JP2018138438A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングホイールに対して運転者の手が滑る場合に意図しないステアリングホイールの戻りを抑制することができる車両用制御装置を提供すること。【解決手段】滑り判定部５６は、タッチセンサを通じて検出される接触情報Ｔａｔｃｈに基づき運転者の手がステアリングホイールに対して滑ったと判定した場合、回転角度θｍに基づき補正値Ｉｒｂ＊を演算する。補正値Ｉｒｂ＊は、ステアリングホイールに対して運転者の手が滑った場合に、ステアリングホイールを運転者の手が滑ったときの位置で維持させるようにモータ３０に対する基本電流指令値Ｉａｓ＊を補正する補正値である。滑り判定部５６は、運転者の手がステアリングホイールに対して滑っていないと判定した場合、補正値Ｉｒｂ＊を０に設定する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用制御装置に関するものである。

従来、特許文献１に記載されるように、ステアリングホイールに対する運転者の手の滑りを予測し、その滑り予測を運転者に報知する車両用制御装置が知られている。
上記の車両用制御装置では、ステアリングホイールを掌握する運転者の握力を算出するとともに、ステアリングホイールに付与される反力を算出する。算出された握力と反力に基づいてステアリングホイールに対する運転者の手の滑りを予測している。

特開２００５−１１９５３９

しかし、ステアリングホイールに対する運転者の手の滑りの予測が運転者に報知され、運転者が認識していたとしても、運転者は、運転状況によってはステアリングホイールを切り続けることにより手がステアリングホイールに対して滑る場合がある。その場合、セルフアライニングトルクにより運転者の意図と関係なくステアリングホイールが操舵中立位置に向けて戻されてしまうおそれがある。

本発明の目的は、ステアリングホイールに対して運転者の手が滑る場合に意図しないステアリングホイールの中立位置への戻りを抑制することができる車両用制御装置を提供することである。

上記目的を達成し得る車両用制御装置は、車両の走行状態およびステアリングホイールの操作状態を示す状態量に基づきアシスト力を発生させるモータを制御する車両用制御装置を前提としている。前記状態量に基づいて前記モータを駆動させるための制御信号を生成する制御部と、前記ステアリングホイールに搭載されるセンサを通じて検出される運転者の手の接触情報から前記ステアリングホイールに対する運転者の手の滑りを判定する滑り判定部とを有し、前記滑り判定部により運転者の手が前記ステアリングホイールに対して滑ったと判定された場合、前記制御部は、運転者による前記ステアリングホイールに付与したトルクを保持するアシスト力を発生させることを要旨とする。

車両走行中に、運転者の手がステアリングホイールに対して滑った場合、ステアリングホイールが自動的に操舵中立位置に向けて戻されてしまうおそれがある。
上記構成によれば、滑り判定部は運転者の手が滑ったと判定した場合、制御部は、運転者によるステアリングホイールに付与したトルクを保持させるようにモータを制御する。したがって、運転者の手がステアリングホイールに対して滑ったとしても運転者の意図しないステアリングホイールの中立位置への戻りを抑制することができる。

上記の車両用制御装置において、前記モータは、その回転角度を検出する回転角センサを有し、前記制御部は、前記状態量に基づき前記モータを駆動させるための指令値を演算する指令値演算部を有し、前記滑り判定部は、前記ステアリングホイールに対して運転者の手が滑ったと判定した場合、前記ステアリングホイールに対して運転者の手が滑ったときの前記回転角度で前記ステアリングホイールに付与されたトルクを保持するようにフィードバック制御することで前記指令値を補正する補正値を演算することが好ましい。

前記滑り判定部は、少なくとも前記状態量としての操舵トルクが規定値以上となるときに、前記ステアリングホイールに対する運転者の手の滑りを判定することが好ましい。
運転者の手がステアリングホイールに対して滑ってしまうおそれのある状態は、操舵トルクがある程度大きくなってから、すなわち、運転者がステアリングホイールをある程度左右に切り込んでいる状態である。

上記構成によれば、操舵トルクが規定値以上となるときにステアリングホイールに対する運転者の手の滑りを判定する。そのため、例えば、運転者が意図的にステアリングホイールに対して手を滑らせている状態等を除き、ステアリングホイールに対して運転者の手が滑り得る状態のときのみステアリングホイールに対する運転者の手の滑りが判定できる。したがって、車両用制御装置のステアリングホイールに対する運転者の手の滑り判定の信頼性が向上する。

前記滑り判定部は、前記ステアリングホイールに対して運転者の手が滑ったと判定したときから所定時間経過後、且つ運転者の手が前記ステアリングホイールに触れていると判定した後に、運転者による前記ステアリングホイールに付与したトルクを保持する制御を停止させることが好ましい。

