JP2021028203A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】自動操舵中に運転者により操舵介入が行われても軽い操舵介入で違和感の無い手動操舵を実現し、運転者による緊急操舵時の安全性をより確保した、アシスト制御と舵角制御を両立した電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】舵角制御のための舵角制御電流指令値を演算する舵角制御部を備え、舵角制御部は、基本舵角速度指令値を演算する位置制御部と、補償舵角速度指令値を求める操舵介入補償部と、基本舵角速度指令値と補償舵角速度指令値とに基づき舵角速度指令値を演算する舵角速度指令値演算部と、舵角速度指令値と実操舵角速度とに基づき基本舵角制御電流指令値を演算する舵角速度制御部と、モータの回転速度にハイパスフィルタにてフィルタ処理を施すことで安定化補償電流指令値を求める安定化補償部と、安定化補償電流指令値と基本舵角制御電流指令値とに基づき舵角制御電流指令値を演算する舵角制御電流指令値演算部とを備える。【選択図】図７
Description
本発明は、電流指令値に基づくモータの駆動制御によって操舵系に対してアシスト制御及び舵角制御を行うことにより、自動操舵も可能とする電動パワーステアリング装置に関し、特に自動操舵中に運転者により操舵介入が行われても、安全で且つ違和感の低減が可能な電動パワーステアリング装置に関する。
近年、車両の自動運転技術の研究開発が進められており、その中の自動操舵において、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）を応用する提案がなされている。ＥＰＳにより自動操舵を実現する場合、従来のＥＰＳが実行しているアシスト制御のための機構と、車両が所望の方向に走行するように操舵系を制御する舵角制御のための機構とを独立して保有し、これらの出力を調整可能とする構成が一般的となっている。また、舵角制御では、操舵角の制御目標である舵角指令に対する応答性及び路面反力等に対する外乱抑圧性で優れた性能をもつ位置速度制御が用いられており、例えば、位置制御ではＰ（比例）制御、速度制御ではＰＩ（比例積分）制御が採用されている。
アシスト制御と舵角制御を独立して実行し、双方からの出力である指令値を切り換えて全体の制御を行う場合、スイッチ等により急に切り換えてしまうと、指令値が急変動し、ハンドル挙動が不自然になり、運転者へ違和感を与えるおそれがある。特許文献１では、この問題への対応として、トルク制御方式（アシスト制御に相当）と回転角制御方式（舵角制御に相当）との切り換えにおいて、双方からの指令値それぞれに係数（自動化係数及び手動化係数）を乗算して加算した値を最終指令値とし、この係数を徐々に変化させることにより、指令値の急変動を抑制するようにしている。また、回転角制御方式での位置制御ではＰ制御、速度制御ではＰＩ制御を使用している。
特許文献２では、設定操舵角に従ってハンドル操作を自動で行い、特に駐車支援を目的とした自動操舵制御装置が提案されている。この装置では、トルク制御モード（アシスト制御に相当）と駐車支援モード（舵角制御に相当）が切り換えられるようになっており、駐車支援モードでは、予め記憶された駐車データを使用して制御を行っている。そして、駐車支援モードでの位置制御ではＰ制御、速度制御ではＰＩ制御を行っている。
特許文献３はＥＰＳを直接応用したものではないが、自動操舵モードへの切り換えにより舵角制御を開始する際に、操舵速度（舵角速度）を緩やかに増加させることにより、開始時のハンドル急変動による運転者への違和感を低減している。
しかしながら、特許文献１では、方式の切り換え中は舵角制御に対する指令値（舵角制御指令値）が係数により制限されて最終指令値に出力されるので、制限された分だけ最終指令値が小さくなってしまう。この制限により、舵角制御指令値から算出される舵角速度に対する指令値（舵角速度指令値）に対して、モータの実速度が遅くなってしまうので、舵角速度指令値と実速度の間に偏差が発生し、速度制御内のＩ（積分）制御の積分値が蓄積されてしまうことになり、速度制御から更に大きな舵角制御指令値が出力されてしまうことになる。この結果、アシスト制御に対する指令値（アシスト制御指令値）に乗算する係数が徐々に大きくなっていく状態では、係数による制限が緩和されていくので、係数が大きくなるに従って舵角制御指令値が過剰な値となり、ハンドルが舵角速度指令値に対して過剰に反応し、引っ掛かり感等の違和感や不快感を運転者に与えるおそれがある。
また、特許文献１では、位置制御にＰ制御、速度制御にＰＩ制御を使用しており、舵角制御中に運転者による手入力の介入があった場合、舵角制御は舵角制御指令値に追従するように動作するので、舵角制御からアシスト制御への切換動作が行われるまで、手動により操舵することが困難となる。また、手入力検出や切換動作により時間的な遅れが発生し、運転者による操舵介入の動作を十分に行うことができないおそれがある。
特許文献２でも、位置制御にＰ制御、速度制御にＰＩ制御を用いた舵角制御を行っている。車両において舵角制御を行う場合、車速、摩擦及び路面反力の変化等により外乱や負荷状況が大きく変化するため、装置は、それらに対して耐性がある制御構成でなければならない。しかし、特許文献２に記載の装置の制御構成のみでは、例えば路面反力が変化した場合や、目標操舵角が素早く変化した場合に、ステアリングホイール系のバネ要素と、ステアリングホイールの慣性により振動が発生し、それを運転者が違和感や不快感として感じるおそれがある。
特許文献３では、舵角制御開始時に徐々に舵角速度を増加させているが、増加が始まると舵角速度の上限値に達するまで増加し続けるので、Ｉ制御の積分値が過剰に蓄積してしまう。その結果、舵角制御指令値が過剰な値となり、ハンドルが舵角速度指令値に対して過剰に反応し、運転者に違和感を与えてしまうおそれがある。
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、自動操舵中に運転者により操舵介入が行われても軽い操舵介入で違和感の無い手動操舵を実現し、運転者による緊急操舵時の安全性をより確保した、アシスト制御と舵角制御を両立した電動パワーステアリング装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る電動パワーステアリング装置は、電流指令値に基づいてモータを駆動し、前記モータの駆動制御によって操舵系に対してアシスト制御及び舵角制御を行う制御システムを有する電動パワーステアリング装置である。
この電動パワーステアリング装置は、少なくとも操舵トルクに基づいて、前記アシスト制御のためのアシスト制御電流指令値を演算するアシスト制御部と、少なくとも前記操舵トルク、舵角指令値及び実操舵角に基づいて、前記舵角制御のための舵角制御電流指令値を演算する舵角制御部と、前記アシスト制御電流指令値及び前記舵角制御電流指令値に基づき前記電流指令値を演算する最終電流指令値演算部と、を備える。
前記舵角制御部は、前記舵角指令値及び前記実操舵角に基づいて基本舵角速度指令値を演算する位置制御部と、前記操舵トルクに基づき、前記舵角制御中の運転者の操舵介入を補償するための補償舵角速度指令値を求める操舵介入補償部と、前記基本舵角速度指令値及び前記補償舵角速度指令値に基づき舵角速度指令値を演算する舵角速度指令値演算部と、前記舵角速度指令値及び実操舵角速度に基づき基本舵角制御電流指令値を演算する舵角速度制御部と、前記制御システムの安定性を補償するための安定化補償電流指令値を求める安定化補償部と、前記基本舵角制御電流指令値及び前記安定化補償電流指令値に基づき前記舵角制御電流指令値を演算する舵角制御電流指令値演算部と、を備える。
そして、前記操舵介入補償部は、前記操舵トルクに対する前記補償舵角速度指令値の特性を定めた操舵介入補償マップを有する補償マップ部を備え、前記補償マップ部を介して、前記操舵トルクより前記補償舵角速度指令値を求め、前記安定化補償部は、前記モータの回転速度にハイパスフィルタにてフィルタ処理を施すことで前記安定化補償電流指令値を求める。
この電動パワーステアリング装置は、少なくとも操舵トルクに基づいて、前記アシスト制御のためのアシスト制御電流指令値を演算するアシスト制御部と、少なくとも前記操舵トルク、舵角指令値及び実操舵角に基づいて、前記舵角制御のための舵角制御電流指令値を演算する舵角制御部と、前記アシスト制御電流指令値及び前記舵角制御電流指令値に基づき前記電流指令値を演算する最終電流指令値演算部と、を備える。
前記舵角制御部は、前記舵角指令値及び前記実操舵角に基づいて基本舵角速度指令値を演算する位置制御部と、前記操舵トルクに基づき、前記舵角制御中の運転者の操舵介入を補償するための補償舵角速度指令値を求める操舵介入補償部と、前記基本舵角速度指令値及び前記補償舵角速度指令値に基づき舵角速度指令値を演算する舵角速度指令値演算部と、前記舵角速度指令値及び実操舵角速度に基づき基本舵角制御電流指令値を演算する舵角速度制御部と、前記制御システムの安定性を補償するための安定化補償電流指令値を求める安定化補償部と、前記基本舵角制御電流指令値及び前記安定化補償電流指令値に基づき前記舵角制御電流指令値を演算する舵角制御電流指令値演算部と、を備える。
そして、前記操舵介入補償部は、前記操舵トルクに対する前記補償舵角速度指令値の特性を定めた操舵介入補償マップを有する補償マップ部を備え、前記補償マップ部を介して、前記操舵トルクより前記補償舵角速度指令値を求め、前記安定化補償部は、前記モータの回転速度にハイパスフィルタにてフィルタ処理を施すことで前記安定化補償電流指令値を求める。
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、舵角制御において、マップを利用して操舵介入の補償を行っているので、自動操舵中に操舵介入があっても安全を確保しつつ違和感を低減することが可能である。加えて、モータの回転速度をハイパスフィルタでフィルタ処理して生成した安定化補償電流指令値によって、制御システムの安定性を補償するようにした。これによって、例えば、軽い操舵介入を実現することを目的にマップの勾配を大きくすることによって生じる制御システムの不安定化を防ぐことが可能となる。その結果、制御システムの不安定化による制御的な振動の発生を抑えつつ、マップの勾配を大きくして軽い操舵介入を実現することが可能となる。
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものも含まれており、部材ないし部分の縦横の寸法や縮尺は実際のものとは異なる場合があることに留意すべきである。従って、具体的な寸法や縮尺は以下の説明を参酌して判断すべき場合がある。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
（実施形態）
本実施形態に係る電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、従来のＥＰＳの機能であるアシスト制御と、自動運転における自動操舵で必要となる舵角制御とを行う制御システムを備えている。アシスト制御及び舵角制御は、それぞれアシスト制御部及び舵角制御部で実行され、各部から出力されるアシスト制御電流指令値及び舵角制御電流指令値を用いて、モータを駆動制御するための電流指令値を演算する。自動操舵（自動操舵状態）では舵角制御とアシスト制御の両方が実行され、運転者が操舵に関与する手動操舵（手動操舵状態）ではアシスト制御が実行される。自動操舵中での操舵介入により発生する違和感を軽減するために、操舵トルクに応じた操舵介入補償を行う。具体的には、予め用意された操舵介入補償マップを使用して操舵介入補償部で求められた補償値（補償舵角速度指令値）により、舵角速度指令値を補償する。加えて、操舵介入時に制御システムが不安定化して制御的な発振による振動が発生するのを防ぐために、モータの回転速度に応じた制御システムの安定化補償を行う。具体的には、モータの回転速度又はこれに相当する速度（例えば実操舵角速度）にハイパスフィルタにてフィルタ処理を施して安定化補償電流指令値を求め、この安定化補償電流指令値により制御システムの安定性を補償する。
（実施形態）
本実施形態に係る電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、従来のＥＰＳの機能であるアシスト制御と、自動運転における自動操舵で必要となる舵角制御とを行う制御システムを備えている。アシスト制御及び舵角制御は、それぞれアシスト制御部及び舵角制御部で実行され、各部から出力されるアシスト制御電流指令値及び舵角制御電流指令値を用いて、モータを駆動制御するための電流指令値を演算する。自動操舵（自動操舵状態）では舵角制御とアシスト制御の両方が実行され、運転者が操舵に関与する手動操舵（手動操舵状態）ではアシスト制御が実行される。自動操舵中での操舵介入により発生する違和感を軽減するために、操舵トルクに応じた操舵介入補償を行う。具体的には、予め用意された操舵介入補償マップを使用して操舵介入補償部で求められた補償値（補償舵角速度指令値）により、舵角速度指令値を補償する。加えて、操舵介入時に制御システムが不安定化して制御的な発振による振動が発生するのを防ぐために、モータの回転速度に応じた制御システムの安定化補償を行う。具体的には、モータの回転速度又はこれに相当する速度（例えば実操舵角速度）にハイパスフィルタにてフィルタ処理を施して安定化補償電流指令値を求め、この安定化補償電流指令値により制御システムの安定性を補償する。
（全体構成）
本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１は、図１に示すように、車両２に搭載されている。車両２は、左右の転舵輪となる前輪３ＦＲ及び３ＦＬと、後輪３ＲＲ及び３ＲＬとを備えている。前輪３ＦＲ及び３ＦＬは、電動パワーステアリング装置１によって転舵される。
本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１は、図１に示すように、車両２に搭載されている。車両２は、左右の転舵輪となる前輪３ＦＲ及び３ＦＬと、後輪３ＲＲ及び３ＲＬとを備えている。前輪３ＦＲ及び３ＦＬは、電動パワーステアリング装置１によって転舵される。
電動パワーステアリング装置１は、ハンドル１１と、ステアリングシャフト１２と、操舵トルクセンサ１３と、ユニバーサルジョイント１４ａとを備えている。加えて、中間シャフト１５と、ユニバーサルジョイント１４ｂと、ピニオンシャフト１６と、ステアリングギヤ１７と、タイロッド１８と、ナックルアーム１９とを備えている。
ハンドル１１に運転者から作用される操舵力はステアリングシャフト１２に伝達される。このステアリングシャフト１２は、図１に示すように、入力軸１２ａと出力軸１２ｂとを有し、入力軸１２ａの一端がハンドル１１に連結され、入力軸１２ａの他端が操舵トルクセンサ１３を介して出力軸１２ｂの一端に連結されている。
この出力軸１２ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント１４ａを介して中間シャフト１５に伝達され、更に、ユニバーサルジョイント１４ｂを介してピニオンシャフト１６に伝達される。このピニオンシャフト１６に伝達された操舵力はステアリングギヤ１７を介してタイロッド１８に伝達される。更に、このタイロッド１８に伝達された操舵力はナックルアーム１９に伝達され、前輪３ＦＲおよび３ＦＬを転舵させる。ここで、ステアリングギヤ１７は、ピニオンシャフト１６に連結されたピニオン１７ａとこのピニオン１７ａに噛合するラック１７ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン１７ａに伝達された回転運動をラック１７ｂで直進運動に変換している。
ステアリングシャフト１２の出力軸１２ｂには、操舵補助トルクを出力軸１２ｂに伝達する操舵補助機構２０が連結されている。この操舵補助機構２０は、出力軸１２ｂに連結された減速ギヤ２１と、この減速ギヤ２１に連結されて操舵系に対して補助操舵トルクを発生する電動モータ２２とを備えている。
電動モータ２２は、本実施形態において３相ブラシレスモータから構成され、図示しない環状のモータロータと環状のモータステータとを備えている。モータステータは、径方向内側に突出する複数の極歯を円周方向に等間隔に備えて構成され、各極歯には励磁用コイルが巻き回されている。そして、モータステータの内側に、モータロータが同軸に配設されている。モータロータは、モータステータの極歯と僅かの空隙（エアギャップ）をもって対向しかつ外周面に円周方向に等間隔に設けられた複数の磁石を備えて構成されている。
モータロータはモータ回転軸に固定されており、モータステータのコイルにＥＰＳ側ＥＣＵ２００（後述）を介して３相交流電流を流すことでモータステータの各歯が所定の順序に励磁されてモータロータが回転し、この回転に伴ってモータ回転軸が回転する。
そして、モータ回転軸が回転すると、その回転力（操舵補助力）が減速ギヤ２１を介してステアリングシャフト１２に伝達されステアリングシャフト１２が回転する。一方、ハンドル１１が操舵されてステアリングシャフト１２が回転すると、その回転力が減速ギヤ２１を介してモータ回転軸に伝達されモータロータが回転する。すなわち、電動モータ２２の回転位置とステアリングシャフト１２の回転位置とは対応関係があり、いずれか一方の回転情報から他方の回転位置を算出することが可能である。
また、操舵トルクセンサ１３は、ハンドル１１に付与されて入力軸１２ａに伝達された操舵トルクＴｔを検出するものである。本実施形態の操舵トルクセンサ１３は、操舵トルクＴｔを入力軸１２ａ及び出力軸１２ｂ間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を磁気信号で検出し、それを電気信号に変換するように構成されている。検出した操舵トルクＴｔは、不図示の車載ネットワークを介してＥＰＳ側ＥＣＵ２００に入力される。
なお、車載ネットワークとしては、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（local interconnect network）、ＦｌｅｘＲａｙ（フレックスレイ）などを採用することが可能である。
