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WO2020194667A1 - 操舵制御装置、電動パワーステアリング装置 - Google Patents

操舵制御装置、電動パワーステアリング装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2020194667A1
WO2020194667A1 PCT/JP2019/013626 JP2019013626W WO2020194667A1 WO 2020194667 A1 WO2020194667 A1 WO 2020194667A1 JP 2019013626 W JP2019013626 W JP 2019013626W WO 2020194667 A1 WO2020194667 A1 WO 2020194667A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotation angle
electric motor
rack
calculation unit
steering
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/013626
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
公亮 佐野
隼也 平田
Original Assignee
株式会社ショーワ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ショーワ filed Critical 株式会社ショーワ
Priority to PCT/JP2019/013626 priority Critical patent/WO2020194667A1/ja
Priority to JP2019517435A priority patent/JPWO2020194667A1/ja
Publication of WO2020194667A1 publication Critical patent/WO2020194667A1/ja

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00—Steering gears
    • B62D3/02—Steering gears mechanical
    • B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits

Definitions

  • the present invention relates to a steering control device and an electric power steering device.
  • the electric power steering device described in Patent Document 1 includes a rack shaft position detecting unit that detects the position of the rack shaft.
  • the rack shaft position detector grasps the rotational position of the electric motor based on the output signal from the resolver, and determines the position of the rack shaft where the rotational driving force of the electric motor is mechanically transmitted via the reduction mechanism and the pinion shaft. Detects and outputs the rack shaft position signal in which the rack shaft position is converted into an output signal.
  • the target current calculation unit that calculates the target current supplied to the electric motor calculates the steering reaction force compensation current, which is the current for applying the steering reaction force to the electric motor based on the position and moving state of the rack shaft. It has a reaction force compensation current calculation unit.
  • the electric power steering device described in Patent Document 2 includes an electric motor, a torque sensor that detects the steering torque of the steering wheel, a steering angle calculation unit that detects the steering angle that is the rotation angle of the steering wheel, and a torque sensor. Is normal, based on the torque detected by the torque sensor, and if the torque sensor is not normal, based on the steering angle detected by the steering angle calculation unit and the deviation between the target steering angle speed and the actual steering angle speed. It is provided with a control device for controlling the driving force of the electric motor.
  • An object of the present invention is to provide a steering control device or the like capable of improving the steering feeling.
  • the present invention includes a motor rotation angle calculation unit that calculates the rotation angle of an electric motor that applies an auxiliary force to steering of a steering member, and a pinion formed on a pinion shaft that is rotated by the rotation of the electric motor.
  • a rack position grasping unit that grasps the position of the rack shaft on which the meshing rack teeth are formed based on the rotation angle of the electric motor calculated by the motor rotation angle calculating unit and the actual current supplied to the electric motor, and the rack position grasping unit.
  • the steering control device includes a motor control unit that controls the electric motor based on the position of the rack shaft grasped by the rack position grasping unit.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the electric power steering device 10 according to the first embodiment.
  • the electric power steering device 10 (hereinafter, may be simply referred to as “steering device 10”) is a steering device for arbitrarily changing the traveling direction of the vehicle, and is a configuration applied to the automobile 1 in the present embodiment. Is illustrated. Note that FIG. 1 is a view of the automobile 1 as viewed from the front.
  • the steering device 10 includes a wheel-shaped steering wheel (steering wheel) 101 as an example of a steering member operated by the driver to change the traveling direction of the automobile 1, and a steering wheel 101 integrally provided on the steering wheel 101. It includes a shaft 102. Further, the steering device 10 includes an upper connecting shaft 103 connected to the steering shaft 102 via a universal joint 103a, and a steering wheel side pinion shaft 106 connected to the upper connecting shaft 103 via a universal joint 103b. There is.
  • the steering device 10 includes a tie rod 104 connected to each of the left and right wheels 2 as a rolling wheel, and a rack shaft 105 connected to the tie rod 104.
  • the rack shaft 105 is formed with rack teeth 105a forming a rack and pinion mechanism together with the pinion 106a formed on the handle-side pinion shaft 106.
  • the steering device 10 includes an electric motor 110 and a reduction mechanism 111 that reduces the driving force of the electric motor 110 and transmits it to the steering wheel side pinion shaft 106.
  • the speed reduction mechanism 111 includes a worm wheel 111a fixed to the handle-side pinion shaft 106, and a worm 111b connected to the output shaft of the electric motor 110 via a shaft joint (not shown).
  • the electric motor 110 applies a driving force (rack axial force) for rolling the wheels 2 to the rack shaft 105 by applying a rotational driving force to the handle-side pinion shaft 106.
  • the electric motor 110 is a three-phase brushless motor having a resolver 112 that outputs a rotation angle signal ⁇ ms linked to a motor rotation angle ⁇ m, which is the rotation angle of the electric motor 110.
  • the steering device 10 has a steering gear box 108 that covers the periphery of the pinion 106a formed on the steering wheel side pinion shaft 106 and the rack teeth 105a formed on the rack shaft 105.
  • the electric motor 110 is supported by the steering gear box 108.
  • the steering device 10 includes a torque sensor 109 inside the steering gear box 108 that detects the steering torque T applied to the steering wheel 101 based on the amount of twist of the steering wheel side pinion shaft 106.
  • the torque sensor 109 is a magnetostrictive type sensor that detects the steering torque T according to the twist of the handle-side pinion shaft 106 based on the change in the magnetic characteristics caused by the magnetostriction.
  • the steering device 10 includes a control device 100 as an example of a steering control device that controls the operation of the electric motor 110.
  • the output signal from the torque sensor 109 described above is input to the control device 100.
  • the control device 100 is a vehicle speed sensor that detects the vehicle speed Vc, which is the moving speed of the vehicle 1, via a network (CAN) that transmits signals for controlling various devices mounted on the vehicle 1.
  • the output signal v or the like from 3 is input.
  • the rotation angle signal ⁇ ms from the resolver 112 and the like are input to the control device 100.
  • the steering device 10 configured as described above controls the drive of the electric motor 110 based on the steering torque T detected by the torque sensor 109, and transfers the driving force (generated torque) of the electric motor 110 to the steering wheel side pinion shaft 106. introduce.
  • the driving force (generated torque) of the electric motor 110 assists the driver in steering the steering wheel 101.
  • the electric motor 110 applies an assist force (auxiliary force) to the steering of the driver's steering wheel 101.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the control device 100 according to the first embodiment.
  • the control device 100 is an arithmetic logic operation circuit including a CPU, ROM, RAM, backup RAM, and the like.
  • the control device 100 includes a motor control unit 120 that controls the drive of the electric motor 110. Further, the control device 100 is based on the motor rotation angle calculation unit 151 that calculates the motor rotation angle ⁇ m, which is the rotation angle of the electric motor 110, and the motor rotation angle ⁇ m calculated by the motor rotation angle calculation unit 151. It is provided with a motor rotation speed calculation unit 152 that calculates the rotation speed Vm. Further, the control device 100 includes a rack position grasping unit 160 that grasps the rack position Rp, which is the position of the rack shaft 105.
  • the motor control unit 120 includes a target current setting unit 121 that sets a target current It to be supplied to the electric motor 110, a motor drive control unit 122 that controls the operation of the electric motor 110, and a motor drive unit 123 that drives the electric motor 110. And a motor current detection unit 124 that detects the actual current Im that actually flows through the electric motor 110.
  • the target current setting unit 121 is based on the detected steering torque T and vehicle speed Vc, the motor rotation speed Vm calculated by the motor rotation speed calculation unit 152, the rack position Rp grasped by the rack position grasping unit 160, and the like.
  • the target current It to be supplied to the electric motor 110 is set.
  • the motor drive control unit 122 provides feedback control based on the deviation between the target current It set by the target current setting unit 121 and the actual current Im supplied to the electric motor 110 detected by the motor current detection unit 124. It has a feedback control unit (not shown) that performs the above. Further, the motor drive control unit 122 has a PWM signal generation unit (not shown) that generates a PWM (pulse width modulation) signal for PWM driving the electric motor 110.
  • the motor drive unit 123 is a so-called inverter, and includes, for example, six independent transistors (FETs) as switching elements, and three of the six transistors are the positive electrode side line of the power supply and the electric coils of each phase. The other three transistors are connected to the electric coil of each phase and the negative electrode side (earth) line of the power supply. Then, the drive of the electric motor 110 is controlled by driving the gates of two transistors selected from the six and switching these transistors.
  • the motor current detection unit 124 detects the value of the actual current Im flowing through the electric motor 110 from the voltage generated across the shunt resistor connected to the motor drive unit 123, and outputs a signal corresponding to the detected actual current Im.
  • the direction in which the relative rotation angle between the steering wheel 101 and the steering wheel side pinion shaft 106 changes (relative rotation) when the steering wheel 101 is rotated clockwise from the state where the twist amount of the steering wheel side pinion shaft 106 is 0 neutral state.
  • the direction in which the angle is generated is positive (the steering torque T is positive).
  • the direction in which the relative rotation angle between the steering wheel 101 and the steering wheel side pinion shaft 106 when the steering wheel 101 is rotated counterclockwise from the neutral state is defined as minus (steering torque T is minus).
  • the target current It is set so as to rotate the electric motor 110 in the clockwise rotation direction, and the target current It flows.
  • the direction is positive.
  • the target current It is set so as to rotate the electric motor 110 in the counterclockwise rotation direction, and a torque is generated in the direction in which the electric motor 110 is rotated in the counterclockwise rotation direction.
  • the motor rotation angle calculation unit 151 calculates the motor rotation angle ⁇ m based on the rotation angle signal ⁇ ms from the resolver 112.
  • the motor rotation speed calculation unit 152 calculates the motor rotation speed Vm of the electric motor 110 based on the motor rotation angle ⁇ m calculated by the motor rotation angle calculation unit 151.
  • the rack position grasping unit 160 includes a pinion rotation angle calculation unit 170 that calculates the pinion rotation angle ⁇ pa, which is the rotation angle of the handle side pinion shaft 106, and a rack position calculation unit 190 that calculates the rack position Rp.
  • the rack position calculation unit 190 considers that the pinion 106a formed on the handle side pinion shaft 106 and the rack teeth 105a formed on the rack shaft 105 form a rack and pinion mechanism and are mechanically connected.
  • the rack position calculation unit 190 calculates the rack position Rp based on the pinion rotation angle ⁇ pa calculated by the pinion rotation angle calculation unit 170.
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the pinion rotation angle calculation unit 170 according to the first embodiment.
  • the pinion rotation angle calculation unit 170 has a reference calculation unit 171 that calculates a reference rotation angle ⁇ pb that serves as a reference for the rotation angle of the handle-side pinion shaft 106. Further, the pinion rotation angle calculation unit 170 has a correction angle setting unit 180 for setting a correction angle ⁇ h for correcting the reference rotation angle ⁇ pb calculated by the reference calculation unit 171. Further, the pinion rotation angle calculation unit 170 finally calculates the pinion rotation angle ⁇ pa by using the reference rotation angle ⁇ pb calculated by the reference calculation unit 171 and the correction angle ⁇ h set by the correction angle setting unit 180. It has a portion 172.