上記の車両用制御装置において、ステアリングホイールに対して運転者の手が滑った場合、制御部は、運転者によるステアリングホイールに付与するトルクを保持するようにモータを制御している。しかし、運転者がステアリングホイールを再度操作し直そうとしたとき、運転者の操舵感に違和感が出るおそれがある。

上記構成によれば、滑り判定部は、運転者の手がステアリングホイールに対して滑ったとときから所定時間経過後、且つ運転者の手がステアリングホイールに対して接触していると判定したときに運転者によるステアリングホイールに付与するトルクを保持する制御を停止させることで、運転者がステアリングホイールを再び操舵しようとしたとき、運転者の操舵感を円滑にすることができる。

本発明の車両用制御装置によれば、ステアリングホイールに対して運転者の手が滑る場合に意図しないステアリングホイールの戻りを抑制することができる。

車両用制御装置の第１の実施形態における概略図。 第１の実施形態の車両用制御装置の機能ブロック図。 第１の実施形態の車両用制御装置による基本電流指令値の演算に際して利用される操舵トルクと基本電流指令値との関係を規定したマップ。 第１の実施形態の車両用制御装置における補正値演算処理の手順を示す制御フロー図。 第２の実施形態の車両用制御装置の機能ブロック図。 第３の実施形態の車両用制御装置の機能ブロック図。 一実施の形態の駆動回路およびモータの構成を示した概略図。

＜第１の実施形態＞
以下、車両用制御装置をコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」とする。）の制御装置に具体化した一実施の形態を説明する。

図１に示すように、ＥＰＳ１は、操舵機構２、アシスト力付与機構３、制御装置５、および各種センサを備えている。
操舵機構２は、運転者のステアリングホイール２０の操作に基づいて転舵輪４，４を転舵させる。操舵機構２は、ステアリングホイール２０と一体回転するステアリングシャフト２１と、ラックシャフト２３とを有している。ステアリングシャフト２１は、ステアリングホイール２０と連結されるコラムシャフト２１ａと、コラムシャフト２１ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト２１ｂと、インターミディエイトシャフト２１ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト２１ｃとを有している。ピニオンシャフト２１ｃの下端部は、ラックアンドピニオン機構２２を介してラックシャフト２３に連結されている。ラックアンドピニオン機構２２は、ピニオンシャフト２１ｃの下端部に設けられているピニオン歯と、ラックシャフト２３におけるラック歯とが互いに噛み合うことで形成されている。したがって、ステアリングシャフト２１の回転運動は、ラックアンドピニオン機構２２を介してラックシャフト２３の軸方向（図１の左右方向）の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラックシャフト２３の両端にそれぞれ連結されたタイロッド２４，２４を介して、左右の転舵輪４，４にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪４，４の転舵角が変化する。

アシスト力付与機構３は、コラムシャフト２１ａに接続された減速機構３１と、回転軸を有するモータ３０と、を有している。モータ３０の回転軸の回転力は減速機構３１を介してコラムシャフト２１ａに伝達される。モータ３０は、ステアリングホイール２０の操作をアシストするアシスト力の発生源として使用される。モータ３０としては、例えば、３相ブラシレスモータが採用される。

各種センサは、ステアリングホイール２０の操作量や車両の状態量を検出する目的で設けられている。例えば、各種センサとしては、トルクセンサ７、車速センサ８、回転角センサ９、およびタッチセンサ６５がある。

トルクセンサ７は、コラムシャフト２１ａにおけるステアリングホイール２０とアシスト力付与機構３との間に設けられている。トルクセンサ７は、運転者のステアリングホイール２０の操作によりステアリングシャフト２１に生じる状態量（ステアリングホイール２０の操作状態を示す状態量）としての操舵トルクＴｈを周期的に検出する。車速センサ８は、車両の車速Ｖを検出する。回転角センサ９は、モータ３０に設けられている。回転角センサ９は、モータ３０の回転軸の回転角度θｍを検出する。タッチセンサ６５は、ステアリングホイール２０の周方向の全周に亘って複数設けられている。タッチセンサ６５は、ステアリングホイール２０を掴む運転者の手によるステアリングホイール２０の接触、および運転者の手のステアリングホイールに対する位置を検知し、ステアリングホイール２０に対する手の接触状態に応じた電気信号である接触情報Ｔａｔｃｈを生成する。接触情報Ｔａｔｃｈとは、運転者の手がステアリングホイール２０に対して触れている箇所の数（片手でステアリングホイール２０に触れているのであれば一箇所、両手でステアリングホイール２０に触れているのであれば二箇所）、およびステアリングホイール２０上における運転者の手の位置を示す情報（例えば、両手でステアリングホイール２０を握る場合、時計の長針および短針の位置に倣って２時２０分の位置等）である。

