JP2016215818A - 自動操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動操舵に関わる制御が不安定になることを抑制することができる自動操舵装置を提供すること。
【解決手段】ＥＰＳ用マイコン５０は、指令状態量である自動操舵指令操舵角θｓ*と、操舵角θｓの差の絶対値が所定の操舵角１（θｓ０）以上か否かを判定する速度制御実行判定部６５を備えている。そして、自動操舵用マイコン３０は、車両の状態判定条件に応じて、第１の構成手段である位置制御部５１、速度制御部５３、及び電流制御部５５から第３の構成手段である電流制御部５５を選択した後、再び第１の構成手段である位置制御部５１、速度制御部５３、及び電流制御部５５を選択する場合においては、速度制御実行判定部６５が自動操舵指令操舵角θｓ*と、操舵角θｓの差の絶対値が所定の操舵角１（θｓ０）以上と判定した場合には、第２の構成手段である速度制御部５３、及び電流制御部５５を選択する構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動操舵装置に関するものである。

従来、運転者によるステアリングホイールの操作を必要なしに自動的に操舵機構を操舵することで、車両の自動操舵を可能にする自動操舵装置がある。自動操舵装置では、自動的に操舵機構を操舵するために、目標とするステアリングホイールの操舵角とステアリングホイールの実際の操舵角との偏差を解消するようにフィードバックする位置制御が行われるなかで、操舵機構を操舵するトルクの発生源たるモータに供給する電流が制御されている。

そして、自動操舵装置における車両の自動操舵中には、車両に意図しない振動を生じることもあり、こうした意図しない振動を抑制することができるようにしたものもある（例えば、特許文献１）。特許文献１では、上記自動操舵中に意図しない振動が車両に付加された場合には、位置制御を切り離し、電流制御のみによって、振動成分を抑制し、その後、再び位置制御である自動操舵に復帰する記載がある。

特願２０１５−００７６８７号公報

ところで、特許文献１では、電流制御のみによって、振動成分を抑制し、その後、直ちに位置制御である自動操舵に復帰するとしている。しかし、振動成分が抑制できても、例えば、目標とするステアリングホイールの操舵角とステアリングホイールの実際の操舵角との偏差が、大きい時がある。その時、直ちに位置制御である自動操舵に復帰すると、ステアリングホイールが急操舵され、運転者にとっては予期せぬ事態が発生する虞がある。

本発明は、このような実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、自動操舵に関わる制御が不安定になることを抑制することができる自動操舵装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、所定周期毎に入力される指令状態量に基づいて、操舵機構のモータの状態量制御を行う第１の制御手段、及び車両の状態判定条件に応じて前記状態量制御を選択する第２の制御手段を備え、前記第１の制御手段は、前記モータを含む操舵機構のアクチュエータの位置制御部、速度制御部、及び電流制御部から構成される第１の構成手段と、前記操舵機構のアクチュエータの速度制御部、及び電流制御部から構成される第２の構成手段と、前記操舵機構のアクチュエータの電流制御部から構成される第３の構成手段の３つの構成手段を有し、 前記第２の制御手段は、車両の状態判定条件に応じて、前記状態量制御として前記第１の構成手段、前記第２の構成手段、又は前記第３の構成手段を選択するとともに、 前記所定周期毎に入力される指令状態量を生成する自動操舵装置において、前記指令状態量である自動操舵指令操舵角と、実操舵角の差の絶対値が所定の操舵角以上か否かを判定する判定手段とを更に備え、前記第２の制御手段は、前記車両の状態判定条件に応じて、前記第１の構成手段から前記第３の構成手段を選択した後、前記車両の状態の変化によって、再び前記第１の構成手段を選択する場合においては、前記判定手段が前記自動操舵指令操舵角と、前記実操舵角の差の絶対値が前記所定の操舵角以上と判定される間は、前記第２の構成手段を選択すること、を要旨とする。

