JP2018083537A - 車両の操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングホイールの操舵角と電動モータによる操舵角とのずれを解消し、電動モータによる自動操舵での制御性を向上する。【解決手段】補正実施条件判断部５２で回転位置センサ２４の零点位置に基づくＥＰＳ舵角と舵角センサ２２で検出したステアリング舵角とのずれを補正する補正実施条件が成立するか否かを判断する。そして、補正実施条件が成立すると判断されたとき、補正量算出部５３でステアリング舵角とＥＰＳ舵角とのずれ分を補正量として算出し、補正部５４で補正量を用いてＥＰＳ舵角を補正することにより、ステアリングホイールの操舵角と電動モータによる操舵角とのずれを解消し、電動モータによる自動操舵での制御性を向上することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、ドライバによる操舵入力と独立して電動モータによる操舵角を設定自在な車両の操舵装置に関する。

自動車等の車両においては、ドライバによるステアリングの操舵に対して、ドライバの操舵力を補助するアシストトルクを発生させたり、ドライバの操舵入力とは独立して自動的に操舵を行う操舵装置が開発されている。

このような操舵装置は、例えば特許文献１に開示されるように、ステアリングホイールの回転をトーションバーを介してラックアンドピニオン機構に伝達するとともに、電動モータによってラックストローク移動量を制御する、電動パワーステアリング装置として知られている。

特開２００６−１９９０７５号公報

電動パワーステアリング装置には、特許文献１に開示されるように、電動モータとしてＤＣブラシレスモータを用いるものがあり、このＤＣブラシレスモータは、モータの回転位置を検出する回転位置センサの信号に基づいて制御される。また、回転位置センサからの信号に基づいてモータ回転角を検出することにより、電動モータによる舵角を推定することができる。

この場合、回転位置センサからの信号に基づくモータ回転角は、任意に設定される零点位置からの回転角となるため、車両の走行開始に先立って、回転位置センサの零点位置の設定が必要となる。この回転位置センサの零点位置は、通常、イグニッションスイッチがオンされたときの走行開始に先立つ初期化処理において設定される。

例えば、イグニッションスイッチがオンされたとき、ステアリングホイールの回転角（舵角）を、予め固定された基準位置からの絶対的な回転角として舵角センサにより検出する。そして、電動モータによる舵角が舵角センサによって検出した舵角と一致するように、回転位置センサの零点位置を設定する。

しかしながら、舵角センサで検出する舵角には、トーションバーの捩れに起因した舵角成分が含まれる場合がある。トーションバーの捩れに起因した成分を含んだ舵角で回転位置センサの零点位置を設定すると、通常時のステアリングホイールの舵角と電動モータによる舵角とがずれてしまい、自動操舵で目標経路に沿って走行する場合に目標経路に対してオフセットが生じる等して、制御性が悪化する虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ステアリングホイールの操舵角と電動モータによる操舵角とのずれを解消し、電動モータによる自動操舵での制御性を向上することのできる車両の操舵装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様による車両の操舵装置は、ドライバによる操舵入力と独立して電動モータによる操舵角を設定自在な車両の操舵装置において、前記電動モータのモータ回転角の基準となる零点位置を設定する零点位置設定部と、前記電動モータによる操舵角の補正を実施する補正実施条件が成立するか否かを判断する補正実施条件判断部と、前記補正実施条件が成立すると判断されたとき、ステアリングホイールの操舵角と前記零点位置に基づいて推定される前記電動モータによる操舵角との舵角差を、前記電動モータによる操舵角に対する補正量として算出する補正量算出部と、前記補正実施条件が成立すると判断されたとき、前記補正量で前記電動モータによる操舵角を補正する補正部とを備える。

本発明によれば、ステアリングホイールの操舵角と電動モータによる操舵角とのずれを解消し、電動モータによる自動操舵での制御性を向上することができる。

本発明の実施の第１形態に係り、操舵制御系の構成図 同上、通常時のステアリング舵角とＥＰＳ舵角とを示す説明図 同上、トーションバーの捩れに起因した成分を含んだ場合のＥＰＳ舵角のずれを示す説明図 同上、ＥＰＳ舵角の補正タイミング及び補正パターンを示すタイムチャート 同上、補正タイミング及び補正量を示す説明図 同上、ＥＰＳ舵角補正処理のフローチャート 同上、ＥＰＳ舵角の再補正を示す説明図 本発明の実施の第２形態に係り、ＥＰＳ舵角補正処理のフローチャート 同上、舵角差が閾値未満の場合の操舵制御の実施タイミングを示すタイムチャート 同上、舵角差が閾値以上の場合の操舵制御の実施タイミングを示すタイムチャート