  • the reference calculation unit 171 has a motor rotation angle ⁇ m calculated by the motor rotation angle calculation unit 151 in view of the fact that the output shaft of the electric motor 110 and the handle side pinion shaft 106 are mechanically connected via the reduction mechanism 111.
  • the reference rotation angle ⁇ pb is calculated based on.
  • the correction angle setting unit 180 grasps the sign of the output value from the motor current detection unit 124 and the absolute value conversion unit 181 that performs the absolute value of the output value corresponding to the actual current Im output from the motor current detection unit 124. It is provided with a code grasping unit 182. Further, the correction angle setting unit 180 sets the base correction angle ⁇ hb, which is the base of the correction angle ⁇ h, based on the actual current
  • the correction angle setting unit 180 includes a gain multiplication unit 185 that multiplies the multiplication value obtained by multiplication by the sign multiplication unit 184 with a predetermined gain G. Further, the correction angle setting unit 180 includes a limit processing unit 186 that performs limit processing on the multiplication value obtained by multiplication by the gain multiplication unit 185.
  • the absolute value conversion unit 181 calculates the absolute value of the output value (actual current Im) from the motor current detection unit 124, which has a plus or minus sign.
  • the value calculated by the absolute value conversion unit 181 is the actual current
  • the code grasping unit 182 grasps whether the code of the output value (actual current Im) from the motor current detecting unit 124 is a plus or minus code.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a control map showing the correspondence between the actual current
  • the base correction angle calculation unit 183 is a control map illustrated in FIG. 4 showing the correspondence between the actual current
  • the base correction angle ⁇ hb is calculated by substituting the actual current
  • the base correction angle ⁇ hb is a predetermined positive value.
  • the correction angle is ⁇ hb0.
  • the base correction angle ⁇ hb increases from 0 to the reference correction angle ⁇ hb0.
  • the code multiplication unit 184 multiplies the base correction angle ⁇ hb calculated by the base correction angle calculation unit 183 with the code grasped by the code grasping unit 182.
  • the sign grasped by the code grasping unit 182 is positive
  • the multiplication value obtained by multiplication by the code multiplying unit 184 is ⁇ hb
  • the sign of the actual current Im is negative
  • the code multiplying unit 184 The multiplication value obtained by multiplication is ⁇ hb.
  • the gain multiplication unit 185 multiplies the multiplication value obtained by multiplication by the sign multiplication unit 184 with the gain G. It can be exemplified that the gain G is -1. Therefore, when the multiplication value obtained by multiplication by the code multiplication unit 184 is ⁇ hb, and when the sign of the output value (actual current Im) from the motor current detection unit 124 is positive, the gain multiplication unit 185 The multiplication value obtained by multiplying by is ⁇ hb. On the other hand, when the multiplication value obtained by multiplication by the code multiplication unit 184 is ⁇ hb, and when the sign of the output value (actual current Im) from the motor current detection unit 124 is negative, the gain multiplication unit The multiplication value obtained by multiplying by 185 is ⁇ hb.
  • the limit processing unit 186 sets the upper limit value as the correction angle ⁇ h.
  • the limit processing unit 186 sets the lower limit value as the correction angle ⁇ h.
  • the limit processing unit 186 calculates the multiplication value obtained by multiplication by the gain multiplication unit 185. It is set as the correction angle ⁇ h. It can be exemplified that the upper limit value is the largest value assumed as the correction angle ⁇ h and the lower limit value is the smallest value assumed as the correction angle ⁇ h.
  • the pinion rotation angle calculation unit 170 configured as described above, when the sign of the actual current Im is positive, the correction angle ⁇ h becomes a negative value, and the pinion rotation angle ⁇ pa is the motor rotation angle calculation unit 151. Is smaller than the reference rotation angle ⁇ pb calculated based on the motor rotation angle ⁇ m calculated by. On the other hand, when the sign of the actual current Im is negative, the correction angle ⁇ h becomes a positive value, and the pinion rotation angle ⁇ pa is the reference calculation unit 171 based on the motor rotation angle ⁇ m calculated by the motor rotation angle calculation unit 151. Is larger than the calculated reference rotation angle ⁇ pb.
  • the rotation angle of the handle side pinion shaft 106 corresponding to the detected value of the resolver 112 and the actual handle side. Even if an error occurs with the rotation angle of the pinion shaft 106, the pinion rotation angle ⁇ pa calculated by the pinion rotation angle calculation unit 170 tends to match the actual rotation angle of the handle side pinion shaft 106. In addition, even if an error occurs due to the clearance between the rack teeth 105a and the pinion 106a, the pinion rotation angle ⁇ pa calculated by the pinion rotation angle calculation unit 170 is the actual rotation angle of the handle side pinion shaft 106. It becomes easier to match.
  • the electric motor 110 rotates by the clearance between the worm wheel 111a and the worm 111b constituting the reduction mechanism 111, and the handle side pinion shaft 106 actually rotates. Even if this is not done, the pinion rotation angle ⁇ pa is calculated assuming that the handle-side pinion shaft 106 has rotated by the amount of rotation of the electric motor 110. Therefore, an error occurs between the calculated pinion rotation angle ⁇ pa and the actual pinion rotation angle ⁇ pa.
  • the pinion rotation angle calculation unit 170 has the correction angle setting unit 180, and the correction angle setting unit 180 sets the reference rotation angle ⁇ pb calculated by the reference calculation unit 171. Since the value after correction using the correction angle ⁇ h is defined as the pinion rotation angle ⁇ pa, the calculated pinion rotation angle ⁇ pa and the actual pinion rotation angle ⁇ pa can easily match.
  • the pinion rotation calculated by the limit processing unit 186 because the correction angle ⁇ h is set in the range of the lower limit value or more and the upper limit value or less and the correction angle ⁇ h is used for correction. It is suppressed that the angle ⁇ pa becomes a value significantly different from the actual pinion rotation angle ⁇ pa.
  • FIG. 5 is a diagram showing a time change of the rack position Rp.
  • FIG. 5 is a diagram showing a change in the rack position Rp when the electric motor 110 starts rotating from a stopped state.
  • the rack position calculation unit 190 calculates the rack position Rp based on the pinion rotation angle ⁇ pa calculated by the pinion rotation angle calculation unit 170. Therefore, when the rack position calculation unit 190 calculates the rack position Rp based on the pinion rotation angle ⁇ pa calculated by the pinion rotation angle calculation unit according to the comparative example, the calculated rack position Rp is the actual rack position Rp. There will be an error. For example, as shown in FIG.
  • the rack position calculation unit 190 calculates the rack position Rp based on the pinion rotation angle ⁇ pa calculated by the pinion rotation angle calculation unit 170, whereby the rack position calculation unit The rack position Rp calculated by 190 tends to match the actual position (see the solid line in FIG. 5).
  • the motor control unit 120 controls the drive of the electric motor 110 based on the position p of the rack shaft 105 calculated by the rack position calculation unit 190, so that the assist control by the electric motor 110 can be performed at an appropriate timing and value. It will be easier to do. As a result, according to the steering device 10 according to the first embodiment, the steering feeling can be improved.
  • the rack position grasping unit 160 has a pinion rotation angle calculation unit 170 for calculating the pinion rotation angle ⁇ pa
  • the rack position calculation unit 190 has a pinion rotation angle calculation unit 170 calculated by the pinion rotation angle calculation unit 170.
  • the rack position Rp calculated based on the rotation angle ⁇ pa is grasped as the position of the rack shaft 105, but the present invention is not particularly limited.
  • the output shaft of the electric motor 110 and the handle side pinion shaft 106 are mechanically connected via the reduction mechanism 111, and the rack and pinion mechanism connects the handle side pinion shaft 106 and the rack shaft 105.
  • the rack position Rp may be calculated without calculating the pinion rotation angle ⁇ pa.
  • the output value (actual current Im) from the motor current detection unit 124 is set in the same manner as when the correction angle setting unit 180 sets the correction angle ⁇ h. Good to be based. Even in such a mode in which the rack position grasping unit 160 is applied, the rack position Rp grasped by the rack position grasping unit 160 can easily match the actual position.
  • the control device 200 corresponding to the control device 100 is different from the steering device 10 according to the first embodiment.
  • the points different from the steering device 10 according to the first embodiment will be described, and the same points as the steering device 10 according to the first embodiment will be omitted.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of the control device 200 according to the second embodiment.
  • the control device 200 includes a motor control unit 220 that controls the drive of the electric motor 110, a motor rotation angle calculation unit 151, a motor rotation speed calculation unit 152, a pinion rotation angle calculation unit 170, and a rack position calculation unit 190. It is provided with a rack position grasping unit 160.
  • the control device 200 includes a steering angle calculation unit 250 that calculates the steering angle ⁇ s, which is the rotation angle of the steering wheel 101.
  • the steering angle calculation unit 250 calculates the rotation angle (steering angle ⁇ s) of the steering wheel 101 based on the rack position Rp.
  • the motor control unit 220 controls the drive of the electric motor 110 in consideration of the steering angle ⁇ s calculated by the steering angle calculation unit 250. For example, when the torque sensor 109 fails, the target current setting unit 221 of the motor control unit 220 supplies the electric motor 110 with the steering angle ⁇ s calculated by the steering angle calculation unit 250 instead of the steering torque T. Set the target current It required for.
  • the rack position Rp calculated by the rack position calculation unit 190 can easily match the actual position, as in the control device 100 according to the first embodiment.
  • the steering angle ⁇ s calculated by the steering angle calculation unit 250 also tends to match the actual rotation angle of the steering wheel 101.
  • the motor control unit 220 controls the drive of the electric motor 110 based on the steering angle ⁇ s calculated by the steering angle calculation unit 250, so that the assist control by the electric motor 110 can be easily performed at an appropriate timing and value. ..
  • FIG. 7 is a diagram showing the value of the steering torque T with respect to the actual rotation angle (steering angle ⁇ s) of the steering wheel 101.
  • FIG. 7 is a diagram showing a change in steering torque T when the steering wheel 101 starts to rotate in order to roll the wheel 2.
  • the rack position calculation unit 190 calculates the rack position Rp based on the pinion rotation angle ⁇ pa calculated by the pinion rotation angle calculation unit according to the comparative example, even if the rack position Rp does not actually change, the electric motor The electric motor 110 is controlled assuming that the rack position Rp has moved by the amount of rotation of 110.
  • the electric motor 110 rotates even though the assist by the electric motor 110 is not sufficiently performed (despite the fact that the actual current Im supplied to the electric motor 110 is small). Therefore, it is recognized that the assist is sufficiently performed (the actual current Im is sufficient). Therefore, as shown in FIG. 7, when the steering wheel 101 starts to rotate, the assist by the electric motor 110 is not performed at an appropriate timing and value, and the steering torque T becomes large.
  • the rack position Rp calculated by the rack position calculation unit 190 easily matches the actual position. Therefore, the motor control unit 220 makes it easier for the electric motor 110 to match. Assist control will be performed at an appropriate timing and value.