本請求項の自動運転装置では、指令状態量である自動操舵指令操舵角と、実操舵角の差の絶対値が所定の操舵角以上か否かを判定する判定手段とを更に備え、第２の制御手段は、車両の状態判定条件に応じて、第１の構成手段から第３の構成手段を選択した後、車両の状態の変化によって、再び第１の構成手段を選択する場合においては、判定手段が自動操舵指令操舵角と、実操舵角の差の絶対値が所定の操舵角以上と判定される間は、第２の構成手段を選択する構成とした。

即ち、車両の判定条件で、車両の異常を判定した場合、制御周期の遅い第１の構成手段（位置制御部＋速度制御部＋電流制御部：自動操舵制御）から、制御周期の速い第３の構成手段（電流制御部：車両振動抑制制御）を選択して、異常状態を早期に解除する。しかし、異常状態を解除して、直ぐ、元の第１の構成手段に戻そうとした場合、位置偏差が過大であった場合には、急な操舵が切られて危険である。そのため、判定手段が自動操舵指令操舵角と、実操舵角の差の絶対値が所定の操舵角以上と判定した場合には、直ぐに第１の構成手段に戻すのではなく、 第２の構成手段（速度制御部＋電流制御部：操舵偏差抑制制御）を選択して、モータ速度、即ちモータ位置の変化量を制御することで、急激な位置偏差の変化を抑制する。これにより、急な操舵を防止し、安全な操舵系を構成できる。

請求項２に記載の発明は、車速を検出する車速検出手段を更に備え、前記判定手段が前記自動操舵指令操舵角と、前記実操舵角の差の絶対値が前記所定の操舵角以上と判定した結果、前記第２の制御手段により、前記第２の構成手段が選択された場合には、前記第１の制御手段は、前記速度制御部に付加されている速度制限値を、前記車速に基づいて決定することを要旨とする。

即ち、上述したように、異常状態を解除して、直ぐ、元の第１の構成手段に戻そうとした場合、位置偏差が過大であった場合には、急な操舵が切られて危険である。そのため、判定手段が自動操舵指令操舵角と、実操舵角の差の絶対値が所定の操舵角以上と判定した場合には、第２の制御手段により、直ぐに第１の構成手段に戻すのではなく、第２の構成手段を選択して、モータ速度、即ちモータ位置の変化量を制御することで、急激な位置偏差の変化を抑制する。

更に、車速が速い場合には、第２の構成手段で、過大な位置偏差を速く小さくするのは、より危険である。そのため、車速が速い場合には、速度制御系の速度制限値を小さくして、速い速度で過大な位置偏差を小さくすることを回避する。そうすることによって、より安全な操舵系を構成できる。

本発明によれば、自動操舵に関わる制御が不安定になることを抑制することができる自動操舵装置を提供することができる。

本実施形態における自動操舵装置の概略構成図。 本実施形態における自動操舵装置のＥＰＳＥＣＵの制御ブロック図。 本実施形態におけるＥＰＳ用マイコンの処理手順を示すフローチャート。 本実施形態における速度制限値／車速マップ。

以下、コラム型の電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳという）を備えた自動操舵装置１に具体化した本発明の一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、所定周期毎に入力される指令操舵角（指令状態量）に基づいて操舵機構の操舵角制御を行う本実施形態の自動操舵装置１は、所定周期毎に入力される自動操舵指令操舵角θｓ*を車内ネットワーク９０（ＣＡＮ）を介して、ＥＰＳＥＣＵ２８に送信する上位コントローラである自動操舵ＥＣＵ２９を有している。

次に、本実施形態のＥＰＳについて説明する。図1に示すように、本実施形態のＥＰＳにおいて、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介して、ラック軸５と連結されている。ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。

尚、本実施形態のステアリングシャフト３は、コラムシャフト８、インターミディエイトシャフト９、及びピニオンシャフト１０を連結してなる。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド１１を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪１２の操舵角が変更されるようになっている。

また、ＥＰＳは、モータ２１を駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのアクチュエータ２０と、アクチュエータ２０の作動を制御するＥＰＳＥＣＵ２８とを備えている。

本実施形態のアクチュエータ２０は、コラム型のアクチュエータであり、その駆動源であるモータ２１は、減速機構２３を介してコラムシャフト８と駆動連結されている。そして、同モータ２１の回転を減速機構２３により減速してコラムシャフト８に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。

