JP6492898B2 - 自動操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動操舵装置に関するものである。

従来、操舵モータを回転制御することにより操舵する自動操舵装置では、自動操舵角制御の終了時には、操舵輪の操舵角変更に伴い回転するステアリングもまた速やかに停止することが望ましい。

例えば、特許文献１に記載の自動操舵装置では、ステアリングの回転角速度に減衰ゲインを乗ずることにより、減衰制御成分を演算するとともに、目標舵角の変化量、変化量の微分値、及び目標操舵角と実操舵角との偏差の少なくとも一つが小となるほど、減衰ゲインを大とすることでステアリングを速やかに停止させている。

特開２００７−１３７２８３号公報

しかし、上記方法では、例え、ステアリングを速やかに停止させられたとしても、自動操舵角制御時の急操舵角変化時などでは、搭乗者が安定して搭乗できている保証はないという問題があった。

本発明の目的は、自動操舵角制御時の急操舵角変化時でも搭乗者が安定して搭乗できる自動操舵装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、所定周期毎に入力される指令操舵角に基づいて操舵機構のモータにより操舵角制御を行う制御手段と、前記モータの実モータ回転角を検出するモータ回転角検出手段と、前記モータの実モータ電流を検出する実モータ電流検出手段と、前記指令操舵角を指令モータ回転角に変換する指令操舵角／指令モータ回転角変換手段と、前記指令操舵角にて操舵角制御を終了する直前に、操舵角制御終了直前信号を出力する操舵角制御終了直前信号出力手段と、前記指令モータ回転角と前記実モータ回転角の差分に位置比例ゲインを乗算する比例制御を実行する位置制御手段と、前記位置制御手段からの出力である指令モータ電流と前記実モータ電流の差分に電流比例ゲインを乗算する比例制御と、前記位置制御手段からの出力である指令モータ電流と前記実モータ電流の差分に電流積分ゲインを乗算する積分制御とを加算する電流制御手段とを有する自動操舵装置において、前記制御手段は、指令操舵角前回値にて操舵角制御中に、指令操舵角今回値を読み込み、前記指令操舵角今回値の絶対値が所定の操舵角値１より大きく、且つ、前記操舵角制御終了直前信号が出力されている場合には、前記指令操舵角今回値に基づいて前記操舵機構の前記操舵角制御を行う直前に、前記電流制御手段の前記比例制御の前記電流比例ゲインを初期値より大きくするとともに、前記電流制御手段の前記積分制御の電流積分ゲインを初期値より小さくすること、を要旨とする。

本請求項の自動操舵装置では、指令操舵角前回値にて操舵角制御中に、指令操舵角今回値を読み込み、指令操舵角今回値の絶対値が所定の操舵角値１より大きく、且つ、操舵角制御終了直前信号が出力されている場合には、指令操舵角今回値に基づいて操舵機構の操舵角制御を行う直前に、電流制御手段の比例制御の電流比例ゲインを電流比例ゲイン初期値より大きくするとともに、電流制御手段の積分制御の電流積分ゲインを電流積分ゲイン初期値より小さくする構成とした。

上記構成によれば、自動操舵角制御は数サンプリング後の指令操舵角を前もって読み込むことができるので、次サンプル後の指令操舵角が大きく操舵される場合には、そのことを事前に予想することができる。また、指令操舵角が大きく操舵される場合、電流制御手段の比例制御の電流比例ゲインを大きくすると、指令操舵角と実操舵角の偏差を小さくすることができるとともに、大きなダンパー効果を有することができ、車両挙動を安定させることができる。更に、電流制御手段の積分制御の電流積分ゲインは、指令操舵角と実操舵角の偏差を急激に小さくする追従性を改善することができる反面、オーバーシュートやアンダーシュートを生じやすく車両全体を不安定にする。このように作用する電流制御手段の積分制御の電流積分ゲインを小さくすると、追従性は多少劣化するが、オーバーシュートやアンダーシュートを抑え、車両挙動を安定させることができる。即ち、自動操舵角制御時の急操舵角変化時でも搭乗者が安定して搭乗できる。

更に、請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記指令操舵角今回値に基づいて前記操舵機構の前記操舵角制御を行った後、前記指令操舵角今回値と前記実モータ回転角今回値との差の絶対値が所定の操舵角値２以下になった場合には、前記電流制御手段の前記比例制御の前記電流比例ゲイン、及び前記電流制御手段の前記積分制御の電流積分ゲインを初期値に戻すこと、を要旨とする。