  • the steering torque T gradually increases according to the rotation angle (steering angle ⁇ s) of the steering wheel 101. In other words, as a result of considering the clearance and the like, the torque starts to rise from an earlier stage than before. Therefore, according to the steering device 20 according to the second embodiment, the steering feeling can be improved.
  • the motor control unit 220 when the torque sensor 109 fails, the motor control unit 220 is based on the steering angle ⁇ s calculated by the steering angle calculation unit 250 instead of the steering torque T.
  • the present invention is not particularly limited to this mode.
  • the motor control unit 220 controls the electric motor 110 based on the steering torque T detected by the torque sensor 109 and the steering angle ⁇ s calculated by the steering angle calculation unit 250 when the torque sensor 109 is not out of order. You may.
  • the motor control unit 220 calculates the rack position calculation unit 190 based on the steering angle ⁇ s calculated by the steering angle calculation unit 250 and the steering torque T detected by the torque sensor 109 when setting the additional current Ia.
  • the additional current Ia may be set in consideration of the amount by which the handle-side pinion shaft 106 is twisted.
  • the driving force (basic driving force) caused by the basic target current Ib set by the torque sensor 109 detecting the steering torque T when the steering wheel 101 starts to rotate is Even when the handle-side pinion shaft 106 does not rotate, the handle-side pinion shaft 106 rotates due to the addition of the driving force caused by the additional current Ia. Therefore, for example, when the steering wheel 101 starts to rotate, the time until the assist force by the electric motor 110 starts to be applied is shortened. Then, according to the motor control unit 220, by setting the additional current Ia based on the steering angle ⁇ s calculated by the steering angle calculation unit 250, the assist control by the electric motor 110 can be easily performed at an appropriate timing and value. Become.
  • the control device 300 corresponding to the control devices 100 and 200 is provided with respect to the steering device 10 according to the first embodiment and the steering device 20 according to the second embodiment. different.
  • the points different from the steering device 10 according to the first embodiment will be described, and the same points as the steering device 10 according to the first embodiment will be omitted.
  • FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a pinion rotation angle calculation unit 370 of the control device 300 according to the third embodiment.
  • the control device 300 according to the third embodiment calculates the pinion rotation angle corresponding to the pinion rotation angle calculation unit 170 with respect to the control device 100 according to the first embodiment and the control device 200 according to the second embodiment. Part 370 is different.
  • the pinion rotation angle calculation unit 370 according to the third embodiment includes LPF387 that performs a filtering process corresponding to a low-pass filter on the pinion rotation angle calculation unit 170 according to the first embodiment and the second embodiment. The point is different.
  • the LPF387 performs a filtering process on the output value (actual current Im) from the motor current detection unit 124.
  • the LPF387 has a filtering process that does not attenuate components having a frequency lower than the cutoff frequency and attenuates components having a frequency higher than the cutoff frequency among the output values (actual current Im) from the motor current detection unit 124, or a predetermined filtering process. It can be exemplified that the moving average processing for smoothing the output value (actual current Im) in time is performed.
  • the pinion rotation angle calculation unit 370 pinions based on the output value (actual current Im) in which noise cancellation and high frequency components are attenuated. Since the rotation angle ⁇ pa is calculated, it is possible to match the pinion rotation angle ⁇ pa with the actual rotation angle of the handle-side pinion shaft 106 with higher accuracy than when the LPF387 is not provided. As a result, according to the steering device 30 according to the third embodiment, the steering feeling can be improved as compared with the case where the LPF387 is not provided.
  • the control device 400 corresponding to the control devices 100 and 200 is provided with respect to the steering device 10 according to the first embodiment and the steering device 20 according to the second embodiment. different.
  • the points different from the steering device 10 according to the first embodiment will be described, and the same points as the steering device 10 according to the first embodiment will be omitted.
  • FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a pinion rotation angle calculation unit 470 of the control device 400 according to the fourth embodiment.
  • the control device 400 according to the fourth embodiment calculates the pinion rotation angle corresponding to the pinion rotation angle calculation unit 170 with respect to the control device 100 according to the first embodiment and the control device 200 according to the second embodiment. Part 470 is different.
  • the pinion rotation angle calculation unit 470 according to the fourth embodiment uses the actual current Im output from the motor current detection unit 124 by the pinion rotation angle calculation unit 170 according to the first embodiment and the second embodiment. While the pinion rotation angle ⁇ pa is calculated, the pinion rotation angle ⁇ pa is calculated using the target current It set by the target current setting unit 121.
  • the correction angle setting unit 480 of the pinion rotation angle calculation unit 470 converts the output value corresponding to the target current It set by the target current setting unit 121 into an absolute value. It has an absolute valuation unit 481 to perform.
  • the correction angle setting unit 480 is a code grasping unit 482 that grasps the sign of the target current It set by the target current setting unit 121, and a value after being absolute valued by the absolute value conversion unit 481. It has a base correction angle calculation unit 483 that calculates a base correction angle ⁇ hb that is the base of the correction angle ⁇ h based on the target current
  • the correction angle setting unit 480 includes a code multiplication unit 184 that multiplies the base correction angle ⁇ hb calculated by the base correction angle calculation unit 483 and the sign grasped by the code grasping unit 482, a gain multiplication unit 185, and limit processing. It is provided with a unit 186.
  • the absolute value conversion unit 481 calculates the absolute value of the target current It set by the target current setting unit 121, which has a plus or minus sign.
  • the value calculated by the absolute value conversion unit 481 is the target current
  • the code grasping unit 482 grasps whether the code of the target current It set by the target current setting unit 121 is a plus or minus code.
  • the base correction angle calculation unit 483 converts the absolute value into a control map showing the correspondence between the target current
  • the base correction angle ⁇ hb is calculated by substituting the post-target current
  • after absolute value conversion and the base correction angle ⁇ hb is the same as the control map shown in FIG. That is, when the target current
  • the pinion rotation angle calculation unit 470 has a correction angle setting unit 480, and the correction angle setting unit 480 calculates the reference rotation angle ⁇ pb by the reference calculation unit 171. Since the value after correction using the set correction angle ⁇ h is set as the pinion rotation angle ⁇ pa, the calculated pinion rotation angle ⁇ pa and the actual pinion rotation angle ⁇ pa are likely to match.
  • the pinion rotation angle calculation unit 470 may include an LPF387 that is subjected to a filtering process corresponding to the low-pass filter, similarly to the pinion rotation angle calculation unit 370 according to the third embodiment. ..
  • the pinion rotation angle calculation unit 470 calculates the pinion rotation angle ⁇ pa based on the output value (target current It) in which noise cancellation and high frequency components are attenuated. Therefore, compared to the case where the LPF387 is not provided. It is also possible to match the pinion rotation angle ⁇ pa with the actual rotation angle of the handle side pinion shaft 106 with high accuracy.
  • the control device 500 corresponding to the control device 400 is different from the steering device 40 according to the fourth embodiment.
  • the points different from the steering device 40 according to the fourth embodiment will be described, and the same points as the steering device 40 according to the fourth embodiment will be omitted.
  • FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of the control device 500 according to the fifth embodiment.
  • the control device 500 according to the fifth embodiment includes a target current setting unit 521 corresponding to the target current setting unit 121 of the motor control unit 120 of the control device 400 according to the fourth embodiment, and a pinion rotation angle calculation unit 470. It has a corresponding pinion rotation angle calculation unit 570.
  • the target current setting unit 521 includes a base current calculation unit 521a for calculating the base current Ib which is a reference for setting the target current It, and an inertia compensation for calculating the inertia compensation current Is for canceling the inertial moment of the electric motor 110. It has a current calculation unit 521b and a damper compensation current calculation unit 521c for calculating the damper compensation current Id that limits the rotation of the motor. Further, the target current setting unit 521 includes a target current determination unit 521d that determines the target current It based on the values calculated by the base current calculation unit 521a, the inertia compensation current calculation unit 521b, and the damper compensation current calculation unit 521c. are doing.
  • the target current setting unit 521 has a phase compensation unit 521e that compensates for the phase of the steering torque T detected by the torque sensor 109. Further, the target current setting unit 521 has a pinion rotation angle ⁇ pa based on the target current It determined by the target current determination unit 521d, the values calculated by the inertia compensation current calculation unit 521b, and the damper compensation current calculation unit 521c. It has a calculation current determination unit 521f for determining a calculation current Ic, which is a current for calculating.
  • the base current calculation unit 521a displays, for example, a steering torque on a control map showing the correspondence between the phase-compensated steering torque T and the vehicle speed Vc and the base current Ib, which are created in advance based on the measurement results and stored in the ROM.
  • the base current Ib is calculated by substituting T and the vehicle speed Vc.
  • the inertia compensation current calculation unit 521b displays, for example, a control map showing the correspondence between the phase-compensated steering torque T and the vehicle speed Vc and the inertia compensation current Is, which are created in advance based on the measurement results and stored in the ROM.
  • the inertia compensation current Is is calculated by substituting the phase-compensated steering torque T and the vehicle speed Vc.
  • the damper compensation current calculation unit 521c corresponds to, for example, the phase-compensated steering torque T, vehicle speed Vc, and motor rotation speed Vm, which are created in advance based on the measurement results and stored in the ROM, and the damper compensation current Id.
  • the damper compensation current Id is calculated by substituting the phase-compensated steering torque T, vehicle speed Vc, and motor rotation speed Vm into the control map showing the above.
  • the target current determination unit 521d includes a base current Ib calculated by the base current calculation unit 521a, an inertia compensation current Is calculated by the inertia compensation current calculation unit 521b, and a damper compensation calculated by the damper compensation current calculation unit 521c.
  • the target current It is determined based on the current Id.
  • the target current determination unit 521d determines the target current It in consideration of the rack position Rp grasped by the rack position grasping unit 160 in addition to the base current Ib, the inertia compensation current Is, and the damper compensation current Id. The detailed description thereof will be omitted. Then, the target current determination unit 521d outputs the determined target current It to the motor drive control unit 122 and the calculation current determination unit 521f.
  • the calculation current determination unit 521f has an inertia compensation current Is calculated by the inertia compensation current calculation unit 521b and a damper compensation calculated by the damper compensation current calculation unit 521c from the target current It determined by the target current determination unit 521d.
  • the pinion rotation angle calculation unit 570 calculates the pinion rotation angle ⁇ pa using the calculation current Ic determined by the calculation current determination unit 521f. That is, the correction angle setting unit (not shown) of the pinion rotation angle calculation unit 570 is an absolute value conversion unit (not shown) that performs absolute value conversion of the output value corresponding to the calculation current Ic determined by the calculation current determination unit 521f. Not shown). Further, the correction angle setting unit includes a code grasping unit (not shown) for grasping the sign of the calculation current Ic determined by the calculation current determination unit 521f, and an absolute value conversion unit after the absolute value is obtained.
  • the correction angle setting unit includes a code multiplication unit (not shown) for multiplying the base correction angle ⁇ hb calculated by the base correction angle calculation unit and the code grasped by the code grasping unit, and a gain multiplication unit (not shown).
  • a limit processing unit (not shown) is provided.
  • the absolute value conversion unit calculates the absolute value of the calculation current Ic determined by the calculation current determination unit 521f, which has a plus or minus sign.