制御装置５は、各種センサからの出力を取り込み、その出力に基づいてモータ３０の駆動を制御する。制御装置５は、接触情報Ｔａｔｃｈに基づき運転者の手がステアリングホイール２０を掴んでからどのように変位しているのかを判定する。例えば、制御装置５は、運転者の手がステアリングホイール２０を掴んだり、離したりを繰り返しながらステアリングホイール２０上を移動しているのか、または運転者の手がステアリングホイール２０に接触している状態でステアリングホイール２０上を移動しているのか、を判定する。移動とは、すなわち、運転者がステアリングホイール２０を回転操作させるときにおけるステアリングホイール２０上の手の位置を変えていることを示している。尚、運転者の手がステアリングホイール２０に接触している状態でステアリングホイール２０上を移動している状態のことを運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑っているという。

図２に示すように、制御装置５は、車載バッテリ等の電源（電源電圧「＋Ｖｂ」）から供給される直流電力を三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力に変換する駆動回路としてのインバータ回路５０と、インバータ回路５０をＰＷＭ（パルス幅変調）駆動するための制御信号をインバータ回路５０に出力するマイコン５１と、記憶部としてのメモリ５９とを備えている。

インバータ回路５０は、マイコン５１からの制御信号（ＰＷＭ駆動信号）に基づいて電源から供給される直流電力を三相交流電力に変換する。この三相交流電力は給電線ＷＬを介してモータ３０に供給される。給電線ＷＬには、モータ３０の各相電流値Ｉを検出する電流センサ５２が設けられている。図２において、便宜上、各相の給電線ＷＬおよび各相の電流センサ５２をそれぞれ一つにまとめて図示している。尚、インバータ回路５０は、グランドＧＮＤに接続されている。

メモリ５９には、マイコン５１がモータ３０を駆動するために実行するプログラムが記憶されている。
マイコン５１は、メモリ５９に記憶されたプログラムを実行することにより、モータ３０の駆動を制御する。マイコン５１は、各種センサにより検出される操舵トルクＴｈ、車速Ｖ、回転角度θｍ、各相電流値Ｉ、および運転者の手の接触情報Ｔａｔｃｈに基づきモータ３０を駆動するための制御信号を生成する。マイコン５１は、生成した制御信号をインバータ回路５０に出力することでインバータ回路５０をＰＷＭ駆動する。

次に、マイコン５１について詳述する。
図２に示すように、マイコン５１は、電流指令値演算部５３と、制御信号生成部５４とを備えている。電流指令値演算部５３は、操舵トルクＴｈ、車速Ｖ、および運転者の手の接触情報Ｔａｔｃｈに基づき、電流指令値を演算する。電流指令値は、モータ３０に供給すべき電流の目標値であり、ｄ／ｑ座標系におけるｄ軸上のｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸上のｑ軸電流指令値Ｉｑ＊をそれぞれ示している。このうち、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊は、モータ３０が発生させるアシスト力の目標値である。尚、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊は、「０」に固定されている。

電流指令値演算部５３は、指令値演算部としての基本電流指令値演算部５５と、滑り判定部５６と、加算器５８とを有している。
基本電流指令値演算部５５は、操舵トルクＴｈおよび車速Ｖに基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の基礎成分である基本電流指令値Ｉａｓ＊を演算する。基本電流指令値Ｉａｓ＊は、運転者のステアリングホイール２０の操作を補助するアシスト力に対応する基本指令値である。

図３のグラフに示すように、基本電流指令値演算部５５は、操舵トルクＴｈと、車速Ｖと、基本電流指令値Ｉａｓ＊との関係を規定したマップを有している。このマップに示されるように、基本電流指令値演算部５５は、操舵トルクＴｈの絶対値が大きくなるほど、また車速Ｖが遅くなるほど基本電流指令値Ｉａｓ＊の絶対値をより大きい値に設定する。

図２に示すように、滑り判定部５６は、操舵トルクＴｈと、運転者の手の接触情報Ｔａｔｃｈと、回転角度θｍとに基づいて補正値Ｉｒｂ＊を演算する。補正値Ｉｒｂ＊は、ステアリングホイール２０に対して運転者の手が滑った場合に、ステアリングホイール２０を運転者の手が滑ったときの位置で維持させるように（いわゆる運転者によるステアリングホイール２０に付与した操舵トルクＴｈを保持するように）基本電流指令値Ｉａｓ＊を補正する補正値である。より具体的には、補正値Ｉｒｂ＊は、モータ３０の回転角センサ９により検出される回転角度θｍを、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったときのモータ３０の回転角度θｍで維持させるように基本電流指令値Ｉａｓ＊を補正する補正値である。