本請求項の自動操舵装置では、指令操舵角今回値に基づいて操舵機構の操舵角制御を行った後、指令操舵角今回値と実モータ回転角今回値との差の絶対値が所定の操舵角値２以下になった場合には、電流制御手段の比例制御の電流比例ゲイン、及び電流制御手段の積分制御の電流積分ゲインを初期値に戻す構成とした。

上記構成によれば、指令操舵角今回値と実モータ回転角今回値との差の絶対値が所定の操舵角値２以下になった場合には、車両がほぼ指令操舵角の指示する軌跡になったと判断できる。即ち、指令操舵角が更に大きく操舵されることはないので、電流制御手段の比例制御の電流比例ゲインを初期値に戻す（電流比例ゲインを小さくする）ので、ダンパー効果が抑えられる。また、電流制御手段の積分制御の電流積分ゲインも初期値に戻す（電流積分ゲインを大きくする）ので、車両追従性が向上する。

本発明によれば、自動操舵角制御時の急操舵角変化時でも搭乗者が安定して搭乗できる自動操舵装置を提供することができる。

本実施形態における自動操舵装置の概略構成図。 本実施形態における自動操舵装置の制御ブロック図。 本実施形態における電流制御ゲイン切替部の処理手順を示すフローチャート図。 本実施形態における電流制御部の各ゲイン波形。 本実施形態における電流制御部のゲイン切替による実操舵角の応答波形。

以下、コラム型の電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳという）を備えた自動操舵装置１に具体化した本発明の一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、所定周期毎に入力される指令操舵角θｓ*に基づいて操舵機構の操舵角制御を行う本実施形態の自動操舵装置１は、所定周期毎に入力される指令操舵角θｓ*を車内ネットワーク７０（ＣＡＮ）を介して、ＥＰＳＥＣＵ２９に送信する上位コントローラである自動操舵ＥＣＵ２８を有している。

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

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

また、ＥＰＳは、モータ２１を駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ２４と、ＥＰＳアクチュエータ２４の作動を制御するＥＰＳＥＣＵ２９とを備えている。

本実施形態のＥＰＳアクチュエータ２４は、コラム型のＥＰＳアクチュエータであり、その駆動源であるモータ２１は、減速機構２３を介してコラムシャフト８と駆動連結されている。そして、同モータ２１の回転を減速機構２３により減速してコラムシャフト８に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。

自動操舵ＥＣＵ２８には、ＧＰＳ２７、及び車速センサ２５が接続されている。自動操舵ＥＣＵ２８は、これら各センサの出力信号に基づいてＧＰＳ信号θcom、及び車速Ｖを検出する。自動操舵ＥＣＵ２８は、これら各センサの出力信号に基づいて指令操舵角θｓ*を生成し、車内ネットワーク７０（ＣＡＮ）を介して、ＥＰＳＥＣＵ２９に送信する。一方、ＥＰＳＥＣＵ２９には、モータ回転角検出手段であるモータ回転角センサ２２が接続されており、ＥＰＳＥＣＵ２９は、モータ回転角センサ２２の出力信号に基づいて、実モータ回転角θｍを検出する。

次に、本実施形態の自動操舵装置１における電気的構成について説明する。
図２は、本実施形態の自動操舵装置１の制御ブロック図である。同図に示すように、
ＥＰＳＥＣＵ２９は、自動操舵ＥＣＵ２８から車内ネットワーク７０（ＣＡＮ）を介して、ＥＰＳＥＣＵ２９に送信されてくる指令操舵角θｓ*に基づいて、操舵機構の操舵角制御を行う制御手段であるマイコン３０と、そのモータ制御信号に基づいて、ＥＰＳアクチュエータ２４の駆動源であるモータ２１に駆動電力を供給する駆動回路部３１、及びモータ２１に通電される実モータ電流Ｉｒを検出するための実モータ電流検出手段である電流センサ３２とを備えている。