電動パワーステアリング装置１は、更に、操舵角センサ２３と、ＥＰＳ側ＥＣＵ２００とを備えている。
操舵角センサ２３は、操舵角（トーションバーの上側の角度）θｈを検出する。検出した操舵角θｈは、車載ネットワークを介してＥＰＳ側ＥＣＵ２００に入力される。
ＥＰＳ側ＥＣＵ２００は、マイクロプロセッサ（例えばＣＰＵ、ＭＰＵ、ＭＣＵ等）を含んで構成されるコントロールユニットであり、電動パワーステアリング装置１の動作を総合的に制御する。
また、電動モータ２２には、図２に示すように、レゾルバ等の回転角センサ２２ａが連結されており、回転角センサ２２ａからモータ回転角θｍが検出されて出力される。このモータ回転角θｍは、車載ネットワークを介してＥＰＳ側ＥＣＵ２００に入力される。
操舵角センサ２３は、操舵角（トーションバーの上側の角度）θｈを検出する。検出した操舵角θｈは、車載ネットワークを介してＥＰＳ側ＥＣＵ２００に入力される。
ＥＰＳ側ＥＣＵ２００は、マイクロプロセッサ（例えばＣＰＵ、ＭＰＵ、ＭＣＵ等）を含んで構成されるコントロールユニットであり、電動パワーステアリング装置１の動作を総合的に制御する。
また、電動モータ２２には、図２に示すように、レゾルバ等の回転角センサ２２ａが連結されており、回転角センサ２２ａからモータ回転角θｍが検出されて出力される。このモータ回転角θｍは、車載ネットワークを介してＥＰＳ側ＥＣＵ２００に入力される。
図１に戻って、車両２は、更に、車速センサ５０と、車載カメラ５１と、車載センサ５２と、バッテリー５３と、イグニッションスイッチ５４（以下、「ＩＧＮスイッチ５４」と記載する場合がある）と、動作モード切換スイッチ５５と、車両側ＥＣＵ１００とを備えている。
車速センサ５０は、車両２の車速Ｖを検出する。検出した車速Ｖは、車載ネットワークを介して車両側ＥＣＵ１００及びＥＰＳ側ＥＣＵ２００に入力される。
車載カメラ５１は、車両前方の車両通行帯（所謂車線等）を含む車両周囲の撮影領域を撮影するビデオカメラである。車載カメラ５１の撮影データＰａは、車載ネットワークを介して車両側ＥＣＵ１００に入力される。
車載センサ５２は、車両２に搭載された各種センサであり、車両２と対象物（例えば前方車両）との間の距離（例えば車間距離）Ｄａを検出する距離センサ、車両２のヨー角、ロール角及びピッチ角の角速度ωを検出する角速度センサ、車両２の前後左右方向の加速度Ｇａを検出する加速度センサ等を含む。車載センサ５２で検出された距離Ｄａ、角速度ω、加速度Ｇａ等は、車載ネットワークを介して車両側ＥＣＵ１００に入力される。
車速センサ５０は、車両２の車速Ｖを検出する。検出した車速Ｖは、車載ネットワークを介して車両側ＥＣＵ１００及びＥＰＳ側ＥＣＵ２００に入力される。
車載カメラ５１は、車両前方の車両通行帯（所謂車線等）を含む車両周囲の撮影領域を撮影するビデオカメラである。車載カメラ５１の撮影データＰａは、車載ネットワークを介して車両側ＥＣＵ１００に入力される。
車載センサ５２は、車両２に搭載された各種センサであり、車両２と対象物（例えば前方車両）との間の距離（例えば車間距離）Ｄａを検出する距離センサ、車両２のヨー角、ロール角及びピッチ角の角速度ωを検出する角速度センサ、車両２の前後左右方向の加速度Ｇａを検出する加速度センサ等を含む。車載センサ５２で検出された距離Ｄａ、角速度ω、加速度Ｇａ等は、車載ネットワークを介して車両側ＥＣＵ１００に入力される。
車両側ＥＣＵ１００及びＥＰＳ側ＥＣＵ２００は、車載電源であるバッテリー５３から電源供給されることによって作動する。ここで、バッテリー５３の負極は接地され、その正極はエンジン始動を行うＩＧＮスイッチ５４を介して車両側ＥＣＵ１００及びＥＰＳ側ＥＣＵ２００に接続されると共に、ＩＧＮスイッチ５４を介さず直接、車両側ＥＣＵ１００及びＥＰＳ側ＥＣＵ２００に接続されている。
動作モード切換スイッチ５５は、本実施形態ではダッシュボード（図示略）に設けられており、電動パワーステアリング装置１の制御システムの動作モードを切り換えるスイッチである。動作モード切換スイッチ５５は、動作モードを切り換えるための切換信号Ｓｇを出力する。この切換信号Ｓｇは、車載ネットワークを介して車両側ＥＣＵ１００に入力される。なお、動作モード切換スイッチ５５は、ダッシュボードに限らず、ハンドル１１等の他の位置に設けてもよい。
車両側ＥＣＵ１００は、マイクロプロセッサ（例えばＣＰＵ、ＭＰＵ、ＭＣＵ等）を含んで構成されるコントロールユニットであり、車両２に搭載された自動運転装置（図示略）の動作を総合的に制御する。
車両側ＥＣＵ１００は、マイクロプロセッサ（例えばＣＰＵ、ＭＰＵ、ＭＣＵ等）を含んで構成されるコントロールユニットであり、車両２に搭載された自動運転装置（図示略）の動作を総合的に制御する。
（車両側ＥＣＵ１００の構成）
車両側ＥＣＵ１００は、図２に示すように、車両状態量検出部１１０と、切換指令部１２０と、目標軌道演算部１３０と、車両運動制御部１４０とを備えている。
車両状態量検出部１１０は、車速センサ５０、車載カメラ５１及び車載センサ５２からの信号に基づき車速Ｖ、撮影データＰａ、距離Ｄａ、角速度ω、加速度Ｇａ等を検出する。
以下、車両状態量検出部１１０で検出した車速Ｖ、撮影データＰａ、距離Ｄａ、角速度ω、加速度Ｇａ等を、総じて「車両状態量Ｃｖ」と記載する場合がある。
車両状態量Ｃｖは、切換指令部１２０、目標軌道演算部１３０及び車両運動制御部１４０にそれぞれ出力される。
車両側ＥＣＵ１００は、図２に示すように、車両状態量検出部１１０と、切換指令部１２０と、目標軌道演算部１３０と、車両運動制御部１４０とを備えている。
車両状態量検出部１１０は、車速センサ５０、車載カメラ５１及び車載センサ５２からの信号に基づき車速Ｖ、撮影データＰａ、距離Ｄａ、角速度ω、加速度Ｇａ等を検出する。
以下、車両状態量検出部１１０で検出した車速Ｖ、撮影データＰａ、距離Ｄａ、角速度ω、加速度Ｇａ等を、総じて「車両状態量Ｃｖ」と記載する場合がある。
車両状態量Ｃｖは、切換指令部１２０、目標軌道演算部１３０及び車両運動制御部１４０にそれぞれ出力される。
切換指令部１２０は、車両状態量検出部１１０からの車両状態量Ｃｖと共に、動作モード切換スイッチ５５からの切換信号Ｓｇを入力し、切換信号ＳＷをＥＰＳ側ＥＣＵ２００に出力する。動作モードには「アシスト制御モード」と「舵角制御モード」があり、「アシスト制御モード」は手動操舵に対応したモードであり、「舵角制御モード」は自動操舵に対応したモードである。運転者の意思を示す切換信号Ｓｇの値を基に、車両状態量Ｃｖ中の各データの値を加味して動作モードを決定し、決定した動作モードを切換信号ＳＷとして出力する。
目標軌道演算部１３０は、車両状態量Ｃｖに基づいて、既存の方法により目標軌道Ａｍを演算し、車両運動制御部１４０に出力する。
車両運動制御部１４０は舵角指令値生成部１４１を備えており、舵角指令値生成部１４１は、目標軌道Ａｍ及び車両状態量Ｃｖに基づいて、操舵角の制御目標値である舵角指令値θｒｅｆを生成し、ＥＰＳ側ＥＣＵ２００に出力する。
車両運動制御部１４０は舵角指令値生成部１４１を備えており、舵角指令値生成部１４１は、目標軌道Ａｍ及び車両状態量Ｃｖに基づいて、操舵角の制御目標値である舵角指令値θｒｅｆを生成し、ＥＰＳ側ＥＣＵ２００に出力する。
（ＥＰＳ側ＥＣＵ２００の構成）
本実施形態の制御システムを構成するＥＰＳ側ＥＣＵ２００は、図２に示すように、ＥＰＳ状態量検出部２１０と、切換判定／徐変ゲイン生成部２２０と、舵角制御部３００と、アシスト制御部２３０と、切換部２４０と、電流制御／駆動部２５０と、モータ電流検出器３８とを備えている。
ＥＰＳ状態量検出部２１０は、操舵トルクセンサ１３、操舵角センサ２３及び車速センサ５０からの信号に基づき、実操舵角θｒ、操舵トルクＴｔ、車速Ｖを検出する。ここで、操舵角センサ２３からの操舵角θｈを実操舵角θｒとして検出する。加えて、ＥＰＳ状態量検出部２１０は、実操舵角θｒに対して微分演算を行うことにより、実操舵角速度ωｒを算出する。
以下、ＥＰＳ状態量検出部２１０で検出及び算出された。実操舵角θｒ、操舵トルクＴｔ、車速Ｖ及び実操舵角速度ωｒを、総じて「ＥＰＳ状態量Ｃｅ」と記載する場合がある。
本実施形態の制御システムを構成するＥＰＳ側ＥＣＵ２００は、図２に示すように、ＥＰＳ状態量検出部２１０と、切換判定／徐変ゲイン生成部２２０と、舵角制御部３００と、アシスト制御部２３０と、切換部２４０と、電流制御／駆動部２５０と、モータ電流検出器３８とを備えている。
ＥＰＳ状態量検出部２１０は、操舵トルクセンサ１３、操舵角センサ２３及び車速センサ５０からの信号に基づき、実操舵角θｒ、操舵トルクＴｔ、車速Ｖを検出する。ここで、操舵角センサ２３からの操舵角θｈを実操舵角θｒとして検出する。加えて、ＥＰＳ状態量検出部２１０は、実操舵角θｒに対して微分演算を行うことにより、実操舵角速度ωｒを算出する。
以下、ＥＰＳ状態量検出部２１０で検出及び算出された。実操舵角θｒ、操舵トルクＴｔ、車速Ｖ及び実操舵角速度ωｒを、総じて「ＥＰＳ状態量Ｃｅ」と記載する場合がある。
ＥＰＳ状態量Ｃｅのうち、実操舵角θｒ及び実操舵角速度ωｒは舵角制御部３００に入力され、操舵トルクＴｔは切換判定／徐変ゲイン生成部２２０、舵角制御部３００及びアシスト制御部２３０に入力され、車速Ｖは舵角制御部３００及びアシスト制御部２３０に入力される。
なお、実操舵角θｒとしてコラム舵角（トーションバーの下側の角度）を使用しても良く、また、回転角センサ２２ａで検出したモータ回転角θｍを実操舵角θｒとしても良い。更に、実操舵角速度ωｒは、回転角センサ２２ａで検出されるモータ回転角θｍの差分演算とギア比から算出しても良く、実操舵角θｒの差分演算から算出しても良い。また、ＥＰＳ状態量検出部２１０の最終段に、高周波ノイズ低減のためにＬＰＦ（ローパスフィルタ）を挿入しても良く、その場合、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）とゲインにより実操舵角速度ωｒを算出しても良い。
なお、実操舵角θｒとしてコラム舵角（トーションバーの下側の角度）を使用しても良く、また、回転角センサ２２ａで検出したモータ回転角θｍを実操舵角θｒとしても良い。更に、実操舵角速度ωｒは、回転角センサ２２ａで検出されるモータ回転角θｍの差分演算とギア比から算出しても良く、実操舵角θｒの差分演算から算出しても良い。また、ＥＰＳ状態量検出部２１０の最終段に、高周波ノイズ低減のためにＬＰＦ（ローパスフィルタ）を挿入しても良く、その場合、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）とゲインにより実操舵角速度ωｒを算出しても良い。
切換判定／徐変ゲイン生成部２２０は、車両側ＥＣＵ１００からの切換信号ＳＷ及び操舵トルクＴｔに基づいて自動操舵と手動操舵の切換判定を行い、その判定結果に基づいて徐変ゲインを決定する。徐変ゲインとして、舵角制御出力徐変ゲインＧｆａ１、速度制御徐変ゲインＧｆａ２、速度指令徐変ゲインＧｆａ３、舵角指令徐変ゲインＧｆａ４、アシスト制御出力徐変ゲインＧｆｔ１及びアシストマップ徐変ゲインＧｆｔ２を求める。そして、Ｇｆａ１及びＧｆｔ１は切換部２４０に、Ｇｆａ２、Ｇｆａ３及びＧｆａ４は舵角制御部３００に、Ｇｆｔ２はアシスト制御部２３０に入力される。切換判定／徐変ゲイン生成部２２０の詳細については後述する。
舵角制御部３００は、舵角制御を行うために、車両側ＥＣＵ１００からの舵角指令値θｒｅｆ、ＥＰＳ状態量検出部２１０からのＥＰＳ状態量Ｃｅ並びに切換判定／徐変ゲイン生成部２２０からの徐変ゲインＧｆａ２、Ｇｆａ３及びＧｆａ４を用いて、舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１を算出する。舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１は切換部２４０に入力される。なお、実操舵角速度ωｒを、ＥＰＳ状態量検出部２１０ではなく、舵角制御部３００で算出しても良い。舵角制御部３００の詳細については後述する。
アシスト制御部２３０は、アシスト制御を行うために、切換判定／徐変ゲイン生成部２２０から出力されるアシストマップ徐変ゲインＧｆｔ２、操舵トルクＴｔ及び車速Ｖに基づいて、アシストマップを使用して、アシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴ１を算出する。アシスト制御部２３０の詳細については後述する。
切換部２４０は、舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１、アシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴ１並びに徐変ゲインＧｆａ１及びＧｆｔ１を用いて、電流指令値Ｉｒｅｆを算出する。切換部２４０の詳細については後述する。
電流制御／駆動部２５０は、電流指令値Ｉｒｅｆとモータ電流検出器３８で検出されるモータ電流Ｉｍを用いたフィードバック制御によって、モータを駆動制御する。電流制御／駆動部２５０の詳細については後述する。
切換部２４０は、舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１、アシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴ１並びに徐変ゲインＧｆａ１及びＧｆｔ１を用いて、電流指令値Ｉｒｅｆを算出する。切換部２４０の詳細については後述する。
電流制御／駆動部２５０は、電流指令値Ｉｒｅｆとモータ電流検出器３８で検出されるモータ電流Ｉｍを用いたフィードバック制御によって、モータを駆動制御する。電流制御／駆動部２５０の詳細については後述する。
（切換判定／徐変ゲイン生成部２２０の詳細な構成）
切換判定／徐変ゲイン生成部２２０は、図３に示すように、切換判定部２２１と、徐変ゲイン生成部２２２とを備え、切換判定部２２１は、手入力判定部２２３と、操舵状態判定部２２４とを備えている。
手入力判定部２２３は、操舵トルクＴｔを用いて手入力の有無を判定する。手入力判定部２２３は、図４に示すように、平滑化フィルタ部２２５と、絶対値化部２２６と、判定処理部２２７とを備えている。
切換判定／徐変ゲイン生成部２２０は、図３に示すように、切換判定部２２１と、徐変ゲイン生成部２２２とを備え、切換判定部２２１は、手入力判定部２２３と、操舵状態判定部２２４とを備えている。
手入力判定部２２３は、操舵トルクＴｔを用いて手入力の有無を判定する。手入力判定部２２３は、図４に示すように、平滑化フィルタ部２２５と、絶対値化部２２６と、判定処理部２２７とを備えている。
平滑化フィルタ部２２５は、平滑化フィルタを有しており、操舵トルクＴｔを平滑化フィルタにより平滑化し、平滑化後の操舵トルクＴｔ'を出力する。この操舵トルクＴｔ'は絶対値化部２２６に入力される。
絶対値化部２２６は、操舵トルクＴｔ'の絶対値（絶対値データ）｜Ｔｔ'｜を出力する。この絶対値｜Ｔｔ'｜は判定処理部２２７に入力される。
判定処理部２２７は、予め定められた閾値Ｔｔｈと絶対値｜Ｔｔ'｜を比較し、絶対値｜Ｔｔ'｜が閾値Ｔｔｈ以上の場合、「手入力あり」と判定し、絶対値｜Ｔｔ'｜が閾値Ｔｔｈ未満の場合、「手入力なし」と判定し、判定結果を手入力判定信号Ｊｈとして出力する。この手入力判定信号Ｊｈは操舵状態判定部２２４に入力される。
絶対値化部２２６は、操舵トルクＴｔ'の絶対値（絶対値データ）｜Ｔｔ'｜を出力する。この絶対値｜Ｔｔ'｜は判定処理部２２７に入力される。
判定処理部２２７は、予め定められた閾値Ｔｔｈと絶対値｜Ｔｔ'｜を比較し、絶対値｜Ｔｔ'｜が閾値Ｔｔｈ以上の場合、「手入力あり」と判定し、絶対値｜Ｔｔ'｜が閾値Ｔｔｈ未満の場合、「手入力なし」と判定し、判定結果を手入力判定信号Ｊｈとして出力する。この手入力判定信号Ｊｈは操舵状態判定部２２４に入力される。
操舵状態判定部２２４は、車両側ＥＣＵ１００からの切換信号ＳＷと、判定処理部２２７からの手入力判定信号Ｊｈとから操舵状態を判定する。切換信号ＳＷが「アシスト制御モード」又は手入力判定信号Ｊｈが「手入力あり」の場合、操舵状態は「手動操舵」であると判定し、そうではない場合、つまり、切換信号ＳＷが「舵角制御モード」であり且つ手入力判定信号Ｊｈが「手入力なし」の場合、操舵状態は「自動操舵」であると判定する。判定結果は、操舵状態判定信号Ｊｓとして出力する。この操舵状態判定信号Ｊｓは徐変ゲイン生成部２２２に入力される。
なお、手入力判定信号Ｊｈのみから操舵状態を判定しても良い。つまり、手入力判定信号Ｊｈが「手入力あり」の場合、操舵状態は「手動操舵」であると判定し、手入力判定信号Ｊｈが「手入力なし」の場合、操舵状態は「自動操舵」であると判定しても良い。
なお、手入力判定信号Ｊｈのみから操舵状態を判定しても良い。つまり、手入力判定信号Ｊｈが「手入力あり」の場合、操舵状態は「手動操舵」であると判定し、手入力判定信号Ｊｈが「手入力なし」の場合、操舵状態は「自動操舵」であると判定しても良い。
徐変ゲイン生成部２２２は、操舵状態判定部２２４からの操舵状態判定信号Ｊｓに基づいて徐変ゲインを決定する。徐変ゲインは操舵状態によって異なる値を取り、操舵状態は操舵状態判定信号Ｊｓにより判断する。
徐変ゲインＧｆａ１、Ｇｆａ２、Ｇｆａ３及びＧｆａ４は、自動操舵状態では１００［％］、手動操舵状態では０［％］であり、自動操舵状態から手動操舵状態へ及び手動操舵状態から自動操舵状態への移行に際しては、値が徐々に変化する。例えば、自動操舵状態から手動操舵状態へ移行する場合、徐変ゲインＧｆａ１〜Ｇｆａ４は、図５（Ａ）に示すように変化する。即ち、時点ｔ１で操舵状態判定信号Ｊｓが「自動操舵」から「手動操舵」に変わると、その時点から徐変ゲインは逐次減少し、時点ｔ２において０［％］となる。手動操舵状態から自動操舵状態へ移行する場合は、これとは逆に、操舵状態判定信号Ｊｓが「自動操舵」に変わった時点から徐変ゲインは逐次増加する。徐変ゲインが減少中又は増加中（以下、この状態を「切換状態」とする）に操舵状態判定信号Ｊｓの値が変わったら、徐変ゲインは、減少中ならば増加に、増加中ならば減少に転じる。