自動操舵ＥＣＵ２９には、カーナビ等のＧＰＳ２４、車速検出手段である車速センサ２５、操舵角センサ２６、及びヨーレートセンサ２７が接続されている。一方、ＥＰＳＥＣＵ２８には、モータ回転角度センサ２２が接続されている。

次に、本実施形態の自動操舵装置１における電気的構成について説明する。
図２は、本実施形態の自動操舵装置１の自動操舵ＥＣＵ２９と、ＥＰＳＥＣＵ２８
の制御ブロック図である。まず、自動操舵ＥＣＵ２９の電気的構成について説明する。
同図に示すように、自動操舵ＥＣＵ２９は、ＧＰＳ２４から転送されてくる上位位
置情報θcon、車速センサ２５から検出される車速ＳＰ、操舵角センサ２６から検出
される実操舵角θｓ、及びヨーレートセンサ２７から検出されるヨーレートγを入力
とする。

更に、自動操舵ＥＣＵ２９は、ＥＰＳＥＣＵ２８の判定手段である速度制御実行判
定部６５（後述する）より出力される自動操舵モード切替フラグＦＬＧ１（自動速度
制御）、及び電流制御実行判定部６７（後述する）より出力される自動操舵モード切
替フラグＦＬＧ２（自動電流制御）を、車内ネットワーク９０（ＣＡＮ）を介して入
力する。

自動操舵用マイコン３０は、車速ＳＰ、及び上位位置情報θconに基づき最適な自
動操舵指令操舵角θｓ*を生成する指令操舵角生成部３１を有する。そして、自動操
舵ＥＣＵ２９は、指令操舵角生成部３１で生成される自動操舵指令操舵角θｓ*、操
舵角センサ２６から検出される実操舵角θｓ、車速センサ２５から検出される車速Ｓ
Ｐ、及びヨーレートセンサ２７から検出されるヨーレートγを、車内ネットワーク９
０（ＣＡＮ）を介してＥＰＳＥＣＵ２８に送信する。

次に、本実施形態のＥＰＳＥＣＵ２８の電気的構成について説明する。
同図に示すように、ＥＰＳＥＣＵ２８は、自動操舵時の制御系を構築するＥＰＳ用
マイコン５０と、そのモータ制御信号に基づいて、アクチュエータ２０の駆動源であ
るモータ２１に駆動電力を供給する駆動回路部５７、及びモータ２１に通電される実
モータ電流Ｉｒを検出するための電流センサ６１を備えている。

駆動回路部５７は、直列に接続された一対のスイッチング素子を基本単位（アー
ム）として各相に対応する２つのアームを並列接続してなる公知のＰＷＭインバータ
（図示せず）である。また、ＥＰＳ用マイコン５０の出力するモータ制御信号は、駆
動回路部５７を構成する各スイッチング素子のオンデューティ比を規定するものとな
っている。モータ制御信号が各スイッチング素子のゲート端子に印加され、モータ制
御信号に応答して、各スイッチング素子がオン／オフすることにより、バッテリ６０
の電源電圧に基づくモータ駆動電力を生成して、モータ２１へと出力する構成になっ
ている。

以下に示す各制御ブロックは、ＥＰＳ用マイコン５０が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。ＥＰＳ用マイコン５０は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。

次に、ＥＰＳＥＣＵ２８の各機能を詳述する。第１の制御手段であるＥＰＳ用マイコン５０は、所定の周期で送信されてくる自動操舵指令操舵角θｓ*を、自動操舵指令操舵角／自動操舵指令モータ回転角度データ変換器５９を介して、自動操舵指令モータ回転角度θｒ*に変換する。

そして、ＥＰＳ用マイコン５０は、自動操舵指令モータ回転角度θｒ*から、実モータ回転角度θｒを位置減算器７０で減算し、モータ回転角度偏差値Δθｒを生成する。次に、ＥＰＳ用マイコン５０は、モータ回転角度偏差値Δθｒを後段の状態量制御を行う位置制御部５１に入力し、比例制御（Ｐ制御）を実行し、位置制御部５１より生成された指令モータ回転速度データωｒ０*を出力する。

