JP2018047815A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動操舵時に手動操作を行った際の運転者の違和感を低減することを目的とする。
【解決手段】電動パワーステアリング装置１００は、自動操舵時に、車両の移動目標位置に基づいて設定される舵角目標値に基づく信号とモータ回転角センサ１０ａ、舵角センサ１５によって検出された舵角に基づく信号との偏差に応じて電動モータ１０を制御する自動操舵制御部６０を備え、自動操舵制御部６０は、自動操舵中に運転者によってステアリングホイール１が操作されたときに、トルクセンサ１２によって検出されたトルクの値が第１の閾値αに達すると、積分器６７ｂに基づく積分制御を制限する偏差制限部８０を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。

特許文献１には、車両前方の画像データ、車速、実舵角の信号によりモータを制御して、走行中の車両をハンドル操作なしで道路の白線等に沿うように自動操舵するステアリング装置が記載されている。

特開平０６−３３６１７０号公報

特許文献１に記載のステアリング装置では、自動操舵モードの際に運転者によるハンドル操作を判定すると手動操舵モードに切り換える。具体的には、所定の操舵トルクが所定時間継続した場合に、運転者がハンドル操作を行っていると判定し、自動操舵モードから手動操作モードに切り換えるように構成されている。

特許文献１に記載のステアリング装置では、自動操舵モード中、運転者が手動操舵を行っても判定を行っている間は自動操舵制御が継続される。このため、運転者が手動操舵を開始しても、運転者による手動操作を判定するまでは、自動操舵制御によってステアリングの舵角を操舵目標値に一致させるような制御信号がモータに印加される。これにより、運転者が感じる操舵トルクが上昇してしまうため、運転者は違和感を覚えてしまう。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、自動操舵時に手動操作を行った際の運転者の違和感を低減することを目的とする。

第１の発明は、電動パワーステアリング装置であって、運転者によって操作されるステアリング部材に連結され、運転者によるステアリング部材の操作に伴って回転するステアリングシャフトと、ステアリングシャフトの一部を構成するトーションバーと、トーションバーに作用するトルクを検出するトルクセンサと、ステアリングシャフトに回転トルクを付与する電動モータと、トルクセンサによって検出されたトルクに基づいて電動モータを制御する操舵補助と車両外の情報に基づいて電動モータを制御する自動操舵とを選択的に行う制御部と、ステアリング部材の舵角を検出する舵角検出部と、を備え、制御部は、自動操舵時に、車両の移動目標位置に基づいて設定される舵角目標値に基づく信号と舵角検出部によって検出された舵角に基づく信号との偏差に応じて電動モータを制御する自動操舵制御部を有し、自動操舵制御部は、偏差に基づいて積分制御を行うための積分器と、自動操舵中に運転者によってステアリング部材が操作されたときに、トルクセンサによって検出されたトルクの値が第１の閾値に達すると、積分器に基づく積分制御を制限する制限部と、を有することを特徴とする。

第１の発明では、自動操舵中、運転者によってステアリング部材が操作されたときに、自動操舵制御部からの信号に基づいて電動モータが発生するトルクの上昇を抑制することができる。

第２の発明は、制限部は、トーションバーに作用するトルクが第１の閾値に達したときに、舵角目標値に基づく信号と舵角に基づく信号との偏差を０として出力することによって積分器に基づく積分制御を制限することを特徴とする。

第３の発明は、制限部は、トーションバーに作用するトルクが第１の閾値に達したときに、舵角目標値に基づく信号として舵角に基づく信号を出力することによって積分器に基づく積分制御を制限することを特徴とする。

第４の発明は、制限部は、トーションバーに作用するトルクが第１の閾値以上に達したときに、舵角に基づく信号として舵角目標値に基づく信号を出力することによって積分器に基づく積分制御を制限することを特徴とする。

第２から第４の発明では、トーションバーに作用するトルクが第１の閾値以上のときに、角速度制御部に入力される偏差を０にすることができる。これにより、積分器によって偏差が積分されて信号が生成されることがないので、運転者のステアリング操作に反する方向に作用するトルクが上昇することを確実に抑制できる。

第５の発明は、自動操舵制御部は、偏差に基づいて比例制御を行うための比例器と、偏差に基づいて微分制御を行うための微分器と、をさらに備え、制限部は、トーションバーに作用するトルクが第１の閾値に達したときに、積分器に基づく積分制御のみを制限することを特徴とする。

第５の発明では、積分器による積分制御が制限されるので、偏差が積分されず自動操舵制御部によって生成される信号（自動操舵目標値）が大きくなることがない。したがって、自動操舵中、運転者がステアリング部材を操作したときに、自動操舵制御部からの信号に基づいて電動モータが発生するトルクの上昇を抑制することができる。

第６の発明は、制限部は、トーションバーに作用するトルクが第１の閾値に達したときに、舵角目標値に基づく信号と舵角に基づく信号との偏差を０として出力し、トーションバーに作用するトルクが第１の閾値よりも小さな第２の閾値まで低下したときに、舵角目標値に基づく信号と舵角に基づく信号との偏差をそのまま出力することを特徴とする。

第６の発明では、トーションバーに作用するトルクが第１の閾値を挟んで小刻みに変化しても制御が切り換わることがないので、制御が安定する。

第７の発明は、制限部は、トーションバーに作用するトルクが第１の閾値から第２の閾値の範囲内にあるときは、トーションバーに作用するトルクが大きくなるにつれて舵角目標値に基づく信号と舵角に基づく信号との偏差を小さくすることを特徴とする。

第７の発明では、トーションバーに作用するトルクが大きくなるにつれて舵角目標値に基づく信号と舵角に基づく信号との偏差を小さくするので、トルクの変化を滑らかにすることができる。したがって、運転者がステアリング部材から覚えるトルクの変化による違和感を低減できる。

第８の発明は、自動操舵制御部は、舵角に基づいてステアリング部材の角速度を演算する角速度演算部と、舵角目標値と舵角とに基づいて電動モータを制御するための角速度目標値を演算する角速度目標値演算部と、を備え、舵角目標値に基づく信号と舵角に基づく信号との偏差は、角速度と角速度目標値との偏差であることを特徴とする。

第８の発明によれば、電動モータは角速度に基づいて制御されるので、舵角のみによる制御に比べて制御の精度及び応答性が向上する。

第９の発明は、トーションバーに作用するトルクが一定時間第３の閾値以上であるときに、自動操舵制御部による制御を停止させる介入判定部をさらに備え、第１の閾値は、第３の閾値よりも小さな値に設定されることを特徴とする。

第９の発明では、第１の閾値を第３の閾値よりも小さな値に設定することで、積分器による偏差の積算が少ないときに、積分器に基づく積分制御を制限できる。これにより、角速度制御部によって生成される信号の上昇を早めに抑制できるので、ステアリング操作の速度が遅いときにトルクの上昇に伴う運転者の違和感をより低減できる。