徐変ゲインＧｆａ１、Ｇｆａ２、Ｇｆａ３及びＧｆａ４は、自動操舵状態では１００［％］、手動操舵状態では０［％］であり、自動操舵状態から手動操舵状態へ及び手動操舵状態から自動操舵状態への移行に際しては、値が徐々に変化する。例えば、自動操舵状態から手動操舵状態へ移行する場合、徐変ゲインＧｆａ１〜Ｇｆａ４は、図５（Ａ）に示すように変化する。即ち、時点ｔ１で操舵状態判定信号Ｊｓが「自動操舵」から「手動操舵」に変わると、その時点から徐変ゲインは逐次減少し、時点ｔ２において０［％］となる。手動操舵状態から自動操舵状態へ移行する場合は、これとは逆に、操舵状態判定信号Ｊｓが「自動操舵」に変わった時点から徐変ゲインは逐次増加する。徐変ゲインが減少中又は増加中（以下、この状態を「切換状態」とする）に操舵状態判定信号Ｊｓの値が変わったら、徐変ゲインは、減少中ならば増加に、増加中ならば減少に転じる。
なお、図５（Ａ）では切換状態での徐変ゲインは直線的に変化させているが、切換動作を円滑にするために、Ｓ字カーブのように変化させても良く、直線的に変化する徐変ゲインをＬＰＦ、例えばカットオフ周波数が２［Ｈｚ］の１次ＬＰＦに通して使用しても良い。また、徐変ゲインＧｆａ１〜Ｇｆａ４は連動した同じ変化をする必要はなく、それぞれ独立した変化をしても良い。
アシスト制御出力徐変ゲインＧｆｔ１は、自動操舵状態ではαｔ１［％］（０≦αｔ１≦１５０）、手動操舵状態では１００［％］であり、図５（Ｂ）に示すように、徐変ゲインＧｆａ１〜Ｇｆａ４の場合と同様に、切換状態では値を徐々に変化させる。
アシストマップ徐変ゲインＧｆｔ２は、自動操舵状態ではαｔ２［％］（０≦αｔ２≦１５０）、手動操舵状態では１００［％］であり、図５（Ｃ）に示すように、徐変ゲインＧｆａ１〜Ｇｆａ４の場合と同様に、切換状態では値を徐々に変化させる。
アシストマップ徐変ゲインＧｆｔ２は、自動操舵状態ではαｔ２［％］（０≦αｔ２≦１５０）、手動操舵状態では１００［％］であり、図５（Ｃ）に示すように、徐変ゲインＧｆａ１〜Ｇｆａ４の場合と同様に、切換状態では値を徐々に変化させる。
（アシスト制御部２３０の詳細な構成）
アシスト制御部２３０は、図６に示すように、電流指令値演算部３１と、加算部３２Ａと、電流制限部３３と、補償信号生成部３４とを備えている。
ここで、アシスト制御部２３０は、図示省略するが、回転角センサ２２ａからのモータ回転角θｍに基づき、モータ角速度ωｍ及びモータ角加速度αｍを演算するモータ角速度演算部及びモータ角加速度演算部を備えている。
アシスト制御部２３０は、図６に示すように、電流指令値演算部３１と、加算部３２Ａと、電流制限部３３と、補償信号生成部３４とを備えている。
ここで、アシスト制御部２３０は、図示省略するが、回転角センサ２２ａからのモータ回転角θｍに基づき、モータ角速度ωｍ及びモータ角加速度αｍを演算するモータ角速度演算部及びモータ角加速度演算部を備えている。
電流指令値演算部３１は、入力された操舵トルクＴｔ及び車速Ｖに基づいてアシストマップを用いて電流指令値を求める。更に、この電流指令値（以下、「アシストマップ出力電流」と称す）に対して、入力されたアシストマップ徐変ゲインＧｆｔ２を乗算して、電動モータ２２に供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する。電流指令値Ｉｒｅｆ１は加算部３２Ａに入力される。
補償信号生成部３４は、収れん性補償部３４Ａと、慣性補償部３４Ｂと、ＳＡＴ推定フィードバック部３４Ｃと、加算部３４Ｄ及び３４Ｅとを備えている。
補償信号生成部３４は、収れん性補償部３４Ａと、慣性補償部３４Ｂと、ＳＡＴ推定フィードバック部３４Ｃと、加算部３４Ｄ及び３４Ｅとを備えている。
収れん性補償部３４Ａは、不図示のモータ角速度演算部から入力されたモータ角速度ωｍに基づき、車両のヨーの収れん性を改善するためにハンドル１１が振れ回る動作に対して、ブレーキをかけるように、収れん性補償値Ｉｃを算出する。収れん性補償部３４Ａは、算出した収れん性補償値Ｉｃを加算部３４Ｄに出力する。
慣性補償部３４Ｂは、不図示のモータ角加速度演算部から入力されたモータ角加速度αｍに基づき、電動モータ２２の慣性により発生するトルク相当分を補償して慣性感又は制御応答性の悪化を防止するための慣性補償値Ｉｉを算出する。慣性補償部３４Ｂは、算出した慣性補償値Ｉｉを加算部３４Ｄに出力する。
慣性補償部３４Ｂは、不図示のモータ角加速度演算部から入力されたモータ角加速度αｍに基づき、電動モータ２２の慣性により発生するトルク相当分を補償して慣性感又は制御応答性の悪化を防止するための慣性補償値Ｉｉを算出する。慣性補償部３４Ｂは、算出した慣性補償値Ｉｉを加算部３４Ｄに出力する。
ＳＡＴ推定フィードバック部３４Ｃは、操舵トルクＴｔ、モータ角速度ωｍ、モータ角加速度αｍ及び電流指令値演算部３１で演算した電流指令値Ｉｒｅｆ１を入力し、これらに基づいてセルフアライニングトルクＳＡＴを推定演算する。ＳＡＴ推定フィードバック部３４Ｃは、演算したセルフアライニングトルクＳＡＴを加算部３４Ｄに出力する。
加算部３４Ｄは、入力された慣性補償値ＩｉとセルフアライニングトルクＳＡＴとを加算して、加算結果を加算部３４Ｅに出力する。
加算部３４Ｄは、入力された慣性補償値ＩｉとセルフアライニングトルクＳＡＴとを加算して、加算結果を加算部３４Ｅに出力する。
加算部３４Ｅは、加算部３４Ｄの加算結果と収れん性補償部３４Ａで算出した収れん性補償値Ｉｃとを加算し、その結果を指令補償値Ｉｃｏｍとして加算部３２Ａに出力する。
加算部３２Ａは、電流指令値演算部３１が出力した電流指令値Ｉｒｅｆ１に、補償信号生成部３４が出力した指令補償値Ｉｃｏｍを加算し、補償後の電流指令値Ｉｒｅｆ２を電流制限部３３に出力する。
電流制限部３３は、入力された電流指令値Ｉｒｅｆ２の最大値を制限して、制限された電流指令値Ｉｒｅｆ２を、アシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴ１として切換部２４０に出力する。
加算部３２Ａは、電流指令値演算部３１が出力した電流指令値Ｉｒｅｆ１に、補償信号生成部３４が出力した指令補償値Ｉｃｏｍを加算し、補償後の電流指令値Ｉｒｅｆ２を電流制限部３３に出力する。
電流制限部３３は、入力された電流指令値Ｉｒｅｆ２の最大値を制限して、制限された電流指令値Ｉｒｅｆ２を、アシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴ１として切換部２４０に出力する。
（電流制御／駆動部２５０の詳細な構成）
電流制御／駆動部２５０は、図６に示すように、減算部３２Ｂと、ＰＩ制御部３５と、ＰＷＭ制御部３６と、インバータ３７とを備えている。
減算部３２Ｂは、切換部２４０から入力される電流指令値Ｉｒｅｆと、モータ電流検出器３８からフィードバックされているモータ電流Ｉｍとの偏差ΔＩ（Ｉｒｅｆ−Ｉｍ）を演算して、演算した偏差ΔＩをＰＩ制御部３５に出力する。
ＰＩ制御部３５は、入力された偏差ΔＩを用いて操舵動作の特性改善のためのＰＩ（比例積分）制御を行って電圧制御指令値Ｖｒｅｆを演算する。そして、演算した電圧制御指令値ＶｒｅｆをＰＷＭ制御部３６に出力する。
電流制御／駆動部２５０は、図６に示すように、減算部３２Ｂと、ＰＩ制御部３５と、ＰＷＭ制御部３６と、インバータ３７とを備えている。
減算部３２Ｂは、切換部２４０から入力される電流指令値Ｉｒｅｆと、モータ電流検出器３８からフィードバックされているモータ電流Ｉｍとの偏差ΔＩ（Ｉｒｅｆ−Ｉｍ）を演算して、演算した偏差ΔＩをＰＩ制御部３５に出力する。
ＰＩ制御部３５は、入力された偏差ΔＩを用いて操舵動作の特性改善のためのＰＩ（比例積分）制御を行って電圧制御指令値Ｖｒｅｆを演算する。そして、演算した電圧制御指令値ＶｒｅｆをＰＷＭ制御部３６に出力する。
ＰＷＭ制御部３６は、入力された電圧制御指令値Ｖｒｅｆに基づきパルス幅変調されたゲート駆動信号を生成し、生成したゲート駆動信号をインバータ３７に出力する。
インバータ３７は、半導体スイッチング素子としてのＦＥＴのブリッジ回路で構成されており、入力されたゲート駆動信号によって駆動し電動モータ２２にＰＷＭ制御された駆動電圧を印加する。これにより、電動モータ２２に駆動電流を供給して電動モータ２２を駆動する。このとき、電動モータ２２のモータ電流Ｉｍはモータ電流検出器３８で検出され、減算部３２Ｂにフィードバックされる。
インバータ３７は、半導体スイッチング素子としてのＦＥＴのブリッジ回路で構成されており、入力されたゲート駆動信号によって駆動し電動モータ２２にＰＷＭ制御された駆動電圧を印加する。これにより、電動モータ２２に駆動電流を供給して電動モータ２２を駆動する。このとき、電動モータ２２のモータ電流Ｉｍはモータ電流検出器３８で検出され、減算部３２Ｂにフィードバックされる。
（舵角制御部３００の詳細な構成）
舵角制御部３００は、図７に示すように、舵角指令値可変制限部３１０と、可変レート制限部３２０と、ハンドル振動除去部３３０と、位置制御部３４０と、操舵介入補償部３５０と、速度指令値可変制限部３６０と、舵角速度制御部３７０とを備えている。加えて、ハンドル制振部３８０と、安定化補償部３９０と、舵角制御電流指令値制限部４００と、乗算部３９１及び３９２と、加算部３９３、３９４及び３９５とを備えている。
舵角制御部３００は、図７に示すように、舵角指令値可変制限部３１０と、可変レート制限部３２０と、ハンドル振動除去部３３０と、位置制御部３４０と、操舵介入補償部３５０と、速度指令値可変制限部３６０と、舵角速度制御部３７０とを備えている。加えて、ハンドル制振部３８０と、安定化補償部３９０と、舵角制御電流指令値制限部４００と、乗算部３９１及び３９２と、加算部３９３、３９４及び３９５とを備えている。
舵角指令値可変制限部３１０は、車両側ＥＣＵ１００から受信する自動操舵等のための舵角指令値θｒｅｆに対して、通信エラー等による異常な値や過剰な値が舵角制御に入力されるのを防止するために、制限値（上限値、下限値）を設定して制限をかける。そして、この制限をかけられた舵角指令値θｒｅｆを、舵角指令値θｒｅｆ１として出力する。
ここで、舵角指令値可変制限部３１０では、自動操舵状態及び手動操舵状態において適切な制限値を設定すべく、舵角指令徐変ゲインＧｆａ４に応じて制限値を設定している。
ここで、舵角指令値可変制限部３１０では、自動操舵状態及び手動操舵状態において適切な制限値を設定すべく、舵角指令徐変ゲインＧｆａ４に応じて制限値を設定している。
例えば、図８に示すように、舵角指令徐変ゲインＧｆａ４が１００［％］の場合を自動操舵状態であると判断して、実線で示す制限値で制限をかけ、舵角指令徐変ゲインＧｆａ４が０［％］の場合を手動操舵状態であると判断して、破線で示すような自動操舵状態のときよりも絶対値が小さい制限値で制限をかける。舵角指令徐変ゲインＧｆａ４が０〜１００［％］の間の場合は切換状態であると判断して、実線と破線の間の値で制限をかける。
なお、切換状態のとき、実線の自動操舵状態での制限値又は破線の手動操舵状態での制限値で制限をかけてもよい。また、上限値の大きさ（絶対値）と下限値の大きさは異なっていてもよい。
なお、切換状態のとき、実線の自動操舵状態での制限値又は破線の手動操舵状態での制限値で制限をかけてもよい。また、上限値の大きさ（絶対値）と下限値の大きさは異なっていてもよい。
図７に戻って、可変レート制限部３２０は、舵角指令値θｒｅｆの急変によって、舵角制御の出力である舵角制御電流指令値が急激に変動することを避けるために、舵角指令値θｒｅｆ１の変化量に対して制限値を設定して制限をかける。そして、制限のかけられた舵角指令値θｒｅｆ１を、舵角指令値θｒｅｆ２として出力する。
具体的に、例えば、１サンプル前の舵角指令値θｒｅｆ１からの差分を変化量とし、その変化量の絶対値が所定の値（制限値）より大きい場合、変化量の絶対値が制限値となるように、舵角指令値θｒｅｆ１を加減算し、舵角指令値θｒｅｆ２として出力する。一方、制限値以下の場合は、舵角指令値θｒｅｆ１をそのまま舵角指令値θｒｅｆ２として出力する。
具体的に、例えば、１サンプル前の舵角指令値θｒｅｆ１からの差分を変化量とし、その変化量の絶対値が所定の値（制限値）より大きい場合、変化量の絶対値が制限値となるように、舵角指令値θｒｅｆ１を加減算し、舵角指令値θｒｅｆ２として出力する。一方、制限値以下の場合は、舵角指令値θｒｅｆ１をそのまま舵角指令値θｒｅｆ２として出力する。
なお、舵角指令値可変制限部３１０の場合と同様に、自動操舵状態及び手動操舵状態において適切な制限値を設定すべく、舵角指令徐変ゲインＧｆａ４に応じて制限値を設定している。舵角指令徐変ゲインＧｆａ４より操舵状態を判断し、自動操舵状態では予め定められた制限値とし、手動操舵状態では制限値をゼロとし、舵角指令値θｒｅｆ２が変化せずに一定となるようにする。切換状態では両制限値の中間の値を使用するが、自動操舵状態での制限値又は手動操舵状態での制限値を使用しても良い。なお、変化量の絶対値に対して制限値を設定するのではなく、変化量に対して上限値及び下限値を設定して制限をかけるようにしても良い。
乗算部３９１は、可変レート制限部３２０からの舵角指令値θｒｅｆ２に切換判定／徐変ゲイン生成部２２０からの舵角指令徐変ゲインＧｆａ４を乗算して、この乗算結果を舵角指令値θｒｅｆ３として出力する。これにより、自動操舵状態から手動操舵状態への切換状態における後述のハンドル振動除去部３３０から出力される目標操舵角θｔをゼロに漸近させ、舵角制御を中立状態に作用させることができる。
ハンドル振動除去部３３０は、乗算部３９１からの舵角指令値θｒｅｆ３に含まれる振動周波数成分を低減する。自動操舵中、舵角指令が変化しているときに、舵角指令値θｒｅｆ３に、トーションバーのバネ性及びステアリングホイールの慣性モーメントによる振動を励起する周波数（約１０［Ｈｚ］前後）成分が発生する。この舵角指令値θｒｅｆ３に含まれるハンドル振動周波数成分を、ＬＰＦやノッチフィルタ等でのフィルタ処理又は位相遅れ補償により低減し、目標操舵角θｔを出力する。フィルタとしては、ハンドル振動周波数の帯域のゲインを下げるもので且つＥＣＵに実装可能なものであれば、任意のフィルタを使用して良い。ハンドル振動除去部３３０の手前に、舵角指令徐変ゲインＧｆａ４を乗算する乗算部３９１を設置することにより、舵角指令徐変ゲインＧｆａ４の乗算により発生するハンドル振動周波数成分の低減を可能としている。なお、ハンドル振動周波数成分が微小な場合等では、ハンドル振動除去部３３０を省略しても良い。
位置制御部３４０は、目標操舵角θｔと実操舵角θｒの偏差に基づいて、目標操舵角θｔに実操舵角θｒを近づけるための舵角速度指令値（基本舵角速度指令値）ωｒｅｆ１を算出する。また、目標操舵角θｔに対する実操舵角θｒの制御帯域を高周波側まで広げるために、規範モデル及びＦＦ（フィードフォワード）フィルタを使用する。これにより、舵角制御の応答性（追従性）を向上させることができる。
具体的に、位置制御部３４０は、図９に示すように、規範モデル部３４１と、比例ゲイン部３４２と、フィルタ部３４３と、減算部３４４と、加算部３４５とを備える。
規範モデル部３４１は、下式（１）で定義される伝達関数Ｇｍｏｄｅｌを有し、伝達関数Ｇｍｏｄｅｌを用いて、目標操舵角θｔを目標操舵角θｔ１に変換する。
具体的に、位置制御部３４０は、図９に示すように、規範モデル部３４１と、比例ゲイン部３４２と、フィルタ部３４３と、減算部３４４と、加算部３４５とを備える。
規範モデル部３４１は、下式（１）で定義される伝達関数Ｇｍｏｄｅｌを有し、伝達関数Ｇｍｏｄｅｌを用いて、目標操舵角θｔを目標操舵角θｔ１に変換する。
Ｇｍｏｄｅｌ＝１／｛（Ｔｍ１ｓ＋１）４・（Ｔｍ２ｓ＋１）２｝ ・・・（１）
上式（１）において、Ｔｍ１＝１／（２π×ｆｍ１）、Ｔｍ２＝１／（２π×ｆｍ２）であり、ｆｍ１及びｆｍ２はカットオフ周波数、ｓはラプラス演算子である。伝達関数Ｇｍｏｄｅｌはモデル規範制御の手法での所望の伝達特性を定義するものであり、上式（１）では分母が６次、分子が０次としているが、これに限られるものではない。
上式（１）において、Ｔｍ１＝１／（２π×ｆｍ１）、Ｔｍ２＝１／（２π×ｆｍ２）であり、ｆｍ１及びｆｍ２はカットオフ周波数、ｓはラプラス演算子である。伝達関数Ｇｍｏｄｅｌはモデル規範制御の手法での所望の伝達特性を定義するものであり、上式（１）では分母が６次、分子が０次としているが、これに限られるものではない。
減算部３４４は、規範モデル部３４１からの目標操舵角θｔ１からＥＰＳ状態量検出部２１０からの実操舵角θｒを減算し、この減算結果を偏差θｅとして出力する。この偏差θｅは比例ゲイン部３４２に入力される。
比例ゲイン部３４２は、入力された偏差θｅに比例ゲインＫｐｐを乗算し、Ｐ制御により舵角速度指令値ωｒｅｆａを算出する。この舵角速度指令値ωｒｅｆａは加算部３４５に入力される。
比例ゲイン部３４２は、入力された偏差θｅに比例ゲインＫｐｐを乗算し、Ｐ制御により舵角速度指令値ωｒｅｆａを算出する。この舵角速度指令値ωｒｅｆａは加算部３４５に入力される。
フィルタ部３４３は、ＦＦフィルタを有しており、ＦＦフィルタにより目標操舵角θｔを舵角速度指令値ωｒｅｆｂに変換する。ＦＦフィルタの伝達関数Ｇｆは下式（２）で定義される。
Ｇｆ＝Ｋｆｆ・Ｇｍｏｄｅｌ／Ｐωθ ・・・（２）
上式（２）において、ＫｆｆはＦＦフィルタゲインであり、Ｐωθは後述の加算部３９３からの出力である舵角速度指令値ωｒｅｆから実操舵角θｒまでの伝達関数であり、フィッティングによる同定等により予め定義されている。ＦＦフィルタゲインＫｆｆは、車速Ｖに応じて変化させる。車速に応じて路面反力や後述の操舵介入補償マップが変化することにより、舵角指令値に対する実操舵角の応答性が変化してしまうので、ＦＦフィルタゲインＫｆｆを車速感応型とする。これにより、車速によらずに、舵角指令値に対する実操舵角の応答性をほぼ一定にすることができる。
具体的に、ＦＦフィルタゲインＫｆｆは、例えば、図１０に示すように、車速Ｖが０［ｋｍ／ｈ］から大きくなるにつれ単調に減少し、車速Ｖが２０［ｋｍ／ｈ］のときに１．１となり、車速Ｖが６０［ｋｍ／ｈ］のときに１となり、それ以降は１のままで一定となるように変化する。
Ｇｆ＝Ｋｆｆ・Ｇｍｏｄｅｌ／Ｐωθ ・・・（２）
上式（２）において、ＫｆｆはＦＦフィルタゲインであり、Ｐωθは後述の加算部３９３からの出力である舵角速度指令値ωｒｅｆから実操舵角θｒまでの伝達関数であり、フィッティングによる同定等により予め定義されている。ＦＦフィルタゲインＫｆｆは、車速Ｖに応じて変化させる。車速に応じて路面反力や後述の操舵介入補償マップが変化することにより、舵角指令値に対する実操舵角の応答性が変化してしまうので、ＦＦフィルタゲインＫｆｆを車速感応型とする。これにより、車速によらずに、舵角指令値に対する実操舵角の応答性をほぼ一定にすることができる。