自動操舵モード切替部５２（速度制御）は、入力用として、自動操舵モード切替部a接点５２aと、自動操舵モード切替部ｂ接点５２ｂ、及び出力用としての自動操舵モード切替部ｃ接点５２ｃを有している。そして、位置制御部５１より生成された指令モータ回転速度データωｒ０*は、後段の自動操舵モード切替部５２（速度制御）の自動操舵モード切替部a接点５２aに入力される。

一方、自動操舵指令操舵角θｓ*と、実操舵角θｓが、自動操舵ＥＣＵ２９から車内ネットワーク９０（ＣＡＮ）を介して、ＥＰＳ用マイコン５０内の速度制御実行判定部６５に送信される。速度制御実行判定部６５は、自動操舵指令操舵角θｓ*と、実操舵角θｓの差の絶対値が所定の操舵角１（θｓ０）より大きい場合には、自動操舵モード切替フラグＦＬＧ１（自動速度制御）をＯＮする。

自動操舵モード切替フラグＦＬＧ１（自動速度制御）のＯＮ信号は、車内ネットワーク９０（ＣＡＮ）を介して自動操舵ＥＣＵ２９に情報を伝えられる。更に、自動操舵モード切替フラグＦＬＧ１（自動速度制御）のＯＮ信号は、自動操舵モード切替部５２（速度制御）にも入力され、自動操舵モード切替部５２（速度制御）は、有効接点を自動操舵モード切替部a接点５２aから自動操舵モード切替部ｂ接点５２ｂへ切り替える。

次に、速度指令生成部６６は、速度制御を実行すべく、最適な自動操舵指令モータ回転速度データωｒ１*を生成する。詳述すると、速度指令生成部６６は、自動操舵ＥＣＵ２９から入力される、自動操舵指令操舵角θｓ*に基づいて、自動操舵指令モータ回転速度データωｒ１*を生成する。ここで、自動操舵指令モータ回転速度データωｒ１*には、速度制限値／車速マップ（図略）から算出された、車速ＳＰに基づいた速度制限値が加味され生成されている。

即ち、車速ＳＰが速い場合には、速度制御系の速度制限値を小さくすることによって、過大な位置偏差を急激に小さくすることを回避する。そうすることによって、より安全な操舵系を構成できる。そして、自動操舵指令モータ回転速度データωｒ１*は、自動操舵モード切替部ｂ接点５２ｂへ入力され、自動操舵モード切替部ｃ接点５２ｃを通過して、最終指令モータ回転速度データωｒ*となる。

そして、ＥＰＳ用マイコン５０は、最終指令モータ回転速度データωｒ*から、実モータ回転速度ωｒを速度減算器７１で減算し、モータ回転速度偏差値Δωｒを生成する。尚、実モータ回転速度ωｒは、モータ回転角度センサ２２から検出された実モータ回転角度θｒを微分器５８で微分演算することにより生成される。

次に、ＥＰＳ用マイコン５０は、モータ回転速度偏差値Δωｒを後段の状態量制御を行う速度制御部５３に入力し、比例制御＋積分制御＋微分制御（ＰＩＤ制御）を実行し、速度制御部５３より生成された指令モータ電流データＩｒ０*を出力する。

自動操舵モード切替部５４（電流制御）は、入力用として、自動操舵モード切替部a接点５４aと、自動操舵モード切替部ｂ接点５４ｂ、及び出力用としての自動操舵モード切替部ｃ接点５４ｃを有している。速度制御部５３より生成された指令モータ電流データＩｒ０*は、後段の自動操舵モード切替部a接点５４aに入力される。

一方、自動操舵ＥＣＵ２９から車内ネットワーク９０（ＣＡＮ）を介して自動操舵指令操舵角θｓ*と、実操舵角θｓ、及びヨーレートγがＥＰＳ用マイコン５０内の電流制御実行判定部６７に送信される。電流制御実行判定部６７は、自動操舵指令操舵角の前回値と今回値の差Δθs*の絶対値が所定の指令操舵角偏差１（Δθs*０）より小さく、且つ、ヨーレートγ信号に振動が重畳している場合には、自動操舵モード切替フラグＦＬＧ２（自動電流制御）をＯＮする。