第１０の発明は、自動操舵制御部は、車両の車速が早くなるにつれて第１の閾値を小さくすることを特徴とする。

第１０の発明では、運転者がステアリング部材から覚えるトルクの上昇による違和感を車速に応じて適切に低減できる。

本発明によれば、自動操舵時に手動操作を行った際の運転者の違和感を低減できる。

本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成図である。 本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置のブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の自動操舵制御部のブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る制限部の動作を示すグラフである。 本発明の第１実施形態に係る制限部の変形例の動作を示すグラフである。 本発明の第１実施形態の変形例に係る電動パワーステアリング装置の自動操舵制御部のブロック図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係る電動パワーステアリング装置の自動操舵制御部のブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置の自動操舵制御部のブロック図である。

＜第１実施形態＞
以下、図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１００について説明する。

図１に示すように、電動パワーステアリング装置１００は、運転者によって操作されるステアリング部材としてのステアリングホイール１に連結され運転者によるステアリングホイール１の操作（以下、「ステアリング操作」と称する。）に伴って回転する入力シャフト２と、車輪６を転舵するラック軸５に連係する出力シャフト３と、入力シャフト２と出力シャフト３を連結するトーションバー４と、を備える。入力シャフト２、出力シャフト３、及びトーションバー４によってステアリングシャフト７が構成される。

出力シャフト３の下部には、ラック軸５に形成されたラックギヤ５ａと噛み合うピニオンギヤ３ａが形成される。ステアリングホイール１が操舵されると、ステアリングシャフト７が回転し、その回転がピニオンギヤ３ａ及びラックギヤ５ａによってラック軸５の直線運動に変換され、ナックルアーム１４を介して車輪６が転舵される。

電動パワーステアリング装置１００は、運転者によるステアリングホイール１の操舵を補助するための動力源である電動モータ１０と、電動モータ１０の回転を出力シャフト３に減速して伝達する減速機１１と、運転者によるステアリング操作に伴う入力シャフト２と出力シャフト３との相対回転によってトーションバー４に作用するトルクを検出するトルクセンサ１２と、電動モータ１０を制御する制御部としてのコントローラ３０と、電動モータ１０に流れる電流値を検出する電流センサ１０ｂ（図２）と、をさらに備える。

電動モータ１０には、電動モータ１０の回転角度を取得するモータ回転角センサ１０ａが設けられる。モータ回転角センサ１０ａは、レゾルバによって構成される。

減速機１１は、電動モータ１０の出力軸に連結されるウォームシャフト１１ａと、出力シャフト３に連結されウォームシャフト１１ａに噛み合うウォームホイール１１ｂと、からなる。電動モータ１０が出力する回転トルクは、ウォームシャフト１１ａからウォームホイール１１ｂに伝達されて出力シャフト３に付与される。

運転者によるステアリング操作に伴って入力シャフト２に付与される操舵トルクはトルクセンサ１２によって検出され、トルクセンサ１２はその操舵トルクに対応する電圧信号をコントローラ３０に出力する。コントローラ３０は、トルクセンサ１２からの電圧信号に基づいて、電動モータ１０が出力するトルクを演算し、そのトルクが発生するように電動モータ１０の駆動を制御する。このように、電動パワーステアリング装置１００は、入力シャフト２に付与される操舵トルクをトルクセンサ１２によって検出し、その検出結果に基づいて電動モータ１０の駆動をコントローラ３０によって制御して運転者のステアリング操作を補助する。

入力シャフト２には、ステアリングホイール１の回転角度である舵角を検出する舵角検出部としての舵角センサ１５が設けられる。入力シャフト２の回転角度とステアリングホイール１の舵角とは等しいため、舵角センサ１５にて入力シャフト２の回転角度を検出することによってステアリングホイール１の舵角が得られる。舵角センサ１５の検出結果はコントローラ３０に出力される。

舵角センサ１５は、図示しないが、例えば、入力シャフト２と一体に回転するセンターギヤと、センターギヤに噛み合う２つのアウターギヤと、を備え、２つのアウターギヤの回転に伴う磁束の変化に基づいて、センターギヤの回転角度、すなわち入力シャフト２の回転角度を演算するものである。

コントローラ３０は、電動モータ１０の動作を制御するＣＰＵと、ＣＰＵの処理動作に必要な制御プログラムや設定値等が記憶されたＲＯＭと、トルクセンサ１２や舵角センサ１５等の各種センサが検出した情報を一時的に記憶するＲＡＭと、を備える。

電動パワーステアリング装置１００は、上述したように、トルクセンサ１２の検出結果に基づいて運転者によるステアリング操作を補助する他に、運転者のステアリング操作によることなく車両外の情報に基づいて自動的に操舵することができる。コントローラ３０は、トルクセンサ１２によって検出された操舵トルクに基づいて電動モータ１０を制御する操舵補助と車両外の情報に基づいて電動モータ１０を制御する自動操舵とを選択的に行う。

運転者による手動操舵から自動操舵への切り換えは、運転者の操作によって自動運転モードが選択されることによって実行される。一方、自動操舵から手動操舵への切り換えは、後述するコントローラ３０の介入判定部３３（図２参照）が運転者によるステアリング操作が行われていると判定した場合、あるいは、運転者の操作によって自動運転モードが解除されることによって実行される。

図２に示すように、コントローラ３０は、運転者によるステアリング操作時に、各種センサからの検出値に基づいて電動モータ１０によるアシスト制御を行うアシスト制御部５０と、車両の移動目標位置に基づいて設定される舵角目標値に基づく信号と舵角センサ１５によって検出された舵角に基づく信号との偏差に応じて電動モータ１０を制御する自動操舵制御部６０と、を備える。

アシスト制御部５０は、トルクセンサ１２によって検出されたトルクと、車両に設けられた車速センサ１６によって検出された車速と、舵角センサ１５によって検出されたステアリングホイール１の舵角と、に基づいてアシスト力目標値を演算する。

自動操舵は、車両の自動運転システム４０からの指令信号（舵角目標値）に基づいて行われる。具体的には、自動運転システム４０は、車両外の情報として走行中の車線の境界線（白線）を検出し、自車両が車線内の走行を維持するために必要な舵角目標値を演算し、その舵角目標値を自動操舵制御部６０に出力する。舵角目標値は、言い換えると、車両の移動目標位置に基づいて設定される。自動操舵制御部６０は、舵角センサ１５によって検出されたステアリングホイール１の舵角と、自動運転システム４０から入力された舵角目標値と、に基づいて、自動操舵目標値を演算する。詳細については、後述する。

コントローラ３０は、アシスト力目標値及び自動操舵目標値に基づいて電動モータ１０に印加する電流を制御する電流制御部３１と、電動モータ１０の駆動を制御するための駆動回路３２と、トルクセンサ１２によって検出されるトルクに基づいて運転者によるステアリング介入操作を判定する介入判定部３３と、をさらに備える。電動パワーステアリング装置１００では、電流センサ１０ｂによって検出された電動モータ１０の電流値を、電流制御部３１に帰還させてフィードバック制御を行う。