  • the value calculated by the absolute value conversion unit is the calculated current
  • the code grasping unit grasps whether the code of the calculation current Ic determined by the calculation current determination unit 521f is a plus or minus code.
  • the base correction angle calculation unit (not shown) is a control map created in advance based on the measurement results and stored in the ROM, showing the correspondence between the absolute value calculation current
  • the base correction angle ⁇ hb is calculated by substituting the calculation current
  • and the base correction angle ⁇ hb is the same as the control map shown in FIG. That is, when the calculated current
  • the pinion rotation angle calculation unit 570 uses the calculation current Ic determined by subtracting the inertia compensation current Is and the damper compensation current Id from the target current It.
  • the pinion rotation angle ⁇ pa is calculated. Since the target current setting unit 521 sets the target current It to be supplied to the electric motor 110 in consideration of the influence of the disturbance, when the pinion rotation angle ⁇ pa is calculated using this target current It, the disturbance Since it is affected by setting the target current It in consideration of the influence, there is a possibility that the correct pinion rotation angle ⁇ pa cannot be calculated.
  • the pinion rotation angle ⁇ pa By subtracting the inertia compensation current Is and the damper compensation current Id, which are the values considering the influence of these disturbances, the pinion rotation angle ⁇ pa can be estimated with higher accuracy. It should be noted that the values considering the influence of the disturbance are exemplified as the inertia compensation current Is and the damper compensation current Id, but are not limited thereto.
  • the steering feeling is improved by correcting the error.
  • the steering feeling is further improved as compared with the case where the error is not corrected.
  • control devices 100, 200, 300, 400, and 500 in each of the above-described embodiments may be realized by hardware or software.
  • the software (computer program) can be provided in a form stored in a computer-readable recording medium.
  • Computer readable recording medium is not limited to portable recording media such as flexible disks and CD-ROMs, but also internal storage devices in computers such as various RAMs and ROMs, and external storage devices such as hard disks. Also includes.
  • the steering devices 10, 20, 30, 40, 50 in each of the above-described embodiments calculate the pinion rotation angle ⁇ pa, which is the rotation angle of the steering wheel side pinion shaft 106, in the power transmission from the electric motor 110 to the rack shaft 105.
  • the present invention is not particularly limited to this aspect.
  • a so-called dual pinion assist type steering device having a rack and pinion mechanism composed of a pinion formed on an assist side pinion shaft and rack teeth 105a in which the driving force of the electric motor 110 is transmitted via a reduction mechanism.
  • the pinion rotation angle which is the rotation angle of the assist side pinion shaft
  • the pinion rotation angle which is the rotation angle of the assist side pinion shaft in which the driving force of the electric motor 110 is transmitted via the reduction mechanism, may be calculated.
  • the rack position grasping unit sets the correction rack position Rh
  • the output value (actual current Im) from the motor current detection unit 124 and the target are the same as when the correction angle setting unit 180 sets the correction angle ⁇ h. It may be based on the current It or the calculation current Ic. Even in such a mode in which the rack position grasping unit is applied, the rack position Rp grasped by the rack position grasping unit can easily match the actual position.
  • Steering device 100, 200, 300, 400, 500 ... Control device, 105 ... Rack shaft, 106 ... Handle side pinion shaft, 109 ... Torque sensor, 110 ... Electric motor, 111 ... Deceleration mechanism, 120, 220 ... Motor control unit, 151 ... Motor rotation angle calculation unit, 160 ... Rack position grasping unit, 170, 370, 470, 570 ... Pinion rotation angle calculation unit, 190 ... Rack position calculation unit, 250 ... Steering Angle calculation unit, 387 ... LPF

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Abstract

操舵制御装置１００は、ラック軸に伝達する動力を供給する電動モータ１１０の回転角度θｍを算出するモータ回転角度算出部１５１と、電動モータ１１０の回転角度θｍと、電動モータ１１０に供給される電流値とに基づいて、ラック位置を把握するラック位置把握部１６０と、ラック位置把握部１６０が把握したラック軸の位置に基づいて電動モータ１１０を制御するモータ制御部１２０と、を備える。

Description

操舵制御装置、電動パワーステアリング装置
　本発明は、操舵制御装置、電動パワーステアリング装置に関する。
　従来、電動パワーステアリング装置において、レゾルバ等からの出力値に基づくモータ回転角度に基づいて算出した、ラック軸の位置や操舵角（ステアリングホイールの回転角度）を用いて電動モータを制御する技術が提案されている。
　例えば、特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置は、ラック軸の位置を検出するラック軸位置検出部を備えている。ラック軸位置検出部は、レゾルバからの出力信号を基に電動モータの回転位置を把握し、減速機構およびピニオンシャフトを介して電動モータの回転駆動力が機械的に伝達されるラック軸の位置を検出し、ラック軸の位置が出力信号に変換されたラック軸位置信号を出力する。また、電動モータに供給する目標電流を算出する目標電流算出部は、ラック軸の位置や移動状態に基づいて操舵反力を電動モータに与えるための電流である操舵反力補償電流を算出する操舵反力補償電流算出部を有している。
　また、特許文献２に記載の電動パワーステアリング装置は、電動モータと、ステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルクセンサと、ステアリングホイールの回転角度である操舵角を検出する操舵角算出部と、トルクセンサが正常である場合にはトルクセンサが検出したトルクに基づいて、トルクセンサが正常ではない場合には操舵角算出部が検出した操舵角及び目標の操舵角速度と実際の操舵角速度との偏差に基づいて電動モータの駆動力を制御する制御装置と、を備える。
特開２０１５－１２３８０７号公報 特開２０１７－９４９３５号公報