具体的に、ＦＦフィルタゲインＫｆｆは、例えば、図１０に示すように、車速Ｖが０［ｋｍ／ｈ］から大きくなるにつれ単調に減少し、車速Ｖが２０［ｋｍ／ｈ］のときに１．１となり、車速Ｖが６０［ｋｍ／ｈ］のときに１となり、それ以降は１のままで一定となるように変化する。
加算部３４５は、比例ゲイン部３４２からの舵角速度指令値ωｒｅｆａとフィルタ部３４３からの舵角速度指令値ωｒｅｆｂとを加算し、この加算結果を舵角速度指令値ωｒｅｆ１として出力する。
なお、規範モデル及びＦＦフィルタによる処理は必須ではなく、減算部３４４及び比例ゲイン部３４２によるＰ制御のみで舵角速度指令値ωｒｅｆ１を算出するようにしても良い。
なお、規範モデル及びＦＦフィルタによる処理は必須ではなく、減算部３４４及び比例ゲイン部３４２によるＰ制御のみで舵角速度指令値ωｒｅｆ１を算出するようにしても良い。
図７に戻って、操舵介入補償部３５０は、操舵トルクＴｔに応じた操舵介入補償のための舵角速度指令値（補償舵角速度指令値）ωｒｅｆ２を算出する。舵角速度指令値ωｒｅｆ２と位置制御部３４０からの舵角速度指令値ωｒｅｆ１を加算したものが舵角速度指令値ωｒｅｆとなる。操舵介入補償部３５０の機能により、操舵トルクの発生を緩和する方向に舵角速度指令値を生成することができ、自動操舵中での操舵介入を実現することができる。また、操舵介入補償部３５０は、操舵トルクＴｔに対して、車速感応型の操舵介入補償マップによる補償と位相補償を施すことにより、適度なフィーリングを成立させることができる。
具体的に、操舵介入補償部３５０は、図１１に示すように、操舵介入位相補償部３５１と、補償マップ部３５２とを備える。
具体的に、操舵介入補償部３５０は、図１１に示すように、操舵介入位相補償部３５１と、補償マップ部３５２とを備える。
操舵介入位相補償部３５１は、位相補償として位相進み補償を設定し、操舵トルクＴｔを操舵トルクＴｔ１に変換する。例えば、分子のカットオフ周波数を１．０［Ｈｚ］、分母のカットオフ周波数を１．３［Ｈｚ］とした１次フィルタで位相進み補償を行う。これにより、急操舵した場合等でのスッキリ感や引っ掛かり感を改善することができる。なお、コスト重視の場合等では、操舵介入位相補償部３５１は省略可能である。
補償マップ部３５２は、操舵介入補償マップを有し、操舵介入補償マップを用いて舵角速度指令値ωｒｅｆ２を求める。操舵介入補償マップは、操舵トルクに対する舵角速度指令値の特性を定めたマップであり、車速に応じた複数のマップを有している。従って、補償マップ部３５２は、入力された現在の車速Ｖに応じたマップを選択し、選択したマップから、入力された操舵トルクＴｔ１に対応する舵角速度指令値ωｒｅｆ２を求める。操舵介入補償マップはチューニングにより調整されており、例えば、図１２（Ａ）に示すように、操舵トルクが増加するにつれて舵角速度指令値も増加するが、車速が増加するにつれて舵角速度指令値は減少する。高車速ほど舵角速度指令値が小さくなり、フィールとしては重くなり、逆に、低車速では軽いフィールとなる。
なお、図１２（Ａ）の例では、補償マップ部３５２は、上記特性を有した複数の操舵介入補償マップを有する操舵介入補償マップ部３５２ａと、符号部３５２ｂと、乗算部３５２ｃとを有している。即ち、補償マップ部３５２は、操舵介入補償マップ部３５２ａにより、入力された車速Ｖに応じた操舵介入補償マップを選択する。そして、選択した操舵介入補償マップから入力された操舵トルクＴｔ１の大きさに応じた舵角速度指令値ωｒｅｆ２の大きさを求め、これを乗算部３５２ｃに出力する。加えて、符号部３５２ｂにより、入力された操舵トルクＴｔ１の符号（＋１、−１）を乗算部３５２ｃに出力する。そして、乗算部３５２ｃにより、入力された舵角速度指令値ωｒｅｆ２の大きさを示す値に、入力された操舵トルクＴｔ１の符号を乗算し、舵角速度指令値ωｒｅｆ２を求める。即ち、入力される操舵トルクＴｔ１の符号に応じて出力の値が正逆反転するため、操舵トルクＴｔ１の符号を乗算することで対応している。
一方、図１２（Ａ）の構成例に限らず、例えば図１２（Ｂ）に示すように、正負の操舵トルクＴｔ１に応じたマップを構成してもよい。この場合、操舵トルクＴｔ１が正の場合と負の場合とで変化の態様を変えてもよい。また、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示すマップは車速感応であるが、車速感応でなくてもよい。
また、操舵介入位相補償部３５１は、補償マップ部３５２の後に設置しても良い。
なお、図１２（Ａ）の例では、補償マップ部３５２は、上記特性を有した複数の操舵介入補償マップを有する操舵介入補償マップ部３５２ａと、符号部３５２ｂと、乗算部３５２ｃとを有している。即ち、補償マップ部３５２は、操舵介入補償マップ部３５２ａにより、入力された車速Ｖに応じた操舵介入補償マップを選択する。そして、選択した操舵介入補償マップから入力された操舵トルクＴｔ１の大きさに応じた舵角速度指令値ωｒｅｆ２の大きさを求め、これを乗算部３５２ｃに出力する。加えて、符号部３５２ｂにより、入力された操舵トルクＴｔ１の符号（＋１、−１）を乗算部３５２ｃに出力する。そして、乗算部３５２ｃにより、入力された舵角速度指令値ωｒｅｆ２の大きさを示す値に、入力された操舵トルクＴｔ１の符号を乗算し、舵角速度指令値ωｒｅｆ２を求める。即ち、入力される操舵トルクＴｔ１の符号に応じて出力の値が正逆反転するため、操舵トルクＴｔ１の符号を乗算することで対応している。
一方、図１２（Ａ）の構成例に限らず、例えば図１２（Ｂ）に示すように、正負の操舵トルクＴｔ１に応じたマップを構成してもよい。この場合、操舵トルクＴｔ１が正の場合と負の場合とで変化の態様を変えてもよい。また、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示すマップは車速感応であるが、車速感応でなくてもよい。
また、操舵介入位相補償部３５１は、補償マップ部３５２の後に設置しても良い。
図７に戻って、加算部３９３は、位置制御部３４０からの舵角速度指令値ωｒｅｆ１と操舵介入補償部３５０からの舵角速度指令値ωｒｅｆ２とを加算し、この加算結果を舵角速度指令値ωｒｅｆとして出力する。
乗算部３９２は、加算部３９３からの舵角速度指令値ωｒｅｆに切換判定／徐変ゲイン生成部２２０からの速度指令徐変ゲインＧｆａ３を乗算して、この乗算結果を舵角速度指令値ωｒｅｆｇとして出力する。
ここで、速度指令徐変ゲインＧｆａ３は、手動操舵状態から自動操舵状態への切換時に円滑な切換を実現するために用いられる。なお、速度指令徐変ゲインＧｆａ３は、舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１に乗算される舵角制御出力徐変ゲインＧｆａ１と同期して変化する（完全な同期でなくても良い）。
乗算部３９２は、加算部３９３からの舵角速度指令値ωｒｅｆに切換判定／徐変ゲイン生成部２２０からの速度指令徐変ゲインＧｆａ３を乗算して、この乗算結果を舵角速度指令値ωｒｅｆｇとして出力する。
ここで、速度指令徐変ゲインＧｆａ３は、手動操舵状態から自動操舵状態への切換時に円滑な切換を実現するために用いられる。なお、速度指令徐変ゲインＧｆａ３は、舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１に乗算される舵角制御出力徐変ゲインＧｆａ１と同期して変化する（完全な同期でなくても良い）。
速度指令値可変制限部３６０は、舵角速度指令値ωｒｅｆｇに対して、制限値（上限値、下限値）を設定して制限をかけ、制限のかけられた舵角速度指令値ωｒｅｆｇを目標舵角速度ωｔとして出力する。
ここで、制限値は、速度指令徐変ゲインＧｆａ３に応じて設定される。例えば、速度指令徐変ゲインＧｆａ３が所定の閾値未満では、制限値の大きさ（絶対値）を図１３の破線で示すような小さい値とし、それ以上では制限値の大きさを実線で示す値まで大きくする。なお、所定の閾値を切換状態での速度指令徐変ゲインＧｆａ３の任意の値とし、Ｇｆａ３が所定の閾値未満では、制限値の大きさは破線の小さい値で固定とし、Ｇｆａ３が所定の閾値を超えたら、実線のところまで制限値の大きさを徐々に大きくするようにしても良い。なお、上限値の大きさと下限値の大きさは異なっていても良い。
ここで、制限値は、速度指令徐変ゲインＧｆａ３に応じて設定される。例えば、速度指令徐変ゲインＧｆａ３が所定の閾値未満では、制限値の大きさ（絶対値）を図１３の破線で示すような小さい値とし、それ以上では制限値の大きさを実線で示す値まで大きくする。なお、所定の閾値を切換状態での速度指令徐変ゲインＧｆａ３の任意の値とし、Ｇｆａ３が所定の閾値未満では、制限値の大きさは破線の小さい値で固定とし、Ｇｆａ３が所定の閾値を超えたら、実線のところまで制限値の大きさを徐々に大きくするようにしても良い。なお、上限値の大きさと下限値の大きさは異なっていても良い。
舵角速度制御部３７０は、目標舵角速度ωｔ、実操舵角速度ωｒ及び速度制御徐変ゲインＧｆａ２を入力し、実操舵角速度ωｒが目標舵角速度ωｔに追従するような舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＷを、Ｉ−Ｐ制御（比例先行型ＰＩ制御）により算出する。
具体的に、舵角速度制御部３７０は、図１４に示すように、ゲイン乗算部３７１及び３７２と、積分部３７３と、減算部３７４及び３７５と、乗算部３７６とを備える。
ゲイン乗算部３７１は、減算部３７４で算出される目標舵角速度ωｔ及び実操舵角速度ωｒの偏差ωｅ（＝ωｔ−ωｒ）にゲインＫｖｉを乗算し、この乗算結果を操作量Ｄ１として出力する。
積分部３７３は、ゲイン乗算部３７１からの操作量Ｄ１を積分し、制御量Ｉｒ１を算出する。
具体的に、舵角速度制御部３７０は、図１４に示すように、ゲイン乗算部３７１及び３７２と、積分部３７３と、減算部３７４及び３７５と、乗算部３７６とを備える。
ゲイン乗算部３７１は、減算部３７４で算出される目標舵角速度ωｔ及び実操舵角速度ωｒの偏差ωｅ（＝ωｔ−ωｒ）にゲインＫｖｉを乗算し、この乗算結果を操作量Ｄ１として出力する。
積分部３７３は、ゲイン乗算部３７１からの操作量Ｄ１を積分し、制御量Ｉｒ１を算出する。
乗算部３７６は、積分部３７３からの制御量Ｉｒ１に切換判定／徐変ゲイン生成部２２０からの速度制御徐変ゲインＧｆａ２を乗算し、この乗算結果を制御量Ｉｒ３として出力する。速度制御徐変ゲインＧｆａ２の乗算は、手動操舵状態と自動操舵状態間の円滑な切換を実現するために行われ、これにより、切換時の舵角速度制御での積分値の蓄積の影響を緩和することができる。
ゲイン乗算部３７２は、ＥＰＳ状態量検出部２１０からの実操舵角速度ωｒにゲインＫｖｐを乗算し、この乗算結果を制御量Ｉｒ２として出力する。
減算部３７５は、乗算部３７６からの制御量Ｉｒ３からゲイン乗算部３７２からの制御量Ｉｒ２を減算（Ｉｒ３−Ｉｒ２）し、この減算結果を舵角制御電流指令値（基本舵角制御電流指令値）ＩｒｅｆＷとして出力する。なお、積分部３７３の積分として、実装上実現可能な積分方式であれば、任意の方式を使用可能であり、擬似積分を使用する場合は、１次遅れの伝達関数及びゲインで構成すれば良い。また、速度制御徐変ゲインＧｆａ２は、舵角制御出力徐変ゲインＧｆａ１と同期して変化させても良い。
なお、舵角速度制御部３７０はＩ−Ｐ制御を使用しているが、一般的に使用されている制御方法、例えばＰＩ制御、２自由度ＰＩ制御、モデル規範制御、モデルマッチング制御、ロバスト制御等を使用しても良い。
ゲイン乗算部３７２は、ＥＰＳ状態量検出部２１０からの実操舵角速度ωｒにゲインＫｖｐを乗算し、この乗算結果を制御量Ｉｒ２として出力する。
減算部３７５は、乗算部３７６からの制御量Ｉｒ３からゲイン乗算部３７２からの制御量Ｉｒ２を減算（Ｉｒ３−Ｉｒ２）し、この減算結果を舵角制御電流指令値（基本舵角制御電流指令値）ＩｒｅｆＷとして出力する。なお、積分部３７３の積分として、実装上実現可能な積分方式であれば、任意の方式を使用可能であり、擬似積分を使用する場合は、１次遅れの伝達関数及びゲインで構成すれば良い。また、速度制御徐変ゲインＧｆａ２は、舵角制御出力徐変ゲインＧｆａ１と同期して変化させても良い。
なお、舵角速度制御部３７０はＩ−Ｐ制御を使用しているが、一般的に使用されている制御方法、例えばＰＩ制御、２自由度ＰＩ制御、モデル規範制御、モデルマッチング制御、ロバスト制御等を使用しても良い。
図７に戻って、ハンドル制振部３８０は、トーションバートルク信号である操舵トルクＴｔに基づいて、ハンドルの振動を制振する。自動操舵中のハンドル振動に対して、ハンドル振動除去部３３０も効果を奏するが、ハンドル制振部３８０により、更に効果を向上させることができる。ハンドル制振部３８０は、ゲインと位相補償によりハンドル振動の制振を行い、トーションバーの捩れを解消する方向に働く舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＶを出力する。また、ハンドル制振部３８０は、捩れ角を低減する方向に働き、運転者による手入力の介入時の引っ掛かりの違和感を低減する効果も兼ねている。
具体的に、ハンドル制振部３８０は、図１５に示すように、ゲイン部３８１と、制振位相補償部３８２とを備える。
具体的に、ハンドル制振部３８０は、図１５に示すように、ゲイン部３８１と、制振位相補償部３８２とを備える。
ゲイン部３８１は、操舵トルクＴｔにゲインＫｖを乗算し、この乗算結果を制御量Ｉｒｖとして出力する。
制振位相補償部３８２は、例えば１次フィルタで構成され、制御量Ｉｒｖを舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＶに変換する。なお、１次フィルタではなく、２次以上の位相補償フィルタで構成しても良い。
制振位相補償部３８２は、例えば１次フィルタで構成され、制御量Ｉｒｖを舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＶに変換する。なお、１次フィルタではなく、２次以上の位相補償フィルタで構成しても良い。
図７に戻って、加算部３９４は、舵角速度制御部３７０からの舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＷと、ハンドル制振部３８０からの舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＶとを加算し、この加算結果を舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ３として出力する。
安定化補償部３９０は、ＥＰＳ状態量検出部２１０からの実操舵角速度ωｒを、下式（３）に示す伝達関数Ｇｓで定義された１次のハイパスフィルタを用いて安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳへと変換する。そして、この安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳを加算部３９５へと出力する。
安定化補償部３９０は、ＥＰＳ状態量検出部２１０からの実操舵角速度ωｒを、下式（３）に示す伝達関数Ｇｓで定義された１次のハイパスフィルタを用いて安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳへと変換する。そして、この安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳを加算部３９５へと出力する。
Ｇｓ＝Ｋｓ・（ｓ／２πｆｃ）／｛（ｓ／２πｆｃ）＋１｝ ・・・（３）
上式（３）において、Ｋｓはフィルタゲイン、ｓはラプラス演算子、πは円周率、ｆｃはカットオフ周波数である。
実操舵角速度ωｒをハイパスフィルタにてフィルタリングすることで、擬似的な微分が行われる。これにより、実操舵角速度ωｒを実操舵角加速度の次元に変換している。
ここで、より軽い操舵介入を実現するためには、操舵介入補償部３５０の操舵介入補償マップの勾配を大きくすることが効果的である。しかし、勾配を大きくすると制御システムが不安定になり発振が生じる。これにより、高域の振動が発生し、この振動は運転者に対して不快な操舵感を与える。
上式（３）において、Ｋｓはフィルタゲイン、ｓはラプラス演算子、πは円周率、ｆｃはカットオフ周波数である。
実操舵角速度ωｒをハイパスフィルタにてフィルタリングすることで、擬似的な微分が行われる。これにより、実操舵角速度ωｒを実操舵角加速度の次元に変換している。
ここで、より軽い操舵介入を実現するためには、操舵介入補償部３５０の操舵介入補償マップの勾配を大きくすることが効果的である。しかし、勾配を大きくすると制御システムが不安定になり発振が生じる。これにより、高域の振動が発生し、この振動は運転者に対して不快な操舵感を与える。
そこで、本実施形態では、操舵介入補償マップの勾配を大きくしたことによる制御システムの不安定化を阻止すべく、制御システムの安定性を補償するための安定化補償値として上記安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳを求め、これを舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ３に加算するようにしている。
従って、フィルタゲインＫｓ、カットオフ周波数ｆｃは、操舵介入補償マップの勾配を大きく設定したことに応じて生じる制御システムの不安定化を阻止可能な値に調整されている。
従って、フィルタゲインＫｓ、カットオフ周波数ｆｃは、操舵介入補償マップの勾配を大きく設定したことに応じて生じる制御システムの不安定化を阻止可能な値に調整されている。
加算部３９５は、加算部３９４からの舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ３と安定化補償部３９０からの安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳとを加算し、この加算結果を舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ２として出力する。