自動操舵モード切替フラグＦＬＧ２（自動電流制御）のＯＮ信号は、車内ネットワーク９０（ＣＡＮ）を介して自動操舵ＥＣＵ２９に情報を伝えられる。更に、自動操舵モード切替フラグＦＬＧ２（自動電流制御）のＯＮ信号は、自動操舵モード切替部５４（電流制御）にも入力され、自動操舵モード切替部５４（電流制御）は、有効接点を自動操舵モード切替部a接点５４aから自動操舵モード切替部ｂ接点５４ｂへ切り替える。

次に、電流指令生成部６８は、電流制御を実行すべく、最適な自動操舵指令モータ電流データＩｒ１*を生成する。そして、自動操舵指令モータ電流データＩｒ１*は、自動操舵モード切替部ｂ接点５４ｂへ入力され、自動操舵モード切替部ｃ接点５４ｃを通過して、最終指令モータ電流データＩｒ*となる。

次に、ＥＰＳ用マイコン５０は、自動操舵モード切替部５４から入力される最終指令モータ電流データＩｒ*と、電流センサ６１から検出された実モータ電流Ｉｒを電流減算器７２で減算し、モータ電流偏差値ΔＩｒを生成する。

そして、ＥＰＳ用マイコン５０は、モータ電流偏差値ΔＩｒを後段の状態量制御を行う電流制御部５５に入力し、比例制御＋積分制御＋微分制御（ＰＩＤ制御）を実行し、モータ電圧指令Ｖ*を生成する。電流制御部５５で生成されたモータ電圧指令Ｖ*は、後段のＰＷＭ出力部５６に入力される。ＰＷＭ出力部５６は、後段の駆動回路部５７を駆動するモータ制御信号を生成してモータ２１に出力する。

次に、本実施形態におけるＥＰＳ用マイコン５０の処理手順について図３に基づいて説明する。
最初に、ＥＰＳ用マイコン５０は、車両が直進状態か否かを判定する（ステップＳ１０１）。そして、ＥＰＳ用マイコン５０は、車両が直進状態と判定した場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）には、車両振動があるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。そして、ＥＰＳ用マイコン５０は、車両振動があると判定した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）には、電流制御（第３の構成手段：車両振動抑制制御）を実行する（ステップＳ１０３）。

続いて、ＥＰＳ用マイコン５０は、車両振動が継続しているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。そして、ＥＰＳ用マイコン５０は、車両振動が継続していないと判定した場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）には、自動操舵指令操舵角θｓ*と、実操舵角θｓの差の絶対値が所定の操舵角１（θｓ０）以上か否かを判定する（ステップＳ１０５）。

そして、ＥＰＳ用マイコン５０は、自動操舵指令操舵角θｓ*と、実操舵角θｓの差の絶対値が所定の操舵角１（θｓ０）以上と判定した場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）には、速度制御（第２の構成手段：操舵偏差抑制制御）を実行する（ステップＳ１０６）。次に、ＥＰＳ用マイコン５０は、自動操舵指令操舵角θｓ*と、実操舵角θｓの差の絶対値が所定の操舵角２（θｓ１）以下か否かを判定する（ステップＳ１０７）。

そして、ＥＰＳ用マイコン５０は、自動操舵指令操舵角θｓ*と、実操舵角θｓの差の絶対値が所定の操舵角２（θｓ１）以下の場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）には、位置制御（第１の構成手段：自動操舵制御）を実行し（ステップＳ１０８）、処理を終える。一方、ＥＰＳ用マイコン５０は、自動操舵指令操舵角θｓ*と、実操舵角θｓの差の絶対値が所定の操舵角２（θｓ１）より大きい場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）には、速度制御（第２の構成手段：操舵偏差抑制制御）を実行する（ステップＳ１０６）。又、ＥＰＳ用マイコン５０は、車両振動が継続していると判定した場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）には、電流制御（第３の構成手段：車両振動抑制制御）を実行する（ステップＳ１０３）。