介入判定部３３は、自動操舵中、トルクセンサ１２によって検出されるトルクに基づいて運転者によるステアリング操作が行われているかを判定する（以下では、自動操舵時の運転者によるステアリング操作を「運転者によるステアリング介入操作」ともいう。）。具体的には、介入判定部３３は、トルクセンサ１２によって検出されるトルクが一定時間所定値以上となった場合に、運転者によるステアリング介入操作が行われたと判定する。介入判定部３３は、その判定結果に基づいて、自動操舵制御部６０による制御を無効あるいは停止させることで、電動モータ１０をアシスト制御のみで制御する。

次に、図３を参照して、自動操舵制御部６０について説明する。図３は、自動操舵制御部６０のブロック図である。

自動操舵制御部６０は、自動運転システム４０から入力された舵角目標値と舵角センサ１５によって検出されたステアリングホイール１の舵角とに基づいて、電動モータ１０を制御するための角速度目標値を演算する角速度目標値演算部６１を備える。

角速度目標値演算部６１は、自動運転システム４０から出力された舵角目標値と舵角センサ１５によって検出されたステアリングホイール１の舵角との差に基づいて舵角目標値にステアリングホイール１の舵角が一致するように電動モータ１０を制御するための位置制御目標値を演算する位置制御部６２と、自動運転システム４０から出力された舵角目標値の単位時間当たりの変化に基づいて目標変化補償信号を演算する目標変化補償部６３と、を備える。

位置制御部６２によって位置制御目標値を演算するときには、舵角センサ１５によって検出されたステアリングホイール１の舵角が用いられる。しかし、舵角センサ１５の検出周期は間隔が比較的長く、ステアリングホイール１が素早く操舵された際には、舵角センサ１５のみではステアリングホイール１の舵角を精度良く検出することができない。

そこで、位置制御部６２は、ステアリングホイール１の舵角をより高精度に検出するために、舵角センサ１５よって検出された舵角を、モータ回転角センサ１０ａにて検出されたモータ回転角を用いて補正することによって高精度舵角を演算する。具体的に説明すると、モータ回転角センサ１０ａは、舵角センサ１５の検出周期よりも短い周期で電動モータ１０の回転角変化量であるモータ回転角を検出する。モータ回転角センサ１０ａで検出されたモータ回転角と減速機１１の減速比（出力シャフト３と電動モータ１０の減速比）から出力シャフト３の回転角度変化量を得ることができる。したがって、舵角センサ１５によって検出される舵角に、モータ回転角センサ１０ａで検出されるモータ回転角と減速機１１の減速比から得られる出力シャフト３の回転角度変化量を加算することによって、短い周期でステアリングホイール１の高精度舵角を演算することができる。これにより、ステアリングホイール１が素早く操舵された際であっても、高精度な舵角を得ることができる。本実施形態では、モータ回転角センサ１０ａは、舵角検出器の一部として機能する。

このように、電動パワーステアリング装置１００では、ステアリングホイール１の舵角は、モータ回転角センサ１０ａによって検出された電動モータ１０のモータ回転角と、舵角センサ１５によって検出されたステアリングホイール１の回転角とに基づいて、演算される。これにより、高精度な舵角を得ることができる。なお、例えば、舵角センサ１５の検出周期は１０msec程度であり、モータ回転角センサ１０ａの検出周期は１msec以下であるが、舵角センサ１５の検出周期が短ければ、舵角センサ１５によって検出された舵角のみを用いてもよい。

位置制御部６２は、舵角目標値とステアリングホイール１の舵角との差を演算し、この差にＰＤ制御を実施して所定のゲインを乗じることで、ステアリングホイール１の目標とする角速度に相当する位置制御目標値を演算する。具体的には、位置制御部６２は、自動運転システム４０から出力された舵角目標値と舵角センサ１５によって検出されたステアリングホイール１の実際の舵角との差に基づいて、ステアリングホイール１の舵角を舵角目標値に一致させるための位置制御目標値を演算する。つまり、位置制御部６２は、舵角目標値とステアリングホイール１の実際の舵角との差とに基づいた位置フィードバック制御を行う。なお、ゲインは、例えば、単位時間の逆数に相当するものである。

目標変化補償部６３は、自動運転システム４０から出力された前回の舵角目標値と今回の舵角目標値との差を単位時間（舵角目標値が出力される間隔）で除算し、ＰＩＤ制御を実施することによって、目標変化補償信号を演算する。

角速度目標値演算部６１は、位置制御部６２によって演算された位置制御目標値に目標変化補償部６３によって演算された目標変化補償信号を加算する。これは、舵角目標値の変化に対する追従性を向上させることを目的としている。以下に詳細に説明する。

舵角目標値が急激に変化すると、位置制御部６２による制御では、舵角目標値の変化に対して電動モータ１０の制御が追従できない（遅れが生じる）ことがある。舵角目標値が実際の舵角よりも大きい状態から実際の舵角よりも小さな状態まで急激に変化する場合を例に説明する。

舵角目標値が変化を始めた時点では、舵角目標値は実際の舵角よりも大きいので、位置制御部６２は、ステアリングホイール１の舵角が大きくなるような位置制御目標値を出力する。このため、電動モータ１０はステアリングホイール１の舵角が大きくなるように駆動される。位置制御部６２は、舵角目標値が減少していても、実際の舵角が舵角目標値よりも小さければ、実際の舵角が舵角目標値と一致するようにステアリングホイール１の舵角が大きくなるような位置制御目標値を出力する。そして、舵角目標値がさらに減少し実際の舵角よりも小さくなると、位置制御部６２は、この時点から、舵角目標値に追従するためにステアリングホイール１の舵角が小さくなるような位置制御目標値を出力する。このように、位置制御部６２による制御では、舵角目標値が急激に小さくなるような変化が生じても、実際の舵角が舵角目標値と一致するまでステアリングホイール１の舵角が大きくなるような位置制御目標値の出力が続けられるので、遅れが生じやすい。

このため、角速度目標値演算部６１は、舵角目標値の変化速度に相当する目標変化補償信号を演算し、位置制御部６２によって演算された位置制御目標値に目標変化補償部６３によって演算された目標変化補償信号を加算して角速度目標値を生成する。これにより、舵角目標値が急激に変化した場合であっても、目標変化補償部６３にて演算された目標変化補償信号によって、舵角目標値の変化が補償される。したがって、位置制御目標値に目標変化補償信号を加算して生成された角速度目標値によって制御を行うことで、位置制御部６２にて演算された位置制御目標値のみによって制御を行うよりも舵角目標値の変化に対する追従性が向上する。

自動操舵制御部６０は、トルクセンサ１２によって検出されたトルクに基づいてトーションバー４の捩れ角を演算し、捩れ角に基づいてトーションバー４の捩れを抑制する方向に電動モータ１０を制御するための振動補償信号を演算する振動補償部７０をさらに備える。