滑り判定部５６は、操舵トルクＴｈが規定値以上である場合、接触情報Ｔａｔｃｈに基づき運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったか否かを判定する。滑り判定部５６は、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったと判定した場合、補正値Ｉｒｂ＊を演算する。滑り判定部５６は、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑っていないと判定した場合、補正値Ｉｒｂ＊を０に設定する。滑り判定部５６は、操舵トルクＴｈが規定値以上でない場合は、滑り判定を行うことなく補正値Ｉｒｂ＊を０に設定する。ここで、操舵トルクＴｈにおける規定値とは、運転者の手がステアリングホイール２０を操作している場合、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑り得る操舵トルクＴｈの値を実験的に検証して設定されるものである。滑り判定部５６は、操舵トルクＴｈが規定値以上でない場合、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑らないという観点から操舵トルクＴｈが規定値以上でないと判定した場合に補正値Ｉｒｂ＊を０に設定する。

滑り判定部５６は、タッチセンサ６５により検出される接触情報Ｔａｔｃｈが入力されない場合は、運転者の手がステアリングホイール２０に接触していない、すなわち運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑っていない（正確には、保持していない）と判定し、補正値Ｉｒｂ＊を０に設定する。尚、接触情報Ｔａｔｃｈが滑り判定部５６に入力されない状態とは、運転者が意図的にステアリングホイール２０を掴んでいないことを示している。このことは、例えば、運転者がステアリングホイール２０を左右へ切り込む方向へ操作している場合に、運転者にステアリングホイール２０を操舵中立位置へ向けて戻す意図があるときを示している。このとき、運転者がステアリングホイール２０から手を離すことによりセルフアライニングトルクが生じ、ステアリングホイール２０は操舵中立位置へ向けて自動的に切り戻される。そのため、運転者がステアリングホイール２０を意図的に掴んでいないと判断する。

滑り判定部５６は、運転者の手がステアリングホイール２０に対して接触していると判定した場合、接触情報Ｔａｔｃｈに応じて運転者の手がステアリングホイール２０に対して接触している箇所の数を判断する。すなわち、滑り判定部５６は、ステアリングホイール２０に円周上に複数配置されているタッチセンサ６５の出力（接触情報Ｔａｔｃｈ）から運転者がステアリングホイール２０を両手で掴んでいるか、または片手で掴んでいるかを判断する。

運転者の手が滑った場合、片手の場合も両手の場合も、複数のタッチセンサ６５の出力変化から、運転者の手のステアリングホイール２０に対する変位を推定することができる。尚、運転者の手がステアリングホイール２０を掴んでいる位置も、複数のタッチセンサ６５の出力から推定でき、上記したように運転者が意図的にまたはやむを得ずステアリングホイール２０から手を離した場合、複数のタッチセンサ６５の出力がゼロとなることから推定できる。

ここで、滑り判定部５６における滑り判定を具体的にステアリングホイール２０に対して運転者の両手が滑った場合と、ステアリングホイール２０に対して運転者の片手が滑った場合とに分けて説明する。両手がステアリングホイール２０に対して滑った場合と、片手がステアリングホイール２０に対して滑った場合とで分けて説明する理由としては、両手がステアリングホイール２０に対して滑った場合、両手のうち一方の手だけが滑ってしまったときには滑っていないと判定するためである。詳細な説明については後述する。

まずは、滑り判定部５６が、運転者がステアリングホイール２０を両手で掴んでいると判断したときを考える。
滑り判定部５６は、接触情報Ｔａｔｃｈに基づき運転者の両手がステアリングホイール２０に対して滑っているか、または運転者の両手における一方の手がステアリングホイール２０に対して滑り、他方の手が滑っていないかを判定する。滑り判定部５６は、運転者の両手がステアリングホイール２０に対して滑ったと判定したとき、モータ３０の回転角度θｍを、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったときにおけるモータ３０の回転角度θｍに維持するようにフィードバック制御することで、補正値Ｉｒｂ＊を演算する。滑り判定部５６は、運転者の両手がステアリングホイール２０に対して滑っていないと判定した場合、補正値Ｉｒｂ＊を０に設定する。

滑り判定部５６は、運転者の両手における一方の手がステアリングホイール２０に対して滑り、他方の手が滑っていないと判定した場合、補正値Ｉｒｂ＊を０に設定する。これは、運転者の両手における一方の手が滑ったとしても、他方の手がステアリングホイール２０を保持している状態であり、運転者の意図しないステアリングホイール２０の中立位置への戻りが生じないとの観点から、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑っていないと判定しているためである。

次に、滑り判定部５６が、運転者がステアリングホイール２０を片手で掴んでいると判断したときを考える。
滑り判定部５６は、接触情報Ｔａｔｃｈに基づき運転者の片手がステアリングホイール２０に対して滑っているか否かを判定している。滑り判定部５６は、運転者の片手がステアリングホイール２０に対して滑っていると判定した場合、モータ３０の回転角度θｍを、運転者の片手がステアリングホイール２０に対して滑ったときのモータ３０の回転角度θｍに維持するようにフィードバック制御することで、補正値Ｉｒｂ＊を演算する。滑り判定部５６は、運転者の片手がステアリングホイール２０に対して滑っていないと判定した場合、補正値Ｉｒｂ＊を０に設定する。