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１において、符号１は、ドライバによる操舵入力と独立して操舵角を設定自在な操舵装置としての電動パワーステアリング（EPS;Electric Power Steering）装置を示す。このＥＰＳ装置１は、ステアリング軸２が、図示しない自動車等の車両の車体フレームにステアリングコラム３を介して回動自在に支持されており、その一端が運転席側へ延出され、他端がエンジンルーム側へ延出されている。

ステアリング軸２の運転席側端部には、ステアリングホイール４が固設され、このステアリングホイール４が結合されるステアリング軸２の外周側に、舵角センサ２２が配設されている。舵角センサ２２は、例えば、その内部に検知ギヤに内蔵された磁石の回転を検知する磁気抵抗素子を二組備えて構成され、ステアリングホイール４の基準となる回転位置（例えば、車両直進状態におけるステアリングホイール４上部の回転位置）を予め設定しておき、検知ギヤが回転することで生じる磁気変化に基づいて、予め設定した固定の基準位置からの回転角（舵角）及び回転方向（操舵方向）を検出することができる。

また、ステアリング軸２の中途には、トーションバー２ａが介装され、エンジンルーム側に延出される端部に、ピニオン軸５が連設されている。トーションバー２ａの外周側には、トルクセンサ２３が配設されている。トルクセンサ２３は、トーションバー２ａの捩れによってステアリング軸２の軸周りに生じるステアリングホイール４側とピニオン軸５側との変位を検出することにより、ドライバの操舵による操舵トルクを検出可能となっている。

一方、エンジンルーム内には、車幅方向へ延出するステアリングギヤボックス６が配設されており、このステアリングギヤボックス６にラック軸７が往復移動自在に挿通支持されている。このラック軸７に形成されたラック（図示せず）に、ピニオン軸５に形成されたピニオンが噛合されて、ラックアンドピニオン式のステアリングギヤ機構が形成されている。

また、ラック軸７の左右両端はステアリングギヤボックス６の端部から各々突出されており、その端部に、タイロッド８を介してフロントナックル９が連設されている。このフロントナックル９は、操舵輪としての左右輪１０Ｌ，１０Ｒを回動自在に支持すると共に、車体フレームに転舵自在に支持されている。従って、ステアリングホイール４を操作し、ステアリング軸２、ピニオン軸５を回転させると、このピニオン軸５の回転によりラック軸７が左右方向へ移動し、その移動によりフロントナックル９がキングピン軸（図示せず）を中心に回動して、左右輪１０Ｌ，１０Ｒが左右方向へ転舵される。

また、ピニオン軸５に、減速ギヤ機構等からなるアシスト伝達機構１１を介して電動パワーステアリングモータ１２が連設されている。電動パワーステアリングモータ１２は、例えばケースに固定されたステータとステータの内部で回転するロータとを有するＤＣブラシレスモータからなる電動モータであり、この電動モータのロータの回転がアシスト伝達機構１１を介してラック軸７の軸方向の動きに変換される。

電動パワーステアリングモータ１２には、ロータの回転位置を検出する回転位置センサ２４が内蔵されている。回転位置センサ２４は、例えば、ロータリエンコーダ等によってロータの回転位置を検出するものであり、この回転位置センサ２４からの信号が操舵制御装置５０に入力される。

操舵制御装置５０は、回転位置センサ２４からの信号に基づいて、ロータの回転位置に応じて電動パワーステアリングモータ１２の電流を制御する共に、ロータの回転位置から操舵制御の操舵角を認識する。回転位置センサ２４からの信号に基づく操舵角の認識については、後述する。

操舵制御装置５０は、マイクロコンピュータを中心として構成される制御ユニットであり、車両の外部環境を認識して走行環境情報を取得する外部環境認識装置１００をはじめとして、図示しないエンジン制御装置、変速機制御装置、ブレーキ制御装置等の他の制御ユニットと、車内ネットワークを形成する通信バス１５０を介して接続されている。この操舵制御装置５０には、車速を検出する車速センサ２１や、上述の舵角センサ２２、トルクセンサ２３、回転位置センサ２４等のセンサ類やイグニッションスイッチ２５等のスイッチ類が接続されている。