駆動回路部３１は、直列に接続された一対のスイッチング素子を基本単位（アーム）として各相に対応する２つのアームを並列接続してなる公知のＰＷＭインバータ（図示せず）である。また、マイコン３０の出力するモータ制御信号は、駆動回路部３１を構成する各スイッチング素子のオンデューティ比を規定するものとなっている。モータ制御信号が各スイッチング素子のゲート端子に印加され、モータ制御信号に応答して、各スイッチング素子がオン／オフすることにより、バッテリ２０の電源電圧に基づくモータ駆動電力を生成して、モータ２１へと出力する構成になっている。

マイコン３０は、各センサの出力信号に基づき検出されたモータ２１の実モータ回転角θｍ、及び実モータ電流Ｉｒに基づいて、駆動回路部３１にモータ制御信号を出力する。

以下に示す各制御ブロックは、マイコン３０が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。マイコン３０は、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。

図２に示すように、マイコン３０は、自動操舵角処理部３３と、電流制御ゲイン切替部３５と、操舵角制御終了直前信号出力手段である操舵角制御終了直前信号出力部４１、及び駆動回路部３１を制御するモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部３４を備えている。

自動操舵角処理部３３は、自動操舵ＥＣＵ２８から車内ネットワーク７０（ＣＡＮ）を介して送信されてくる指令操舵角θｓ*を指令モータ回転角θｍ*に変換する指令操舵角／指令モータ回転角変換手段である指令操舵角／指令モータ回転角変換部４０と、位置制御手段である位置制御部４２を有している。

位置制御部４２は、指令操舵角／指令モータ回転角変換部４０によって、指令操舵角θｓ*から変換された指令モータ回転角θｍ*と、モータ回転角センサ２２から出力される実モータ回転角θｍを減算器５０で減算し、モータ回転角偏差値Δθｍを生成する。減算器５０で生成されたモータ回転角偏差値Δθｍは、比例ゲイン（Ｋ）を有する比例制御部５１に入力される。比例制御部５１では、モータ回転角偏差値Δθｍより指令モータ電流Ｉｒ*が生成されて後段のモータ制御信号生成部３４に出力される。

モータ制御信号生成部３４は、電流制御手段である電流制御部４３と、ＰＷＭ出力部４４を有する。電流制御部４３は、電流比例ゲインであるＫｐゲインを有する比例制御部５６と、電流積分ゲインであるＫｉゲインを有する積分制御部５７で構成される。

位置制御部４２の比例制御部５１で生成された指令モータ電流Ｉｒ*は、電流制御部４３に入力される。電流制御部４３に入力された指令モータ電流Ｉｒ*は、電流センサ３２から検出された実モータ電流Ｉｒと、減算器５５で減算され、モータ電流偏差値ΔＩｒを生成する。減算器５５で生成されたモータ電流偏差値ΔＩｒは、Ｋｐゲインを有する比例制御部５６と、Ｋｉゲインを有する積分制御部５７に入力される。

Ｋｐゲインを有する比例制御部５６に入力されたモータ電流偏差値ΔＩｒは、比例制御部５６によってＫｐゲインを乗算され、加算器５８に出力される。一方、Ｋｉゲインを有する積分制御部５７に入力されたモータ電流偏差値ΔＩｒは、積分制御部５７によってＫｉゲインを乗算され、加算器５８に出力される。加算器５８に出力されら２つの状態量は、加算器５８で加算され、指令電圧Ｖ*を生成する。加算器５８で生成された指令電圧Ｖ*は、ＰＷＭ出力部４４に出力される。ＰＷＭ出力部４４からは、駆動回路部３１にモータ制御信号が出力される。

尚、比例制御部５６、及び積分制御部５７には、電流制御ゲイン切替部３５中のゲイン選択部６１より、比例制御部５６には、電流比例ゲインであるＫｐゲインが送信される。一方、積分制御部５７には、電流積分ゲインであるＫiゲインが送信される。ここで、電流比例ゲインであるＫｐゲイン、及び電流積分ゲインであるＫｉゲインは、指令操舵角θｓ*の値により可変制御される。

電流制御ゲイン切替部３５は、ゲイン切替判定部６０と、ゲイン選択部６１を有している。ゲイン切替判定部６０には、指令操舵角今回値θｓ*（ｋ）と、実モータ回転角今回値θｍ（ｋ）と、自動操舵ＥＣＵ２８からの信号が、操舵角制御終了直前信号出力部４１を介して、操舵角制御終了直前信号ＴＧＳとして入力される。ここでパラメータｋは、指令操舵角、又は実モータ回転角用サンプリングカウンターである。