上記のステアリングホイール２０に対する運転者の両手または片手における滑り判定によれば、滑り判定部５６は、運転者がステアリングホイール２０と接触している全ての手で滑ったと判定した場合、モータ３０の回転角度θｍを、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったときのモータ３０の回転角度θｍで維持するようにフィードバック制御することで、補正値Ｉｒｂ＊を演算する。

尚、滑り判定部５６は、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったときから、再び操舵トルクＴｈの絶対値の変化量が正になったときに補正値Ｉｒｂ＊を０に設定する。いわゆる、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったときから再度ステアリングホイール２０を保持し直し、操舵トルクＴｈを付与し始めたときに補正値Ｉｒｂ＊を０に設定する。操舵トルクＴｈの絶対値の変化量が正とは、トルクセンサ７により周期的に検出されている操舵トルクＴｈにおいて、前回周期の操舵トルクＴｈの絶対値から最新周期の操舵トルクＴｈの絶対値が大きくなっていることである。尚、前回周期とは、最新周期の直前の周期を示している。本実施の形態においては、滑り判定部５６が運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったと判定した場合、ステアリングホイール２０は、運転者の手が滑ったときの位置で維持される。すなわち、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったときには、ステアリングホイール２０を介してステアリングシャフト２１に生じる操舵トルクＴｈの絶対値の変化量は０または負となる。そのため、運転者がステアリングホイール２０を把持し直し、再び操作するとき、ステアリングホイール２０を介してステアリングシャフト２１に生じる操舵トルクＴｈの絶対値の変化量は正となる。そのため、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったときから、再び操舵トルクＴｈの絶対値の変化が正となるときに補正値Ｉｒｂ＊を０に設定する。そのため、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったときから、運転者がステアリングホイール２０を保持持し直して操作を継続しようとしたときの運転者の操舵感に違和感が出ない。

加算器５８は、基本電流指令値演算部５５により演算される基本電流指令値Ｉａｓ＊と、滑り判定部５６により演算される補正値Ｉｒｂ＊とを加算することによりｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を演算する。

制御信号生成部５４は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊、各相電流値Ｉ、および回転角度θｍに基づきｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することにより制御信号を生成している。詳しくは、制御信号生成部５４は、回転角度θｍに基づいて各相電流値Ｉをｄ／ｑ座標系に写像することにより、ｄ／ｑ座標系におけるモータ３０の実電流値であるｄ軸電流値およびｑ軸電流値を演算する。制御信号生成部５４は、ｄ軸電流値をｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に追従させるべく、また、ｑ軸電流値をｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に追従させるべくそれぞれ電流フィードバック制御を行うことにより制御信号を生成する。この制御信号がインバータ回路５０に出力されることによりモータ３０に制御信号に応じた駆動電流が供給される。このため、モータ３０は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に応じてアシスト力を発生する。

次に、制御装置５の制御フローについて説明する。
図４に示すように、制御装置５は、操舵トルクＴｈおよび接触情報Ｔａｔｃｈを取り込み（ステップＳ１０１）、操舵トルクＴｈが規定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。制御装置５は、操舵トルクＴｈが規定値以上でないと判定された場合、補正値Ｉｒｂ＊を０に設定する（ステップＳ１０３）。制御装置５は、操舵トルクＴｈが規定値以上であると判定した場合、接触情報Ｔａｔｃｈに基づきステアリングホイール２０に対して運転者の手が接触しているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。制御装置５は、ステアリングホイール２０に対して運転者の手が接触していない場合、ステップＳ１０３に進む。制御装置５は、ステアリングホイール２０に対して運転者の手が接触していると判定した場合、ステアリングホイール２０を把持している運転者の手が両手であるのか、片手であるのかを判断し（ステップＳ１０５）、運転者の全ての手（両手または片手）がステアリングホイール２０に対して滑っているか否かを判定する（ステップＳ１０６）。制御装置５は、運転者の全ての手がステアリングホイール２０に対して滑っていないと判定した場合、ステップＳ１０３に進む。制御装置５は、運転者の全ての手がステアリングホイール２０に対して滑っていると判定した場合、補正値Ｉｒｂ＊を演算する（ステップＳ１０７）。次に、制御装置５は、運転者の手がステアリングホイール２０に対して再び操舵トルクＴｈを付与しているか否かを判定する（ステップＳ１０８）。制御装置５は、運転者が再び操舵トルクＴｈを付与していないと判定した場合、ステアリングホイール２０に対して操舵トルクＴｈが付与されるまでは補正値Ｉｒｂ＊の演算を継続する。制御装置５は、ステアリングホイール２０に対して操舵トルクＴｈが付与されたと判定した場合、ステップＳ１０３に進み補正値Ｉｒｂ＊を０に設定する。

