Ｒにおいて検出される車輪速を示す情報である右前車輪速Ｖ（Ｒ）と、右前輪１５Ｒにおいて検出されるｚ軸回りのモーメント荷重Ｍｚに関する情報として右前転舵モーメントＭｚ（Ｒ）（単位：Ｎ・ｍ（ニュートン・メートル））とを操舵制御装置５０に対してそれぞれ出力する。

次に、電動パワーステアリング装置１の電気的構成について説明する。
図３に示すように、操舵制御装置５０は、モータ制御信号Ｓ＿ｍを生成するマイコン（マイクロコンピュータ）５１と、そのモータ制御信号Ｓ＿ｍに基づいてモータ４０に電流を供給する駆動回路５２とを有している。マイコン５１は、トルクセンサ６０、回転角センサ６１、左前輪センサ６２Ｌ（左前ハブユニット１７Ｌ）、右前輪センサ６２Ｒ（右前ハブユニット１７Ｒ）の検出結果や、モータ４０の実電流Ｉを取り込む。そして、マイコン５１は、モータ制御信号Ｓ＿ｍを生成し、ＰＷＭ信号として駆動回路５２に対して出力する。本実施形態において、マイコン５１は制御部の一例である。

次に、マイコン５１の機能について詳しく説明する。マイコン５１は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ（Central Processing Unit））及びメモリをそれぞれ備えており、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することによって、モータ４０の駆動が制御される。

図３に、マイコン５１が実行する処理の一部を示す。図３に示す処理は、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される処理の一部を、実現される処理の種類毎に記載したものである。

マイコン５１は、トルク指令値演算部５３及び制御信号生成部５４を有している。トルク指令値演算部５３には、操舵トルクＴｒｑ、各車輪速Ｖ（Ｌ），Ｖ（Ｒ）、各転舵モーメントＭｚ（Ｌ），Ｍｚ（Ｒ）がそれぞれ入力される。トルク指令値演算部５３は、操舵トルクＴｒｑ、各車輪速Ｖ（Ｌ），Ｖ（Ｒ）、各転舵モーメントＭｚ（Ｌ），Ｍｚ（Ｒ）に基づいて、モータ４０に発生させるべきアシスト力に対応した電流量の目標値であるトルク指令値Ｔ＊を演算する。

制御信号生成部５４には、トルク指令値演算部５３で演算されたトルク指令値Ｔ＊、回転角度θｍ、及び実電流Ｉがそれぞれ入力される。制御信号生成部５４は、トルク指令値Ｔ＊、回転角度θｍ、及び実電流Ｉに基づき、モータ制御信号Ｓ＿ｍを生成し、ＰＷＭ信号として駆動回路５２に対して出力する。

ここで、トルク指令値演算部５３の機能についてさらに詳しく説明する。
図４に示すように、トルク指令値演算部５３は、アシスト成分Ｔａ＊を演算（生成）するアシスト成分演算部７０と、補償成分Ｔｒ＊を演算（生成）する補償成分演算部７１とを有している。また、トルク指令値演算部５３は、アシスト成分演算部７０で生成されたアシスト成分Ｔａ＊から、補償成分演算部７１で生成された補償成分Ｔｒ＊を減算して得られるトルク指令値Ｔ＊を演算（生成）する減算処理部７２を有している。

アシスト成分演算部７０には、操舵トルクＴｒｑ及び各車輪速Ｖ（Ｌ），Ｖ（Ｒ）がそれぞれ入力される。アシスト成分演算部７０は、操舵トルクＴｒｑ及び各車輪速Ｖ（Ｌ），Ｖ（Ｒ）に基づいて、モータ４０に発生させるべきアシスト力を示すアシスト成分Ｔａ＊を演算して生成する。なお、アシスト成分演算部７０は、各車輪速Ｖ（Ｌ），Ｖ（Ｒ）のうち、予め定めた何れかの車輪速を用いるようにし、各車輪速Ｖ（Ｌ），Ｖ（Ｒ）の二乗平均和の演算等に基づいて用いる車輪速の値についての妥当性を判定するようにしている。