舵角制御電流指令値制限部４００は、舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ２に対して、過出力防止のために、制限値（上限値、下限値）を設定して制限をかけ、制限のかけられた舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ２を舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１として出力する。
例えば、図１６に示すように、上限値及び下限値を設定して舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ２に対して制限をかける。なお、上限値の大きさ（絶対値）と下限値の大きさは異なっていても良い。
舵角制御電流指令値制限部４００は、舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ２に対して、過出力防止のために、制限値（上限値、下限値）を設定して制限をかけ、制限のかけられた舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ２を舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１として出力する。
例えば、図１６に示すように、上限値及び下限値を設定して舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ２に対して制限をかける。なお、上限値の大きさ（絶対値）と下限値の大きさは異なっていても良い。
（切換部２４０の詳細な構成）
一方、切換部２４０は、図７に示すように、乗算部２４１及び２４２と、加算部２４３とを備えている。
乗算部２４１は、舵角制御部３００からの舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１に、切換判定／徐変ゲイン生成部２２０からの舵角制御出力徐変ゲインＧｆａ１を乗算し、この乗算結果を舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰとして出力する。
ここで、舵角制御出力徐変ゲインＧｆａ１は、手動操舵状態と自動操舵状態間の切換動作を円滑に行い、運転者への違和感の除去や安全性の確保等を実現するために用いられる。
一方、切換部２４０は、図７に示すように、乗算部２４１及び２４２と、加算部２４３とを備えている。
乗算部２４１は、舵角制御部３００からの舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１に、切換判定／徐変ゲイン生成部２２０からの舵角制御出力徐変ゲインＧｆａ１を乗算し、この乗算結果を舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰとして出力する。
ここで、舵角制御出力徐変ゲインＧｆａ１は、手動操舵状態と自動操舵状態間の切換動作を円滑に行い、運転者への違和感の除去や安全性の確保等を実現するために用いられる。
乗算部２４２は、アシスト制御部２３０からのアシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴ１に切換判定／徐変ゲイン生成部２２０からのアシスト制御出力徐変ゲインＧｆｔ１を乗算し、この乗算結果をアシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴとして出力する。
ここで、アシスト制御出力徐変ゲインＧｆｔ１は、手動操舵状態と自動操舵状態間の切換動作を円滑に行い、自動運転中の運転者による操舵介入を実現するために用いられる。
加算部２４３は、乗算部２４１からの舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰと、乗算部２４１からのアシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴとを加算し、この加算結果を電流指令値Ｉｒｅｆとして出力する。
ここで、アシスト制御出力徐変ゲインＧｆｔ１は、手動操舵状態と自動操舵状態間の切換動作を円滑に行い、自動運転中の運転者による操舵介入を実現するために用いられる。
加算部２４３は、乗算部２４１からの舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰと、乗算部２４１からのアシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴとを加算し、この加算結果を電流指令値Ｉｒｅｆとして出力する。
前述のアシスト制御部２３０で使用されるアシストマップ徐変ゲインＧｆｔ２も、アシスト制御出力徐変ゲインＧｆｔ１と同じ目的で用いられる。自動操舵状態において、図５（Ｂ）及び（Ｃ）に示されるように、Ｇｆｔ１をαｔ１に、Ｇｆｔ２をαｔ２に設定し、αｔ１及びαｔ２を調整することにより、システムの安定性を向上させ、振動の発生を抑えることが可能となる。また、自動操舵状態におけるシステムの安定性を維持できるのであれば、簡易的にαｔ１を０％、αｔ２を１００％としても良い。この場合、αｔ１は０％ということより、アシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴはゼロ指令となり、アシスト制御をなくした状態においても操舵介入を実現できることとなる。
（動作）
以下、ＥＰＳ側ＥＣＵ２００の動作例を、図１７〜図２０のフローチャートに基づき説明する。
動作を開始すると、図１７に示すように、まず、ＥＰＳ状態量検出部２１０は実操舵角θｒ、操舵トルクＴｔ、車速Ｖを検出し（ステップＳ１０）、実操舵角θｒを舵角制御部３００に、操舵トルクＴｔを切換判定／徐変ゲイン生成部２２０、舵角制御部３００及びアシスト制御部２３０に、車速Ｖを舵角制御部３００及びアシスト制御部２３０にそれぞれ出力する。更に、ＥＰＳ状態量検出部２１０は、実操舵角θｒより実操舵角速度ωｒを算出し（ステップＳ２０）、算出した実操舵角速度ωｒを舵角制御部３００に出力する。
以下、ＥＰＳ側ＥＣＵ２００の動作例を、図１７〜図２０のフローチャートに基づき説明する。
動作を開始すると、図１７に示すように、まず、ＥＰＳ状態量検出部２１０は実操舵角θｒ、操舵トルクＴｔ、車速Ｖを検出し（ステップＳ１０）、実操舵角θｒを舵角制御部３００に、操舵トルクＴｔを切換判定／徐変ゲイン生成部２２０、舵角制御部３００及びアシスト制御部２３０に、車速Ｖを舵角制御部３００及びアシスト制御部２３０にそれぞれ出力する。更に、ＥＰＳ状態量検出部２１０は、実操舵角θｒより実操舵角速度ωｒを算出し（ステップＳ２０）、算出した実操舵角速度ωｒを舵角制御部３００に出力する。
操舵トルクＴｔを入力した切換判定／徐変ゲイン生成部２２０は、車両側ＥＣＵ１００から出力される切換信号ＳＷの入力の有無も踏まえて自動操舵と手動操舵の切換判定を行い、その判定結果に基づいて徐変ゲインを決定する（ステップＳ３０）。そして、決定した徐変ゲインＧｆａ２、Ｇｆａ３及びＧｆａ４を舵角制御部３００に、Ｇｆｔ２をアシスト制御部２３０に、Ｇｆａ１及びＧｆｔ１を切換部２４０にそれぞれ出力する。切換判定／徐変ゲイン生成部２２０の動作の詳細については後述する。
舵角制御部３００は、車両側ＥＣＵ１００からの舵角指令値θｒｅｆ、ＥＰＳ状態量検出部２１０からの実操舵角θｒ、実操舵角速度ωｒ、操舵トルクＴｔ及び車速Ｖ、並びに切換判定／徐変ゲイン生成部２２０からの徐変ゲインＧｆａ２、Ｇｆａ３及びＧｆａ４を入力し、それらを用いて舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１を算出し（ステップＳ４０）、切換部２４０に出力する。舵角制御部３００の動作の詳細については後述する。
アシスト制御部２３０は、操舵トルクＴｔ、車速Ｖ及びアシストマップ徐変ゲインＧｆｔ２を入力し、アシストマップ出力電流（電流値）を算出する（ステップＳ５０）。そして、アシストマップ出力電流にアシストマップ徐変ゲインＧｆｔ２を乗算し（ステップＳ６０）、この乗算結果に基づき、アシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴ１を算出し（ステップＳ７０）、切換部２４０に出力する。
切換部２４０は、入力した舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１に対して舵角制御出力徐変ゲインＧｆａ１を乗算部２４１で乗算し（ステップＳ８０）、乗算結果である舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰを加算部２４３に出力する。また、入力したアシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴ１に対してアシスト制御出力徐変ゲインＧｆｔ１を乗算部２４２で乗算し（ステップＳ９０）、乗算結果であるアシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴを加算部２４３に出力する。加算部２４３は、舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ及びアシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴを加算し（ステップＳ１００）、加算結果である電流指令値Ｉｒｅｆを電流制御／駆動部２５０に出力する。
電流制御／駆動部２５０は、減算部３２Ｂ、ＰＩ制御部３５、ＰＷＭ制御部３６及びインバータ３７により、電流指令値Ｉｒｅｆ及びモータ電流検出器３８で検出されたモータ電流Ｉｍを用いて、モータ電流Ｉｍが電流指令値Ｉｒｅｆに追従するように制御し（ステップＳ１１０）、モータを駆動制御する。
次に、切換判定／徐変ゲイン生成部２２０の動作例の詳細を、図１８のフローチャートに基づき説明する。なお、操舵状態判定部２２４において、操舵状態判定信号Ｊｓには、初期値として「手動操舵」が設定されているとする。
入力した操舵トルクＴｔは、切換判定部２２１内の手入力判定部２２３に入力される。
手入力判定部２２３は、操舵トルクＴｔを平滑化フィルタ部２２５で平滑化し（ステップＳ２１０）、平滑化後の操舵トルクＴｔ'の絶対値｜Ｔｔ'｜を絶対値化部２２６で求める（ステップＳ２２０）。絶対値｜Ｔｔ'｜は判定処理部２２７に入力される。判定処理部２２７は、絶対値｜Ｔｔ'｜が閾値Ｔｔｈ以上の場合（ステップＳ２３０のＹｅｓ）、「手入力あり」と判定し（ステップＳ２４０）、絶対値｜Ｔｔ'｜が閾値Ｔｔｈ未満の場合（ステップＳ２３０のＮｏ）、「手入力なし」と判定し（ステップＳ２５０）、判定結果である手入力判定信号Ｊｈを操舵状態判定部２２４に出力する。
入力した操舵トルクＴｔは、切換判定部２２１内の手入力判定部２２３に入力される。
手入力判定部２２３は、操舵トルクＴｔを平滑化フィルタ部２２５で平滑化し（ステップＳ２１０）、平滑化後の操舵トルクＴｔ'の絶対値｜Ｔｔ'｜を絶対値化部２２６で求める（ステップＳ２２０）。絶対値｜Ｔｔ'｜は判定処理部２２７に入力される。判定処理部２２７は、絶対値｜Ｔｔ'｜が閾値Ｔｔｈ以上の場合（ステップＳ２３０のＹｅｓ）、「手入力あり」と判定し（ステップＳ２４０）、絶対値｜Ｔｔ'｜が閾値Ｔｔｈ未満の場合（ステップＳ２３０のＮｏ）、「手入力なし」と判定し（ステップＳ２５０）、判定結果である手入力判定信号Ｊｈを操舵状態判定部２２４に出力する。
操舵状態判定部２２４は、切換信号ＳＷの入力の有無を確認し（ステップＳ２６０）、切換信号ＳＷを入力していると判定すると（ステップＳ２６０のＹｅｓ）、切換信号ＳＷが「アシスト制御モード」又は手入力判定信号Ｊｈが「手入力あり」の場合（ステップＳ２７０のＹｅｓ）、操舵状態判定信号Ｊｓを「手動操舵」に更新する（ステップＳ２８０）。一方、切換信号ＳＷが「アシスト制御モード」又は手入力判定信号Ｊｈが「手入力あり」ではない場合（ステップＳ２７０のＮｏ）、操舵状態判定信号Ｊｓを「自動操舵」に更新する（ステップＳ２９０）。また、切換信号ＳＷを入力していない場合（ステップＳ２６０のＮｏ）は、操舵状態判定信号Ｊｓはそのままとする。操舵状態判定信号Ｊｓは徐変ゲイン生成部２２２に入力される。
徐変ゲイン生成部２２２は、操舵状態判定信号Ｊｓの値を確認する（ステップＳ３００）。そして、操舵状態判定信号Ｊｓが「手動操舵」の場合（ステップＳ３００のＹｅｓ）、各徐変ゲイン（Ｇｆａ１〜Ｇｆａ４、Ｇｆｔ１、Ｇｆｔ２）を手動操舵状態での値（Ｇｆａ１〜Ｇｆａ４では０［％］、Ｇｆｔ１及びＧｆｔ２では１００［％］）に遷移させる（ステップＳ３１０）。一方、操舵状態判定信号Ｊｓが「自動操舵」の場合（ステップＳ３００のＮｏ）、各徐変ゲインを自動操舵状態での値（Ｇｆａ１〜Ｇｆａ４では１００［％］、Ｇｆｔ１ではαｔ１［％］、Ｇｆｔ２ではαｔ２［％］）に遷移させる（ステップＳ３２０）。
次に、舵角制御部３００の動作例の詳細を、図１９及び図２０のフローチャートに基づき説明する。
動作を開始すると、図１９に示すように、舵角指令値可変制限部３１０は、入力した舵角指令徐変ゲインＧｆａ４の値を確認し（ステップＳ４１０）、Ｇｆａ４が０［％］の場合、制限値を、図８に示す「手動操舵時」の制限値とする（ステップＳ４２０）。一方、Ｇｆａ４が１００［％］の場合、図８に示す「自動操舵時」の制限値とし（ステップＳ４３０）、Ｇｆａ４が０〜１００［％］の場合、中間の値を制限値とする（ステップＳ４４０）。そして、設定された制限値を用いて、車両側ＥＣＵ１００から入力した舵角指令値θｒｅｆに対して制限をかけ（ステップＳ４５０）、制限のかけられた舵角指令値θｒｅｆを舵角指令値θｒｅｆ１として出力する。
動作を開始すると、図１９に示すように、舵角指令値可変制限部３１０は、入力した舵角指令徐変ゲインＧｆａ４の値を確認し（ステップＳ４１０）、Ｇｆａ４が０［％］の場合、制限値を、図８に示す「手動操舵時」の制限値とする（ステップＳ４２０）。一方、Ｇｆａ４が１００［％］の場合、図８に示す「自動操舵時」の制限値とし（ステップＳ４３０）、Ｇｆａ４が０〜１００［％］の場合、中間の値を制限値とする（ステップＳ４４０）。そして、設定された制限値を用いて、車両側ＥＣＵ１００から入力した舵角指令値θｒｅｆに対して制限をかけ（ステップＳ４５０）、制限のかけられた舵角指令値θｒｅｆを舵角指令値θｒｅｆ１として出力する。
舵角指令値θｒｅｆ１は、舵角指令徐変ゲインＧｆａ４及び実操舵角θｒと共に、可変レート制限部３２０に入力される。可変レート制限部３２０は、舵角指令徐変ゲインＧｆａ４の値を確認し（ステップＳ４６０）、Ｇｆａ４が０［％］の場合、制限値をゼロとし（ステップＳ４７０）、保持している１サンプル前の舵角指令値θｒｅｆ１の値を実操舵角θｒの値にする（ステップＳ４７１）。ステップＳ４７１は、Ｇｆａ４が０［％］より大きくなる舵角制御が開始された時点では、前の舵角制御終了時の値が残った状態であり、その値をそのまま使用すると舵角指令値の急変によりハンドルが急変するおそれがあるので、実操舵角θｒと一致させた状態で開始させることにより急変を抑制するための処置である。
一方、Ｇｆａ４が１００［％］の場合、制限値を予め定められた値とし（ステップＳ４８０）、Ｇｆａ４が０〜１００［％］の場合、中間の値を制限値とする（ステップＳ４９０）。そして、舵角指令値θｒｅｆ１と１サンプル前の舵角指令値θｒｅｆ１との差分（変化量）を算出する（ステップＳ５００）。変化量の絶対値が制限値より大きい場合（ステップＳ５１０のＹｅｓ）、変化量の絶対値が制限値となるように、舵角指令値θｒｅｆ１を加減算し（ステップＳ５２０）、この演算結果を舵角指令値θｒｅｆ２として出力する（ステップＳ５３０）。一方、変化量の絶対値が制限値以下の場合（ステップＳ５１０のＮｏ）、舵角指令値θｒｅｆ１をそのまま舵角指令値θｒｅｆ２として出力する（ステップＳ５３０）。
舵角指令値θｒｅｆ２は、乗算部３９１で舵角指令徐変ゲインＧｆａ４を乗算され（ステップＳ５４０）、この乗算結果が舵角指令値θｒｅｆ３として出力され、舵角指令値θｒｅｆ３はハンドル振動除去部３３０に入力される。
ハンドル振動除去部３３０は、舵角指令値θｒｅｆ３に対して、振動周波数成分を低減し（ステップＳ５５０）、この低減後の舵角指令値θｒｅｆ３を目標操舵角θｔとして位置制御部３４０に出力する。
ハンドル振動除去部３３０は、舵角指令値θｒｅｆ３に対して、振動周波数成分を低減し（ステップＳ５５０）、この低減後の舵角指令値θｒｅｆ３を目標操舵角θｔとして位置制御部３４０に出力する。
目標操舵角θｔは、位置制御部３４０内の規範モデル部３４１及びフィルタ部３４３に入力される。規範モデル部３４１は、上式（１）を用いて、目標操舵角θｔを目標操舵角θｔ１に変換する（ステップＳ５６０）。目標操舵角θｔ１は減算部３４４に加算入力され、実操舵角θｒが減算部３４４に減算入力され、目標操舵角θｔ１と実操舵角θｒの偏差θｅが求められる（ステップＳ５７０）。この偏差θｅは比例ゲイン部３４２に入力され、比例ゲイン部３４２は、偏差θｅに比例ゲインＫｐｐを乗算し、舵角速度指令値ωｒｅｆａを算出する（ステップＳ５８０）。目標操舵角θｔを入力したフィルタ部３４３は、車速Ｖも入力し、図１０に示す特性を用いて車速ＶからＦＦフィルタゲインＫｆｆを求め、上式（２）を用いて、目標操舵角θｔを舵角速度指令値ωｒｅｆｂに変換する（ステップＳ５９０）。舵角速度指令値ωｒｅｆａ及びωｒｅｆｂは加算部３４５で加算され（ステップＳ６００）、舵角速度指令値ωｒｅｆ１が出力される。舵角速度指令値ωｒｅｆ１は加算部３９３に入力される。
一方、図２０に示すように、操舵介入補償部３５０は、車速Ｖ及び操舵トルクＴｔを入力し、車速Ｖは補償マップ部３５２に、操舵トルクＴｔは操舵介入位相補償部３５１に入力される。操舵介入位相補償部３５１は、位相補償により、操舵トルクＴｔを操舵トルクＴｔ１に変換する（ステップＳ６１０）。操舵トルクＴｔ１は、車速Ｖと共に、補償マップ部３５２に入力される。補償マップ部３５２は、例えば、図１２（Ａ）又は図１２（Ｂ）に示す特性に基づいて、車速Ｖより決定された操舵介入補償マップを用いて、操舵トルクＴｔ１の大きさ及び符号に対する舵角速度指令値ωｒｅｆ２を求める（ステップＳ６２０）。舵角速度指令値ωｒｅｆ２は加算部３９３に入力される。