以上詳述したように、本実施の形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）滑り判定部５６は、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったと判定した場合、ステアリングホイール２０を運転者の手が滑った位置で維持させる。すなわち、滑り判定部５６は、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったと判定した時のモータ３０の回転角度θｍに維持させるように基本電流指令値Ｉａｓ＊に対する補正値Ｉｒｂ＊を演算する。このため、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったとしても運転者の意図しないステアリングホイールの中立位置への戻りを抑制することができる。

（２）操舵トルクＴｈが規定値以上となるとき、滑り判定部５６は、ステアリングホイール２０に対する運転者の手の滑りを判定する。そのため、例えば、運転者が意図的にステアリングホイール２０に対して手を滑らせている状態等を除き、ステアリングホイール２０に対して運転者の手が滑り得る状態のときのみステアリングホイール２０に対する運転者の手の滑りが判定できる。したがって、制御装置５のステアリングホイール２０に対する運転者の手の滑り判定の信頼性が向上する。

＜第２の実施形態＞
次に、車両用制御装置の第２の実施形態を説明する。第１の実施形態からの変更点としては、インバータ回路５０とモータ３０との間で閉ループを形成する相固定制御を実施する点である。尚、第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す。

図５に示すように、制御信号生成部５４には、インバータ回路５０の内部に設けられる各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に対応するスイッチング素子をインバータ回路５０とモータ３０との間を閉ループとするように開閉する複数の制御信号（ＰＷＭ駆動信号）が記憶されている。また、制御信号生成部５４は、モータ３０の各相のうち通電されている相を各相電流値Ｉに基づき監視している。

滑り判定部５６は、接触情報Ｔａｔｃｈに基づき運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったと判定した場合、制御信号生成部５４に指令信号Ｓｍ１を出力する。指令信号Ｓｍ１とは、制御信号生成部５４が基本電流指令値Ｉａｓ＊（ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊）に基づいた制御信号の生成を一時的に停止させる信号である。制御信号生成部５４は、滑り判定部５６から出力された指令信号Ｓｍ１が入力された（ステアリングホイール２０に対して運転者の手が滑った）とき、基本電流指令値演算部５５により演算された基本電流指令値Ｉａｓ＊に基づいた制御信号の生成を一時的に停止させる。制御信号生成部５４は、その内部に記憶されているインバータ回路５０とモータ３０との間に閉ループを形成させる制御信号（ＰＷＭ駆動信号）のうち、指令信号Ｓｍ１が入力されたときに通電されている相で通電を固定する制御信号をインバータ回路５０に出力する（いわゆる相固定制御）。

図７に示すように、インバータ回路５０は、３つのスイッチングアーム５０Ｕ，５０Ｖ、５０Ｗを並列に接続することにより構成されている。スイッチングアーム５０Ｕは、電源側のスイッチング素子ｕ１と、グランド側のスイッチング素子ｕ２とを直列に接続することで構成されている。スイッチングアーム５０Ｖは、電源側のスイッチング素子ｖ１と、グランド側のスイッチング素子ｖ２とを直列に接続することで構成されている。スイッチングアーム５０Ｗは、電源側のスイッチング素子ｗ１と、グランド側のスイッチング素子ｗ２とを直列に接続することで構成されている。インバータ回路５０は、インバータ回路５０とモータ３０との間に閉ループを形成させる制御信号に基づきスイッチング素子ｕ１，ｕ２，ｖ１，ｖ２，ｗ１，ｗ２を開閉することにより、インバータ回路５０とモータ３０との間の閉ループが実現される。具体例として、滑り判定部５６がステアリングホイール２０に対して運転者の手が滑ったと判定したときに、モータ３０において通電されている相がＵ相とＶ相であった場合、スイッチング素子ｕ１、ｖ１とをオン状態とし、その他のスイッチング素子ｕ２、ｖ２，ｗ１，ｗ２をオフ状態とすることで、モータ３０のＵ相に対応する巻線３０ｕと、Ｖ相に対応する巻線３０ｖとにだけ電源から供給された電力が通電し、Ｗ相に対応する巻線３０ｗには通電しない。モータ３０の通電する相を固定することにより、モータ３０内部に搭載されている永久磁石（図示略）との間で強い引力が発生するため、モータ３０が回転しない。ここで発生する強い引力とは、運転者が手でステアリングホイールを操作できない程度の制動力である。