一方、ＥＰＳ用マイコン５０は、車両が直進状態でないと判定した場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、又は、車両振動がないと判定した場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、又は、自動操舵指令操舵角θｓ*と、実操舵角θｓの差の絶対値が所定の操舵角１（θｓ０）より小さいと判定した場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）には、位置制御（第１の構成手段：自動操舵制御）を実行（ステップＳ１０８）し、処理を終える。

次に、本実施形態における速度制限値／車速マップについて図４に基づいて説明する。
図４の縦軸は速度制限値（％）であり、横軸は車速（ｍ／ｓ）である。速度制限値は、その値が小さい程、速度制御系の速度を小さな値に制限する。本実施例では、車速ＳＰが速くなる程（大きくなる程）、速度制限値を漸減している。

本実施例では、電流制御系 に切り替えることで車両振動 を抑える。しかし、車両振動が抑えられても、自動操舵である位置制御系に戻る前に、速度制御実行判定部６５が、自動操舵指令操舵角θｓ*と、実操舵角θｓの差の絶対値が所定の操舵角１（θｓ０）以上か否かを判定する。

そして、速度制御実行判定部６５が、自動操舵指令操舵角θｓ*と、実操舵角θｓの差の絶対値が所定の操舵角１（θｓ０）以上と判定した場合には、直ちに位置制御系に戻すのではなく、速度制御系を選択して、モータ速度、即ちモータ位置の変化量を制御することで、急激な位置偏差の変化を抑制する。

更に、車速が速い場合には、速度制御系で、過大な位置偏差を、速く小さくするのはより危険である。そのため、車速が速い場合には、速度制御系の速度制限値を小さくして、速い速度で過大な位置偏差を小さくすることを回避する。そうすることによって、より安全な操舵系を構成できる。

次に、上記のように構成された本実施形態の自動操舵装置１の作用及び効果について説明する。
通常、自動操舵用マイコン３０は、車両の状態判定条件が正常であれば、第１の構成手段である位置制御部５１、速度制御部５３、及び電流制御部５５で自動操舵制御を実行する。しかし、自動操舵用マイコン３０は、車両に振動等の外乱が作用し、車両の状態判定条件が異常になれば、第１の構成手段から、第３の構成手段である電流制御部５５で車両振動抑制制御に切り替える。そして、第３の構成手段により、車両振動等が取り除かれ、車両の状態判定条件が正常になれば、自動操舵制御を実行するために、第１の構成手段に戻る。

しかし、この時、指令状態量である自動操舵指令操舵角θｓ*と、実操舵角θｓの差の絶対値が所定の操舵角１（θｓ０）以上であった場合には、 ハンドルの急回転を生じる虞があるので危険である。そのため、ＥＰＳ用マイコン５０は、自動操舵制御を実行する第１の構成手段に戻る前に、速度制御実行判定部６５で、指令状態量である自動操舵指令操舵角θｓ*と、実操舵角θｓの差の絶対値が所定の操舵角１（θｓ０）以上か否かを判定する。

そして、ＥＰＳ用マイコン５０は、指令状態量である自動操舵指令操舵角θｓ*と、実操舵角θｓの差の絶対値が所定の操舵角１（θｓ０）より小さい場合には、自動操舵制御を実行する第１の構成手段に戻り、自動操舵制御を継続する。一方、自動操舵指令操舵角θｓ*と、実操舵角θｓの差の絶対値が所定の操舵角１（θｓ０）以上と判定した場合には、第２の構成手段である速度制御部５３、及び電流制御部５５で操舵偏差抑制制御を実行する構成とした。

即ち、車両状態量が正常な場合には、本来の自動操舵装置１としての操舵機構のアクチュエータ２０の自動操舵指令操舵角θｓ*を指令状態量とする位置制御部５１、速度制御部５３、及び電流制御部５５から構成される第１の構成手段で自動操舵制御を実行する。そして、車両状態量であるヨーレートγが、車両の異常な振動状態を検出した場合には、第１の構成手段から位置制御部５１、及び速度制御部５３を切り離し、自動操舵指令操舵角θｓ*を指令状態量とする代わりに、自動操舵指令モータ電流データＩｒ１*を指令状態量とする電流制御部５５から構成される第３の構成手段で車両振動抑制制御を実行する。