次に、本実施形態における電流制御部の各ゲイン波形について図４に基づいて説明する。
Ａ）は、従来の電流制御ゲイン（可変せず）の波形を示す。Ａ）−１）は電流比例ゲインの波形を、Ａ）−２）は電流積分ゲインの波形を示す。Ａ）−１）において、縦軸を比例ゲイン、横軸を時間軸とすると、電流比例ゲインは時間軸に関係なく、電流比例ゲイン初期値Ｋｐ０（Ｌ１）一定である。また、Ａ）−２）において、縦軸を積分ゲイン、横軸を時間軸とすると、電流積分ゲインもまた時間軸に関係なく、電流積分ゲイン初期値Ｋi０（Ｌ２）一定である。

Ｂ）は、本発明を使用した場合の電流制御ゲインの波形を示す。Ｂ）−１）は電流比例ゲインの波形を、Ｂ）−２）は電流積分ゲインの波形を示す。Ｂ）−１）において、縦軸を比例ゲイン、横軸を時間軸とし、電流比例ゲイン初期値Ｋｐ０（Ｌ１）は一定であるとすると、本発明の電流比例ゲインα・Ｋｐ０（Ｌ１１）波形は、立ち上がり、又は立ち下がり開始時間ｔ０（Ｋｐ０）から立ち上がる。そして、本発明の電流比例ゲインα・Ｋｐ０（Ｌ１１）波形は、電流比例ゲイン、又は電流積分ゲインが所定値となる時間ｔ１でα・Ｋｐ０となり、実操舵角θｓが整定する時間ｔ２までα・Ｋｐ０（一定）を維持する。そして、本発明の電流比例ゲインα・Ｋｐ０（Ｌ１１）波形は、実操舵角θｓが整定する時間ｔ２から立ち下がって、電流比例ゲイン初期値Ｋｐ０（Ｌ１）に戻る波形となる。ここでαは、電流比例ゲイン初期値係数（α＞１）である。

一方、Ｂ）−２）において、縦軸を積分ゲイン、横軸を時間軸とし、電流積分ゲイン初期値Ｋi０（Ｌ２）は一定であるとすると、本発明の電流積分ゲインβ・Ｋi０（Ｌ２２）波形は、立ち上がり、又は立ち下がり開始時間ｔ０（Ｋi０）から立ち下がる。そして、本発明の電流積分ゲインβ・Ｋi０（Ｌ２２）波形は、電流比例ゲイン、又は電流積分ゲインが所定値となる時間ｔ１でβ・Ｋi０となり、実操舵角θｓが整定する時間ｔ２までβ・Ｋi０（一定）を維持する。そして、本発明の電流積分ゲインβ・Ｋi０（Ｌ２２）波形は、実操舵角θｓが整定する時間ｔ２から立ち上がって、電流積分ゲイン初期値Ｋi０（Ｌ２）に戻る波形となる。ここでβは、電流積分ゲイン初期値係数（β＜１）である。

次に、本実施形態における図４で示した電流制御部のゲイン切替による実操舵角の応答波形を図５に基づいて説明する。
Ａ）は、従来の電流制御ゲイン（可変せず）の実操舵角応答波形を示す。縦軸を操舵角、横軸を時間軸とすると、指令操舵角θｓ*（Ｌ３）に対して、実操舵角θｓ（＝γ・θｍ）（Ｌ４）が大きくオーバーシュートしており、また、整定時間も長いことがわかる。一方、Ｂ）は、本発明を使用した場合の実操舵角応答波形を示す。。縦軸を操舵角、横軸を時間軸とすると、指令操舵角θｓ*（Ｌ３）に対して、実操舵角θｓ（＝γ・θｍ）（Ｌ５）が早く立ち上がり、オーバーシュートも小さく、また、整定時間も短いことがわかる。ここでγは、実操舵角／実モータ回転角変換係数である。

即ち、自動操舵角制御では数サンプリング後の指令操舵角θｓ*を前もって読み込むことができるので、次サンプル後の指令操舵角θｓ*が大きく操舵される場合には、そのことを事前に予想することができ、車両挙動に問題が発生しそうな場合には、具体的な改善策を打つことができる。

その結果、指令操舵角θｓ*が大きく操舵される場合、電流制御部４３の比例制御部５６の電流比例ゲインＫｐを大きくすると、指令操舵角θｓ*と実操舵角θｓの偏差を小さくすることができるとともに、大きなダンパー効果を有することができ、車両挙動を安定させることができる。