外部環境認識装置１００は、車載のカメラ、ミリ波レーダ、レーザレーダ等の各種デバイスによる自車両周囲の物体の検出情報、路車間通信や車車間通信等のインフラ通信によって取得した交通情報、ＧＰＳ衛星等からの信号に基づく自車両位置の測位情報、道路の曲率、車線幅、路肩幅等の道路形状データや、道路方位角、車線区画線の種別、レーン数等の走行制御用データを含む高精細の地図情報等により、自車両周囲の外部環境を認識する。本実施の形態においては、外部環境認識装置１００として、車載のカメラ及び画像認識装置による前方環境の認識を主として説明し、車載のカメラは、同一対象物を異なる視点から撮像する２台のカメラで構成されるステレオカメラとする。

尚、ステレオカメラを構成する２台のカメラは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有するシャッタ同期のカメラであり、例えば、車室内上部のフロントウィンドウ内側のルームミラー近傍に所定の基線長で配置されている。

外部環境認識装置１００におけるステレオカメラからの画像データの処理は、例えば以下のように行われる。まず、カメラで撮像した自車両の進行方向の１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から距離情報を有する距離画像を生成する。

白線等の車線区画線の認識では、車線区画線は道路面と比較して高輝度であるという知得に基づき、道路の幅方向の輝度変化を評価して、画像平面における左右の車線区画線の位置を画像平面上で特定する。この車線区画線の実空間上の位置（ｘ，ｙ，ｚ）は、画像平面上の位置（ｉ，ｊ）とこの位置に関して算出された視差とに基づいて、すなわち、距離情報に基づいて、周知の座標変換式より算出される。

自車両の位置を基準に設定された実空間の座標系は、本実施の形態では、例えば、図３に示すように、カメラの中央真下の道路面を原点として、車幅方向をｘ軸、車高方向をｙ軸、車長方向（距離方向）をｚ軸とする。このとき、ｘ−ｚ平面（ｙ＝０）は、道路が平坦な場合、道路面と一致する。道路モデルは、道路上の自車両の走行レーンを距離方向に複数区間に分割し、各区間における左右の車線区画線を所定に近似して連結することによって表現される。

外部環境認識装置１００による外部環境の認識結果は、操舵制御装置５０や他の制御装置に送信される。操舵制御装置５０は、自車両の自動運転やドライバの運転を支援する運転支援制御において、外部環境の認識結果から自車両が走行する目標経路を設定し、この目標経路に追従して走行するよう、電動パワーステアリングモータ１２を駆動するモータ駆動部２０を介して追従操舵制御を実行し、ドライバのハンドル操作による操舵介入が検知された場合には、電動パワーステアリングモータ１２によりドライバの操舵操作をアシストする補助トルクを出力する。

操舵制御装置５０の追従操舵制御における目標経路は、外部環境認識装置１００による外部環境の認識結果に基づいて設定される。すなわち、操舵制御装置５０は、自車両の追従走行の対象となる目標点の軌跡を算出し、この目標点の軌跡を目標経路として設定する。尚、この目標経路は、操舵制御装置５０ではなく、外部環境認識装置１００等の他の制御装置で設定するようにしても良い。

例えば、自車両を車線に追従させて車線中央に維持する制御（車線維持制御）では、車線区画線としての左右の白線の道路幅方向の中央位置が追従走行の対象となる目標経路の目標点として設定される。また、自車両前方の先行車両に追従走行する制御（先行車追従制御）では、先行車両の背面領域の車幅方向の中央位置が追従走行の対象となる目標経路の目標点として設定される。

操舵制御装置５０は、自車両の車幅方向の中心位置を目標経路上の目標点に一致させる目標操舵角を設定し、操舵制御の舵角が目標操舵角となるよう、電動パワーステアリングモータ１２を駆動制御する。特に、渋滞時等の低速走行下でドライバの操舵操作がなく（操舵介入がなく）、自動的に先行車両に追従走行する場合には、操舵制御装置５０は、回転位置センサ２４からの信号に基づいて電動パワーステアリングモータ１２による操舵角を推定し、この推定によって認識した操舵角が目標操舵角に一致するよう、電動パワーステアリングモータ１２を制御する。

具体的には、操舵制御装置５０は、回転位置センサ２４からの信号に基づいてモータ回転角（ロータ回転角）θmtrを推定する。そして、以下の（１）式に示すように、モータ回転角θmtrに、アシスト伝達機構１１の減速比ｒを乗算した値を、回転位置センサ２４からの信号に基づいて認識した電動パワーステアリングモータ１２による操舵角（ＥＰＳ舵角）θEPSとする。
θEPS＝θmtr×ｒ …（１）