更に、第３の構成手段で車両振動抑制制御を実行した後、車両状態量であるヨーレートγが正常な状態になった場合には、指令状態量である自動操舵指令操舵角θｓ*と、実操舵角θｓの差の絶対値が所定の操舵角１（θｓ０）以上か否かを判定する。

そして、自動操舵指令操舵角θｓ*と、実操舵角θｓの差の絶対値が所定の操舵角１（θｓ０）以上の場合には、ハンドルの急回転を生じる虞があるので、直ちに、自動操舵指令操舵角θｓ*を指令状態量とする第１の構成手段で制御しない。即ち、第２の構成手段である速度制御部５３、及び電流制御部５５を選択することにより、モータ速度、即ちモータ位置の変化量を制御することで、急激な位置偏差の変化を抑制する。これにより、自動操舵指令操舵角θｓ*と、実操舵角θｓの差によって生じるハンドルの急回転を抑える。

また、自動操舵指令モータ回転速度データωｒ１*は、車速ＳＰによって速度制限値を選択するようにしたので、例えば、車速ＳＰが高速の場合には、速度制限値をより小さくするようにしたので、一層、ハンドルの急回転を抑えることができる。

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、ヨーレートγが異常な状態になった場合に、自動操舵装置１により第１の構成手段から第３の構成手段で制御する制御系に切り替えたが、横Ｇセンサ等、車両挙動の変化を検出できる検出器によって制御系を切り替えても良い。

・本実施形態では、ヨーレートγが異常な状態になった場合に直ちに、制御系を切り替えたが、ヨーレートγが異常な状態になった時点から所定の時間が経過してから制御系を切り替えても良い。

・本実施形態では、自動操舵指令モータ回転速度データωｒ１*には、速度制限値／車速マップ（図略）から算出された、車速ＳＰに基づいた速度制限値が加味され生成されているとしたが、これに限ったことではなく、速度制御部５３の後段に、速度制限値／車速マップ（図略）から算出された、車速ＳＰに基づいた速度制限値を有する構成としてもよい。

・本実施形態では、本発明を第１の制御手段としてのＥＰＳ用マイコン５０、及び第２の制御手段としての自動操舵用マイコン３０の２個のマイコンを用いて具体化したが、第１の制御手段、及び第２の制御手段を１個のマイコンで具体化してもよい。

・本実施形態では、本発明をコラムアシストＥＰＳに具体化したが、本発明をラックアシストＥＰＳやピニオンアシストＥＰＳに適用してもよい。

・本実施形態では、本発明をＥＰＳアクチュエータ２０の駆動源であるモータ２１として、ＤＣモータに具体化したが、本発明を三相のブラシレスＤＣモータ、誘導モータ、及びステッピングモータとしてもよい。