振動補償部７０は、トルクセンサ１２によって検出されたトルクからトーションバー４の捩れ角を演算する捩れ角演算部７１を備える。振動補償部７０は、捩れ角演算部７１によって演算された捩れ角にＰＤ制御を実施し振動補償信号を演算する。

振動補償信号は、ステアリングホイール１の慣性とトーションバー４のばね性とに起因して発生するステアリングホイール１の振動を抑制するための信号である。ここで、ステアリングホイール１の慣性とトーションバー４のばね性とに起因して発生するステアリングホイール１の振動について、具体的に説明する。

自動操舵時に、電動モータ１０が作動すると、電動モータ１０の回転は減速機１１を介して出力シャフト３に伝達される。出力シャフト３が回転すると、トーションバー４及び入力シャフト２を介してステアリングホイール１が回転する。このとき、トーションバー４はばね性を有しており、かつ、ステアリングホイール１にはその場に留まろうとする慣性が働くので、出力シャフト３が回転を始めるとトーションバー４に捩れが生じる。そして、ステアリングホイール１は、トーションバー４が捩れた分だけ出力シャフト３に遅れて回転を始める。その後、電動モータ１０が停止しても、ステアリングホイール１は、トーションバー４のばね力とステアリングホイールの慣性によって回転を続け、トーションバー４の捩れが解消した位置を超えてトーションバー４を逆方向に捩る。このようにして、トーションバー４が逆方向に捩れると、舵角センサ１５によって検出される舵角と舵角目標値との間に差が生じる。これにより、電動モータ１０は、この差を無くすために、出力シャフト３を逆方向に回転させるように作動する。これと同時に、トーションバー４はそのばね力によって、再びトーションバー４自身の捩れを解消しようと逆方向に回転する。そして、電動モータ１０は、舵角目標値になると停止するが、ステアリングホイール１は、トーションバー４の捩れが解消した位置になってもその慣性によって回転を続け、トーションバー４をさらに逆方向に捩ってしまう。このような動作が繰り返されることで、ステアリングホイール１が振動する。

振動補償部７０は、このような振動を抑制するために、振動補償信号を電動モータ１０に対して出力する。具体的には、振動補償部７０は、出力シャフト３が左方向に回転してトーションバー４に捩れが生じているときには、トーションバー４の捩れ角の大きさに応じてトーションバー４の捩れを抑制する方向、つまり、出力シャフト３の左方向への回転を抑制するような振動補償信号を電動モータ１０に出力する。これにより、電動モータ１０の左回転方向へのトルクが抑制されるので、トーションバー４の捩れが抑制される。したがって、ステアリングホイール１の慣性とトーションバー４の捩れに起因して発生するステアリングホイール１の振動が抑制される。同様に、振動補償部７０は、出力シャフト３が右方向に回転してトーションバー４に捩れが生じているときには、トーションバー４の捩れ角に応じてトーションバー４の捩れを抑制する方向、つまり、出力シャフト３の右方向への回転を抑制するような振動補償信号を電動モータ１０に出力する。これにより、電動モータ１０の右回転方向へのトルクが抑制されるので、トーションバー４の捩れが抑制される。したがって、ステアリングホイール１の慣性とトーションバー４の捩れに起因して発生するステアリングホイール１の振動が抑制される。振動補償信号は、捩れ角演算部７１によって演算された捩れ角が大きければ、その分、トーションバー４を捩る方向への電動モータ１０の回転（トルク）を抑制するような信号になるように演算される。つまり、振動補償信号は、捩れ角の大きさに応じた値に演算されるとともに、電動モータ１０に対して捩れを打ち消す方向に作用するので、トーションバー４の捩れを精度良く抑制できる。

自動操舵制御部６０は、角速度目標値演算部６１によって演算された角速度目標値と振動補償部７０によって演算された振動補償信号とに基づいて補正角速度目標値を演算する補正角速度目標値演算部としての加算器６４と、モータ回転角センサ１０ａによって検出されたモータ回転角からステアリングホイール１の角速度を演算する角速度演算部６５と、加算器６４によって演算された補正角速度目標値と角速度演算部６５によって演算されたステアリングホイール１の角速度との偏差ｄ（差）を演算する偏差演算部としての減算器６６と、減算器６６によって演算された偏差ｄに基づいて電動モータ１０を制御するための自動操舵目標値を生成する角速度制御部６７と、をさらに備える。

加算器６４は、角速度目標値に振動補償信号を加算して、補正角速度目標値を演算する。

角速度演算部６５は、モータ回転角センサ１０ａによって検出された単位時間あたりのモータ回転数から電動モータ１０の回転軸の角速度を演算する。さらに、角速度演算部６５は、電動モータ１０の回転軸の角速度に減速機１１の減速比を除算することによって、ステアリングホイール１の角速度を演算する。このようにして角速度演算部６５によって演算されたステアリングホイール１の角速度は、ステアリングホイール１の実際の角速度に相当する。なお、ステアリングホイール１の角速度は、舵角センサ１５の検出周期が短ければ、舵角センサ１５よって検出された舵角を基に演算してもよい。

角速度制御部６７は、偏差ｄに基づいて比例制御を行うための比例器６７ａと、偏差ｄに基づいて積分制御を行うための積分器６７ｂと、偏差ｄに基づいて微分制御を行うための微分器６７ｃと、を備える。角速度制御部６７は、比例器６７ａ、積分器６７ｂ及び微分器６７ｃによって偏差ｄに基づいてＰＩＤ制御を実施して自動操舵目標値を生成する。具体的には、角速度制御部６７は、偏差ｄに基づいて、補正角速度目標値にステアリングホイール１の実際の角速度が一致するように電動モータ１０を制御するための自動操舵目標値を生成する。つまり、角速度制御部６７は、ステアリングホイール１の角速度の目標値とステアリングホイール１の実際の角速度との偏差ｄ（差）に基づいた速度フィードバック制御を行う。

上述のように、自動操舵制御部６０では、加算器６４において角速度目標値に振動補償部７０によって演算された振動補償信号が加算されて補正角速度目標値が演算される。加算器６４によって演算された補正角速度目標値と角速度演算部６５によってフィードバックされた角速度との偏差ｄは、振動補償信号が加算された信号どうしの差になるので、偏差ｄは比較的小さな値となる。これにより、角速度制御部６７における制御を安定させることができる。

自動操舵制御部６０は、自動操舵中に運転者によってステアリングホイール１が操作されたときに、トルクセンサ１２によって検出されたトルクの値が第１の閾値αに達すると、減算器６６によって演算された偏差ｄの角速度制御部６７への入力を制限する制限部としての偏差制限部８０をさらに備える。

偏差制限部８０は、図４に示すように、トーションバー４に作用するトルクが第１の閾値αに達したときに、舵角目標値に基づく信号と舵角に基づく信号との偏差、具体的には、減算器６６によって演算された角速度と補正角速度目標値との偏差ｄを０として出力する。また、偏差制限部８０は、トーションバー４に作用するトルクが第１の閾値αよりも小さな第２の閾値βまで低下したときに、偏差ｄをそのまま出力する。このように、偏差制限部８０には、第１の閾値αと第２の閾値βとの間に不感帯が設けられているので、例えば、トルクが第１の閾値αを挟んで小刻みに変化したときにハンチングが発生することを防止できる。