加算部３９３に入力された舵角速度指令値ωｒｅｆ１及びωｒｅｆ２は加算され（ステップＳ６３０）、この加算結果が舵角速度指令値ωｒｅｆとして出力される。舵角速度指令値ωｒｅｆは、乗算部３９２で速度指令徐変ゲインＧｆａ３を乗算され（ステップＳ６４０）、この乗算結果が舵角速度指令値ωｒｅｆｇとして速度指令値可変制限部３６０に入力される。
速度指令値可変制限部３６０は、舵角速度指令値ωｒｅｆｇと共に、速度指令徐変ゲインＧｆａ３を入力し、速度指令徐変ゲインＧｆａ３の値を確認する（ステップＳ６５０）。そして、Ｇｆａ３が所定の閾値未満の場合（ステップＳ６５０のＹｅｓ）、制限値を、図１３に示す「Ｇｆａ３小」の制限値とし（ステップＳ６６０）、所定の閾値以上の場合（ステップＳ６５０のＮｏ）、「Ｇｆａ３大」の制限値とする（ステップＳ６７０）。設定された制限値を用いて、舵角速度指令値ωｒｅｆｇに対して制限をかけ（ステップＳ６８０）、この制限のかけられた舵角速度指令値ωｒｅｆｇを目標舵角速度ωｔとして出力する。目標舵角速度ωｔは舵角速度制御部３７０に入力される。
速度指令値可変制限部３６０は、舵角速度指令値ωｒｅｆｇと共に、速度指令徐変ゲインＧｆａ３を入力し、速度指令徐変ゲインＧｆａ３の値を確認する（ステップＳ６５０）。そして、Ｇｆａ３が所定の閾値未満の場合（ステップＳ６５０のＹｅｓ）、制限値を、図１３に示す「Ｇｆａ３小」の制限値とし（ステップＳ６６０）、所定の閾値以上の場合（ステップＳ６５０のＮｏ）、「Ｇｆａ３大」の制限値とする（ステップＳ６７０）。設定された制限値を用いて、舵角速度指令値ωｒｅｆｇに対して制限をかけ（ステップＳ６８０）、この制限のかけられた舵角速度指令値ωｒｅｆｇを目標舵角速度ωｔとして出力する。目標舵角速度ωｔは舵角速度制御部３７０に入力される。
舵角速度制御部３７０は、目標舵角速度ωｔと共に、実操舵角速度ωｒ及び速度制御徐変ゲインＧｆａ２を入力する。目標舵角速度ωｔは減算部３７４に加算入力され、実操舵角速度ωｒは減算部３７４に減算入力され、目標舵角速度ωｔと実操舵角速度ωｒの偏差ωｅがゲイン乗算部３７１に入力される（ステップＳ６９０）。ゲイン乗算部３７１は偏差ωｅにゲインＫｖｉを乗算し（ステップＳ７００）、操作量Ｄ１を算出する。操作量Ｄ１は積分部３７３に入力され、積分部３７３は、操作量Ｄ１を積分して制御量Ｉｒ１を算出し（ステップＳ７１０）、この制御量Ｉｒ１を乗算部３７６に出力する。乗算部３７６は、制御量Ｉｒ１に速度制御徐変ゲインＧｆａ２を乗算し（ステップＳ７２０）、制御量Ｉｒ３を算出する。この制御量Ｉｒ３は減算部３７５に加算入力される。また、実操舵角速度ωｒはゲイン乗算部３７２にも入力され、ゲイン乗算部３７２は、実操舵角速度ωｒにゲインＫｖｐを乗算し（ステップＳ７３０）、制御量Ｉｒ２を算出する。この制御量Ｉｒ２は減算部３７５に減算入力される。減算部３７５では、制御量Ｉｒ３と制御量Ｉｒ２との偏差が算出され（ステップＳ７４０）、この偏差が舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＷとして、加算部３９４に出力される。
操舵トルクＴｔはハンドル制振部３８０にも入力される。ハンドル制振部３８０では、ゲイン部３８１が、入力した操舵トルクＴｔにゲインＫｖを乗算し（ステップＳ７５０）、制御量Ｉｒｖを出力する。制御量Ｉｒｖは制振位相補償部３８２で位相補償され（ステップＳ７６０）、この位相補償された制御量Ｉｒｖが舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＶとして、加算部３９４に出力される。
加算部３９４に入力された舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＷ及びＩｒｅｆＶは加算され（ステップＳ７７０）、この加算結果が舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ３として加算部３９５に入力される。
安定化補償部３９０は、実操舵角速度ωｒを入力し、この実操舵角速度ωｒに対して上式（３）に示す伝達特性を有する１次のハイパスフィルタにてフィルタ処理して（ステップＳ７８０）、このフィルタ処理結果を、安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳとして出力する。この安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳは、加算部３９５に入力される。
加算部３９４に入力された舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＷ及びＩｒｅｆＶは加算され（ステップＳ７７０）、この加算結果が舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ３として加算部３９５に入力される。
安定化補償部３９０は、実操舵角速度ωｒを入力し、この実操舵角速度ωｒに対して上式（３）に示す伝達特性を有する１次のハイパスフィルタにてフィルタ処理して（ステップＳ７８０）、このフィルタ処理結果を、安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳとして出力する。この安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳは、加算部３９５に入力される。
加算部３９５に入力された舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ３及び安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳは加算され（ステップＳ７９０）、この加算結果が舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ２として舵角制御電流指令値制限部４００に入力される。
舵角制御電流指令値制限部４００は、舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ２に対して、図１６に示す特性の制限値を用いて制限をかけ、舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１を出力する（ステップＳ８００）。
舵角制御電流指令値制限部４００は、舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ２に対して、図１６に示す特性の制限値を用いて制限をかけ、舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１を出力する（ステップＳ８００）。
なお、舵角制御部３００の動作とアシスト制御部２３０の動作は、順番が逆でも、並行して実行されても良い。舵角制御部３００の動作においては、加算部３９３に入力される舵角速度指令値ωｒｅｆ１の算出までの動作と舵角速度指令値ωｒｅｆ２の算出までの動作、加算部３９４に入力される舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＷの算出までの動作と舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＶの算出までの動作等も、それぞれ順番が逆でも、並行して実行されても良い。
（シミュレーション結果に基づく効果の説明）
図２１に示すように、図２に示す制御システムの制御対象を物理モデルから構成されたプラント５００としてシミュレーション用の制御システム（以下、「シミュレーションシステム」と称す）を構成した。以下、このシミュレーションシステムにてシミュレーションを行った結果に基づき操舵介入補償部３５０による操舵介入補償及び安定化補償部３９０による安定化補償の効果を説明する。
プラント５００は、図２１に示すように、ハンドル操舵における運転者の特性とＥＰＳ及び車両のメカ特性とを模擬した制御対象の物理モデルから構成され、運転者操舵伝達特性５１０と、メカ伝達特性５２０とを備える。運転者の操舵により発生するハンドル手入力トルクＴｈ及びＥＰＳ側ＥＣＵ２００からのモータ電流Ｉｍに基づいてメカ系が動作し、それにより車両及びＥＰＳに関する状態情報ＥＶが生じるので、メカ伝達特性５２０は、その状態情報ＥＶを出力する。
この状態情報ＥＶは、上記ＥＰＳ状態量Ｃｅと上記車両状態量Ｃｖとを合わせたものと等価である。
状態情報ＥＶ中のハンドル舵角θｈ（実操舵角θｒに相当）に応じて運転者の操舵によるハンドル手入力トルクＴｈ（操舵トルクＴｔに相当）が発生するので、運転者操舵伝達特性５１０は、そのハンドル手入力トルクＴｈを出力する。
図２１に示すように、図２に示す制御システムの制御対象を物理モデルから構成されたプラント５００としてシミュレーション用の制御システム（以下、「シミュレーションシステム」と称す）を構成した。以下、このシミュレーションシステムにてシミュレーションを行った結果に基づき操舵介入補償部３５０による操舵介入補償及び安定化補償部３９０による安定化補償の効果を説明する。
プラント５００は、図２１に示すように、ハンドル操舵における運転者の特性とＥＰＳ及び車両のメカ特性とを模擬した制御対象の物理モデルから構成され、運転者操舵伝達特性５１０と、メカ伝達特性５２０とを備える。運転者の操舵により発生するハンドル手入力トルクＴｈ及びＥＰＳ側ＥＣＵ２００からのモータ電流Ｉｍに基づいてメカ系が動作し、それにより車両及びＥＰＳに関する状態情報ＥＶが生じるので、メカ伝達特性５２０は、その状態情報ＥＶを出力する。
この状態情報ＥＶは、上記ＥＰＳ状態量Ｃｅと上記車両状態量Ｃｖとを合わせたものと等価である。
状態情報ＥＶ中のハンドル舵角θｈ（実操舵角θｒに相当）に応じて運転者の操舵によるハンドル手入力トルクＴｈ（操舵トルクＴｔに相当）が発生するので、運転者操舵伝達特性５１０は、そのハンドル手入力トルクＴｈを出力する。
まず、操舵介入補償部３５０の効果について説明する。
舵角指令値θｒｅｆを０［ｄｅｇ］に固定して、運転者の目標角度θａｒｍを入力した場合の自動操舵のシミュレーションを行った。参考として、同条件で運転者の操舵モデルを考慮したシミュレーションでの運転者の目標角度θａｒｍの時間変化に対する実操舵角θｒ及び操舵トルクＴｔの時間応答を、図２２に示す。図２２において、縦軸が実操舵角度［ｄｅｇ］及び操舵トルク［Ｎｍ］、横軸が時間［ｓｅｃ］であり、太実線が運転者の目標角度θａｒｍ、細実線が実操舵角（本実施形態ではハンドル舵角）θｒ、破線が操舵トルクＴｔを示す。なお、図２２において、アシスト制御出力徐変ゲインＧｆｔ１は０［％］、つまりアシスト制御は効かないようにした。また、図２２は、運転者の目標角度θａｒｍの変化に対して、実操舵角θｒ及び操舵トルクＴｔが変化する様子を説明するためのシミュレーションの一例である。
舵角指令値θｒｅｆを０［ｄｅｇ］に固定して、運転者の目標角度θａｒｍを入力した場合の自動操舵のシミュレーションを行った。参考として、同条件で運転者の操舵モデルを考慮したシミュレーションでの運転者の目標角度θａｒｍの時間変化に対する実操舵角θｒ及び操舵トルクＴｔの時間応答を、図２２に示す。図２２において、縦軸が実操舵角度［ｄｅｇ］及び操舵トルク［Ｎｍ］、横軸が時間［ｓｅｃ］であり、太実線が運転者の目標角度θａｒｍ、細実線が実操舵角（本実施形態ではハンドル舵角）θｒ、破線が操舵トルクＴｔを示す。なお、図２２において、アシスト制御出力徐変ゲインＧｆｔ１は０［％］、つまりアシスト制御は効かないようにした。また、図２２は、運転者の目標角度θａｒｍの変化に対して、実操舵角θｒ及び操舵トルクＴｔが変化する様子を説明するためのシミュレーションの一例である。
このような運転者の目標角度θａｒｍを入力した場合の実操舵角θｒ及び操舵トルクＴｔの変化について、操舵介入補償がなくＰＩ制御にて速度制御を行った場合と操舵介入補償がある場合とで比較を行った。なお、前者では、本実施形態との比較のために、アシスト制御出力徐変ゲインＧｆｔ１及びアシストマップ徐変ゲインＧｆｔ２を共に１００［％］として、積分方式の違いを見ることにした。後者では、アシスト制御出力徐変ゲインＧｆｔ１を０［％］とした。また、従来の先行技術（例えば特許文献１）においては、切換前の舵角制御中ではアシスト制御指令値は０［ｄｅｇ］であるが、前者の場合よりも操舵介入が困難であると推測されるので割愛した。
このシミュレーション結果は図２３に示した。図２３において、縦軸が操舵トルク［Ｎｍ］、横軸が実操舵角［ｄｅｇ］であり、操舵介入補償がない場合を破線で、操舵介入補償がある場合を実線で示している。但し、操舵介入補償部３５０において、操舵介入補償マップは原点からの直線とした。
図２３中の破線で示すように、操舵介入補償がない場合、７．５［ｄｅｇ］までは実操舵角θｒを切れているが、速度制御でのＰＩ制御の積分の影響により、速度偏差（舵角速度指令値と実操舵角速度の偏差）が蓄積され続けることで、最終的に舵角指令値θｒｅｆ（＝０［ｄｅｇ］）まで強制的に戻されてしまい、更に、１５［Ｎｍ］以上の非常に大きな操舵トルクが発生してしまい、運転者による操舵が困難な状態となる。
図２３中の破線で示すように、操舵介入補償がない場合、７．５［ｄｅｇ］までは実操舵角θｒを切れているが、速度制御でのＰＩ制御の積分の影響により、速度偏差（舵角速度指令値と実操舵角速度の偏差）が蓄積され続けることで、最終的に舵角指令値θｒｅｆ（＝０［ｄｅｇ］）まで強制的に戻されてしまい、更に、１５［Ｎｍ］以上の非常に大きな操舵トルクが発生してしまい、運転者による操舵が困難な状態となる。
これに対して、図２３中の実線で示すように、操舵介入補償がある場合は、約２２［ｄｅｇ］まで操舵できており、舵角指令値θｒｅｆ（＝０［ｄｅｇ］）に引き戻されることもない。これは、位置制御部３４０から出力される舵角速度指令値ωｒｅｆ１に操舵介入補償部３５０から出力される舵角速度指令値ωｒｅｆ２が加算され、操舵した状態における舵角速度指令値ωｒｅｆと実操舵角速度ωｒの速度偏差が０近傍で釣り合うためである。
このように、操舵介入補償部３５０の機能により、運転者による操舵介入を実現することが可能となる。また、操舵介入補償部３５０からの出力のゲイン（操舵介入補償マップの勾配）を大きくすることで、より軽い操舵を実現することができる。
このように、操舵介入補償部３５０の機能により、運転者による操舵介入を実現することが可能となる。また、操舵介入補償部３５０からの出力のゲイン（操舵介入補償マップの勾配）を大きくすることで、より軽い操舵を実現することができる。
次に、安定化補償部３９０の効果を説明する。
上述したように、操舵介入補償部３５０の操舵介入補償マップの勾配を大きくすると、より軽い操舵介入が可能となるが、勾配を大きくすると制御システムが不安定になって制御的な発振による高域の振動が発生する。この振動は、運転者に対して不快な操舵感を与える要因となる。安定化補償部３９０は、実操舵角速度ωｒを上式（３）に示す伝達関数Ｇｓで表される伝達特性を有するハイパスフィルタにてフィルタ処理して安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳを生成し、生成した安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳにて、制御システムの安定性を補償するものである。
上述したように、操舵介入補償部３５０の操舵介入補償マップの勾配を大きくすると、より軽い操舵介入が可能となるが、勾配を大きくすると制御システムが不安定になって制御的な発振による高域の振動が発生する。この振動は、運転者に対して不快な操舵感を与える要因となる。安定化補償部３９０は、実操舵角速度ωｒを上式（３）に示す伝達関数Ｇｓで表される伝達特性を有するハイパスフィルタにてフィルタ処理して安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳを生成し、生成した安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳにて、制御システムの安定性を補償するものである。
まず、安定化補償部３９０による安定化補償が無い状態で、操舵介入補償部３５０への入力信号（操舵トルクＴｔ）を開放にし、実操舵トルクの代わりにサインスイープ信号を入力し、このサインスイープ信号として入力した操舵トルクに操舵介入補償部３５０にてマイナスゲインを掛け、制御システムの開ループでの周波数伝達特性を演算した。このシミュレーション結果を、図２４に示すボード線図にて表した。図２４において、横軸が周波数［Ｈｚ］、左側縦軸がゲイン［ｄＢ］、右側縦軸が位相［ｄｅｇ］であり、実線がゲイン［ｄＢ］、破線が位相［ｄｅｇ］を示す。
かかるボード線図は、図２４中の破線で示す位相が「−１８０［ｄｅｇ］」のときに、図２４中の実線で示すゲインが「１（０［ｄＢ］）」よりも大きくなっており、公知のナイキストの安定判別法から、制御システムが不安定な状態となっていることが解る。
かかるボード線図は、図２４中の破線で示す位相が「−１８０［ｄｅｇ］」のときに、図２４中の実線で示すゲインが「１（０［ｄＢ］）」よりも大きくなっており、公知のナイキストの安定判別法から、制御システムが不安定な状態となっていることが解る。
また、操舵介入補償部３５０の設定（操舵介入補償マップの勾配）をそのままに、同じく安定化補償が無い状態で、閉ループ（操舵介入補償部３５０への入力信号を開放しない状態）で操舵を模倣したシミュレーションを行った。このシミュレーション結果は、図２５に示すように、実操舵角θｒの時間変化に対する操舵トルクＴｔの時間変化で示した。ここで、図２５の上図において、横軸が時間［ｓｅｃ］、縦軸が実操舵角θｒ［ｄｅｇ］であり、図２５の下図において、横軸が時間［ｓｅｃ］、縦軸が操舵トルクＴｔ［Ｎｍ］である。
図２５に示すように、操舵開始の約０．２［ｓ］後から操舵トルクＴｔが振動し始めており、実操舵角が約５０［ｄｅｇ］に至るまで実操舵角が大きくなるに連れて振動が徐々に大きくなっている（即ち発振が生じている）。その後、実操舵角の増加量の減少に応じて振動がやや小さくなり、保舵時（操舵角が約５４［ｄｅｇ］で一定）は、徐々に振動が小さくなっていき最終的に振動が収まっているのが解る。この操舵トルクＴｔの振動は、運転者に不快な操舵感を与える要因となる。なお、図示省略するが、操舵介入補償マップの勾配を更に大きくすることで振動は更に悪化する。