本実施の形態によれば、次の効果がある。
（３）インバータ回路５０とモータ３０との間に閉ループが実現されることにより、モータ３０に制動力が発生する。運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑った場合、ステアリングホイール２０は、セルフアライニングトルクによりステアリングホイール２０の操舵中立位置に向けて自動的に戻されるように働くが、モータ３０には制動力が働くため、ステアリングホイール２０は戻されにくくなる。したがって、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったとしても運転者の意図しないステアリングホイールの中立位置への戻りを抑制することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、車両用制御装置の第３の実施形態を説明する。尚、第１および第２の実施形態と同様の構成については同じ符号を付す。

図６に示すように、滑り判定部５６は、ステアリングホイール２０に対して運転者の手が滑ったと判定した場合、制御信号生成部５４における基本電流指令値Ｉａｓ＊に基づく制御信号の生成を一時的に停止させる指令信号Ｓｍ２を制御信号生成部５４に出力する。同時に、滑り判定部５６は、インバータ回路５０とモータ３０との間に閉ループを形成させる制御信号としての指令信号Ｓｍ３を出力する。指令信号Ｓｍ３は、例えば、インバータ回路５０のスイッチング素子ｕ１，ｕ２，ｖ１，ｖ２，ｗ１，ｗ２（図７参照）のうち、電源側のスイッチング素子ｕ１，ｖ１，ｗ１を開き（いわゆるオフ状態）、グランドＧＮＤ側のスイッチング素子ｕ２，ｖ２，ｗ２を閉める（いわゆるオン状態）とする信号である。

図７に示すように、インバータ回路５０は、指令信号Ｓｍ３が入力されたとき、インバータ回路５０のスイッチングアーム５０Ｕ，５０Ｖ，５０Ｗのスイッチング素子のうち、グランドＧＮＤ側のスイッチング素子ｕ２，ｖ２，ｗ２を全てオン状態に、電源側のスイッチング素子ｕ１，ｖ１，ｗ１を全てオフ状態にする。そのため、インバータ回路５０のグランドＧＮＤ側の回路とモータ３０の各相に対応する巻線３０ｕ，３０ｖ，３０ｗとの間に閉ループが形成される。

本実施の形態によれば、次の効果が得られる。
（４）インバータ回路５０のグランドＧＮＤ側の回路とモータ３０の各相に対応する巻線３０ｕ，３０ｖ，３０ｖとの間に閉ループが実現することにより、セルフアライニングトルク等によりステアリングホイール２０が自動的に戻ろうとしても、ステアリングホイール２０が戻る方向と反対側（いわゆる本来、運転者が切り込んでいた方向）にモータ３０の誘起電力による制動力が働き、ステアリングホイール２０が中立位置に向けて戻されにくくなる。

尚、本実施の形態は、技術的に矛盾が生じない範囲で以下のように変更してもよい。
・本実施の形態において、滑り判定部５６は、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったときから再びステアリングホイール２０に対して操舵トルクＴｈを付与したとき（操舵トルクＴｈの絶対値の変化量が正であるとき）補正値Ｉｒｂ＊を０に設定していたが、これに限らない。例えば、滑り判定部５６にて運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったときから所定時間経過後、且つ運転者の手がステアリングホイール２０に接触していると判定された場合、補正値Ｉｒｂ＊を０に設定してもよい。ここで、所定時間とは、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったときから、ステアリングホイール２０を保持し直して操作を継続しようとしたときまでの時間を実験的に検証して設定されたものである。所定時間は、運転者がステアリングホイール２０を保持し直して操作を継続しようとしたときの操舵感に違和感が出ない程度に設定されている。尚、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ってから所定時間経過後であっても、運転者の手がステアリングホイール２０に接触していないときには、補正値Ｉｒｂ＊を０に設定しない。これは、ステアリングホイール２０に対して運転者の手が滑ったとき、再びステアリングホイール２０を保持し直すために、運転者の手がステアリングホイール２０から離れるときがある。運転者がステアリングホイール２０を保持していない状態で、補正値Ｉｒｂ＊を０に設定してしまうと運転者の操舵感に違和感を与えるおそれがあるためである。したがって、「ステアリングホイール２０に対して運転者の手が滑ったときから所定時間経過後、且つ運転者の手がステアリングホイール２０に対して触れていると判定したとき補正値Ｉｒｂ＊を０に設定する」ことで、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑った後、運転者がステアリングホイール２０を保持し直して操作を継続しようとしたときの操舵感を円滑にすることができる。また、この変更に伴い、図４に示す制御装置５の制御フローの中のステップＳ１０８の処理を適宜変更する。

・また、例えば、滑り判定部５６は、運転者の手がステアリングホイール２０に触れたまま移動していることが検出されなくなった時点で補正値Ｉｒｂ＊を０に設定してもよい。この場合も同様に、図４に示す制御装置５の制御フローの中のステップＳ１０８の処理を適宜変更する。