図３を参照して、以上のように構成された自動操舵制御部６０による自動操舵について説明する。

角速度目標値演算部６１に自動運転システム４０から舵角目標値が入力されると、角速度目標値演算部６１は、舵角センサ１５によって検出された舵角が舵角目標値に一致するように電動モータ１０を制御するための角速度目標値を演算する。さらに、この角速度目標値に振動補償部７０によって演算された振動補償信号が加算されて補正角速度目標値が演算される。これと並行して、角速度演算部６５は、モータ回転角センサ１０ａによって検出されたモータの回転角からステアリングホイール１の実際の角速度を演算する。

角速度制御部６７は、加算器６４によって演算された補正角速度目標値と角速度演算部６５によって演算されたステアリングホイール１の角速度との差（偏差ｄ）に基づいて、補正角速度目標値にステアリングホイール１の実際の角速度が一致するように電動モータ１０を制御するための自動操舵目標値を演算する。

このようにして演算された自動操舵目標値は、電流制御部３１に入力され、電流制御部３１は、駆動回路３２を介して電動モータ１０を制御する。電動モータ１０は、ステアリングホイール１の角速度が舵角目標値になるように減速機１１を介してステアリングシャフト７を回転させる。

電動モータ１０が回転を始めると、上述のようにステアリングホイール１の慣性とトーションバー４のばね性に起因してトーションバー４が捩れる。トーションバー４が捩れるとトルクセンサ１２によってトルクが検出され、このトルクが振動補償部７０の捩れ角演算部７１に入力される。捩れ角演算部７１は、トーションバー４の捩れ角を演算する。振動補償部７０は、この捩れ角に基づいてトーションバー４の捩れを抑制する方向に電動モータ１０を制御する振動補償信号を演算する。振動補償部７０によって演算された振動補償信号は、加算器６４において角速度目標値演算部６１によって演算された角速度目標値に加算される。そして、減算器６６によって補正角速度目標値とステアリングホイール１の角速度との差（偏差ｄ）が演算され、その偏差ｄは、角速度制御部６７に入力される。角速度制御部６７は、偏差ｄに基づいてＰＩＤ制御を行い電動モータ１０を制御するための自動操舵目標値を演算する。このように、電動モータ１０は、振動補償部７０によって演算された振動補償信号が加算された自動操舵目標値によって、トーションバー４の捩れ角の大きさに応じてトーションバー４の捩れを抑制する方向に制御されつつ、ステアリングホイール１の角速度が舵角目標値になるように制御される。言い換えると、電動モータ１０は、トーションバー４の捩れ角の大きさに応じた分だけ回転方向のトルクを抑制されながら、ステアリングホイール１の角速度が舵角目標値になるように制御される。これにより、ステアリングホイール１の慣性とトーションバー４のばね性に起因して発生するステアリングホイール１の振動を抑制することができる。

次に、自動操舵中に運転者によるステアリング介入操作が行われたときの制御について説明する。

自動操舵中に運転者がステアリングホイール１を操作すると、トーションバー４にトルクが作用する。トーションバー４に作用したトルクは、トルクセンサ１２によって検出され、偏差制限部８０に入力される。偏差制限部８０は、入力されたトルクが第１の閾値α以上になると、減算器６６によって演算された偏差ｄを０として出力する。これにより、角速度制御部６７には、偏差ｄが０として入力される。

これと同時に介入判定部３３では、運転者によるステアリング介入操作が行われているか否かを判定する。具体的には、介入判定部３３は、検出されたトルクが一定時間第１の閾値α以上である場合には、運転者によるステアリング介入操作が行われているとして、自動操舵制御部６０による電動モータ１０の制御を無効あるいは停止させる。検出されたトルクが第１の閾値α以上の値であっても、トルクが第１の閾値α以上の値を一定時間継続していない場合には、運転者によるステアリング介入操作が行われていない、あるいは、ステアリング介入操作が中断されたものとして自動操舵制御部６０による電動モータ１０の制御を継続する。なお、第１の閾値αや判定時間は、運転者の手などがステアリングホイール１に当たってしまった場合や、上述のようにステアリングホイール１に振動が発生した場合の誤判定を防止できる値に設定される。

電動パワーステアリング装置１００では、トルクセンサ１２によって検出されたトルクが第１の閾値α以上になると、介入判定部３３による判定が完了しているか否かにかかわらず、偏差制限部８０によって角速度制御部６７へ入力される偏差ｄを０とする。これにより、角速度と補正角速度目標値との間に偏差ｄが存在していても、角速度制御部６７には、偏差ｄとして０が入力される。つまり、角速度と補正角速度目標値との間に偏差ｄが存在していても、角速度制御部６７に偏差ｄとして０を入力することにより、角速度制御部６７の比例器６７ａ、積分器６７ｂ、及び微分器６７ｃによる制御を制限する。言い換えると、角速度制御部６７に偏差ｄとして０を入力することにより、角速度制御部６７の比例器６７ａ、積分器６７ｂ、及び微分器６７ｃによる制御を実質的に無効にする。これにより、角速度制御部６７から出力される自動操舵目標値が一定となるので、自動操舵制御部６０からの信号（自動操舵目標値）に基づいて電動モータ１０が発生するトルクも一定となる。よって、自動操舵目標値に基づいて電動モータ１０が発生するトルクの上昇が抑制される。

このように、電動パワーステアリング装置１００では、自動操舵中、運転者によってステアリングホイール１が操作され、トルクセンサ１２によって検出されたトルクが第１の閾値αに達した場合には、介入判定部３３による判定状況にかかわらず偏差制限部８０が角速度制御部６７による制御を制限する。これにより、自動操舵目標値に基づいて電動モータ１０が発生するトルクの上昇を抑制することができる。よって、自動操舵中、運転者がステアリングホイール１を操作したときに、運転者がステアリングホイール１から覚えるトルクの上昇による違和感を低減できる。

自動操舵制御部６０において、このような制御が行われなければ、介入判定部３３によってステアリング介入操作の判定を行っている間も、角速度制御部６７は、舵角を舵角目標値に近づけるような（偏差を小さくするような）自動操舵目標値を生成する。このようにして生成された自動操舵目標値に基づいて電動モータ１０が制御されても、運転者がステアリングホイール１を操作しているため、舵角目標値との差分を解消することができない。このため、角速度制御部６７は、偏差ｄを解消するため積分器６７ｂによって偏差ｄを積分し、前回の自動操舵目標値よりも大きな自動操舵目標値を生成する。これにより、電動モータ１０を駆動する電流値が大きくなり、舵角を舵角目標値に近づける方向、つまり、運転者のステアリング操作とは反対の方向に作用するトルクが大きくなる。