ここで、回転位置センサ２４からの信号に基づくモータ回転角θmtrは、所定位置からの相対的な回転角であり、予め設定した零点位置からの回転角として認識される。すなわち、回転位置センサ２４は、予め固定された基準位置からの絶対的な回転角としてステアリングホイール４の回転角（ステアリング舵角）θSTRを検出可能な舵角センサ２２とは異なり、任意に設定される零点位置からの回転角を推定可能となっている。

例えば、回転位置センサ２４をインクリメンタル形のロータリエンコーダで構成する場合、所定の基準とする位置でカウンタをリセットし、その位置からのパルス数を累積加算することにより、基準とする位置からの回転量（回転角）を推定することができる。基準とする位置は任意に設定することができ、位相が異なる２つのパルス例の出力タイミングから回転方向も知ることができる。

従って、操舵制御装置５０は、イグニッションスイッチ２５がオンされたことを検知すると、イグニッションＯＮの走行開始に先立つ初期化処理として、舵角センサ２２によるステアリング舵角θSTRを読み込む。そして、このステアリング舵角θSTRに基づいて、回転位置センサ２４の零点位置を初期設定する。

具体的には、操舵制御装置５０は、イグニッションＯＮ時に読み込んだステアリング舵角θSTRとＥＰＳ舵角θEPSとが等しいものとして、（１）式にステアリング舵角θSTRをＥＰＳ舵角θEPSとして適用し、モータ回転角θmtrを求める。そして、回転位置センサ２４が示す回転位置でモータ回転角θmtrとなる位置を、回転位置センサ２４の零点位置として初期設定する。

この零点位置を初期設定する際、ステアリング舵角θSTRにトーションバーの捩れに起因した成分が含まれていると、回転位置センサ２４の零点位置が不適正となり、通常時にステアリング舵角θSTRとＥＰＳ舵角θEPSとが一致しなくなる。その結果、先行車両への追従操舵制御を実行したときに、目標経路（先行車両の走行軌跡）に対して自車両がオフセットして偏走する虞がある。

図２に示すように、通常、舵角センサ２２によるステアリング舵角θSTR（図２中に実線で示す舵角）と、このステアリング舵角θSTRに基づいて零点位置が初期設定される回転位置センサ２４によるＥＰＳ舵角θEPS（図２中に破線で示す舵角）とは、ほぼ等しい。トーションバーの捩れに起因した成分を含んだ場合、舵角センサ２２によるステアリング舵角θSTRには、トーションバー２ａの捩れに起因した明確な舵角差が発生することがある。

従って、イグニッションＯＮ時にトーションバーの捩れに起因した成分を含んだ場合、図３に破線で示す初期設定時のＥＰＳ舵角θEPSは、図３中に実線で示すステアリング舵角θSTR（通常時の舵角）に対して、トーションバー２ａの捩れに起因した舵角差Δθ1だけずれることになる。その結果、回転位置センサ２４の零点位置がずれてしまい、通常時のステアリング舵角θSTRとＥＰＳ舵角θEPSとが一致しなくなる。

このため、操舵制御装置５０は、ＥＰＳ舵角の補正に係る機能部として、零点位置設定部５１、補正実施条件判断部５２、補正量算出部５３、補正部５４を備えている。操舵制御装置５０は、これらの機能部によりＥＰＳ舵角θEPSをステアリング舵角θSTRと一致させ、安定した操舵制御を可能とする。

零点位置設定部５１は、イグニッションスイッチ２５がオンされたとき、舵角センサ２２で検出したステアリング舵角θSTRを読み込み、このステアリング舵角θSTRをＥＰＳ舵角θEPSとして初期設定する。そして、初期設定したＥＰＳ舵角θEPSから、前述の（１）式に基づいて、電動パワーステアリングモータ１２のモータ回転角θmtrを算出し、このモータ回転角θmtrから回転位置センサ２４の零点位置を設定する。

回転位置センサ２４の零点位置を設定した後は、この零点位置を基準として、回転位置センサ２４の信号からモータ回転角θmtrを検出することができる。そして、検出したモータ回転角θmtrにアシスト伝達機構１１の減速比ｒを乗算することにより、ＥＰＳ舵角θEPSを推定することができる。

補正実施条件判断部５２は、零点位置設定部５１で設定した回転位置センサ２４の零点位置に基づくＥＰＳ舵角θEPSと舵角センサ２２で検出したステアリング舵角θSTRとのずれを補正する条件として、以下に示す（Ｊ１），（Ｊ２），（Ｊ３）の条件を満足するか否かを判断する。