補償成分演算部７１には、各転舵モーメントＭｚ（Ｌ），Ｍｚ（Ｒ）が入力される。補償成分演算部７１は、各転舵モーメントＭｚ（Ｌ），Ｍｚ（Ｒ）に基づいて、操舵感を悪化させるように操舵機構２、特にラックシャフト１２に作用する振動（所謂、シミー）である逆入力振動を抑制するための振動抑制力をモータ４０に発生させるように、アシスト成分Ｔａ＊を補償する成分である補償成分Ｔｒ＊を演算して生成する。本実施形態において、逆入力振動は、各前輪１５Ｌ，１５Ｒに作用するモーメント荷重が原因でラックシャフト１２に発生させる振動のなかでも、操舵感を悪化させるように作用する振動として、車両のブレーキ作動時の振動を対象としている。

具体的には、図５に示すように、補償成分演算部７１は、左前輪１５Ｌに作用するモーメント荷重に関する情報である左前転舵モーメントＭｚ（Ｌ）と、右前輪１５Ｒに作用するモーメント荷重に関する情報である右前転舵モーメントＭｚ（Ｒ）とを加算して得られる合算転舵モーメントＭｚｔを演算（生成）する加算処理部８０を有している。加算処理部８０は、各前輪１５Ｌ，１５Ｒの転舵モーメントの合算であって、これら転舵モーメントが操舵機構２、すなわちラックシャフト１２に及ぼす力成分（逆入力成分）を演算するためのものである。

また、補償成分演算部７１は、加算処理部８０で生成された合算転舵モーメントＭｚｔをモータ４０の出力軸４０ａ回りの力成分、すなわちトルク成分である逆入力トルクＴｒ０（単位：Ｎ・ｍ（ニュートン・メートル））に変換処理する変換処理部８１を有している。変換処理部８１は、合算転舵モーメントＭｚｔに１次換算係数を乗算することによって、各前輪１５Ｌ，１５Ｒの各転舵モーメントＭｚ（Ｌ），Ｍｚ（Ｒ）をラックシャフト１２の軸方向の力成分、すなわち軸力に変換する。１次換算係数は、ラックシャフト１２の軸方向の移動量と、各前輪１５Ｌ，１５Ｒの転舵量との動作比に応じて定められている。また、変換処理部８１は、ラックシャフト１２の軸力に変換したものに、さらに２次換算係数を乗算することによって、ラックシャフト１２の軸力をモータ４０の出力軸４０ａ回りのトルク成分に変換する。２次換算係数は、ベルト式減速機構３０の減速比と、ボールねじ機構２０のリードとに応じて定められている。

また、補償成分演算部７１は、変換処理部８１で変換処理された逆入力トルクＴｒ０から補償成分Ｔｒ＊の基となる所定の周波数帯域に属する特定周波数成分である逆入力振動成分Ｔｒ０´を抽出処理する抽出処理部８２を有している。抽出処理部８２は、車両のブレーキ作動時の振動に対応する周波数帯域に属する逆入力振動成分Ｔｒ０´を抽出処理する。本実施形態において、抽出処理部８２は、所定の周波数帯域として、例えば、１５〜２０Ｈｚ（ヘルツ）に属する周波数成分を抽出するバンドパスフィルタである。

また、補償成分演算部７１は、抽出処理部８２で抽出処理して得られた逆入力振動成分Ｔｒ０´について、位相を調整処理する位相調整処理部８３を有している。位相調整処理部８３は、位相のずれ量αを解消すべく、当該ずれ量αだけ位相を進めるように調整処理することによって、モータ４０に発生させるべき振動抑制力を示す補償成分Ｔｒ＊を生成する。このようなずれ量αは、実験等から予め求められており、モータ４０とラックシャフト１２との間の機械的な公差や、マイコン５１の演算遅れ等に起因する遅れに基づいて予め設定されている。