介入判定部３３によって手動操作の判定を行っている間は、このようなフィードバック制御が繰り返され、角速度制御部６７は、積分器６７ｂによって偏差ｄを順次積分するので、自動操舵目標値も順次大きくなる。これにより、自動操舵目標値に基づいて電動モータ１０が発生する、運転者のステアリング操作とは反対の方向へのトルクが徐々に大きくなってしまう。

そのため、電動パワーステアリング装置１００では、自動操舵中、運転者によってステアリングホイール１が操作されたときに、介入判定部３３による判定にかかわらず、トルクセンサ１２によって検出されたトルクの値が第１の閾値に達すると、偏差制限部８０が角速度制御部６７による制御、特に積分器６７ｂによる積分制御を制限する。これにより、運転者のステアリング操作とは反対の方向に作用するトルクの上昇を抑制することができる。よって、自動操舵中、運転者がステアリングホイール１を操作したときに、運転者がステアリングホイール１から覚えるトルクの上昇による違和感を低減できる。さらに、介入判定部３３によって自動操舵制御が無効化あるいは停止されたときのトルクの急激な低下が抑制されるので、トルクの急激な変化による違和感を低減できる。

上記実施形態では、偏差制限部８０は、第１の閾値αあるいは第２の閾値βで切り換えられるように構成されているが、図５に示すように、偏差制限部８０は、トルクセンサ１２によって検出されたトルクが第１の閾値αから第２の閾値βの範囲内にあるときは、トルクが大きくなるにつれて偏差ｄを小さくするように構成してもよい。このように構成することで、トルクの変化を滑らかにすることができる。

また、上記実施形態では、介入判定部３３の閾値を第１の閾値αとしたが、これに限らず、介入判定部３３の閾値を第３の閾値γとし、第１の閾値αを第３の閾値γよりも小さな値に設定してもよい。つまり、介入判定部３３による介入判定のための閾値と角速度制御部６７による制御を制限するための閾値とを異なるトルクに設定してもよい。
例えば、運転者によるステアリング介入操作の速度が遅い場合には、トルクが第１の閾値αに達するまでに時間を要するため、積分器６７ｂによる偏差ｄの積算がより進んでしまう。このため、第１の閾値αを第３の閾値γよりも小さな値に設定することで、積分器６７ｂによる偏差ｄの積算が少ないときに、積分器６７ｂに基づく積分制御を制限する。これにより、角速度制御部６７によって生成される自動操舵目標値の上昇を早めに抑制できるので、トルクの上昇に伴う運転者の違和感をより低減できる。

以上の第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。

電動パワーステアリング装置１００では、自動操舵制御部６０は、自動操舵中に運転者によってステアリングホイール１が操作されたときに、トルクセンサ１２によって検出されたトルクの値が第１の閾値αに達すると、比例器６７ａ、積分器６７ｂ及び微分器６７ｃによる制御を制限する偏差制限部８０を備える。これにより、自動操舵中、運転者によってステアリングホイール１が操作されたときに、自動操舵制御部６０によって生成された自動操舵目標値に基づいて電動モータ１０が発生するトルクの上昇を抑制することができる。したがって、ステアリング介入操作中に運転者がステアリングホイール１から覚えるトルクの上昇による違和感を低減できる。さらに、介入判定部３３によって自動操舵制御が無効化あるいは停止されたときのトルクの急激な低下が抑制されるので、運転者がステアリングホイール１から覚えるトルクの急激な変化による違和感を低減できる。

また、電動パワーステアリング装置１００では、自動操舵制御部６０は、トーションバー４に作用するトルクが第１の閾値α以上のときに偏差制限部８０によって偏差ｄを０にするので、角速度制御部６７における比例器６７ａ、積分器６７ｂ及び微分器６７ｃによる制御をより確実に制限することができる。よって、自動操舵制御部６０によって生成された自動操舵目標値に基づいて電動モータ１０が発生するトルクの上昇をより抑制できる。

電動パワーステアリング装置１００では、自動操舵制御部６０は、ステアリングホイール１の角速度を演算する角速度演算部６５、をさらに備える。これにより、電動モータ１０は、舵角に加えて角速度目標値とステアリングホイール１の角速度との差に基づいて制御されるので、制御の精度及び応答性が向上する。

電動パワーステアリング装置１００では、自動操舵制御部６０は、角速度目標値演算部６１によって演算された角速度目標値と振動補償部７０によって演算された捩れ角に基づいてトーションバー４の捩れを抑制する方向に電動モータ１０を制御する振動補償信号とに基づいて電動モータ１０を制御する。これにより、電動モータ１０は、トーションバー４の捩れ角に基づいて回転方向のトルクを抑制されながら、ステアリングホイール１の角速度が舵角目標値になるように制御される。したがって、ステアリングホイール１の慣性とトーションバー４のばね性に起因して発生するステアリングホイール１の振動を抑制することができる。

なお、上記電動パワーステアリング装置１００では、偏差制限部８０によって偏差ｄを０にしていたが、図６に示す変形例に示す切換スイッチ１８０を用いることによって偏差ｄを０にすることもできる。以下に、変形例について説明する。

図６に示す変形例では、自動操舵制御部６０が、偏差制限部８０に換えて、トーションバー４に作用するトルクが第１の閾値αに達したときに、角速度目標値として角速度演算部６５によって演算された角速度を出力する制限部としての切換スイッチ１８０を備える。

切換スイッチ１８０は、加算器６４と減算器６６との間に設けられる。切換スイッチ１８０は、トーションバー４に作用するトルクが第１の閾値αに達したときに、角速度目標値として角速度演算部６５によって演算された角速度を出力するように切り換えられる。これにより、減算器６６によって演算される偏差を０にすることができる。

また、図７に示す変形例のように、トーションバー４に作用するトルクが第１の閾値αに達したときに、角速度演算部６５によって演算された角速度として角速度目標値を出力するように切り換えられるように切換スイッチ１８０を設けてもよい。この場合であっても、減算器６６によって演算される偏差ｄを０にすることができる。

さらに、上記実施形態において、各閾値α、β、γを車速に応じて変化させるようにしてもよい。例えば、車両の車速が早くなるにつれて、第１の閾値αを小さくするように構成してもよい。車速が早い場合には、運転者がステアリングホイール１を急激に操作することが少ない。言い換えると、車速が早い場合には、トーションバー４に大きなトルクが発生することがほとんどない。このため、第１の閾値αを小さくすることで、ステアリング操作によって発生するトルクが小さくても角速度制御部６７による制御を制限する。これにより、運転者がステアリングホイール１から覚えるトルクの上昇による違和感を車速に応じて適切に低減できる。

＜第２実施形態＞
次に、図８を参照して、本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置２００について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態の電動パワーステアリング装置１００と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。

電動パワーステアリング装置２００の基本的な構成は、第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１００と同様である。第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１００では、比例器６７ａ、積分器６７ｂ及び微分器６７ｃに入力される偏差ｄを制限しているのに対し、電動パワーステアリング装置２００では、積分器６７ｂに入力される偏差ｄのみを制限している点で相違している。