（Ｊ１）操舵トルクが閾値以下
操舵トルクの入力によってトーションバー２ａが所定以上の捩れがある場合、正確な補正が困難となる。このため、トルクセンサ２３で検出した操舵トルクが閾値以下である条件を、補正実施の条件の１つとする。

（Ｊ２）ステアリング舵角θSTRとＥＰＳ舵角θEPSとのずれ分が閾値以上
ステアリング舵角θSTRとＥＰＳ舵角θEPSとの間に操舵制御上の支障が発生する閾値以上（例えば、７度以上）のずれが生じている場合、補正実施の条件の１つとする。

（Ｊ３）ステアリング舵角とステアリング舵速（操舵速度；舵角の角速度）との少なくとも一方が閾値以下
ステアリングが大きく操舵されている場合や舵速が速い場合は、安定した補正が困難となることが予想される。このため、舵角センサ２２で検出したステアリング舵角θSTRが閾値以下（例えば、２０度以下）、あるいはステアリング舵速が閾値以下（例えば、１deg/s以下）または、その両方を、補正実施の条件の１つとする。

以上の（Ｊ１）〜（Ｊ３）の条件による補正の実施は、図４に示すように、イグニッションＯＮの状態で、パターンＡ、若しくはパターンＢで実施される。パターンＡは、（Ｊ１）〜（Ｊ３）の条件を全て満足するタイミング（条件Ｊ１〜Ｊ３のＡＮＤが成立するタイミング）を補正実施条件成立として、補正を実施するパターンである。一方、パターンＢは、（Ｊ１）〜（Ｊ３）の条件を全て満足する時間が所定の一定時間Ｔset経過したタイミングを補正実施条件成立として、補正を実施するパターンである。

尚、（Ｊ１）〜（Ｊ３）の条件には、各条件が満足されるか否かを判定するための判定時間を、それぞれ個別に設けるようにしても良い。

補正量算出部５３は、補正実施条件判断部５２で補正実施条件成立と判断されたとき、舵角センサ２２で検出したステアリング舵角θSTRと、回転位置センサ２４によるモータ回転角から算出したＥＰＳ舵角θEPSとのずれ分を、ＥＰＳ舵角の補正量として算出する。この補正量の算出（及び補正部５４による舵角補正）は、イグニッションスイッチ２５がＯＮされた後、ステアリング舵角θSTRとＥＰＳ舵角θEPSとの舵角差が補正実施閾値Ｈe（例えば、２〜３度）以上である場合に、複数回に渡って実行される。

前述の図３で説明したように、イグニッションＯＮ時にトーションバーの捩れに起因した成分を含んだ場合、ＥＰＳ舵角θEPSとステアリング舵角θSTRとの間には、舵角差Δθ1が発生する。従って、補正量算出部５３は、イグニッションスイッチＯＮ後、補正実施条件判断部５２で補正実施条件成立と判断された初回には、舵角差Δθ1をＥＰＳ舵角に対する補正量Ｈ1とし、２回目以降の補正の実施条件成立時には、ＥＰＳ舵角θEPSとステアリング舵角θSTRとの舵角差Δθ2,Δθ3,…を、補正量Ｈ2,Ｈ3,…とする。この舵角差Δθiに基づく補正量Ｈi（i=1,2,3,…）は、補正部５４に送られる。

補正部５４は、補正量算出部５３で算出された補正量Ｈiを用いて、ＥＰＳ舵角を補正する。ＥＰＳ舵角の補正は、例えば、回転位置センサ２４によるモータ回転角から算出したＥＰＳ舵角θEPSに補正量Ｈiを加算する、或いは、イグニッションＯＮ時に初期設定された零点位置を、補正量Ｈi及びアシスト伝達機構１１の減速比ｒに基づいて再設定することにより、補正することができる。

例えば、パターンＡで補正を行う場合、図５に示すように、条件Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３が全て成立した最初のタイミングにおけるＥＰＳ舵角とステアリング舵角との舵角差Δθiを一定の補正量Ｈiとして、ＥＰＳ舵角を補正する。尚、このＥＰＳ舵角の補正に際しては、急激な車両挙動の変化を抑制するため、補正量Ｈiによる補正時にはレートリミッタをいれることで操舵角変化に制限を設けることが望ましい。また、補正量があまり適切でない場合を考慮し、補正量Ｈiに１以下のゲインを掛けて補正後の操舵角を制限するようにしても良い。