　電動モータとラック軸、電動モータとステアリングホイールとは、機械的に連結されており、それら部材間にはクリアランスが設定されている等のために、電動モータの回転角度に基づいて算出したラック軸の位置や操舵角が、真の位置や角度と誤差が生じているおそれがある。そして、誤差が生じた場合には、電動モータを用いたアシスト制御が適切なタイミングや値でされなくなり、その結果、操舵フィーリングが悪化するおそれがある。
　本発明は、操舵フィーリングを向上させることができる操舵制御装置等を提供することを目的とする。
　かかる目的のもと、本発明は、操舵部材の操舵に対する補助力を加える電動モータの回転角度を算出するモータ回転角度算出部と、前記電動モータの回転により回転するピニオン軸に形成されたピニオンと噛み合うラック歯が形成されたラック軸の位置を、前記モータ回転角度算出部が算出した前記電動モータの回転角度及び前記電動モータに供給された実電流に基づいて把握するラック位置把握部と、前記ラック位置把握部が把握した前記ラック軸の位置に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御部と、を備えることを特徴とする操舵制御装置である。
　本発明によれば、操舵フィーリングを向上させることができる操舵制御装置等を提供することができる。
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。 第１の実施形態に係る制御装置の概略構成を示す図である。 第１の実施形態に係るピニオン回転角度算出部の概略構成を示す図である。 絶対値化後実電流とベース補正角度との対応を示す制御マップの概略図である。 ラック位置の時間変化を示す図である。 第２の実施形態に係る制御装置の概略構成を示す図である。 実際のステアリングホイールの回転角度（操舵角）に対する操舵トルクの値を示す図である。 第３の実施形態に係る制御装置のピニオン回転角度算出部の概略構成を示す図である。 第４の実施形態に係る制御装置のピニオン回転角度算出部の概略構成を示す図である。 第５の実施形態に係る制御装置の概略構成を示す図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
　図１は、第１の実施形態に係る電動パワーステアリング装置１０の概略構成を示す図である。
　電動パワーステアリング装置１０（以下、単に「ステアリング装置１０」と称する場合もある。）は、車両の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、本実施の形態においては自動車１に適用した構成を例示している。なお、図１は、自動車１を前方から見た図である。
　ステアリング装置１０は、自動車１の進行方向を変えるために運転者が操作する操舵部材の一例としての車輪（ホイール）状のステアリングホイール（ハンドル）１０１と、ステアリングホイール１０１に一体的に設けられたステアリングシャフト１０２とを備えている。また、ステアリング装置１０は、ステアリングシャフト１０２と自在継手１０３ａを介して連結された上部連結シャフト１０３と、この上部連結シャフト１０３と自在継手１０３ｂを介して連結されたハンドル側ピニオン軸１０６とを備えている。
　また、ステアリング装置１０は、転動輪としての左右の車輪２それぞれに連結されたタイロッド１０４と、タイロッド１０４に連結されたラック軸１０５とを備えている。ラック軸１０５には、ハンドル側ピニオン軸１０６に形成されたピニオン１０６ａとともにラック・ピニオン機構を構成するラック歯１０５ａが形成されている。
　また、ステアリング装置１０は、電動モータ１１０と、電動モータ１１０の駆動力を減速してハンドル側ピニオン軸１０６に伝達する減速機構１１１とを備えている。減速機構１１１は、ハンドル側ピニオン軸１０６に固定されたウォームホイール１１１ａと、軸継手（不図示）を介して電動モータ１１０の出力軸に連結されるウォーム１１１ｂとを有する。電動モータ１１０は、ハンドル側ピニオン軸１０６に回転駆動力を加えることにより、ラック軸１０５に車輪２を転動させる駆動力（ラック軸力）を加える。電動モータ１１０は、電動モータ１１０の回転角度であるモータ回転角度θｍに連動した回転角度信号θｍｓを出力するレゾルバ１１２を有する３相ブラシレスモータである。
　また、ステアリング装置１０は、ハンドル側ピニオン軸１０６に形成されたピニオン１０６ａ、ラック軸１０５に形成されたラック歯１０５ａの周囲を覆うステアリングギヤボックス１０８を有している。電動モータ１１０は、ステアリングギヤボックス１０８に支持されている。
　また、ステアリング装置１０は、ステアリングギヤボックス１０８の内部に、ハンドル側ピニオン軸１０６の捩れ量に基づいて、ステアリングホイール１０１に加えられた操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１０９を備えている。トルクセンサ１０９は、磁歪に起因する磁気特性の変化に基づいてハンドル側ピニオン軸１０６の捩れに応じた操舵トルクＴを検出する磁歪式のセンサであることを例示することができる。
　また、ステアリング装置１０は、電動モータ１１０の作動を制御する操舵制御装置の一例としての制御装置１００を備えている。制御装置１００には、上述したトルクセンサ１０９からの出力信号が入力される。また、制御装置１００には、自動車１に搭載される各種の機器を制御するための信号を流す通信を行うネットワーク（ＣＡＮ）を介して、自動車１の移動速度である車速Ｖｃを検出する車速センサ３からの出力信号ｖなどが入力される。また、制御装置１００には、レゾルバ１１２からの回転角度信号θｍｓなどが入力される。
　以上のように構成されたステアリング装置１０は、トルクセンサ１０９が検出した操舵トルクＴに基づいて電動モータ１１０の駆動を制御し、電動モータ１１０の駆動力（発生トルク）をハンドル側ピニオン軸１０６に伝達する。これにより、電動モータ１１０の駆動力（発生トルク）が、ステアリングホイール１０１に加える運転者の操舵をアシストする。言い換えれば、電動モータ１１０は、運転者のステアリングホイール１０１の操舵に対してアシスト力（補助力）を付与する。
（制御装置）
　次に、制御装置１００について説明する。
　図２は、第１の実施形態に係る制御装置１００の概略構成を示す図である。
　制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等からなる算術論理演算回路である。
　制御装置１００は、電動モータ１１０の駆動を制御するモータ制御部１２０を備えている。また、制御装置１００は、電動モータ１１０の回転角度であるモータ回転角度θｍを算出するモータ回転角度算出部１５１と、モータ回転角度算出部１５１にて算出されたモータ回転角度θｍに基づいて、モータ回転速度Ｖｍを算出するモータ回転速度算出部１５２とを備えている。また、制御装置１００は、ラック軸１０５の位置であるラック位置Ｒｐを把握するラック位置把握部１６０を備えている。
　モータ制御部１２０は、電動モータ１１０に供給する目標電流Ｉｔを設定する目標電流設定部１２１と、電動モータ１１０の作動を制御するモータ駆動制御部１２２と、電動モータ１１０を駆動させるモータ駆動部１２３と、電動モータ１１０に実際に流れる実電流Ｉｍを検出するモータ電流検出部１２４とを有している。
　目標電流設定部１２１は、検出された操舵トルクＴ及び車速Ｖｃ、モータ回転速度算出部１５２にて算出されたモータ回転速度Ｖｍ、ラック位置把握部１６０にて把握されたラック位置Ｒｐ等に基づいて電動モータ１１０に供給する目標電流Ｉｔを設定する。
　モータ駆動制御部１２２は、目標電流設定部１２１にて設定された目標電流Ｉｔと、モータ電流検出部１２４にて検出された電動モータ１１０へ供給される実電流Ｉｍとの偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック制御部（不図示）を有している。また、モータ駆動制御部１２２は、電動モータ１１０をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成するＰＷＭ信号生成部（不図示）を有している。
　モータ駆動部１２３は、所謂インバータであり、例えば、スイッチング素子として６個の独立したトランジスタ（ＦＥＴ）を備え、６個の内の３個のトランジスタは電源の正極側ラインと各相の電気コイルとの間に接続され、他の３個のトランジスタは各相の電気コイルと電源の負極側（アース）ラインと接続されている。そして、６個の中から選択した２個のトランジスタのゲートを駆動してこれらのトランジスタをスイッチング動作させることにより、電動モータ１１０の駆動を制御する。
　モータ電流検出部１２４は、モータ駆動部１２３に接続されたシャント抵抗の両端に生じる電圧から電動モータ１１０に流れる実電流Ｉｍの値を検出し、検出した実電流Ｉｍに対応する信号を出力する。
　ここで、ハンドル側ピニオン軸１０６の捩れ量が０の状態（中立状態）からのステアリングホイール１０１の右回転時におけるステアリングホイール１０１とハンドル側ピニオン軸１０６との相対回転角度が変化する方向（相対回転角度が生じる方向）をプラス（操舵トルクＴがプラス）とする。また、中立状態からのステアリングホイール１０１の左回転時におけるステアリングホイール１０１とハンドル側ピニオン軸１０６との相対回転角度が変化する方向（相対回転角度が生じる方向）をマイナス（操舵トルクＴがマイナス）とする。そして、基本的には、トルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴがプラスであるときに、電動モータ１１０を右回転方向に回転させるように目標電流Ｉｔが設定され、その目標電流Ｉｔが流れる方向をプラスとする。他方、操舵トルクＴがマイナスであるときに、電動モータ１１０を左回転方向に回転させるように目標電流Ｉｔが設定され、電動モータ１１０を左回転方向に回転させる方向のトルクを発生させる。
　モータ回転角度算出部１５１は、レゾルバ１１２からの回転角度信号θｍｓに基づいてモータ回転角度θｍを算出する。
　モータ回転速度算出部１５２は、モータ回転角度算出部１５１が算出したモータ回転角度θｍに基づいて電動モータ１１０のモータ回転速度Ｖｍを算出する。
　ラック位置把握部１６０は、ハンドル側ピニオン軸１０６の回転角度であるピニオン回転角度θｐａを算出するピニオン回転角度算出部１７０と、ラック位置Ｒｐを算出するラック位置算出部１９０とを備えている。
　ラック位置算出部１９０は、ハンドル側ピニオン軸１０６に形成されたピニオン１０６ａとラック軸１０５に形成されたラック歯１０５ａとがラック・ピニオン機構を構成し、機械的に連結されていることに鑑みる。ラック位置算出部１９０は、ピニオン回転角度算出部１７０が算出したピニオン回転角度θｐａに基づいてラック位置Ｒｐを算出する。
　図３は、第１の実施形態に係るピニオン回転角度算出部１７０の概略構成を示す図である。
　ピニオン回転角度算出部１７０は、ハンドル側ピニオン軸１０６の回転角度の基準となる基準回転角度θｐｂを算出する基準算出部１７１を有している。
　また、ピニオン回転角度算出部１７０は、基準算出部１７１が算出した基準回転角度θｐｂを補正するための補正角度θｈを設定する補正角度設定部１８０を有している。
　また、ピニオン回転角度算出部１７０は、基準算出部１７１が算出した基準回転角度θｐｂと、補正角度設定部１８０が設定した補正角度θｈとを用いて最終的にピニオン回転角度θｐａを算出する最終算出部１７２を有している。
　基準算出部１７１は、電動モータ１１０の出力軸とハンドル側ピニオン軸１０６とが減速機構１１１を介して機械的に連結されていることに鑑み、モータ回転角度算出部１５１が算出したモータ回転角度θｍに基づいて基準回転角度θｐｂを算出する。
　補正角度設定部１８０は、モータ電流検出部１２４から出力される実電流Ｉｍに対応する出力値の絶対値化を行う絶対値化部１８１と、モータ電流検出部１２４からの出力値の符号を把握する符号把握部１８２とを備えている。また、補正角度設定部１８０は、絶対値化部１８１にて絶対値化された後の値である絶対値化後実電流｜Ｉｍ｜に基づいて補正角度θｈのベースとなるベース補正角度θｈｂを算出するベース補正角度算出部１８３を備えている。また、補正角度設定部１８０は、ベース補正角度算出部１８３が算出したベース補正角度θｈｂと、符号把握部１８２が把握した符号とを乗算する符号乗算部１８４を備えている。また、補正角度設定部１８０は、符号乗算部１８４が乗算することにより得た乗算値と、予め定められたゲインＧとを乗算するゲイン乗算部１８５を備えている。また、補正角度設定部１８０は、ゲイン乗算部１８５が乗算することにより得た乗算値に対してリミット処理を行うリミット処理部１８６を備えている。