そして、補償成分演算部７１の処理を通じて生成された補償成分Ｔｒ＊は、減算処理部７２において減算されることによって、位相を「１８０°」ずらした逆位相の成分としてトルク指令値Ｔ＊に反映される。

このように構成されるマイコン５１は、モータ４０の駆動を制御する間、補償成分演算部７１において、各転舵モーメントＭｚ（Ｌ），Ｍｚ（Ｒ）を所定周期で繰り返し取得し、当該取得した各転舵モーメントＭｚ（Ｌ），Ｍｚ（Ｒ）に基づいて、補償成分Ｔｒ＊を所定周期で繰り返し生成する。つまり、マイコン５１は、モータ４０の駆動を制御する間、車両のブレーキ作動時にラックシャフト１２に発生する逆入力振動を抑制するための処理を所定周期で繰り返し実行する。

以下、本実施形態の作用及び効果を説明する。
（１）本実施形態によれば、マイコン５１は、各前輪１５Ｌ，１５Ｒを回転自在に支持し、当該各前輪１５Ｌ，１５Ｒに作用する力を検出する各前輪センサ６２Ｌ，６２Ｒを有する各ハブユニット１７Ｌ，１７Ｒを通じて各転舵モーメントＭｚ（Ｌ），Ｍｚ（Ｒ）を取得することができる。このように取得する各転舵モーメントＭｚ（Ｌ），Ｍｚ（Ｒ）からは、車両のブレーキ作動時に各前輪１５Ｌ，１５Ｒに作用するモーメント荷重に関する情報を得ることができ、当該モーメント荷重が原因でラックシャフト１２に発生させる逆入力振動を検出することができるようになる。これにより、逆入力振動を路面やタイヤの接地部に近い位置で検出できるようになり、マイコン５１は、ラックシャフト１２に対してアシスト力を発生させるようにモータ４０の駆動を制御する際、逆入力信号を抑制するようにアシスト成分Ｔａ＊の補償について、応答性の高い制御ができ、操舵感を向上させることができる。したがって、操舵感を向上するようにアシスト成分Ｔａ＊を補償するために、各ハブユニット１７Ｌ，１７Ｒから得られる各転舵モーメントＭｚ（Ｌ），Ｍｚ（Ｒ）を用いるといった各ハブユニット１７Ｌ，１７Ｒの新しい使い方を提案することができる。

（２）具体的には、マイコン５１において、補償成分Ｔｒ＊を演算する補償成分演算部７１は、各前輪１５Ｌ，１５Ｒの各転舵モーメントＭｚ（Ｌ），Ｍｚ（Ｒ）に基づいて、モータ４０の出力軸４０ａ回りのトルク成分に変換処理した逆入力トルクＴｒ０から逆入力振動成分Ｔｒ０´を抽出処理する抽出処理部８２を有している。

すなわち、本実施形態によれば、各前輪１５Ｌ，１５Ｒに作用するモーメント荷重が原因でラックシャフト１２に発生する振動のうち、抑制する必要のある操舵感を悪化させるように作用する振動を適切に抽出することができるようになる。これにより、操舵感を悪化させるように作用する振動に対して適切に対処することができ、操舵感をより効果的に向上させることができる。

（３）また、本実施形態において、補償成分演算部７１は、逆入力振動成分Ｔｒ０´について、位相のずれ量αを解消すべく、当該ずれ量αだけ位相を進めるように調整処理する位相調整処理部８３を有している。

ここで、モータ４０が所望のアシスト力を発生させたとしても、当該アシスト力が実際にラックシャフト１２に伝達するまでには、モータ４０と、ラックシャフト１２との間の機械的な公差や、マイコン５１の演算遅れ等に起因する遅れを生じうる。