次に、操舵制御装置５０におけるＥＰＳ舵角補正処理について、図６のフローチャートを用いて説明する。

このＥＰＳ舵角補正処理では、先ず、最初のステップＳ１において、イグニッションスイッチ２５がＯＮされたか否かを調べる。イグニッションスイッチ２５がＯＦＦの場合にはＯＮされるまで待機し、イグニッションスイッチ２５がＯＮされた場合、ステップＳ２へ進んで、舵角センサ２２で検出したステアリング舵角θSTRをＥＰＳ舵角θEPSとして、回転位置センサ２４の零点位置を初期設定する。

次に、ステップＳ３へ進み、ステアリング舵角θSTRとＥＰＳ舵角θEPSとの舵角差Δθiが補正実施閾値Ｈe以上であるか否かを調べる。その結果、Δθi＜Ｈeの場合には、補正の必要がないと判断して本処理を終了し、Δθi≧Ｈeの場合、ステップＳ４で補正回数ｎが規定回数Ｎsetに達しているか否かを調べる。

規定回数Ｎsetは、イグニッションＯＮからイグニッションＯＦＦまでの間に、ＥＰＳ舵角の補正によって正常にΔθi＜Ｈeとすることのできる最大の補正回数である。ｎ≧Ｎsetの場合、ステップＳ４からステップＳ５へ進んで異常発生と判断し、通信バス１５０を介して他の制御ユニットに異常発生を報知すると共に、舵角センサ２２によるステアリング舵角をＥＰＳ舵角とする等して電動パワーステアリングモータ１２による操舵制御を制限して安全を確保する。

一方、ステップＳ４においてｎ＜Ｎsetの場合には、ステップＳ４からステップＳ６へ進み、ＥＰＳ舵角の補正実施条件が成立するか否かを判断する。そして、補正実施条件が成立したとき、ステップＳ６からステップＳ７へ進む。前述したように、補正実施条件は、（Ｊ１），（Ｊ２），（Ｊ３）の各条件を全て満足する場合、若しくは（Ｊ１），（Ｊ２），（Ｊ３）の各条件を全て満足する状態が一定時間以上継続した場合である。

ステップＳ７では、舵角センサ２２で検出したステアリング舵角θSTRと、回転位置センサ２４によるモータ回転角から算出したＥＰＳ舵角θEPSとの舵角差Δθiを、ＥＰＳ舵角θEPSに対する補正量Ｈiとして決定する。そして、ステップＳ８でＥＰＳ舵角θEPSを補正量Ｈiで補正し、所定の確認時間が経過した後、前述したステップＳ３に戻って補正が完了したか否かを調べる。

すなわち、図７に示すように、イグニッションＯＮ後に、第１回目の補正でＥＰＳ舵角θEPS1として所定の確認時間が経過した後（例えば、補正を実施してから１〜２ｓｅｃ経過した後）、ステアリング舵角θSTRとＥＰＳ舵角θEPS1との舵角差Δθ1が補正実施閾値Ｈe未満になったか否かを調べる。そして、Δθ1≧Ｈeの場合、第２回目の補正を実施し、再度、舵角差Δθ2が補正実施閾値Ｈe未満になったか否かを調べ、Δθ1＜Ｈeになった場合、補正完了とする。

このように本実施の形態においては、舵角センサ２２で検出したステアリング舵角と、回転位置センサ２４の零点位置に基づいて推定した電動パワーステアリングモータ１２による操舵角との舵角差を補正量Ｈiとして算出し、この補正量Ｈiで電動パワーステアリングモータ１２による操舵角を補正する。これにより、ステアリングホイールの操舵角と電動モータによる操舵角とのずれを解消することができ、例えば、先行車両への追従操舵制御を実行したとき、目標経路（先行車両の走行軌跡）に対して自車両がオフセットして偏走するといったことがなく、電動モータによる自動操舵での制御性を向上することができる。

次に、本発明の実施の第２形態について説明する。第２形態は、第１形態に対して、ＥＰＳ舵角の補正が必要な場合、ＥＰＳ舵角補正を経験するまで、先行車両への追従操舵制御等のＥＰＳ舵角を基本とする操舵制御を禁止するものである。