１：自動操舵装置、２：ステアリング、３：ステアリングシャフト、
４：ラックアンドピニオン機構、５：ラック軸、８：コラムシャフト、
９：インターミディエイトシャフト、１０：ピニオンシャフト、１１：タイロッド、１２：転舵輪、２０：アクチュエータ（操舵力補助装置）、
２１：モータ、２２：モータ回転角度センサ、２３：減速機構、
２４：ＧＰＳ、２５：車速センサ（車速検出手段）、２６：操舵角センサ、
２７：ヨーレートセンサ、２８：ＥＰＳＥＣＵ、２９：自動操舵ＥＣＵ、
３０：自動操舵用マイコン（第２の制御手段）、
３１：指令操舵角生成部、５０：ＥＰＳ用マイコン（第１の制御手段）、
５１：位置制御部（Ｐ制御）、５２：自動操舵モード切替部（速度制御）、
５２a：自動操舵モード切替部a接点、５２ｂ：自動操舵モード切替部ｂ接点、
５２ｃ：自動操舵モード切替部ｃ接点、
５３：速度制御部（ＰＩＤ制御）、５４：自動操舵モード切替部（電流制御）、
５４a：自動操舵モード切替部a接点、５４ｂ：自動操舵モード切替部ｂ接点、
５４ｃ：自動操舵モード切替部ｃ接点、
５５：電流制御部（ＰＩＤ制御）、５６：ＰＷＭ出力部、５７：駆動回路部、
５８：微分器、
５９：自動操舵指令操舵角／自動操舵指令モータ回転角度データ変換器、
６０：バッテリ、６１：電流センサ、
６５：速度制御実行判定部（判定手段）、６６：速度指令生成部、
６７：電流制御実行判定部、６８：電流指令生成部、７０：位置減算器、
７１：速度減算器、７２：電流減算器、９０：車内ネットワーク（ＣＡＮ）、
ＳＰ：車速、θｓ*：自動操舵指令操舵角、θｓ：実操舵角、
Δθs*：自動操舵指令操舵角の前回値と今回値の差、
Δθs*０：所定の指令操舵角偏差１、
θｓ０：所定の操舵角１、θｓ１：所定の操舵角２、
θcon：上位位置情報（ＧＰＳ、カーナビ等）、γ：ヨーレート、
θｒ*：自動操舵指令モータ回転角度、θｒ：実モータ回転角度、
Δθｒ：モータ回転角度偏差値、
ωｒ１*：自動操舵指令モータ回転速度データ、
ωｒ０*：位置制御部より生成された指令モータ回転速度データ、
ωｒ*：最終指令モータ回転速度データ、ωｒ：実モータ回転速度、
Δωｒ：モータ回転速度偏差値、
Ｉｒ１*：自動操舵指令モータ電流データ、
Ｉｒ０*：速度制御部より生成された指令モータ電流データ、
Ｉｒ*：最終指令モータ電流データ、Ｉｒ：実モータ電流、
ΔＩｒ：モータ電流偏差値、
Ｖ*：モータ電圧指令、
ＦＬＧ１：自動操舵モード切替フラグ（自動速度制御）、
ＦＬＧ２：自動操舵モード切替フラグ（自動電流制御）

Claims (2)

1. 所定周期毎に入力される指令状態量に基づいて、操舵機構のモータの状態量制御を行う第１の制御手段、及び車両の状態判定条件に応じて前記状態量制御を選択する第２の制御手段を備え、
   前記第１の制御手段は、
   前記モータを含む操舵機構のアクチュエータの位置制御部、速度制御部、及び電流制御部から構成される第１の構成手段と、
   前記操舵機構のアクチュエータの速度制御部、及び電流制御部から構成される第２の構成手段と、
   前記操舵機構のアクチュエータの電流制御部から構成される第３の構成手段の３つの構成手段を有し、
   前記第２の制御手段は、車両の状態判定条件に応じて、前記状態量制御として前記第１の構成手段、前記第２の構成手段、又は前記第３の構成手段を選択するとともに、
   前記所定周期毎に入力される指令状態量を生成する自動操舵装置において、
   前記指令状態量である自動操舵指令操舵角と、実操舵角の差の絶対値が所定の操舵角以上か否かを判定する判定手段とを更に備え、
   前記第２の制御手段は、前記車両の状態判定条件に応じて、前記第１の構成手段から前記第３の構成手段を選択した後、前記車両の状態の変化によって、再び前記第１の構成手段を選択する場合においては、前記判定手段が前記自動操舵指令操舵角と、前記実操舵角の差の絶対値が前記所定の操舵角以上と判定される間は、前記第２の構成手段を選択すること、
   を特徴とする自動操舵装置。
2. 車速を検出する車速検出手段を更に備え、
   前記判定手段が前記自動操舵指令操舵角と、前記実操舵角の差の絶対値が前記所定の操舵角以上と判定した結果、前記第２の制御手段により、前記第２の構成手段が選択された場合には、前記第１の制御手段は、前記速度制御部に付加されている速度制限値を、前記車速に基づいて決定することを特徴とする請求項１に記載の自動操舵装置。

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