この点、本実施形態によれば、抽出処理部８２で抽出処理して得られる逆入力振動成分Ｔｒ０´について、車両の影響が位相調整処理部８３によって低減される。
具体的には、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ラックシャフト１２において実際に発生している逆入力振動成分Ｔｓの波形に対して、抽出処理部８２で抽出処理して得られた逆入力振動成分Ｔｒ０´の波形（図６（ｂ）中、実線で示す）は、ずれ量α分だけ位相が遅れている（図６（ｂ）中、右方にずれている）。これが位相調整処理部８３で位相調整されることで得られる補償成分Ｔｒ＊の波形（図６（ｂ）中、一点鎖線で示す）は、逆入力振動成分Ｔｒ０´の波形に対してずれ量α分だけ位相が進み（図６（ｂ）中、左方にずれ）、ラックシャフト１２において実際に発生している逆入力振動成分Ｔｓの波形との位相差が「０°」、すなわち一致するようになる。

この場合、マイコン５１は、モータ４０と、ラックシャフト１２との間に伝達するまでの間の機械的な公差や、マイコン５１の演算遅れ等に起因する遅れを、位相のずれ量αとして車両毎に定めることによって、逆入力振動を抑制するようにアシスト成分Ｔａ＊を補償することができるようになる。したがって、操舵感を向上することができる。

（４）本実施形態において、補償成分Ｔｒ＊は、抽出処理部８２で抽出処理して得られた逆入力振動成分Ｔｒ０´に対して、位相調整処理部８３で位相調整処理された上で、さらに位相を「１８０°」ずらした逆位相の成分としてトルク指令値Ｔ＊に反映されるようにしている。

具体的には、図６（ｂ）に示すように、トルク指令値Ｔ＊に反映される、図中、二点鎖線で示す補償成分Ｔｒ＊（−）の波形は、図中、実線で示す逆入力振動成分Ｔｒ０´の波形に対して、「１８０°＋α」だけ位相がずれている。

これにより、ラックシャフト１２において実際に発生している逆入力振動を抑制するように補償成分Ｔｒ＊を作用させることができるようになる。本実施形態の場合、上述の如く、位相調整処理部８３で位相調整処理されているので、車両の影響についても低減することができるので、逆入力振動を抑制するようにアシスト成分Ｔａ＊をより的確に補償することができる。

（５）本実施形態では、逆入力振動として、車両のブレーキ作動時の振動を想定するようにしている。
つまり、本実施形態において、抽出処理部８２で抽出する所定の周波数帯域は、車両のブレーキ作動時にラックシャフト１２に発生する振動として定められた周波数帯域（例えば、１５〜２０Ｈｚ（ヘルツ））としている。

本実施形態によれば、車両のブレーキ作動時の振動に対して適切に対処することができるため、操舵感を悪化させる原因に対してより的確に対処することができる。これにより、操舵感をより好適に向上させるための各ハブユニット１７Ｌ，１７Ｒの使い方を提案することができる。

（６）また、本実施形態において、補償成分演算部７１は、各転舵モーメントＭｚ（Ｌ），Ｍｚ（Ｒ）を加算して得られる合算転舵モーメントＭｚｔを演算（生成）する加算処理部８０を有している。

これにより、補償成分Ｔｒ＊の演算において、各転舵モーメントＭｚ（Ｌ），Ｍｚ（Ｒ）を得た場合に合算転舵モーメントＭｚｔを用いることができるので、補償成分Ｔｒ＊としてより適切な成分を演算することができるようになる。これにより、逆入力振動に対して適切に対処することができ、操舵感をより効果的に向上させることができる。

（７）本実施形態では、新しく提案する各ハブユニット１７Ｌ，１７Ｒの使い方によって、操舵感を向上するように、ラックシャフト１２に対してアシスト力を付与するモータ４０の駆動の制御に必要なアシスト成分を補償することのできるマイコン５１を実現することができる。そして、本実施形態のマイコン５１を用いて実現される電動パワーステアリング装置１では、ラックシャフト１２に対するアシスト力の付与について操舵感をより効果的に向上させることができる。

なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・抽出処理部８２では、抽出する周波数成分を変更して、車両のブレーキ作動時の振動以外の振動を抽出してもよいし、抽出する周波数成分の帯域を拡大してさらに多くの種類の原因の振動を抽出してもよい。