具体的には、イグニッションＯＮ時にステアリング舵角とＥＰＳ舵角との舵角差が所定の閾値以上で補正を必要とする場合、操舵制御の実施を禁止し、ＥＰＳ舵角補正を実施した後に、操舵制御の実施を許可する。第２形態では、ＥＰＳ舵角補正は、イグニッションＯＮ時の１回の補正で舵角のずれを解消するようにして、一旦、ＥＰＳ舵角補正を実施した後は、イグニッションＯＦＦまでＥＰＳ舵角補正は実施しない。

以下、第２形態におけるＥＰＳ舵角補正処理について説明する。図８に示すように、第２の形態のＥＰＳ舵角補正処理は、第１形態と同様、最初のステップＳ１１，Ｓ１２において、イグニッションスイッチ２５がＯＮされたときに回転位置センサ２４の零点位置を初期設定し、ステップＳ１３で、ステアリング舵角θSTRとＥＰＳ舵角θEPSとの舵角差Δθ1が補正実施閾値Ｈe以上であるか否かを調べる。ここでの舵角差Δθ1は、イグニッションＯＮ後の数秒間の平均値である。

そして、ステップＳ１３においてθ1＜Ｈeであり、ステアリング舵角θSTRとＥＰＳ舵角θEPSとに補正を要する舵角差がない場合には、ステップＳ１３からステップＳ１８へジャンプし、ＥＰＳ舵角による操舵制御を許可し、本処理を終了する。操舵制御の許可は、操舵制御実施フラグＦＬＧ３をＯＮ（ＦＬＧ３＝１）することで示され、ＥＰＳ舵角による操舵制御が開始される。

すなわち、図９に示すように、イグニッションＯＮに伴うシステム診断の許可後、ステアリング舵角とＥＰＳ舵角との舵角差Δθ1が補正実施閾値Ｈe未満の場合、一定時間Ｔsの舵角差Δθ1の平均値を算出する。そして、この平均値が補正実施閾値Ｈe未満である場合、補正の必要がないものとして、操舵制御実施フラグＦＬＧ３をＯＮしてＥＰＳ舵角による操舵制御を許可する。

尚、後述するように、ステアリング舵角とＥＰＳ舵角との舵角差Δθ1が補正実施閾値Ｈe以上の場合、瞬時的な舵角ずれを示す舵角差フラグＦＬＧ１１がＯＮ（ＦＬＧ１１＝１）される。また、一定時間Ｔsの舵角差Δθ1の平均値が補正実施閾値Ｈe以上の場合、平均的な舵角ずれを示す舵角差フラグＦＬＧ１２がＯＮ（ＦＬＧ１２＝１）される。図９は、舵角差フラグＦＬＧ１１，ＦＬＧ１２が共に０の状態を示している。

操舵制御実施フラグＦＬＧ３がＯＮされた後は、舵角差Δθ1が補正実施閾値Ｈeに近く、ステアリング操作によって、瞬時的な舵角差フラグＦＬＧ１１がＯＮ，ＯＦＦを繰り返して変動しても、イグニッションＯＦＦとなるまで、操舵制御実施フラグＦＬＧ３はＯＮの状態に保持される。そして、操舵制御実施フラグＦＬＧ３がＯＮの間は、第１形態で説明した（Ｊ１），（Ｊ２），（Ｊ３）の条件による補正実施条件が成立するか否かを示す補正実施フラグＦＬＧ２がＯＦＦ（補正実施条件不成立）とされ、ＥＰＳ舵角補正は実施されない。

一方、ステップＳ１３においてθ1≧Ｈeであり、ＥＰＳ舵角θEPSを補正する必要がある場合には、ステップＳ１３からステップＳ１４へ進み、ＥＰＳ舵角による操舵制御を禁止する（ＦＬＧ３＝０）。すなわち、ステアリング舵角θSTRとＥＰＳ舵角θEPSとが一致しない場合、ＥＰＳ舵角補正が実施される前に操舵制御が実施されることがない。

その後、ステップＳ１４からステップＳ１５へ進み、第１形態と同様、ＥＰＳ舵角の補正実施条件が成立するか否かを判断する。そして、補正実施条件が成立したとき、ステップＳ１６でＥＰＳ舵角θEPSに対する補正量Ｈiを決定し、ステップＳ１７でＥＰＳ舵角θEPSを補正量Ｈiで補正し、所定の確認時間が経過した後、前述したステップＳ１８へ進んでＥＰＳ舵角による操舵制御を許可する（ＦＬＧ３＝１）。