・本実施の形態において、操舵トルクＴｈが規定値以上である場合に、滑り判定部５６にて運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったか否かを判定していたが、操舵トルクＴｈが規定値より小さくてもよい。操舵トルクＴｈの規定値は、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑り得る操舵トルクＴｈの値として設定しているが、操舵トルクＴｈが規定値より小さい場合でも、稀に運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ってしまうおそれがある。そのため、滑り判定部５６が運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったか否かを判定するための条件である「操舵トルクＴｈが規定値以上である」を割愛してもよい。尚、この変更に伴い、図４に示す制御装置５に制御フローの中のステップＳ１０２を割愛し、ステップＳ１０１で操舵トルクＴｈおよび接触情報Ｔａｔｃｈを取り込んだ後、ステップＳ１０４に進むように変更する。

・本実施の形態において、滑り判定部５６は、接触情報Ｔａｔｃｈに基づき運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったか否かを判定していたが、「操舵トルクＴｈの絶対値の変化が正から負に変化しているか否か」の条件も加えてもよい。操舵トルクＴｈの絶対値の変化が負であるとは、トルクセンサ７により周期的に検出されている操舵トルクＴｈにおいて、前回周期の操舵トルクＴｈの絶対値から最新周期の操舵トルクＴｈの絶対値が小さくなっていることである。尚、前回周期とは、最新周期の直前の周期を示している。運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑る直前において、運転者はステアリングホイール２０を操舵トルクＴｈが大きくなる方向に切り込んでいることが考えられる。この場合、操舵トルクＴｈの絶対値の変化は正である。運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑った場合、ステアリングホイール２０はそれまで切り込んでいた方向と反対側に戻されるため、操舵トルクＴｈの絶対値の変化は負となる。そのため、運転者の手がステアリングホイール２０に対して滑ったか否かを判定するにあたって、操舵トルクＴｈの絶対値の変化が正から負に変化しているか否かを考慮することで、滑り判定部５６の運転者の手の滑り判定の信頼性を向上させることができる。尚、条件の追加に伴い、図４に示す制御装置５の制御フロー中のステップＳ１０５の後、またはステップＳ１０７の前に「操舵トルクＴｈの絶対値の変化が正から負に変化しているか否か」の判定処理を加える。

１…ＥＰＳ、５…制御装置、９…回転角センサ、２０…ステアリングホイール、３０…モータ、３０ｕ，３０ｖ，３０ｗ…巻線、５０…インバータ回路、５０Ｕ，５０Ｖ，５０Ｗ…スイッチングアーム、５４…制御信号生成部、５５…基本電流指令値演算部、５６…滑り判定部、６５…タッチセンサ、ｕ１，ｖ１，ｗ１…電源側のスイッチング素子、ｕ２，ｖ２，ｗ２…グランド側のスイッチング素子、Ｉａｓ＊…基本電流指令値、Ｔａｔｃｈ…接触情報、Ｉｒｂ＊…補正値、θｍ…回転角度、Ｔｈ…操舵トルク、ＧＮＤ…グランド。

Claims (4)

1. 車両の走行状態およびステアリングホイールの操作状態を示す状態量に基づきアシスト力を発生させるモータを制御する車両用制御装置において、
   前記状態量に基づいて前記モータを駆動させるための制御信号を生成する制御部と、
   前記ステアリングホイールに搭載されるセンサを通じて検出される運転者の手の接触情報から前記ステアリングホイールに対する運転者の手の滑りを判定する滑り判定部とを有し、
   前記滑り判定部により運転者の手が前記ステアリングホイールに対して滑ったと判定された場合、前記制御部は、運転者による前記ステアリングホイールに付与したトルクを保持するアシスト力を発生させる車両用制御装置。
2. 前記モータは、その回転角度を検出する回転角センサを有し、
   前記制御部は、前記状態量に基づき前記モータを駆動させるための指令値を演算する指令値演算部を有し、
   前記滑り判定部は、前記ステアリングホイールに対して運転者の手が滑ったと判定した場合、前記ステアリングホイールに対して運転者の手が滑ったときの前記回転角度で前記ステアリングホイールに付与されたトルクを保持するようにフィードバック制御することで前記指令値を補正する補正値を演算する請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記滑り判定部は、少なくとも前記状態量としての操舵トルクが規定値以上となるときに、前記ステアリングホイールに対する運転者の手の滑りを判定する請求項１または請求項２に記載の車両用制御装置。
4. 前記滑り判定部は、前記ステアリングホイールに対して運転者の手が滑ったと判定したときから所定時間経過後、且つ運転者の手が前記ステアリングホイールに触れていると判定した後に、運転者による前記ステアリングホイールに付与したトルクを保持する制御を停止させる請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用制御装置。
   

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