更に、電流制御部４３の積分制御部５７の電流積分ゲインＫiは、指令操舵角θｓ*と実操舵角θｓの偏差を急激に小さくする追従性を改善することができる反面、オーバーシュートやアンダーシュートを生じやすく車両全体を不安定にする。このように作用する電流制御部４３の積分制御部５７の電流積分ゲインＫiを小さくすると、追従性は多少劣化するが、オーバーシュートやアンダーシュートを抑え、車両挙動を安定させることができる。即ち、自動操舵角制御時の急操舵角変化時でも搭乗者が安定して搭乗できる。

次に、本実施形態のマイコン３０による電流制御ゲイン切替部３５の処理手順について図３に基づいて説明する。
最初に、マイコン３０は、自動操舵ＥＣＵ２８からの指令操舵角前回値θｓ*（ｋ−１）にて操舵角制御中か否かを判定する（ステップＳ１０１）。次に、マイコン３０は、自動操舵ＥＣＵ２８からの指令操舵角前回値θｓ*（ｋ−１）にて操舵角制御中と判定した場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）には、電流制御部４３のゲイン切替中か否かを判定する（ステップＳ１０２）。そして、マイコン３０は、電流制御部４３のゲイン切替中でないと判定した場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）には、ゲイン切替自動操舵ＥＣＵ２８から指令操舵角今回値θｓ*（ｋ）を読み込む（ステップＳ１０３）。

次に、マイコン３０は、指令操舵角今回値θｓ*（ｋ）の絶対値が所定の操舵角値１θｓ１以上か否かを判定する（ステップＳ１０４）。そして、マイコン３０は、指令操舵角今回値θｓ*（ｋ）の絶対値が所定の操舵角値１θｓ１以上の場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）には、操舵角制御終了直前信号ＴＧＳがＯＮか否かを判定する（ステップＳ１０５）。そして、マイコン３０は、操舵角制御終了直前信号ＴＧＳがＯＮと判定された場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）には、電流制御部４３のゲイン切替を開始する（ステップＳ１０６）。

次に、マイコン３０は、電流制御部４３のゲイン切替中か否かを判定する（ステップＳ１０７）。そして、マイコン３０は、電流制御部４３のゲイン切替中であると判定した場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）には、電流制御部４３の比例制御部５６の電流比例ゲインＫｐにＫｐ０からα・Ｋｐ０（α＞１）へ漸近した値を書き込む（ステップＳ１０８）。更に、マイコン３０は、電流制御部４３の積分制御部５７の電流積分ゲインＫiにＫi０からβ・Ｋi０（β＜１）へ漸近した値を書き込む（ステップＳ１０９）。そして、マイコン３０は、電流制御部４３の比例制御部５６の電流比例ゲインＫｐ、及び電流制御部４３の積分制御部５７の電流積分ゲインＫiを出力する（ステップＳ１１０）。

一方、マイコン３０は、電流制御部４３のゲイン切替中でないと判定した場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）には、電流制御部４３の比例制御部５６の電流比例ゲインＫｐに現在の値（α・Ｋｐ０）から、電流比例ゲイン初期値Ｋｐ０へ漸近した値を書き込む（ステップＳ１２０）。更に、マイコン３０は、電流制御部４３の積分制御部５７の電流積分ゲインＫiに現在の値（β・Ｋi０）から、電流積分ゲイン初期値Ｋi０へ漸近した値を書き込み（ステップＳ１２１）、ステップＳ１１０へ移行する。

更に、マイコン３０は、電流制御部４３のゲイン切替中であると判定した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）には、実モータ回転角今回値θｍ（ｋ）を読み込む（ステップＳ１３０）。次に、マイコン３０は、指令操舵角今回値θｓ*（ｋ）から実モータ回転角今回値θｍ（ｋ）にγ（実操舵角／実モータ回転角変換係数）を積算した値を引いた値の絶対値が所定の操舵角値２θｓ２以下か否かを判定する（ステップＳ１３１）。そして、マイコン３０は、指令操舵角今回値θｓ*（ｋ）から実モータ回転角今回値θｍ（ｋ）にγ（実操舵角／実モータ回転角変換係数）を積算した値を引いた値の絶対値が所定の操舵角値２θｓ２以下と判定した場合（ステップＳ１３１：ＹＥＳ）には、電流制御部４３のゲイン切替終了を出力し（ステップＳ１３２）、ステップＳ１０７へ移行する。