すなわち、図１０に示すように、イグニッションスイッチ２５がＯＮされた後、ステアリング舵角とＥＰＳ舵角との舵角差Δθ1が補正実施閾値Ｈe以上で舵角差フラグＦＬＧ１１，ＦＬＧ１２がＯＮとなっても、補正実施条件が成立して補正実施フラグＦＬＧ２がＯＮとなるまでは、操舵制御実施フラグＦＬＧ３はＯＦＦのままでＥＰＳ舵角による操舵制御が禁止される。

そして、舵角差ＦＬＧ１２と補正実施フラグＦＬＧ２とが共にＯＮとなり、ＥＰＳ舵角の補正が実施されたとき、操舵制御実施フラグＦＬＧ３がＯＮされ、ＥＰＳ舵角補正の経験を経て操舵制御が実施される。操舵制御実施フラグＦＬＧ３がＯＮされた後（ＥＰＳ舵角による操舵制御が許可された後）は、瞬時的な舵角差フラグＦＬＧ１１がＯＮ，ＯＦＦを繰り返して変動しても、イグニッションＯＦＦとなるまで、操舵制御実施フラグＦＬＧ３はＯＮの状態に保持される。また、操舵制御実施フラグＦＬＧ３がＯＮである限り、ＥＰＳ舵角の補正は実施されない。

尚、ＥＰＳ舵角の補正は、操舵制御実施前に必ず実施され、車両挙動に影響がないため、レートリミッタやゲインを用いた制限は省略することができる。

第２形態では、第１形態と同様、ステアリング舵角とＥＰＳ舵角とのずれを解消して操舵制御性を向上することができるばかりでなく、ＥＰＳ舵角補正を経験するまでＥＰＳ舵角による操舵制御を強制的に禁止するので、ＥＰＳ舵角がステアリング舵角と一致しないまま操舵制御が実施されることがなく、不具合発生を確実に防止することができる。

１ 電動パワーステアリング装置
２ａ トーションバー
４ ステアリングホイール
１１ アシスト伝達機構
１２ 電動パワーステアリングモータ
２２ 舵角センサ
２３ トルクセンサ
２４ 回転位置センサ
２５ イグニッションスイッチ
５０ 操舵制御装置
５１ 零点位置設定部
５２ 補正実施条件判断部
５３ 補正量算出部
５４ 補正部
Ｈi 補正量
Ｈe 補正実施閾値
Δθi 舵角差
θSTR ステアリング舵角
θmtr モータ回転角

Claims (7)

1. ドライバによる操舵入力と独立して電動モータによる操舵角を設定自在な車両の操舵装置において、
   前記電動モータのモータ回転角の基準となる零点位置を設定する零点位置設定部と、
   前記電動モータによる操舵角の補正を実施する補正実施条件が成立するか否かを判断する補正実施条件判断部と、
   前記補正実施条件が成立すると判断されたとき、ステアリングホイールの操舵角と前記零点位置に基づいて推定される前記電動モータによる操舵角との舵角差を、前記電動モータによる操舵角に対する補正量として算出する補正量算出部と、
   前記補正実施条件が成立すると判断されたとき、前記補正量で前記電動モータによる操舵角を補正する補正部と
   を備えることを特徴とする車両の操舵装置。
2. 前記零点位置設定部は、前記ステアリングホイールの操舵角を前記電動モータによる操舵角として、前記零点位置を設定することを特徴とする請求項１に記載の車両の操舵装置。
3. 補正実施条件判断部は、前記ステアリングホイールへの入力トルク、前記ステアリングホイールの操舵角と前記電動モータによる操舵角との舵角差、及び前記ステアリングホイールの操舵角と操舵速度との少なくとも一方が所定の条件を満たしたとき、前記補正実施条件が成立すると判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の操舵装置。
4. 前記電動モータによる操舵角の補正に際して、前記補正量による操舵角変化に制限を設けことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車両の操舵装置。
5. 前記電動モータによる操舵角の補正に際して、前記補正量による補正後の操舵角を制限することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車両の操舵装置。
6. 前記ステアリングホイールの操舵角と前記電動モータによる操舵角との舵角差が補正実施閾値以上の場合、前記電動モータによる操舵角の補正を複数回実施することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の車両の操舵装置。
7. 前記ステアリングホイールの操舵角と前記電動モータによる操舵角との舵角差が補正実施閾値以上の場合、前記電動モータによる操舵角の補正を実施するまで前記電動モータによる操舵制御を禁止し、前記電動モータによる操舵角の補正を実施後に、前記電動モータによる操舵制御を許可することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車両の操舵装置。

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