　絶対値化部１８１は、プラス又はマイナスの符号を持つ、モータ電流検出部１２４からの出力値（実電流Ｉｍ）の絶対値を算出する。絶対値化部１８１にて算出された値が絶対値化後実電流｜Ｉｍ｜である。
　符号把握部１８２は、モータ電流検出部１２４からの出力値（実電流Ｉｍ）の符号がプラス又はマイナスのいずれの符号であるか否かを把握する。
　図４は、絶対値化後実電流｜Ｉｍ｜とベース補正角度θｈｂとの対応を示す制御マップの概略図である。
　ベース補正角度算出部１８３は、予め測定結果に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、絶対値化後実電流｜Ｉｍ｜とベース補正角度θｈｂとの対応を示す図４に例示した制御マップに、絶対値化後実電流｜Ｉｍ｜を代入することによりベース補正角度θｈｂを算出する。
　図４に示した制御マップにおいては、絶対値化後実電流｜Ｉｍ｜が予め定められた基準電流値Ｉｍ０以上である場合には、ベース補正角度θｈｂは予め定められた正の値である基準補正角度θｈｂ０である。そして、絶対値化後実電流｜Ｉｍ｜が０から基準電流値Ｉｍ０まで大きくなるに従って、ベース補正角度θｈｂは０から基準補正角度θｈｂ０まで大きくなる。
　符号乗算部１８４は、ベース補正角度算出部１８３が算出したベース補正角度θｈｂと、符号把握部１８２が把握した符号とを乗算する。符号把握部１８２が把握した符号がプラスである場合には符号乗算部１８４が乗算することにより得た乗算値はθｈｂであり、実電流Ｉｍの符号がマイナスである場合には符号乗算部１８４が乗算することにより得た乗算値は－θｈｂである。
　ゲイン乗算部１８５は、符号乗算部１８４が乗算することにより得た乗算値とゲインＧとを乗算する。ゲインＧは、－１であることを例示することができる。ゆえに、符号乗算部１８４が乗算することにより得た乗算値がθｈｂである場合、ひいてはモータ電流検出部１２４からの出力値（実電流Ｉｍ）の符号がプラスである場合には、ゲイン乗算部１８５が乗算することにより得た乗算値は－θｈｂである。他方、符号乗算部１８４が乗算することにより得た乗算値が－θｈｂである場合、ひいてはモータ電流検出部１２４からの出力値（実電流Ｉｍ）の符号がマイナスである場合には、ゲイン乗算部１８５が乗算することにより得た乗算値はθｈｂである。
　リミット処理部１８６は、ゲイン乗算部１８５が乗算することにより得た乗算値が予め定められた上限値よりも大きい場合には、上限値を補正角度θｈとして設定する。他方、リミット処理部１８６は、ゲイン乗算部１８５が乗算することにより得た乗算値が予め定められた下限値よりも小さい場合には、下限値を補正角度θｈとして設定する。そして、リミット処理部１８６は、ゲイン乗算部１８５が乗算することにより得た乗算値が、下限値以上、上限値以下である場合には、ゲイン乗算部１８５が乗算することにより得た乗算値を補正角度θｈとして設定する。上限値は、補正角度θｈとして想定される最も大きな値であり、下限値は、補正角度θｈとして想定される最も小さな値であることを例示することができる。
　最終算出部１７２は、基準算出部１７１が算出した基準回転角度θｐｂと、補正角度設定部１８０が設定した補正角度θｈとを加算する。そして、最終算出部１７２が加算することにより得た値を、最終的にピニオン回転角度θｐａとして出力する（θｐａ＝θｐｂ＋θｈ）。
　以上のように構成されたピニオン回転角度算出部１７０においては、実電流Ｉｍの符号がプラスである場合には、補正角度θｈはマイナスの値となり、ピニオン回転角度θｐａは、モータ回転角度算出部１５１が算出したモータ回転角度θｍに基づいて算出した基準回転角度θｐｂよりも小さくなる。他方、実電流Ｉｍの符号がマイナスである場合には、補正角度θｈはプラスの値となり、ピニオン回転角度θｐａは、モータ回転角度算出部１５１が算出したモータ回転角度θｍに基づいて基準算出部１７１が算出した基準回転角度θｐｂよりも大きくなる。その結果、例えば、減速機構１１１を構成するウォームホイール１１１ａとウォーム１１１ｂとの間のクリアランス等に起因して、レゾルバ１１２の検出値に対応するハンドル側ピニオン軸１０６の回転角度と、実際のハンドル側ピニオン軸１０６の回転角度との間に誤差が生じるとしても、ピニオン回転角度算出部１７０にて算出されたピニオン回転角度θｐａが実際のハンドル側ピニオン軸１０６の回転角度に一致し易くなる。その他、ラック歯１０５ａとピニオン１０６ａ等のクリアランス等に起因して、誤差が生じるとしても、ピニオン回転角度算出部１７０にて算出されたピニオン回転角度θｐａが実際のハンドル側ピニオン軸１０６の回転角度に一致し易くなる。
　比較例として、ピニオン回転角度算出部１７０が、補正角度設定部１８０を有しておらず、基準算出部１７１が算出した基準回転角度θｐｂをピニオン回転角度θｐａとする場合を考える。以下、補正角度設定部１８０を有しておらず、基準算出部１７１が算出した基準回転角度θｐｂをピニオン回転角度θｐａとして算出する部位を、「比較例に係るピニオン回転角度算出部」と称す場合がある。比較例に係るピニオン回転角度算出部においては、例えば、減速機構１１１を構成するウォームホイール１１１ａとウォーム１１１ｂとの間のクリアランス分だけ電動モータ１１０が回転し、実際にはハンドル側ピニオン軸１０６が回転していなくとも、電動モータ１１０が回転している分、ハンドル側ピニオン軸１０６が回転したとしてピニオン回転角度θｐａを算出する。それゆえ、算出されたピニオン回転角度θｐａと、実際のピニオン回転角度θｐａとの間に誤差が生じる。
　これに対して、第１の実施形態に係るピニオン回転角度算出部１７０は、補正角度設定部１８０を有し、基準算出部１７１が算出した基準回転角度θｐｂを、補正角度設定部１８０が設定した補正角度θｈを用いて補正した後の値をピニオン回転角度θｐａとするので、算出されたピニオン回転角度θｐａと、実際のピニオン回転角度θｐａとは一致し易くなる。
　なお、リミット処理部１８６にて、補正角度θｈが、下限値以上、上限値以下の範囲に設定されることにより、補正角度θｈを用いて補正することに起因して、却って算出されたピニオン回転角度θｐａが実際のピニオン回転角度θｐａと大きく異なる値になることが抑制される。
　図５は、ラック位置Ｒｐの時間変化を示す図である。図５は、電動モータ１１０が停止している状態から回転し始めたときの、ラック位置Ｒｐの変化を示す図である。
　ラック位置算出部１９０は、ピニオン回転角度算出部１７０にて算出されたピニオン回転角度θｐａに基づいてラック位置Ｒｐを算出する。それゆえ、ラック位置算出部１９０が、比較例に係るピニオン回転角度算出部が算出したピニオン回転角度θｐａに基づいてラック位置Ｒｐを算出すると、算出されたラック位置Ｒｐは、実際のラック位置Ｒｐと誤差が生じる。例えば、図５に示すように、実際にはラック位置Ｒｐが変化していなくとも（実際のラック位置Ｒｐを実測したものを破線で示している）、ラック位置Ｒｐが変化したと算出する（一点鎖線参照）。これに対して、第１の実施形態に係るラック位置算出部１９０が、ピニオン回転角度算出部１７０にて算出されたピニオン回転角度θｐａに基づいてラック位置Ｒｐを算出することで、ラック位置算出部１９０が算出したラック位置Ｒｐが実際の位置に一致し易くなる（図５の実線参照）。
　それゆえ、モータ制御部１２０が、ラック位置算出部１９０が算出したラック軸１０５の位置ｐに基づいて電動モータ１１０の駆動を制御することで、電動モータ１１０によるアシスト制御が適切なタイミングや値で行われ易くなる。その結果、第１の実施形態に係るステアリング装置１０によれば、操舵フィーリングを向上させることができる。
　なお、上述した実施形態においては、ラック位置把握部１６０が、ピニオン回転角度θｐａを算出するピニオン回転角度算出部１７０を有し、ラック位置算出部１９０が、ピニオン回転角度算出部１７０が算出したピニオン回転角度θｐａに基づいて算出したラック位置Ｒｐをラック軸１０５の位置と把握しているが、特にかかる態様に限定されない。
　ラック位置把握部１６０は、電動モータ１１０の出力軸とハンドル側ピニオン軸１０６とが減速機構１１１を介して機械的に連結され、さらにラック・ピニオン機構によりハンドル側ピニオン軸１０６とラック軸１０５とが機械的に連結されていることに鑑み、ピニオン回転角度θｐａを算出することなくラック位置Ｒｐを算出しても良い。
　例えば、ラック位置把握部１６０は、モータ回転角度算出部１５１が算出したモータ回転角度θｍに基づいてラック軸１０５の位置の基準となる基準ラック位置Ｒｐｂを算出する。また、ラック位置把握部１６０は、基準ラック位置Ｒｐｂを補正するための補正ラック位置Ｒｈを設定する。そして、ラック位置把握部１６０は、基準ラック位置Ｒｐｂと、補正ラック位置Ｒｈとを加算することにより得た値を、最終的にラック位置Ｒｐとして把握すると良い（Ｒｐ＝Ｒｐｂ＋Ｒｈ）。なお、ラック位置把握部１６０が補正ラック位置Ｒｈを設定するにあたっては、補正角度設定部１８０が補正角度θｈを設定するのと同様に、モータ電流検出部１２４からの出力値（実電流Ｉｍ）に基づくと良い。
　ラック位置把握部１６０がかかる態様であっても、ラック位置把握部１６０が把握したラック位置Ｒｐが実際の位置に一致し易くなる。
＜第２の実施形態＞
　第２の実施形態に係るステアリング装置２０においては、第１の実施形態に係るステアリング装置１０に対して、制御装置１００に相当する制御装置２００が異なる。以下、第１の実施形態に係るステアリング装置１０と異なる点について説明し、第１の実施形態に係るステアリング装置１０と同じ点についての説明は省略する。
　図６は、第２の実施形態に係る制御装置２００の概略構成を示す図である。
　制御装置２００は、電動モータ１１０の駆動を制御するモータ制御部２２０と、モータ回転角度算出部１５１と、モータ回転速度算出部１５２と、ピニオン回転角度算出部１７０とラック位置算出部１９０とを有するラック位置把握部１６０と、を備えている。加えて、制御装置２００は、ステアリングホイール１０１の回転角度である操舵角θｓを算出する操舵角算出部２５０を備えている。操舵角算出部２５０は、ラック位置Ｒｐに基づいてステアリングホイール１０１の回転角度（操舵角θｓ）を算出する。
　モータ制御部２２０は、操舵角算出部２５０が算出した操舵角θｓをも加味して電動モータ１１０の駆動を制御する。例えば、モータ制御部２２０の目標電流設定部２２１は、トルクセンサ１０９が故障した場合に、操舵トルクＴに代えて、操舵角算出部２５０が算出した操舵角θｓに基づいて電動モータ１１０に供給するのに必要となる目標電流Ｉｔを設定する。
　以上のように構成された制御装置２００においては、第１の実施形態に係る制御装置１００と同様に、ラック位置算出部１９０にて算出されたラック位置Ｒｐが実際の位置に一致し易くなるので、操舵角算出部２５０が算出する操舵角θｓも実際のステアリングホイール１０１の回転角度に一致し易くなる。そして、モータ制御部２２０が、操舵角算出部２５０が算出した操舵角θｓに基づいて電動モータ１１０の駆動を制御することで、電動モータ１１０によるアシスト制御が適切なタイミングや値で行われ易くなる。
　図７は、実際のステアリングホイール１０１の回転角度（操舵角θｓ）に対する操舵トルクＴの値を示す図である。図７は、車輪２を転動させるべくステアリングホイール１０１を回転し始めたときの、操舵トルクＴの変化を示す図である。
　ラック位置算出部１９０が比較例に係るピニオン回転角度算出部にて算出されたピニオン回転角度θｐａに基づいてラック位置Ｒｐを算出する場合、実際にはラック位置Ｒｐが変化していなくとも、電動モータ１１０が回転している分、ラック位置Ｒｐが移動したとして電動モータ１１０を制御する。それゆえ、例えば、実際には、電動モータ１１０によるアシストが十分には行われていないにもかかわらず（電動モータ１１０に供給された実電流Ｉｍが少ないにもかかわらず）、電動モータ１１０が回転していることから、アシストが十分には行われている（実電流Ｉｍは十分である）と認識する。それゆえ、図７に示すように、ステアリングホイール１０１を回転し始めたときに、電動モータ１１０によるアシストが適切なタイミングや値で行われず、操舵トルクＴが大きくなってしまう。