更に、マイコン３０は、指令操舵角今回値θｓ*（ｋ）から実モータ回転角今回値θｍ（ｋ）にγ（実操舵角／実モータ回転角変換係数）を積算した値を引いた値の絶対値が所定の操舵角値２θｓ２以下でない判定した場合（ステップＳ１３１：ＮＯ）、又は、自動操舵ＥＣＵ２８からの指令操舵角前回値θｓ*（ｋ−１）にて操舵角制御中でないと判定した場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、又は、指令操舵角今回値θｓ*（ｋ）の絶対値が所定の操舵角値１θｓ１より小さいと判定した場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、又は、操舵角制御終了直前信号ＴＧＳがＯＦＦと判定された場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）には、ステップＳ１０７へ移行する。

次に、上記のように構成された本実施形態の自動操舵装置の作用及び効果について説明する。
指令操舵角前回値θｓ*（ｋ−１）にて操舵角制御中に、指令操舵角今回値θｓ*（ｋ）を読み込み、指令操舵角今回値θｓ*（ｋ）の絶対値が所定の操舵角値１θｓ１より大きく、且つ、操舵角制御終了直前信号ＴＧＳがＯＮの場合には、指令操舵角今回値θｓ*（ｋ）に基づいて操舵機構の操舵角制御を行う直前に、電流制御部４３の比例制御部５６の電流比例ゲインＫｐを電流比例ゲイン初期値Ｋｐ０より大きくする（α・Ｋｐ０：α＞１）とともに、電流制御部４３の積分制御部５７の電流積分ゲインＫiを電流積分ゲイン初期値Ｋi０より小さくする（β・Ｋi０：β＜１）構成とした。

このような構成としたことで、自動操舵角制御は数サンプリング後の指令操舵角θｓ*を前もって読み込むことができるので、次サンプル後の指令操舵角θｓ*が大きく操舵される場合には、そのことを事前に予想することができる。また、指令操舵角θｓ*が大きく操舵される場合、電流制御部４３の比例制御部５６の電流比例ゲインＫｐを電流比例ゲイン初期値Ｋｐ０より大きくする（α・Ｋｐ０：α＞１）と、指令操舵角θｓ*と実操舵角θｓの偏差を小さくすることができるとともに、大きなダンパー効果を有することができ、車両挙動を安定させることができる。更に、電流制御部４３の積分制御部５７の電流積分ゲインＫiは、指令操舵角θｓ*と実操舵角θｓの偏差を急激に小さくする追従性を改善することができる反面、オーバーシュートやアンダーシュートを生じやすく車両全体を不安定にする。このように作用する電流制御部４３の積分制御部５７の電流積分ゲインＫiを小さくする（β・Ｋi０：β＜１）と、追従性は多少劣化するが、オーバーシュートやアンダーシュートを抑え、車両挙動を安定させることができる。即ち、自動操舵角制御時の急操舵角変化時でも搭乗者が安定して搭乗することができる。

その結果、自動操舵角制御時の急操舵角変化時でも搭乗者が安定して搭乗できる自動操舵装置を提供することができる。

尚、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、電流制御部４３をＰＩ制御としたが、電流制御部４３をＰＩＤ制御としてもよい。

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

・本実施形態では、本発明をＥＰＳアクチュエータ２４の駆動源であるモータ２１として、ＤＣモータに具体化したが、本発明を三相のブラシレスＤＣモータ、誘導モータ、及びステッピングモータとしてもよい。