図２５に示すように、操舵開始の約０．２［ｓ］後から操舵トルクＴｔが振動し始めており、実操舵角が約５０［ｄｅｇ］に至るまで実操舵角が大きくなるに連れて振動が徐々に大きくなっている（即ち発振が生じている）。その後、実操舵角の増加量の減少に応じて振動がやや小さくなり、保舵時（操舵角が約５４［ｄｅｇ］で一定）は、徐々に振動が小さくなっていき最終的に振動が収まっているのが解る。この操舵トルクＴｔの振動は、運転者に不快な操舵感を与える要因となる。なお、図示省略するが、操舵介入補償マップの勾配を更に大きくすることで振動は更に悪化する。
また、操舵介入補償部３５０の設定をそのままに、安定化補償がある状態で、制御システムの開ループでの周波数伝達特性を演算した。なお、その際に、上式（３）におけるカットオフ周波数ｆｃを１５０［Ｈｚ］に設定した。そして、このシミュレーション結果を、図２６に示すボード線図にて表した。図２６において、横軸が周波数［Ｈｚ］、左側縦軸がゲイン［ｄＢ］、右側縦軸が位相［ｄｅｇ］であり、実線がゲイン［ｄＢ］、破線が位相［ｄｅｇ］を示す。
かかるボード線図は、図２６中の破線で示す位相が「−１８０［°］」のときに、図２６中の実線で示すゲインが「１（０［ｄＢ］）」よりも小さくなっている。具体的に、ゲイン余裕が約１１［ｄＢ］、位相余裕が約６［°］となっている。従って、公知のナイキストの安定判別法から、制御システムが安定な状態となっていることが解る。
かかるボード線図は、図２６中の破線で示す位相が「−１８０［°］」のときに、図２６中の実線で示すゲインが「１（０［ｄＢ］）」よりも小さくなっている。具体的に、ゲイン余裕が約１１［ｄＢ］、位相余裕が約６［°］となっている。従って、公知のナイキストの安定判別法から、制御システムが安定な状態となっていることが解る。
また、操舵介入補償部３５０の設定をそのままに、同じく安定化補償がある状態で、閉ループで操舵を模倣したシミュレーションを行った。このシミュレーション結果は、図２７に示すように、実操舵角θｒの時間変化に対する操舵トルクＴｔの時間変化で示した。ここで、図２７の上図において、横軸が時間［ｓｅｃ］、縦軸が実操舵角θｒ［ｄｅｇ］であり、図２７の下図において、横軸が時間［ｓｅｃ］、縦軸が操舵トルクＴｔ［Ｎｍ］である。
図２７に示すように、操舵開始から実操舵角が約５４［ｄｅｇ］で一定となる保舵状態に至るまで操舵トルクＴｔが振動していないことが解る。即ち、このシミュレーション結果から、安定化補償部３９０を設けて安定化補償を行うことで、操舵介入補償マップの勾配を大きくした場合の制御システムの不安定化による振動の発生を十分に抑えることができることが解る。
図２７に示すように、操舵開始から実操舵角が約５４［ｄｅｇ］で一定となる保舵状態に至るまで操舵トルクＴｔが振動していないことが解る。即ち、このシミュレーション結果から、安定化補償部３９０を設けて安定化補償を行うことで、操舵介入補償マップの勾配を大きくした場合の制御システムの不安定化による振動の発生を十分に抑えることができることが解る。
ここで、上記実施形態において、加算部３９３が舵角速度指令値演算部に対応し、加算部３９５が舵角制御電流指令値演算部に対応し、切換部２４０が最終電流指令値演算部に対応する。
また、上記実施形態において、舵角速度指令値ωｒｅｆ１が基本舵角速度指令値に対応し、舵角速度指令値ωｒｅｆ２が補償舵角速度指令値に対応し、舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＷが基本舵角制御電流指令値に対応する。
また、上記実施形態において、舵角速度指令値ωｒｅｆ１が基本舵角速度指令値に対応し、舵角速度指令値ωｒｅｆ２が補償舵角速度指令値に対応し、舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＷが基本舵角制御電流指令値に対応する。
（実施形態の作用及び効果）
実施形態に係る電動パワーステアリング装置１は、アシスト制御部２３０が、操舵トルクＴｔ、車速Ｖ及びモータ回転角θｍに基づいて、アシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴ１を演算する。加えて、舵角制御部３００が、操舵トルクＴｔ、舵角指令値θｒｅｆ、実操舵角θｒ及び実操舵角速度ωｒに基づいて、舵角制御のための舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１を演算する。更に、切換部２４０が、アシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴ１及び舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１に基づき電動モータ２２を駆動制御する電流指令値Ｉｒｅｆを演算する。
具体的に、舵角制御部３００は、位置制御部３４０が、舵角指令値θｒｅｆ及び実操舵角θｒに基づいて舵角速度指令値（基本舵角速度指令値）ωｒｅｆ１を演算する。操舵介入補償部３５０が、操舵トルクＴｔに基づき、舵角制御中の運転者の操舵介入を補償するための舵角速度指令値（補償舵角速度指令値）ωｒｅｆ２を求める。具体的に、操舵介入補償部３５０は、操舵トルクＴｔに対する補償舵角速度指令値の特性を定めた車速感応型の操舵介入補償マップを有する補償マップ部３５２を備え、補償マップ部３５２を介して、操舵トルクＴｔより補償舵角速度指令値ωｒｅｆ２を求める。
実施形態に係る電動パワーステアリング装置１は、アシスト制御部２３０が、操舵トルクＴｔ、車速Ｖ及びモータ回転角θｍに基づいて、アシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴ１を演算する。加えて、舵角制御部３００が、操舵トルクＴｔ、舵角指令値θｒｅｆ、実操舵角θｒ及び実操舵角速度ωｒに基づいて、舵角制御のための舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１を演算する。更に、切換部２４０が、アシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴ１及び舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１に基づき電動モータ２２を駆動制御する電流指令値Ｉｒｅｆを演算する。
具体的に、舵角制御部３００は、位置制御部３４０が、舵角指令値θｒｅｆ及び実操舵角θｒに基づいて舵角速度指令値（基本舵角速度指令値）ωｒｅｆ１を演算する。操舵介入補償部３５０が、操舵トルクＴｔに基づき、舵角制御中の運転者の操舵介入を補償するための舵角速度指令値（補償舵角速度指令値）ωｒｅｆ２を求める。具体的に、操舵介入補償部３５０は、操舵トルクＴｔに対する補償舵角速度指令値の特性を定めた車速感応型の操舵介入補償マップを有する補償マップ部３５２を備え、補償マップ部３５２を介して、操舵トルクＴｔより補償舵角速度指令値ωｒｅｆ２を求める。
舵角制御部３００は、更に、加算部３９３が、舵角速度指令値ωｒｅｆ１と舵角速度指令値ωｒｅｆ２とを加算して舵角速度指令値ωｒｅｆを演算する。舵角速度制御部３７０が、舵角速度指令値ωｒｅｆに速度指令徐変ゲインＧｆａ３を乗算してなる舵角速度指令値ωｒｅｆｇと実操舵角速度ωｒとを用いて、Ｉ−Ｐ制御によって舵角制御電流指令値（基本舵角制御電流指令値）ＩｒｅｆＷを演算する。安定化補償部３９０が、アシスト制御及び舵角制御を行う制御システムの安定性を補償するための安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳを求める。具体的に、安定化補償部３９０は、実操舵角速度ωｒに上式（３）に示す伝達関数Ｇｓで定義される１次のハイパスフィルタにてフィルタ処理を施すことで安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳを求める。
舵角制御部３００は、更に、加算部３９５が、基本舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＷにハンドル制振部３８０からの舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＶを加算した舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ３に安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳを加算して舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ２を演算する。舵角制御電流指令値制限部４００が、舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ２に対して、予め設定された制限値によって制限をかけて、舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１を求める。
ここで、速度指令徐変ゲインＧｆａ３は、例えば、自動操舵状態から手動操舵状態への切換時は、図５（Ａ）に示す特性を有し、手動操舵状態から自動操舵状態への切換時は、図５（Ａ）とは逆に、時間の経過と共に手動操舵状態の０［％］から自動操舵状態の１００［％］まで逐次増加する特性を有する。なお、以下に説明する舵角制御出力徐変ゲインＧｆａ１、速度制御徐変ゲインＧｆａ２及び舵角指令徐変ゲインＧｆａ４についても同様となる。
ここで、速度指令徐変ゲインＧｆａ３は、例えば、自動操舵状態から手動操舵状態への切換時は、図５（Ａ）に示す特性を有し、手動操舵状態から自動操舵状態への切換時は、図５（Ａ）とは逆に、時間の経過と共に手動操舵状態の０［％］から自動操舵状態の１００［％］まで逐次増加する特性を有する。なお、以下に説明する舵角制御出力徐変ゲインＧｆａ１、速度制御徐変ゲインＧｆａ２及び舵角指令徐変ゲインＧｆａ４についても同様となる。
この構成であれば、舵角制御において、操舵介入補償マップを利用して操舵介入の補償を行うようにしたので、自動操舵中に操舵介入があっても安全を確保しつつ違和感を低減することが可能である。加えて、実操舵角速度ωｒを１次のハイパスフィルタでフィルタ処理して生成した安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳによって、制御システムの安定性を補償することが可能である。これによって、例えば、軽い操舵介入を実現することを目的にマップの勾配を大きくすることによって生じる制御システムの不安定化を防ぐことが可能となる。その結果、制御システムの不安定化による制御的な振動の発生を抑えつつ、マップの勾配を大きくしてより軽い操舵介入を実現することが可能となる。
更に、舵角速度指令値ωｒｅｆに速度指令徐変ゲインＧｆａ３を乗算するようにしたので、自動操舵状態から手動操舵状態への切換状態のときに舵角速度指令値ωｒｅｆを時間の経過と共に徐々に小さくし、手動操舵状態から自動操舵状態への切換状態のときに舵角速度指令値ωｒｅｆを時間の経過と共に徐々に大きくすることが可能となる。これにより、手動操舵状態と自動操舵状態との間の円滑な切換を実現することが可能となる。
更に、舵角速度指令値ωｒｅｆに速度指令徐変ゲインＧｆａ３を乗算するようにしたので、自動操舵状態から手動操舵状態への切換状態のときに舵角速度指令値ωｒｅｆを時間の経過と共に徐々に小さくし、手動操舵状態から自動操舵状態への切換状態のときに舵角速度指令値ωｒｅｆを時間の経過と共に徐々に大きくすることが可能となる。これにより、手動操舵状態と自動操舵状態との間の円滑な切換を実現することが可能となる。
また、実施形態に係る電動パワーステアリング装置１は、更に、操舵介入補償部３５０が、操舵トルクＴｔに対して位相補償を行う操舵介入位相補償部３５１を備え、操舵介入位相補償部３５１及び補償マップ部３５２を介して、操舵トルクＴｔより補償舵角速度指令値ωｒｅｆ２を求める。
この構成であれば、急操舵した場合等でのスッキリ感や引っ掛かり感を改善することが可能となる。
この構成であれば、急操舵した場合等でのスッキリ感や引っ掛かり感を改善することが可能となる。
また、実施形態に係る電動パワーステアリング装置１は、更に、舵角制御部３００の位置制御部３４０にて、規範モデル部３４１が、上式（１）に示す伝達関数Ｇｍｏｄｅｌを有する規範モデルを用いて目標操舵角θｔを目標操舵角θｔ１に変換する。更に、比例ゲイン部３４２が、目標操舵角θｔと実操舵角θｒとの偏差θｅに比例ゲインＫｐｐを乗算して舵角速度指令値（第１の基本舵角速度指令値）ωｒｅｆａを算出する。更に、フィルタ部３４３が、上式（２）に示す伝達関数Ｇｆを有する車速感応型のＦＦフィルタを用いて目標操舵角θｔを舵角速度指令値（第２の基本舵角速度指令値）ωｒｅｆｂに変換する。なお更に、加算部３４５が、舵角速度指令値ωｒｅｆａと舵角速度指令値ωｒｅｆｂとを加算して、舵角速度指令値ωｒｅｆ１を演算する。ここで、ＦＦフィルタは、そのＦＦフィルタゲインＫｆｆが車速感応型のゲインとなっている。
この構成であれば、車速によらずに、舵角指令値に対する実操舵角の応答性をほぼ一定にすることが可能になると共に、舵角制御（舵角指令値θｒｅｆに対する実操舵角θｒ）の追従性を向上することが可能となる。
この構成であれば、車速によらずに、舵角指令値に対する実操舵角の応答性をほぼ一定にすることが可能になると共に、舵角制御（舵角指令値θｒｅｆに対する実操舵角θｒ）の追従性を向上することが可能となる。
また、実施形態に係る電動パワーステアリング装置１は、更に、アシスト制御部２３０が、内部で求められるアシストマップ出力電流に対してアシストマップ徐変ゲインＧｆｔ２を乗算して電流指令値Ｉｒｅｆ１を求める。なお更に、切換部２４０が、アシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴ１を調整するために、アシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴ１に対してアシスト制御出力徐変ゲインＧｆｔ１を乗算して、アシスト制御電流指令値ＩｒｅｆＴを求める。
ここで、アシスト制御出力徐変ゲインＧｆｔ１は、例えば、自動操舵状態から手動操舵状態への切換時は、図５（Ｂ）に示すαｔ１の設定値に応じた特性を有する。例えば図５（Ｂ）に示す設定例（αｔ１＜１００）の場合は、時間の経過と共に自動操舵状態のαｔ１［％］から手動操舵状態の１００［％］まで逐次増加する。一方、手動操舵状態から自動操舵状態への切換時は、図５（Ｂ）とは逆に、時間の経過と共に手動操舵状態の１００［％］から自動操舵状態のαｔ１［％］まで逐次減少する特性を有する。なお、αｔ１を１００［％］よりも大きい値に設定した場合は逆の特性となる。また、アシストマップ徐変ゲインＧｆｔ２は、例えば、自動操舵状態から手動操舵状態への切換時は、図５（Ｃ）に示すαｔ２の設定値に応じた特性を有する。例えば、図５（Ｃ）に示す設定例（０＜αｔ２）の場合は、時間の経過と共に自動操舵状態のαｔ２［％］から手動操舵状態の０［％］まで逐次減少する。一方、手動操舵状態から自動操舵状態への切換時は、図５（Ｃ）とは逆に、時間の経過と共に手動操舵状態の０［％］から自動操舵状態のαｔ２［％］まで逐次増加する特性を有する。
この構成であれば、手動操舵状態と自動操舵状態間の切換動作を円滑に行うことが可能となる。また、アシストマップ徐変ゲインＧｆｔ２を例えば１００％以上に上げることにより、制御システムの安定性に影響し、振動が発生する場合がある。このような場合に、アシスト制御出力徐変ゲインＧｆｔ１によって調整し、安定性を確保することが可能である。
ここで、アシスト制御出力徐変ゲインＧｆｔ１は、例えば、自動操舵状態から手動操舵状態への切換時は、図５（Ｂ）に示すαｔ１の設定値に応じた特性を有する。例えば図５（Ｂ）に示す設定例（αｔ１＜１００）の場合は、時間の経過と共に自動操舵状態のαｔ１［％］から手動操舵状態の１００［％］まで逐次増加する。一方、手動操舵状態から自動操舵状態への切換時は、図５（Ｂ）とは逆に、時間の経過と共に手動操舵状態の１００［％］から自動操舵状態のαｔ１［％］まで逐次減少する特性を有する。なお、αｔ１を１００［％］よりも大きい値に設定した場合は逆の特性となる。また、アシストマップ徐変ゲインＧｆｔ２は、例えば、自動操舵状態から手動操舵状態への切換時は、図５（Ｃ）に示すαｔ２の設定値に応じた特性を有する。例えば、図５（Ｃ）に示す設定例（０＜αｔ２）の場合は、時間の経過と共に自動操舵状態のαｔ２［％］から手動操舵状態の０［％］まで逐次減少する。一方、手動操舵状態から自動操舵状態への切換時は、図５（Ｃ）とは逆に、時間の経過と共に手動操舵状態の０［％］から自動操舵状態のαｔ２［％］まで逐次増加する特性を有する。
この構成であれば、手動操舵状態と自動操舵状態間の切換動作を円滑に行うことが可能となる。また、アシストマップ徐変ゲインＧｆｔ２を例えば１００％以上に上げることにより、制御システムの安定性に影響し、振動が発生する場合がある。このような場合に、アシスト制御出力徐変ゲインＧｆｔ１によって調整し、安定性を確保することが可能である。
また、実施形態に係る電動パワーステアリング装置１は、更に、切換部２４０が、舵角制御部３００からの舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰ１に、切換判定／徐変ゲイン生成部２２０からの舵角制御出力徐変ゲインＧｆａ１を乗算し、この乗算結果を舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＰとして出力する。
この構成であれば、手動操舵状態と自動操舵状態間の切換動作を円滑に行い、運転者への違和感の除去や安全性の確保等を実現することが可能となる。
この構成であれば、手動操舵状態と自動操舵状態間の切換動作を円滑に行い、運転者への違和感の除去や安全性の確保等を実現することが可能となる。