・位相調整処理部８３では、ずれ量αだけ位相を進めるように調整処理することと、位相を「１８０°」ずらした逆位相の成分となるように位相を調整処理することとを合わせて実行し、逆入力振動成分Ｔｒ０´の波形に対して、「１８０°＋α」だけ位相がずれた波形を有する補償成分Ｔｒ＊（−）を生成するようにしてもよい。この場合、トルク指令値演算部５３は、減算処理部７２の替わりに、アシスト成分Ｔａ＊と、補償成分Ｔｒ＊（−）とを加算してトルク指令値Ｔ＊を演算（生成）する加算処理部を有していればよい。

・補償成分演算部７１は、抽出処理部８２で抽出する逆入力振動成分Ｔｒ０´に基づいて、アシスト成分Ｔａ＊に乗算するゲインを演算する構成としてもよい。この場合、トルク指令値演算部５３は、減算処理部７２の替わりに、アシスト成分Ｔａ＊に対して、補償成分演算部７１で生成されたゲインを乗算してトルク指令値Ｔ＊を演算（生成）する乗算処理部を有していればよい。

・上記実施形態では、加算処理部８０を割愛し、各転舵モーメントＭｚ（Ｌ），Ｍｚ（Ｒ）のそれぞれに基づいて、補償成分Ｔｒ＊を演算（生成）して後から加算する等するようにしてもよい。この場合であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

・上記実施形態では、位相調整処理部８３を割愛し、抽出処理部８２で抽出する逆入力振動成分Ｔｒ０´を補償成分Ｔｒ＊として用いるようにしてもよい。この場合であっても、逆入力振動の抑制を実施しないものと比較しては操舵感を向上させることができる。

・補償成分演算部７１において、変換処理部８１については、抽出処理部８２と、位相調整処理部８３との間の処理として設定したり、位相調整処理部８３の後の処理として設定したりしてもよい。何れの場合であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

・補償成分演算部７１では、変換処理部８１において、各前輪１５Ｌ，１５Ｒのｚ軸方向回りのモーメント荷重をラックシャフト１２の軸方向の力成分に変換処理された軸力に基づいて、補償成分Ｔｒ＊を生成してもよい。

・各ハブユニット１７Ｌ，１７Ｒでは、各前輪１５Ｌ，１５Ｒに作用する力に基づいて、各転舵モーメントＭｚ（Ｌ），Ｍｚ（Ｒ）を少なくとも出力することができるように構成されていればよい。このような条件を満たすのであれば、各ハブユニット１７Ｌ，１７Ｒにおいて、各前輪センサ６２Ｌ，６２Ｒは、超音波検出式や、磁気検出式や、歪みゲージを用いた接触式等、センサの仕様は問わない。

・各ハブユニット１７Ｌ，１７Ｒは、各前輪１５Ｌ，１５Ｒに作用する力に基づいて、各前輪１５Ｌ，１５Ｒに作用するモーメント荷重Ｍｚを出力するものであってもよい。この場合、補償成分演算部７１では、各前輪１５Ｌ，１５Ｒに作用するモーメント荷重Ｍｚから直接的にトルク成分に変換処理するようにしたり、一旦、転舵モーメントを演算してからトルク成分に変換処理するようにしたりしてもよい。

・アシスト成分演算部７０では、アシスト成分Ｔａ＊を演算する際、操舵トルクＴｒｑを少なくとも用いていればよく、各車輪速Ｖ（Ｒ），Ｖ（Ｌ）を用いなくてもよい。その他、アシスト成分Ｔａ＊を演算する際は、操舵トルクＴｒｑ及び各車輪速Ｖ（Ｒ），Ｖ（Ｌ）と、これら以外の要素とを用いるようにしてもよい。

・上記実施形態は、出力軸４０ａがラックシャフト１２の軸線に対して平行に配置されたモータ４０により操舵機構２にアシスト力を付与するラックアシスト型の電動パワーステアリング装置１に限らず、例えば、コラム型やピニオン型等の電動パワーステアリング装置であっても適用可能である。