１：自動操舵装置、２：ステアリング、３：ステアリングシャフト、
４：ラックアンドピニオン機構、５：ラック軸、８：コラムシャフト、
９：インターミディエイトシャフト、１０：ピニオンシャフト、１１：タイロッド、１２：転舵輪、２０：バッテリ、２１：モータ、
２２：モータ回転角センサ（モータ回転角検出手段）、
２３：減速機構、２４：ＥＰＳアクチュエータ、２５：車速センサ、
２７：ＧＰＳ、２８：自動操舵ＥＣＵ、２９：ＥＰＳＥＣＵ、
３０：マイコン（制御手段）、３１：駆動回路部、
３２：電流センサ（実モータ電流検出手段）、
３３：自動操舵角処理部、３４：モータ制御信号生成部、
３５：電流制御ゲイン切替部、
４０：指令操舵角／指令モータ回転角変換部（指令操舵角／指令モータ回転角変換手段）、
４１：操舵角制御終了直前信号出力部（操舵角制御終了直前信号出力手段）、
４２：位置制御部（位置制御手段）、
４３：電流制御部（電流制御手段）、４４：ＰＷＭ出力部、
５０、５５：減算器、５１：比例制御部（Ｋゲイン）、
５６：比例制御部（Ｋｐゲイン）、５７：積分制御部（Ｋｉゲイン）、５８：加算器、
６０：ゲイン切替判定部、６１：ゲイン選択部、７０：車内ネットワーク（ＣＡＮ）、
Ｖ：車速、θcom：ＧＰＳ信号、θｓ*：指令操舵角、θｓ：実操舵角（＝γ・θｍ）、
θｓ*（ｋ−１）：指令操舵角前回値、θｓ*（ｋ）：指令操舵角今回値、
θｓ１：所定の操舵角値１、θｓ２：所定の操舵角値２、
θｍ*：指令モータ回転角、θｍ：実モータ回転角、Δθｍ：モータ回転角偏差値、
θｍ（ｋ）：実モータ回転角今回値、
Ｉｒ*：指令モータ電流、Ｉｒ：実モータ電流、ΔＩｒ：モータ電流偏差値、
Ｖ*：指令電圧、ＴＧＳ：操舵角制御終了直前信号、
ｋ：指令操舵角、又は実モータ回転角用サンプリングカウンター、
Ｋ：位置比例ゲイン、
Ｋｐ：電流比例ゲイン、Ｋｐ０：電流比例ゲイン初期値、
Ｋi：電流積分ゲイン、Ｋi０：電流積分ゲイン初期値、
α：電流比例ゲイン初期値係数（α＞１）、
β：電流積分ゲイン初期値係数（β＜１）、
γ：実操舵角／実モータ回転角変換係数、
ｔ０：立ち上がり、又は立ち下がり開始時間、
ｔ１：電流比例ゲイン、又は電流積分ゲインが所定値となる時間、
ｔ２：実操舵角θｓが整定する時間。

Claims (2)

1. 所定周期毎に入力される指令操舵角に基づいて操舵機構のモータにより操舵角制御を行う制御手段と、
   前記モータの実モータ回転角を検出するモータ回転角検出手段と、
   前記モータの実モータ電流を検出する実モータ電流検出手段と、
   前記指令操舵角を指令モータ回転角に変換する指令操舵角／指令モータ回転角変換手段と、
   前記指令操舵角にて操舵角制御を終了する直前に、操舵角制御終了直前信号を出力する操舵角制御終了直前信号出力手段と、
   前記指令モータ回転角と前記実モータ回転角の差分に位置比例ゲインを乗算する比例制御を実行する位置制御手段と、
   前記位置制御手段からの出力である指令モータ電流と前記実モータ電流の差分に電流比例ゲインを乗算する比例制御と、前記位置制御手段からの出力である指令モータ電流と前記実モータ電流の差分に電流積分ゲインを乗算する積分制御とを加算する電流制御手段とを有する自動操舵装置において、
   前記制御手段は、指令操舵角前回値にて操舵角制御中に、指令操舵角今回値を読み込み、前記指令操舵角今回値の絶対値が所定の操舵角値１より大きく、且つ、前記操舵角制御終了直前信号が出力されている場合には、前記指令操舵角今回値に基づいて前記操舵機構の前記操舵角制御を行う直前に、前記電流制御手段の前記比例制御の前記電流比例ゲインを初期値より大きくするとともに、前記電流制御手段の前記積分制御の電流積分ゲインを初期値より小さくすること、
   を特徴とする自動操舵装置。
2. 前記制御手段は、前記指令操舵角今回値に基づいて前記操舵機構の前記操舵角制御を行った後、前記指令操舵角今回値と前記実モータ回転角今回値との差の絶対値が所定の操舵角値２以下になった場合には、前記電流制御手段の前記比例制御の前記電流比例ゲイン、及び前記電流制御手段の前記積分制御の電流積分ゲインを初期値に戻すことを特徴とする請求項１に記載の自動操舵装置。

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