電動パワーステアリング装置２００では、自動操舵制御部６０は、減算器６６と積分器６７ｂとの間に設けられ、トーションバー４に作用するトルクが第１の閾値αに達したときに、積分器６７ｂに基づく積分制御のみを制限する制限部としての積分制限部２８０を備える。

積分制限部２８０は、トーションバー４に作用するトルクが第１の閾値αに達したときに、積分器６７ｂに入力される偏差を０にする。つまり、電動パワーステアリング装置２００では、トーションバー４に作用するトルクが第１の閾値αに達したときに、積分器６７ｂに基づく積分制御のみを制限する。

積分器６７ｂに基づく積分制御が制限されたときでも、角速度制御部６７では、比例器６７ａによる比例制御及び微分器６７ｃによる微分制御が行われる。しかし、比例制御及び微分制御は、偏差ｄが存在しても積分制御のように偏差ｄが積算されることがない。このため、自動操舵目標値が積分制御が行われたときのように徐々に大きくなることがない。したがって、自動操舵中、運転者がステアリングホイール１が操作したときに、自動操舵目標値に基づいて電動モータ１０が発生するトルクの上昇を抑制することができる。よって、電動パワーステアリング装置２００においても、運転者がステアリングホイール１から覚えるトルクの上昇による違和感を低減できる。

なお、積分制限部２８０は、積分器６７ｂの出力側に設けてもよい。この場合には、積分制限部２８０は、例えば、ＯＮ／ＯＦＦスイッチによって構成することができる。

以上の第２実施形態の電動パワーステアリング装置２００は、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

電動パワーステアリング装置１００，２００は、運転者によって操作されるステアリング部材（ステアリングホイール１）に連結され、運転者によるステアリング部材（ステアリングホイール１）の操作に伴って回転するステアリングシャフト７と、ステアリングシャフト７の一部を構成するトーションバー４と、トーションバー４に作用するトルクを検出するトルクセンサ１２と、ステアリングシャフト７に回転トルクを付与する電動モータ１０と、トルクセンサ１２によって検出されたトルクに基づいて電動モータ１０を制御する操舵補助と車両外の情報に基づいて電動モータ１０を制御する自動操舵とを選択的に行う制御部（コントローラ３０）と、ステアリング部材（ステアリングホイール１）の舵角を検出する舵角検出部（モータ回転角センサ１０ａ、舵角センサ１５）と、を備え、制御部（コントローラ３０）は、自動操舵時に、車両の移動目標位置に基づいて設定される舵角目標値に基づく信号と舵角検出部（モータ回転角センサ１０ａ、舵角センサ１５）によって検出された舵角に基づく信号との偏差（偏差ｄ）に応じて電動モータ１０を制御する自動操舵制御部６０を有し、自動操舵制御部６０は、偏差（偏差ｄ）に基づいて積分制御を行うための積分器６７ｂと、自動操舵中に運転者によってステアリング部材（ステアリングホイール１）が操作されたときに、トルクセンサ１２によって検出されたトルクの値が第１の閾値αに達すると、積分器６７ｂに基づく積分制御を制限する制限部（偏差制限部８０、切換スイッチ１８０、積分制限部２８０）と、を有する。

この構成によれば、自動操舵中、運転者によってステアリング部材（ステアリングホイール１）が操作されたときに、自動操舵制御部６０からの信号（自動操舵目標値）に基づいて電動モータ１０が発生するトルクの上昇を抑制することができる。したがって、自動操舵中、運転者がステアリング部材（ステアリングホイール１）を操作したときに、運転者がステアリング部材（ステアリングホイール１）から覚えるトルクの上昇による違和感を低減できる。

また、電動パワーステアリング装置１００は、制限部（偏差制限部８０）は、トーションバー４に作用するトルクが第１の閾値αに達したときに、舵角目標値に基づく信号と舵角に基づく信号との偏差（偏差ｄ）を０として出力することによって積分器６７ｂに基づく積分制御を制限する。

電動パワーステアリング装置１００では、制限部（切換スイッチ１８０）は、トーションバー４に作用するトルクが第１の閾値αに達したときに、舵角目標値に基づく信号として舵角に基づく信号を出力することによって積分器６７ｂに基づく積分制御を制限する。

電動パワーステアリング装置１００では、制限部（切換スイッチ１８０）は、トーションバー４に作用するトルクが第１の閾値α以上に達したときに、舵角に基づく信号として舵角目標値に基づく信号を出力することによって積分器６７ｂに基づく積分制御を制限する。

これらの構成によれば、トーションバー４に作用するトルクが第１の閾値α以上のときに、角速度制御部６７に入力される偏差ｄを０にすることができる。これにより、積分器６７ｂによって偏差ｄが積分されて信号（自動操舵目標値）が生成されることがないので、運転者のステアリング操作とは反対の方向に作用するトルクが上昇することを確実に抑制できる。

また、電動パワーステアリング装置２００では、自動操舵制御部６０は、偏差ｄに基づいて比例制御を行うための比例器６７ａと、偏差ｄに基づいて微分制御を行うための微分器６７ｃと、をさらに備え、制限部（積分制限部２８０）は、トーションバー４に作用するトルクが第１の閾値αに達したときに、積分器６７ｂに基づく積分制御のみを制限する。

この構成によれば、積分器６７ｂに基づく積分制御が制限されるので、偏差ｄが積分されず自動操舵制御部６０によって生成される信号（自動操舵目標値）が大きくなることがない。したがって、自動操舵中、運転者がステアリング部材（ステアリングホイール１）を操作したときに、自動操舵制御部６０からの信号（自動操舵目標値）に基づいて電動モータ１０が発生するトルクの上昇を抑制することができる。

また、電動パワーステアリング装置１００，２００では、制限部（偏差制限部８０）は、トーションバー４に作用するトルクが第１の閾値αに達したときに、舵角目標値に基づく信号と舵角に基づく信号との偏差（偏差ｄ）を０として出力し、トーションバー４に作用するトルクが第１の閾値αよりも小さな第２の閾値βまで低下したときに、舵角目標値に基づく信号と舵角に基づく信号との偏差（偏差ｄ）をそのまま出力する。

この構成によれば、トーションバー４に作用するトルクが第１の閾値αを挟んで小刻みに変化しても制御が切り換わることがないので、制御が安定する。

また、電動パワーステアリング装置１００，２００では、制限部（偏差制限部８０）は、トーションバー４に作用するトルクが第１の閾値αから第２の閾値βの範囲内にあるときは、トーションバー４に作用するトルクが大きくなるにつれて舵角目標値に基づく信号と舵角に基づく信号との偏差（偏差ｄ）を小さくする。

この構成によれば、トーションバー４に作用するトルクが大きくなるにつれて舵角目標値に基づく信号と舵角に基づく信号との偏差（偏差ｄ）を小さくするので、トルクの変化を滑らかにすることができる。したがって、運転者がステアリング部材（ステアリングホイール１）から覚えるトルクの変化による違和感を低減できる。