また、実施形態に係る電動パワーステアリング装置１は、更に、舵角制御部３００の舵角速度制御部３７０において、減算部３７４が、目標舵角速度ωｔと実操舵角速度ωｒの偏差ωｅを演算し、ゲイン乗算部３７１が偏差ωｅにゲインＫｖｉを乗算して操作量Ｄ１を演算し、積分部３７３が、操作量Ｄ１を積分して制御量Ｉｒ１を算出する。更に、乗算部３７６が、制御量Ｉｒに速度制御徐変ゲインＧｆａ２を乗算して制御量Ｉｒ３を演算し、ゲイン乗算部３７２が、実操舵角速度ωｒにゲインＫｖｐを乗算して制御量Ｉｒ２を演算し、減算部３７５が、制御量Ｉｒ３とＩｒ２の偏差を算出して、これを舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＷとして出力する。
この構成であれば、制御量Ｉｒに速度制御徐変ゲインＧｆａ２を乗算することによって、自動操舵状態から手動操舵状態への切換状態のときに制御量Ｉｒを時間の経過と共に徐々に小さくし、手動操舵状態から自動操舵状態への切換状態のときに制御量Ｉｒを時間の経過と共に徐々に大きくすることが可能となる。これにより、手動操舵状態と自動操舵状態との間の円滑な切換をより確実に実現することが可能となる。加えて、切換時の舵角速度制御での積分値の蓄積の影響を緩和することが可能となる。
この構成であれば、制御量Ｉｒに速度制御徐変ゲインＧｆａ２を乗算することによって、自動操舵状態から手動操舵状態への切換状態のときに制御量Ｉｒを時間の経過と共に徐々に小さくし、手動操舵状態から自動操舵状態への切換状態のときに制御量Ｉｒを時間の経過と共に徐々に大きくすることが可能となる。これにより、手動操舵状態と自動操舵状態との間の円滑な切換をより確実に実現することが可能となる。加えて、切換時の舵角速度制御での積分値の蓄積の影響を緩和することが可能となる。
また、実施形態に係る電動パワーステアリング装置１は、舵角制御部３００において、速度指令値可変制限部３６０が、速度指令徐変ゲインＧｆａ３に基づき舵角速度指令値ωｒｅｆｇに対して、制限値（上限値、下限値）を設定して制限をかけ、制限のかけられた舵角速度指令値ωｒｅｆｇを目標舵角速度ωｔとして出力する。
具体的に、速度指令値可変制限部３６０は、速度指令徐変ゲインＧｆａ３が所定の閾値未満の場合、制限値を、図１３に示す「Ｇｆａ３小」の制限値とし、所定の閾値以上の場合、「Ｇｆａ３大」の制限値とする。そして、設定された制限値を用いて、舵角速度指令値ωｒｅｆｇに対して制限をかける。
この構成であれば、手動操舵状態と自動操舵状態間の円滑な切換をより確実に実現することが可能となる。
具体的に、速度指令値可変制限部３６０は、速度指令徐変ゲインＧｆａ３が所定の閾値未満の場合、制限値を、図１３に示す「Ｇｆａ３小」の制限値とし、所定の閾値以上の場合、「Ｇｆａ３大」の制限値とする。そして、設定された制限値を用いて、舵角速度指令値ωｒｅｆｇに対して制限をかける。
この構成であれば、手動操舵状態と自動操舵状態間の円滑な切換をより確実に実現することが可能となる。
また、実施形態に係る電動パワーステアリング装置１は、舵角制御部３００の舵角指令値可変制限部３１０が、舵角指令値θｒｅｆに対して、制限値（上限値、下限値）を設定して制限をかける。そして、この制限をかけられた舵角指令値θｒｅｆを、舵角指令値θｒｅｆ１として出力する。
具体的に、舵角指令値可変制限部３１０は、自動操舵状態及び手動操舵状態において適切な制限値を設定すべく、舵角指令徐変ゲインＧｆａ４に応じて制限値を設定する。例えば、Ｇｆａ４が１００［％］の場合は、自動操舵状態であると判断して図８中の実線で示す値を制限値とし、Ｇｆａ４が１００［％］の場合は、手動操舵状態であると判断して図８中の破線で示す値を制限値とする。また、Ｇｆａ４が０〜１００［％］の間の値である場合は、切換状態であると判断して図８中の実線と破線との間の値を制限値とする。
この構成であれば、車両側ＥＣＵ１００から受信する自動操舵等のための舵角指令値θｒｅｆに対して、通信エラー等による異常な値や過剰な値が舵角制御に入力されるのを防止することが可能となる。
具体的に、舵角指令値可変制限部３１０は、自動操舵状態及び手動操舵状態において適切な制限値を設定すべく、舵角指令徐変ゲインＧｆａ４に応じて制限値を設定する。例えば、Ｇｆａ４が１００［％］の場合は、自動操舵状態であると判断して図８中の実線で示す値を制限値とし、Ｇｆａ４が１００［％］の場合は、手動操舵状態であると判断して図８中の破線で示す値を制限値とする。また、Ｇｆａ４が０〜１００［％］の間の値である場合は、切換状態であると判断して図８中の実線と破線との間の値を制限値とする。
この構成であれば、車両側ＥＣＵ１００から受信する自動操舵等のための舵角指令値θｒｅｆに対して、通信エラー等による異常な値や過剰な値が舵角制御に入力されるのを防止することが可能となる。
また、実施形態に係る電動パワーステアリング装置１は、舵角制御部３００の可変レート制限部３２０が、舵角指令値θｒｅｆ１の変化量に対して制限値を設定して制限をかける。そして、制限のかけられた舵角指令値θｒｅｆ１を、舵角指令値θｒｅｆ２として出力する。
具体的に、例えば、１サンプル前の舵角指令値θｒｅｆ１からの差分を変化量とし、その変化量の絶対値が所定の値（制限値）より大きい場合、変化量の絶対値が制限値となるように、舵角指令値θｒｅｆ１を加減算し、舵角指令値θｒｅｆ２として出力する。一方、制限値以下の場合は、舵角指令値θｒｅｆ１をそのまま舵角指令値θｒｅｆ２として出力する。このとき、舵角指令徐変ゲインＧｆａ４より操舵状態を判断し、自動操舵状態では予め定められた制限値とし、手動操舵状態では制限値をゼロとして舵角指令値θｒｅｆ２が変化せずに一定となるようにする。
この構成であれば、舵角指令値θｒｅｆの急変によって、舵角制御の出力である舵角制御電流指令値が急激に変動することを回避することが可能となる。
具体的に、例えば、１サンプル前の舵角指令値θｒｅｆ１からの差分を変化量とし、その変化量の絶対値が所定の値（制限値）より大きい場合、変化量の絶対値が制限値となるように、舵角指令値θｒｅｆ１を加減算し、舵角指令値θｒｅｆ２として出力する。一方、制限値以下の場合は、舵角指令値θｒｅｆ１をそのまま舵角指令値θｒｅｆ２として出力する。このとき、舵角指令徐変ゲインＧｆａ４より操舵状態を判断し、自動操舵状態では予め定められた制限値とし、手動操舵状態では制限値をゼロとして舵角指令値θｒｅｆ２が変化せずに一定となるようにする。
この構成であれば、舵角指令値θｒｅｆの急変によって、舵角制御の出力である舵角制御電流指令値が急激に変動することを回避することが可能となる。
また、実施形態に係る電動パワーステアリング装置１は、舵角制御部３００の乗算部３９１が、可変レート制限部３２０からの舵角指令値θｒｅｆ２に舵角指令徐変ゲインＧｆａ４を乗算して、この乗算結果を舵角指令値θｒｅｆ３として出力する。
この構成であれば、自動操舵状態から手動操舵状態への切換状態におけるハンドル振動除去部３３０から出力される目標操舵角θｔをゼロに漸近させ、舵角制御を中立状態に作用させることが可能となる。
この構成であれば、自動操舵状態から手動操舵状態への切換状態におけるハンドル振動除去部３３０から出力される目標操舵角θｔをゼロに漸近させ、舵角制御を中立状態に作用させることが可能となる。
（変形例）
上記実施形態では、安定化補償部３９０がモータの回転速度と等価な実操舵角速度ωｒに対してフィルタ処理を行って安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳを求める構成としたが、この構成に限らない。例えば、モータの回転速度そのものに対してフィルタ処理を施す構成や、他のモータ回転速度と等価なものにフィルタ処理を施す構成とするなど他の構成としてもよい。
上記実施形態では、安定化補償部３９０がモータの回転速度と等価な実操舵角速度ωｒに対してフィルタ処理を行って安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳを求める構成としたが、この構成に限らない。例えば、モータの回転速度そのものに対してフィルタ処理を施す構成や、他のモータ回転速度と等価なものにフィルタ処理を施す構成とするなど他の構成としてもよい。
また、上記実施形態では、安定化補償部３９０は、上式（３）で示す伝達関数Ｇｓの伝達特性を有する１次のハイパスフィルタを用いて、実操舵角速度ωｒを安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳに変換する構成としたが、この構成に限らない。例えば、安定性を補償できる安定化補償電流指令値ＩｒｅｆＳを得られるのであれば、２次のハイパスフィルタを用いるなど他の構成としてもよい。
また、上記実施形態では、舵角速度制御部３７０での速度制御徐変ゲインＧｆａ２の乗算を、積分部３７３からの出力である制御量Ｉｒ１に対して行う構成としたが、この構成に限らない。例えば、減算部３７５からの出力である舵角制御電流指令値ＩｒｅｆＷに対して行う構成や、減算部３７４からの出力である偏差ωｅに対して行う構成など他の構成としてもよい。
また、上記実施形態では、速度指令値可変制限部３６０は、速度指令徐変ゲインＧｆａ３に応じて制限値を設定し、Ｇｆａ３が所定の閾値になったときに制限値を切り換える構成としたが、この構成に限らない。例えば、Ｇｆａ３の代わりに舵角制御出力徐変ゲインＧｆａ１を使用し、Ｇｆａ１が１００％になったときに制限値を切り換える構成としてもよい。
また、上記実施形態では、電動モータ２２として、３相ブラシレスモータを例に挙げて説明したが、この構成に限らない。例えば、電動モータ２２を、４相以上のブラシレスモータから構成したり、ブラシモータから構成したりするなど他の構成としてもよい。
また、上記実施形態では、本発明をコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置に適用した例を説明したが、この構成に限らず、例えば、ラックアシスト式又はピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置に適用する構成としてもよい。
なお、上述で使用したすべての図（図１〜図２７）は、本発明に関して定性的な説明を行うための概念図であり、これらに限定されるものではない。また、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるが、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
１…電動パワーステアリング装置、２…車両、１１…ハンドル、１２…ステアリングシャフト、１３…操舵トルクセンサ、１７…ステアリングギヤ、２０…操舵補助機構、２２…電動モータ、２３…操舵角センサ、３１…電流指令値演算部、３２Ａ…加算部、３２Ｂ…減算部、３３…電流制限部、３４…補償信号生成部、３５…ＰＩ制御部、３６…ＰＷＭ制御部、３７…インバータ、３８…モータ電流検出器、５０…車速センサ、５１…車載カメラ、５２…車載センサ、５５…動作モード切換スイッチ、１００…車両側ＥＣＵ、１１０…車両状態量検出部、１２０…切換指令部、１３０…目標軌道演算部、１４０…車両運動制御部、１４１…舵角指令値生成部、２００…ＥＰＳ側ＥＣＵ、２１０…ＥＰＳ状態量検出部、２２０…切換判定／徐変ゲイン生成部、２３０…アシスト制御部、２４０…切換部、２４１，２４２…乗算部、２４３…加算部、２５０…電流制御／駆動部、３００…舵角制御部、３１０…舵角指令値可変制限部、３２０…可変レート制限部、３３０…ハンドル振動除去部、３４０…位置制御部、３４１…規範モデル部、３４２…比例ゲイン部、３４３…フィルタ部、３５０…操舵介入補償部、３５１…操舵介入位相補償部、３５２…補償マップ部、３６０…速度指令値可変制限部、３７０…舵角速度制御部、３７１，３７２…ゲイン乗算部、３７３…積分部、３７４，３７５…減算部、３７６…乗算部、３８０…ハンドル制振部、３９０…安定化補償部、３９１，３９２…乗算部、３９３，３９４，３９５…加算部、４００…舵角制御電流指令値制限部、５００…プラント、５１０…運転者操舵伝達特性、５２０…メカ伝達特性
Claims (11)
- 電流指令値に基づいてモータを駆動し、前記モータの駆動制御によって操舵系に対してアシスト制御及び舵角制御を行う制御システムを有する電動パワーステアリング装置であって、
少なくとも操舵トルクに基づいて、前記アシスト制御のためのアシスト制御電流指令値を演算するアシスト制御部と、
少なくとも前記操舵トルク、舵角指令値及び実操舵角に基づいて、前記舵角制御のための舵角制御電流指令値を演算する舵角制御部と、
前記アシスト制御電流指令値及び前記舵角制御電流指令値に基づき前記電流指令値を演算する最終電流指令値演算部と、を備え、
前記舵角制御部は、
前記舵角指令値及び前記実操舵角に基づいて基本舵角速度指令値を演算する位置制御部と、
前記操舵トルクに基づき、前記舵角制御中の運転者の操舵介入を補償するための補償舵角速度指令値を求める操舵介入補償部と、
前記基本舵角速度指令値及び前記補償舵角速度指令値に基づき舵角速度指令値を演算する舵角速度指令値演算部と、
前記舵角速度指令値及び実操舵角速度に基づき基本舵角制御電流指令値を演算する舵角速度制御部と、
前記制御システムの安定性を補償するための安定化補償電流指令値を求める安定化補償部と、
前記基本舵角制御電流指令値及び前記安定化補償電流指令値に基づき前記舵角制御電流指令値を演算する舵角制御電流指令値演算部と、を備え、
前記操舵介入補償部は、前記操舵トルクに対する前記補償舵角速度指令値の特性を定めた操舵介入補償マップを有する補償マップ部を備え、前記補償マップ部を介して、前記操舵トルクより前記補償舵角速度指令値を求め、
前記安定化補償部は、前記モータの回転速度にハイパスフィルタにてフィルタ処理を施すことで前記安定化補償電流指令値を求めることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記安定化補償部は、前記モータの回転速度に、下式（１）に示す伝達関数Ｇｓにて定義される１次のハイパスフィルタにてフィルタ処理を施すことで前記安定化補償電流指令値を求める請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
Ｇｓ＝Ｋｓ・（ｓ／２πｆｃ）／｛（ｓ／２πｆｃ）＋１｝ ・・・（１）
上式（１）において、Ｋｓはフィルタゲイン、ｓはラプラス演算子、πは円周率、ｆｃはカットオフ周波数である。 - 前記モータの回転速度として前記実操舵角速度を用いる請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記操舵介入補償マップは車速に応じて変化する請求項１から３のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記操舵介入補償部は、
前記操舵トルクに対して位相補償を行う操舵介入位相補償部を更に備え、
前記操舵介入位相補償部及び前記補償マップ部を介して、前記操舵トルクより前記補償舵角速度指令値を求める請求項１から４のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記舵角速度制御部は、前記舵角速度指令値及び前記実操舵角速度を用いて、Ｉ−Ｐ制御によって前記舵角制御電流指令値を演算する請求項１から５のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記位置制御部は、
規範モデルを用いて前記舵角指令値を目標操舵角に変換する規範モデル部と、
前記目標操舵角と前記実操舵角の偏差に比例ゲインを乗算して第１の基本舵角速度指令値を算出する比例ゲイン部と、
ＦＦフィルタを用いて前記目標操舵角を第２の基本舵角速度指令値に変換するフィルタ部とを備え、
前記第１の基本舵角速度指令値に前記第２の基本舵角速度指令値を加算して前記基本舵角速度指令値を演算する請求項１から６のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記ＦＦフィルタのフィルタゲインは車速に応じて変化する請求項７に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記アシスト制御電流指令値を調整するために、前記アシスト制御電流指令値に対してアシスト制御出力徐変ゲインを乗算する請求項１から８のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記アシスト制御部内で求められるアシストマップ出力電流に対してアシストマップ徐変ゲインを乗算する請求項１から９のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記舵角制御部は、
前記舵角制御電流指令値に対して、予め設定された制限値によって制限をかける舵角制御電流指令値制限部を更に備える請求項１から１０のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2019147751A JP2021028203A (ja) | 2019-08-09 | 2019-08-09 | 電動パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2019147751A JP2021028203A (ja) | 2019-08-09 | 2019-08-09 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021028203A true JP2021028203A (ja) | 2021-02-25 |
Family
ID=74667027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019147751A Pending JP2021028203A (ja) | 2019-08-09 | 2019-08-09 | 電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2021028203A (ja) |
-
2019
- 2019-08-09 JP JP2019147751A patent/JP2021028203A/ja active Pending
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