　これに対して、第２の実施形態に係るステアリング装置２０によれば、ラック位置算出部１９０が算出したラック位置Ｒｐが実際の位置に一致し易くなるので、モータ制御部２２０により、電動モータ１１０によるアシスト制御が適切なタイミングや値で行われることになる。その結果、図７に示すように、ステアリングホイール１０１を回転し始めたときから、操舵をアシストするので、ステアリングホイール１０１の回転角度（操舵角θｓ）に応じて操舵トルクＴが徐々に大きくなる。言い換えると、クリアランス等を考慮した結果、従来よりも早い段階からトルクが立ち上がるようになる。それゆえ、第２の実施形態に係るステアリング装置２０によれば、操舵フィーリングを向上させることができる。
　なお、第２の実施形態に係る制御装置２００では、モータ制御部２２０が、トルクセンサ１０９が故障した場合に、操舵トルクＴに代えて、操舵角算出部２５０が算出した操舵角θｓに基づいて電動モータ１１０の駆動を制御する点について例示したが、特にかかる態様に限定されない。モータ制御部２２０は、トルクセンサ１０９が故障していない場合において、トルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴと、操舵角算出部２５０が算出した操舵角θｓとに基づいて電動モータ１１０を制御しても良い。
　例えば、モータ制御部２２０は、検出された操舵トルクＴ及び車速Ｖｃと、モータ回転速度算出部１５２にて算出されたモータ回転速度Ｖｍとに基づいて基本目標電流Ｉｂを設定する。また、モータ制御部２２０は、例えばモータ回転速度Ｖｍの絶対値が予め定められた所定回転速度以下である場合に基本目標電流Ｉｂに付加する付加電流Ｉａを設定する。そして、モータ制御部２２０は、基本目標電流Ｉｂと付加電流Ｉａとを加算することにより得た値を目標電流Ｉｔに設定する（Ｉｔ＝Ｉｂ＋Ｉａ）。そして、モータ制御部２２０は、付加電流Ｉａを設定するにあたって、操舵角算出部２５０が算出した操舵角θｓと、トルクセンサ１０９が検出した操舵トルクＴとに基づき、ラック位置算出部１９０が算出したラック位置Ｒｐに加えて、ハンドル側ピニオン軸１０６が捩れている分を考慮して付加電流Ｉａを設定しても良い。
　このモータ制御部２２０によれば、ステアリングホイール１０１が回転され始め、トルクセンサ１０９が操舵トルクＴを検出していることにより設定される基本目標電流Ｉｂに起因する駆動力（基本駆動力）では、ハンドル側ピニオン軸１０６が回転しない場合においても、付加電流Ｉａに起因する駆動力が加算されることによりハンドル側ピニオン軸１０６が回転する。それゆえ、例えばステアリングホイール１０１が回転され始めた時に電動モータ１１０によるアシスト力が付与開始されるまでの時間が短くなる。
　そして、このモータ制御部２２０によれば、操舵角算出部２５０が算出した操舵角θｓに基づいて付加電流Ｉａを設定することで、電動モータ１１０によるアシスト制御が適切なタイミングや値で行われ易くなる。
＜第３の実施形態＞
　第３の実施形態に係るステアリング装置３０においては、第１の実施形態に係るステアリング装置１０及び第２の実施形態に係るステアリング装置２０に対して、制御装置１００，２００に相当する制御装置３００が異なる。以下、第１の実施形態に係るステアリング装置１０と異なる点について説明し、第１の実施形態に係るステアリング装置１０と同じ点についての説明は省略する。
　図８は、第３の実施形態に係る制御装置３００のピニオン回転角度算出部３７０の概略構成を示す図である。
　第３の実施形態に係る制御装置３００は、第１の実施形態に係る制御装置１００及び第２の実施形態に係る制御装置２００に対して、ピニオン回転角度算出部１７０に相当するピニオン回転角度算出部３７０が異なる。
　第３の実施形態に係るピニオン回転角度算出部３７０は、第１の実施形態及び第２の実施形態に係るピニオン回転角度算出部１７０に対して、ローパスフィルタに対応するフィルタリング処理を施すＬＰＦ３８７を備えている点が異なる。ＬＰＦ３８７は、モータ電流検出部１２４からの出力値（実電流Ｉｍ）に対してフィルタリング処理を施す。ＬＰＦ３８７は、モータ電流検出部１２４からの出力値（実電流Ｉｍ）の内、遮断周波数より低い周波数の成分は減衰させず、遮断周波数より高い周波数の成分を減衰させるフィルタリング処理や、予め定められた時間内の出力値（実電流Ｉｍ）の値を平滑化する移動平均処理を施すものであることを例示することができる。
　以上のように構成された第３の実施形態に係る制御装置３００によれば、ピニオン回転角度算出部３７０が、ノイズキャンセルや高周波成分が減衰された、出力値（実電流Ｉｍ）に基づいてピニオン回転角度θｐａを算出するので、ＬＰＦ３８７を備えていない場合よりも精度高くピニオン回転角度θｐａを実際のハンドル側ピニオン軸１０６の回転角度に一致させることが可能になる。その結果、第３の実施形態に係るステアリング装置３０によれば、ＬＰＦ３８７を備えていない場合よりも操舵フィーリングを向上させることができる。
＜第４の実施形態＞
　第４の実施形態に係るステアリング装置４０においては、第１の実施形態に係るステアリング装置１０及び第２の実施形態に係るステアリング装置２０に対して、制御装置１００，２００に相当する制御装置４００が異なる。以下、第１の実施形態に係るステアリング装置１０と異なる点について説明し、第１の実施形態に係るステアリング装置１０と同じ点についての説明は省略する。
　図９は、第４の実施形態に係る制御装置４００のピニオン回転角度算出部４７０の概略構成を示す図である。
　第４の実施形態に係る制御装置４００は、第１の実施形態に係る制御装置１００及び第２の実施形態に係る制御装置２００に対して、ピニオン回転角度算出部１７０に相当するピニオン回転角度算出部４７０が異なる。
　第４の実施形態に係るピニオン回転角度算出部４７０は、第１の実施形態及び第２の実施形態に係るピニオン回転角度算出部１７０がモータ電流検出部１２４から出力される実電流Ｉｍを用いてピニオン回転角度θｐａを算出するのに対して、目標電流設定部１２１にて設定された目標電流Ｉｔを用いてピニオン回転角度θｐａを算出する。
　より具体的には、第４の実施形態に係るピニオン回転角度算出部４７０の補正角度設定部４８０は、目標電流設定部１２１にて設定された目標電流Ｉｔに対応する出力値の絶対値化を行う絶対値化部４８１を有している。また、補正角度設定部４８０は、目標電流設定部１２１にて設定された目標電流Ｉｔの符号を把握する符号把握部４８２と、絶対値化部４８１にて絶対値化された後の値である絶対値化後目標電流｜Ｉｔ｜に基づいて補正角度θｈのベースとなるベース補正角度θｈｂを算出するベース補正角度算出部４８３とを有している。また、補正角度設定部４８０は、ベース補正角度算出部４８３が算出したベース補正角度θｈｂと、符号把握部４８２が把握した符号とを乗算する符号乗算部１８４と、ゲイン乗算部１８５と、リミット処理部１８６とを備えている。
　絶対値化部４８１は、プラス又はマイナスの符号を持つ、目標電流設定部１２１にて設定された目標電流Ｉｔの絶対値を算出する。絶対値化部４８１にて算出された値が絶対値化後目標電流｜Ｉｔ｜である。
　符号把握部４８２は、目標電流設定部１２１にて設定された目標電流Ｉｔの符号がプラス又はマイナスのいずれの符号であるか否かを把握する。
　ベース補正角度算出部４８３は、予め測定結果に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、絶対値化後目標電流｜Ｉｔ｜とベース補正角度θｈｂとの対応を示す制御マップに、絶対値化後目標電流｜Ｉｔ｜を代入することによりベース補正角度θｈｂを算出する。絶対値化後目標電流｜Ｉｔ｜とベース補正角度θｈｂとの対応を示す制御マップは、図４に示した制御マップと同様であることを例示することができる。つまり、絶対値化後目標電流｜Ｉｔ｜が予め定められた基準電流値Ｉｍ０以上である場合には、ベース補正角度θｈｂは予め定められた正の値である基準補正角度θｈｂ０であり、絶対値化後目標電流｜Ｉｔ｜が０から基準電流値Ｉｍ０まで大きくなるに従って、ベース補正角度θｈｂは０から基準補正角度θｈｂ０まで大きくなる。
　以上のように構成された第４の実施形態に係るピニオン回転角度算出部４７０は、補正角度設定部４８０を有し、基準算出部１７１が算出した基準回転角度θｐｂを、補正角度設定部４８０が設定した補正角度θｈを用いて補正した後の値をピニオン回転角度θｐａとするので、算出されたピニオン回転角度θｐａと、実際のピニオン回転角度θｐａとは一致し易くなる。
　なお、第４の実施形態に係るピニオン回転角度算出部４７０は、第３の実施形態に係るピニオン回転角度算出部３７０と同様に、ローパスフィルタに対応するフィルタリング処理を施すＬＰＦ３８７を備えていても良い。かかる構成によれば、ピニオン回転角度算出部４７０が、ノイズキャンセルや高周波成分が減衰された、出力値（目標電流Ｉｔ）に基づいてピニオン回転角度θｐａを算出するので、ＬＰＦ３８７を備えていない場合よりも精度高くピニオン回転角度θｐａを実際のハンドル側ピニオン軸１０６の回転角度に一致させることが可能になる。
＜第５の実施形態＞
　第５の実施形態に係るステアリング装置５０においては、第４の実施形態に係るステアリング装置４０に対して、制御装置４００に相当する制御装置５００が異なる。以下、第４の実施形態に係るステアリング装置４０と異なる点について説明し、第４の実施形態に係るステアリング装置４０と同じ点についての説明は省略する。
　図１０は、第５の実施形態に係る制御装置５００の概略構成を示す図である。
　第５の実施形態に係る制御装置５００は、第４の実施形態に係る制御装置４００のモータ制御部１２０の目標電流設定部１２１に相当する目標電流設定部５２１と、ピニオン回転角度算出部４７０に相当するピニオン回転角度算出部５７０とを有している。
　目標電流設定部５２１は、目標電流Ｉｔを設定する上で基準となるベース電流Ｉｂを算出するベース電流算出部５２１ａと、電動モータ１１０の慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流Ｉｓを算出するイナーシャ補償電流算出部５２１ｂと、モータの回転を制限するダンパー補償電流Ｉｄを算出するダンパー補償電流算出部５２１ｃとを有している。また、目標電流設定部５２１は、ベース電流算出部５２１ａ、イナーシャ補償電流算出部５２１ｂ、ダンパー補償電流算出部５２１ｃにて算出された値に基づいて目標電流Ｉｔを決定する目標電流決定部５２１ｄを有している。また、目標電流設定部５２１は、トルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴの位相を補償する位相補償部５２１ｅを有している。また、目標電流設定部５２１は、目標電流決定部５２１ｄにて決定された目標電流Ｉｔ、イナーシャ補償電流算出部５２１ｂ、ダンパー補償電流算出部５２１ｃにて算出された値に基づいて、ピニオン回転角度θｐａを算出するための電流である算出用電流Ｉｃを決定する算出用電流決定部５２１ｆを有している。
　ベース電流算出部５２１ａは、例えば、予め測定結果に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクＴおよび車速Ｖｃとベース電流Ｉｂとの対応を示す制御マップに、操舵トルクＴ及び車速Ｖｃを代入することによりベース電流Ｉｂを算出する。
　イナーシャ補償電流算出部５２１ｂは、例えば、予め測定結果に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクＴ及び車速Ｖｃとイナーシャ補償電流Ｉｓとの対応を示す制御マップに、位相補償された操舵トルクＴおよび車速Ｖｃを代入することによりイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。
　ダンパー補償電流算出部５２１ｃは、例えば、予め測定結果に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクＴ、車速Ｖｃ及びモータ回転速度Ｖｍと、ダンパー補償電流Ｉｄとの対応を示す制御マップに、位相補償された操舵トルクＴ、車速Ｖｃ及びモータ回転速度Ｖｍを代入することによりダンパー補償電流Ｉｄを算出する。