また、電動パワーステアリング装置１００，２００では、自動操舵制御部６０は、舵角に基づいてステアリング部材（ステアリングホイール１）の角速度を演算する角速度演算部６５と、舵角目標値と舵角とに基づいて電動モータ１０を制御するための角速度目標値を演算する角速度目標値演算部６１と、を備え、舵角目標値に基づく信号と舵角に基づく信号との偏差（偏差ｄ）は、角速度と角速度目標値との偏差ｄである。

この構成によれば、電動モータ１０は角速度に基づいて制御されるので、舵角のみによる制御に比べて制御の精度及び応答性が向上する。

また、電動パワーステアリング装置１００，２００では、トーションバー４に作用するトルクが一定時間第３の閾値γ以上であるときに、自動操舵制御部６０による制御を停止させる介入判定部３３をさらに備え、第１の閾値αは、第３の閾値γよりも小さな値に設定される。

この構成によれば、第１の閾値αを第３の閾値γよりも小さな値に設定することで、積分器６７ｂによる偏差ｄの積算が少ないときに、積分器６７ｂに基づく積分制御を制限できる。これにより、角速度制御部６７によって生成される信号（自動操舵目標値）の上昇を早めに抑制できるので、ステアリング操作の速度が遅いときにトルクの上昇に伴う運転者の違和感をより低減できる。

また、電動パワーステアリング装置１００，２００では、自動操舵制御部６０は、車両の車速が早くなるにつれて第１の閾値αを小さくする。

この構成によれば、運転者がステアリング部材（ステアリングホイール１）から覚えるトルクの上昇による違和感を車速に応じて適切に低減できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

電動パワーステアリング装置１００，２００では、振動補償部７０、介入判定部３３は、設けられていなくてもよい。また、自動操舵目標値は、角速度目標値及び角速度によって生成されているが、舵角目標値に基づく信号と、舵角センサ１５、モータ回転角センサ１０ａによって検出された舵角に基づく信号と、の偏差に基づいていれば、どのようなものであってもよい。

１００，２００・・・電動パワーステアリング装置、１・・・ステアリングホイール（ステアリング部材）、２・・・入力シャフト、３・・・出力シャフト、４・・・トーションバー、７・・・ステアリングシャフト、１０・・・電動モータ、１０ａ・・・モータ回転角センサ（舵角検出部）、１２・・・トルクセンサ、１５・・・舵角センサ（舵角検出部）、３０・・・コントローラ（制御部）、３３・・・介入判定部、４０・・・自動運転システム、５０・・・アシスト制御部、６０・・・自動操舵制御部、６１・・・角速度目標値演算部、６４・・・加算器、６５・・・角速度演算部、６６・・・減算器、６７・・・角速度制御部、６７ａ・・・比例器、６７ｂ・・・積分器、６７ｃ・・・微分器、７０・・・振動補償部、８０・・・偏差制限部（制限部）、１８０・・・切換スイッチ（制限部）、２８０・・・積分制限部（制限部）

Claims (10)

1. 電動パワーステアリング装置であって、
   運転者によって操作されるステアリング部材に連結され、運転者による前記ステアリング部材の操作に伴って回転するステアリングシャフトと、
   前記ステアリングシャフトの一部を構成するトーションバーと、
   前記トーションバーに作用するトルクを検出するトルクセンサと、
   前記ステアリングシャフトに回転トルクを付与する電動モータと、
   前記トルクセンサによって検出されたトルクに基づいて前記電動モータを制御する操舵補助と車両外の情報に基づいて前記電動モータを制御する自動操舵とを選択的に行う制御部と、
   前記ステアリング部材の舵角を検出する舵角検出部と、を備え、
   前記制御部は、前記自動操舵時に、車両の移動目標位置に基づいて設定される舵角目標値に基づく信号と前記舵角検出部によって検出された前記舵角に基づく信号との偏差に応じて前記電動モータを制御する自動操舵制御部を有し、
   前記自動操舵制御部は、
   前記偏差に基づいて積分制御を行うための積分器と、
   前記自動操舵中に運転者によって前記ステアリング部材が操作されたときに、前記トルクセンサによって検出されたトルクの値が第１の閾値に達すると、前記積分器に基づく積分制御を制限する制限部と、
   を有することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記制限部は、
   前記トーションバーに作用するトルクが前記第１の閾値に達したときに、前記舵角目標値に基づく信号と前記舵角に基づく信号との前記偏差を０として出力することによって前記積分器に基づく積分制御を制限することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記制限部は、
   前記トーションバーに作用するトルクが前記第１の閾値に達したときに、前記舵角目標値に基づく信号として前記舵角に基づく信号を出力することによって前記積分器に基づく積分制御を制限することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記制限部は、
   前記トーションバーに作用するトルクが前記第１の閾値以上に達したときに、前記舵角に基づく信号として前記舵角目標値に基づく信号を出力することによって前記積分器に基づく積分制御を制限することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記自動操舵制御部は、
   前記偏差に基づいて比例制御を行うための比例器と、
   前記偏差に基づいて微分制御を行うための微分器と、をさらに備え、
   前記制限部は、
   前記トーションバーに作用するトルクが前記第１の閾値に達したときに、前記積分器に基づく積分制御のみを制限することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記制限部は、
   前記トーションバーに作用するトルクが前記第１の閾値に達したときに、前記舵角目標値に基づく信号と前記舵角に基づく信号との前記偏差を０として出力し、前記トーションバーに作用するトルクが前記第１の閾値よりも小さな第２の閾値まで低下したときに、前記舵角目標値に基づく信号と前記舵角に基づく信号との前記偏差をそのまま出力することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
7. 前記制限部は、
   前記トーションバーに作用するトルクが前記第１の閾値から前記第２の閾値の範囲内にあるときは、前記トーションバーに作用するトルクが大きくなるにつれて前記舵角目標値に基づく信号と前記舵角に基づく信号との前記偏差を小さくすることを特徴とする請求項６に記載の電動パワーステアリング装置。
8. 前記自動操舵制御部は、
   前記舵角に基づいて前記ステアリング部材の角速度を演算する角速度演算部と、
   前記舵角目標値と前記舵角とに基づいて前記電動モータを制御するための角速度目標値を演算する角速度目標値演算部と、を備え、
   前記舵角目標値に基づく信号と前記舵角に基づく信号との前記偏差は、前記角速度と前記角速度目標値との偏差であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の電動パワーステアリング装置。
9. 前記トーションバーに作用するトルクが一定時間第３の閾値以上であるときに、前記自動操舵制御部による制御を停止させる介入判定部をさらに備え、
   前記第１の閾値は、前記第３の閾値よりも小さな値に設定されることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の電動パワーステアリング装置。
10. 前記自動操舵制御部は、車両の車速が早くなるにつれて前記第１の閾値を小さくすることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の電動パワーステアリング装置。
    

Images