・上記各変形例は、互いに組み合わせて適用してもよく、例えば、補償成分演算部７１について、抽出処理部８２で抽出する逆入力振動成分Ｔｒ０´に基づいて、アシスト成分Ｔａ＊に乗算するゲインを演算する構成とすることと、その他の変形例の構成とは、互いに組み合わせて適用してもよい。

１…電動パワーステアリング装置、２…操舵機構、１０…ステアリングホイール、１２…ラックシャフト、１５…転舵輪、１５Ｌ…左前輪、１５Ｒ…右前輪、１７…ハブユニット、１７Ｌ…左前ハブユニット、１７Ｒ…右前ハブユニット、４０…モータ、４０ａ…出力軸、５０…操舵制御装置、５１…マイコン、５３…トルク指令値演算部、６０…トルクセンサ、６２…ハブユニットセンサ、６２Ｌ…左前輪センサ、６２Ｒ…右前輪センサ、７０…アシスト成分演算部、７１…補償成分演算部、８０…加算処理部、８１…変換処理部、８２…抽出処理部、８３…位相調整処理部、α…ずれ量、Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ…荷重、Ｍｘ，Ｍｚ…モーメント荷重、Ｍｚ（Ｌ）…左前転舵モーメント、Ｍｚ（Ｒ）…右前転舵モーメント、Ｔ＊…トルク指令値、Ｔａ＊…アシスト成分、Ｔｒ＊…補償成分、Ｔｒ０…逆入力トルク、Ｔｒ０´…逆入力振動成分、Ｔｒｑ…操舵トルク。

Claims (7)

1. 車両の操舵機構に対する運転者の操作によって変化する操作状態量に基づき、前記操舵機構に付与するアシスト力の発生源であるモータの駆動を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記操作状態量に基づいて前記モータに発生させるべき前記アシスト力を示すアシスト成分を演算するとともに、前記車両の転舵輪を回転自在に支持し、当該転舵輪に作用する力を検出するセンサを有する軸受装置によって取得する前記転舵輪の上下方向に延びる軸線回りのモーメント荷重に関する情報を取得し、当該取得した前記モーメント荷重に関する情報を用いて、前記転舵輪のモーメント荷重が原因で前記操舵機構に発生する振動を抑制するための振動抑制力を前記モータに発生させるべく、前記アシスト成分を補償するように構成されている操舵制御装置。
2. 前記制御部は、前記モーメント荷重に関する情報を用いて、前記アシスト成分を補償することによって、前記モータの制御量の目標値であるトルク指令値を演算するトルク指令値演算部を含み、
   前記トルク指令値演算部は、
   前記アシスト成分を演算するアシスト成分演算部と、
   前記振動抑制力を前記モータに発生させるように、前記アシスト成分を補償するための補償成分を演算する補償成分演算部と、を有し、
   前記補償成分演算部は、前記モーメント荷重が前記操舵機構に及ぼす力成分から前記補償成分の基となる所定の周波数帯域に属する特定周波数成分を抽出処理する抽出処理部を有している請求項１に記載の操舵制御装置。
3. 前記補償成分演算部は、前記特定周波数成分について、位相のずれ量を調整する位相調整処理部をさらに有している請求項２に記載の操舵制御装置。
4. 前記補償成分は、前記特定周波数成分に対して逆位相の成分として前記トルク指令値に反映されるように構成されている請求項２又は請求項３に記載の操舵制御装置。
5. 前記所定の周波数帯域は、前記車両のブレーキ作動時に前記操舵機構に発生する振動として定められた周波数帯域である請求項２〜請求項４のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置。
6. 前記補償成分演算部は、前記モーメント荷重に関する情報として、前記車両の転舵輪である左右の転舵輪に関する情報を加算して得られる情報を演算する加算処理部を有しており、前記左右の転舵輪に関する情報を加算して得られる情報を用いて、前記補償成分を演算する請求項２〜請求項５のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置。
7. 前記転舵輪を転舵させる転舵軸に対して前記アシスト力を付与するモータを備えた電動パワーステアリング装置における前記モータを制御対象とする請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の操舵制御装置。