　目標電流決定部５２１ｄは、ベース電流算出部５２１ａにて算出されたベース電流Ｉｂ、イナーシャ補償電流算出部５２１ｂにて算出されたイナーシャ補償電流Ｉｓ及びダンパー補償電流算出部５２１ｃにて算出されたダンパー補償電流Ｉｄに基づいて、目標電流Ｉｔを決定する。目標電流決定部５２１ｄは、ベース電流Ｉｂ、イナーシャ補償電流Ｉｓ及びダンパー補償電流Ｉｄの他に、ラック位置把握部１６０にて把握されたラック位置Ｒｐをも考慮して目標電流Ｉｔを決定するが、その詳細な説明は省略する。そして、目標電流決定部５２１ｄは、決定した目標電流Ｉｔをモータ駆動制御部１２２及び算出用電流決定部５２１ｆに出力する。
　算出用電流決定部５２１ｆは、目標電流決定部５２１ｄが決定した目標電流Ｉｔから、イナーシャ補償電流算出部５２１ｂにて算出されたイナーシャ補償電流Ｉｓ及びダンパー補償電流算出部５２１ｃにて算出されたダンパー補償電流Ｉｄを減算することにより、算出用電流Ｉｃを決定する（Ｉｃ＝Ｉｔ－Ｉｓ－Ｉｄ）。
　ピニオン回転角度算出部５７０は、算出用電流決定部５２１ｆにて決定された算出用電流Ｉｃを用いてピニオン回転角度θｐａを算出する。つまり、ピニオン回転角度算出部５７０の補正角度設定部（不図示）は、算出用電流決定部５２１ｆにて決定された算出用電流Ｉｃに対応する出力値の絶対値化を行う絶対値化部（不図示）を有している。また、補正角度設定部は、算出用電流決定部５２１ｆにて決定された算出用電流Ｉｃの符号を把握する符号把握部（不図示）と、絶対値化部にて絶対値化された後の値である絶対値化後算出用電流｜Ｉｃ｜に基づいて補正角度θｈのベースとなるベース補正角度θｈｂを算出するベース補正角度算出部（不図示）とを有している。また、補正角度設定部は、ベース補正角度算出部が算出したベース補正角度θｈｂと、符号把握部が把握した符号とを乗算する符号乗算部（不図示）と、ゲイン乗算部（不図示）と、リミット処理部（不図示）とを備えている。
　絶対値化部（不図示）は、プラス又はマイナスの符号を持つ、算出用電流決定部５２１ｆにて決定された算出用電流Ｉｃの絶対値を算出する。絶対値化部にて算出された値が絶対値化後算出用電流｜Ｉｃ｜である。
　符号把握部（不図示）は、算出用電流決定部５２１ｆにて決定された算出用電流Ｉｃの符号がプラス又はマイナスのいずれの符号であるか否かを把握する。
　ベース補正角度算出部（不図示）は、予め測定結果に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、絶対値化後算出用電流｜Ｉｃ｜とベース補正角度θｈｂとの対応を示す制御マップに、絶対値化後算出用電流｜Ｉｃ｜を代入することによりベース補正角度θｈｂを算出する。絶対値化後算出用電流｜Ｉｃ｜とベース補正角度θｈｂとの対応を示す制御マップは、図４に示した制御マップと同様であることを例示することができる。つまり、絶対値化後算出用電流｜Ｉｃ｜が予め定められた基準電流値Ｉｍ０以上である場合には、ベース補正角度θｈｂは予め定められた正の値である基準補正角度θｈｂ０であり、絶対値化後算出用電流｜Ｉｃ｜が０から基準電流値Ｉｍ０まで大きくなるに従って、ベース補正角度θｈｂは０から基準補正角度θｈｂ０まで大きくなる。
　以上のように構成された第５の実施形態に係るピニオン回転角度算出部５７０は、目標電流Ｉｔから、イナーシャ補償電流Ｉｓ及びダンパー補償電流Ｉｄを減算することにより決定された算出用電流Ｉｃを用いてピニオン回転角度θｐａを算出する。目標電流設定部５２１は、外乱の影響を考慮して、電動モータ１１０に供給する目標電流Ｉｔを設定していることから、この目標電流Ｉｔを用いて、ピニオン回転角度θｐａを算出すると、外乱の影響を考慮して目標電流Ｉｔを設定したことの影響を受けるため、正しいピニオン回転角度θｐａを算出できないおそれがある。これらの外乱の影響を考慮した値である、イナーシャ補償電流Ｉｓ及びダンパー補償電流Ｉｄを差し引くことによって、より精度高くピニオン回転角度θｐａを推定することが可能になる。なお、外乱の影響を考慮した値は、イナーシャ補償電流Ｉｓ及びダンパー補償電流Ｉｄであることを例示したが、これらに限定されない。
　上述した、第１～第５の実施形態によれば、クリアランス等に起因した誤差が生じた場合でも、その誤差を補正することにより、操舵フィーリングが向上する。特にクリアランスの影響が大きい、ステアリングホイール１０１の切り始め時点における微舵角の領域において、誤差を補正しない場合と比較して操舵フィーリングがより向上する。
　なお、上述した各実施形態における制御装置１００、２００、３００、４００、５００の構成要素は、ハードウェアによって実現されていても良いし、ソフトウェアによって実現されていても良い。また、本発明の構成要素の一部または全部がソフトウェアで実現される場合には、そのソフトウェア（コンピュータープログラム）は、コンピューター読み取り可能な記録媒体に格納された形で提供することができる。「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスクやＣＤ－ＲＯＭのような携帯型の記録媒体に限らず、各種のＲＡＭやＲＯＭ等のコンピューター内の内部記憶装置や、ハードディスク等の外部記憶装置も含む。
　また、上述した各実施形態におけるステアリング装置１０、２０、３０、４０、５０は、電動モータ１１０からラック軸１０５への動力伝達において、ハンドル側ピニオン軸１０６の回転角度であるピニオン回転角度θｐａを算出しているが、特にかかる態様に限定されない。例えば、電動モータ１１０の駆動力が減速機構を介して伝達されるアシスト側ピニオン軸に形成されたピニオンとラック歯１０５ａとから構成されるラック・ピニオン機構を有する、いわゆるデュアルピニオンアシスト方式のステアリング装置においては、アシスト側ピニオン軸の回転角度であるピニオン回転角度を算出しても良い。また、ステアバイワイヤ方式においても、電動モータ１１０の駆動力が減速機構を介して伝達されるアシスト側ピニオン軸の回転角度であるピニオン回転角度を算出しても良い。
　また、ベルトラックアシスト方式のステアリング装置においては、以下のように構成すると良い。すなわち、ラック位置把握部（例えば、ラック位置把握部１６０）は、モータ回転角度算出部１５１が算出したモータ回転角度θｍに基づいてラック軸１０５の位置の基準となる基準ラック位置Ｒｐｂを算出する。また、ラック位置把握部は、基準ラック位置Ｒｐｂを補正するための補正ラック位置Ｒｈを設定する。そして、ラック位置把握部は、基準ラック位置Ｒｐｂと、補正ラック位置Ｒｈとを加算することにより得た値を、最終的にラック位置Ｒｐとして把握すると良い（Ｒｐ＝Ｒｐｂ＋Ｒｈ）。そして、ラック位置把握部が補正ラック位置Ｒｈを設定するにあたっては、補正角度設定部１８０が補正角度θｈを設定するのと同様に、モータ電流検出部１２４からの出力値（実電流Ｉｍ）、目標電流Ｉｔ、又は、算出用電流Ｉｃに基づくと良い。
　ラック位置把握部がかかる態様であっても、ラック位置把握部が把握したラック位置Ｒｐが実際の位置に一致し易くなる。
１０，２０，３０，４０，５０…ステアリング装置、１００，２００，３００，４００，５００…制御装置、１０５…ラック軸、１０６…ハンドル側ピニオン軸、１０９…トルクセンサ、１１０…電動モータ、１１１…減速機構、１２０，２２０…モータ制御部、１５１…モータ回転角度算出部、１６０…ラック位置把握部、１７０，３７０，４７０，５７０…ピニオン回転角度算出部、１９０…ラック位置算出部、２５０…操舵角算出部、３８７…ＬＰＦ

Claims (12)

  1. 　ラック軸に伝達する動力を供給する電動モータの回転角度を算出するモータ回転角度算出部と、
    　前記電動モータの回転角度と、前記電動モータに供給される電流値とに基づいて、ラック位置を把握するラック位置把握部と、
    　前記ラック位置把握部が把握した前記ラック軸の位置に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御部と、
    を備えることを特徴とする操舵制御装置。
  2. 　前記ラック位置把握部は、前記電動モータの回転角度と、前記電動モータに供給される電流値と、に基づいて、前記ラック軸に形成されたラック歯と噛み合うピニオンが形成されたピニオン軸の回転角度を算出し、算出した前記ピニオン軸の回転角度に基づいて前記ラック軸の位置を把握する
    請求項１に記載の操舵制御装置。
  3. 　前記電動モータに供給される電流値は、前記電動モータに供給される実電流を検出する電流検出部から出力された出力値に対して、ローパスフィルタに対応するフィルタリング処理を施した後の値である
    請求項１又は２に記載の操舵制御装置。
  4. 　前記電動モータに供給される電流値は、前記電動モータに供給される目標電流値である
    請求項１又は２に記載の操舵制御装置。
  5. 　前記ラック位置把握部が把握した前記ラック軸の位置に基づいて操舵部材の操舵角を算出する操舵角算出部をさらに備え、
    　前記モータ制御部は、前記操舵角算出部が算出した前記操舵角に基づいて前記電動モータを制御する
    請求項１から４のいずれか１項に記載の操舵制御装置。
  6. 　ラック軸に伝達する動力を供給する電動モータの回転角度を算出するモータ回転角度算出部と、
    　前記電動モータの回転により回転するとともにピニオンが形成されたピニオン軸の回転角度を、前記モータ回転角度算出部が算出した前記電動モータの回転角度に基づいて算出するピニオン回転角度算出部と、
    　前記ピニオン回転角度算出部が算出した前記ピニオン軸の回転角度に基づいて、前記ピニオン軸に形成された前記ピニオンと噛み合うラック歯が形成されたラック軸の位置を算出するラック位置算出部と、
    　前記ラック位置算出部が算出した前記ラック軸の位置に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御部と、
    を備えることを特徴とする操舵制御装置。
  7. 　前記ピニオン回転角度算出部は、前記電動モータの回転角度と、前記電動モータに供給される電流値と、に基づいて、前記ピニオン軸の回転角度を算出する
    請求項６に記載の操舵制御装置。
  8. 　前記電動モータに供給される電流値は、前記電動モータに供給される実電流を検出する電流検出部から出力された出力値に対して、ローパスフィルタに対応するフィルタリング処理を施した後の値である
    請求項７に記載の操舵制御装置。
  9. 　前記電動モータに供給される電流値は、前記電動モータに供給される目標電流値である請求項７に記載の操舵制御装置。
  10. 　前記ラック位置算出部が算出した前記ラック軸の位置に基づいて操舵部材の操舵角を算出する操舵角算出部をさらに備え、
    　前記モータ制御部は、前記操舵角算出部が算出した前記操舵角に基づいて前記電動モータを制御する
    請求項６から９のいずれか１項に記載の操舵制御装置。
  11. 　ラック軸に伝達する動力を供給する電動モータと、
    　前記電動モータの回転角度を算出するモータ回転角度算出部と、
    　前記電動モータの回転により駆動されるとともにピニオンが形成されたピニオン軸と、
    　前記ピニオン軸に形成された前記ピニオンと噛み合うラック歯が形成されたラック軸と、
    　前記電動モータの回転角度と、前記電動モータに供給される電流値とに基づいて、ラック位置を把握するラック位置把握部と、
    　前記ラック位置把握部が把握した前記ラック軸の位置に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御部と、
    を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  12. 　ラック軸に伝達する動力を供給する電動モータと、
    　前記電動モータの回転角度を算出するモータ回転角度算出部と、
    　前記電動モータの回転により駆動されるとともにピニオンが形成されたピニオン軸と、
    　前記ピニオン軸に形成された前記ピニオンと噛み合うラック歯が形成されたラック軸と、
    　前記ピニオン軸の回転角度を、前記モータ回転角度算出部が算出した前記電動モータの回転角度に基づいて算出するピニオン回転角度算出部と、
    　前記ピニオン回転角度算出部が算出した前記ピニオン軸の回転角度に基づいて、前記ラック軸の位置を算出するラック位置算出部と、
    　前記ラック位置算出部が算出した前記ラック軸の位置に基づいて前記電動モータを制御するモータ制御部と、
    を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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