JP6547523B2 - ステアリング制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリング制御装置に関する。

ステアリングホイールの操舵に基づき転舵輪を転舵させる操舵機構に対し、操舵機構に生じる操舵トルクに応じて操舵力を付与するように、モータ等からなる操舵力付与機構を制御するステアリング制御装置がある。こうしたステアリング制御装置は、車両の一時停止等において内燃機関を自動停止又は再始動させる、所謂、エコラン制御を実行する車両に搭載されたりする（例えば、特許文献１）。

特許文献１には、エコラン制御を実行する車両において、ステアリングホイールに生じる操舵トルク、すなわち負荷の増加に伴い操舵力（操舵補助力）を増加させることで運転者による操舵を補助するように制御するステアリング制御装置（コントローラ１４）が開示されている。この特許文献１のステアリング制御装置は、エコラン制御による内燃機関の自動停止の間、付与可能とする操舵力をエコラン制御中でない場合に付与可能とする操舵力と比較して減らして制限することによって当該内燃機関の自動停止の間の電力の消費を抑えるようにしている。

特開２０１４−１６２３５１号公報

ところで、特許文献１においては、ステアリングホイールに生じる負荷が高い状態が所定期間継続された状態である高負荷状態となると、こうした高い負荷に応じた操舵力を付与する状態を継続しなければいけなくなり、ステアリング制御装置の素子等が発熱してしまう可能性がある。ただし、こうした発熱を抑えるべくステアリング制御装置には、高負荷状態であることを検出する場合に付与可能とする操舵力を、高負荷状態であることを検出していない場合に付与可能とする操舵力と比較して減らして制限する機能が備えられている。

この点、上記特許文献１では、エコラン制御による内燃機関の自動停止の間、すなわち付与可能とする操舵力を減らして制限する間、エコラン制御中でない場合と比較して、付与可能とする操舵力を減らしているため運転者が操舵機構に付与しなければいけない負荷が高くなる。すなわちこの場合、高負荷状態であることが検出され易い状態となってしまう。特に、エコラン制御による内燃機関の再始動後、付与可能とする操舵力を減らしていた制限が完全に解除されていない状態で操舵力の付与が必要になってしまうと、高負荷状態であることが検出され易くなってしまい操舵力を適切に付与することができなくなる場合がある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エコラン制御により内燃機関が再始動された後であっても操舵力を適切に付与することができるステアリング制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するステアリング制御装置は、車両の停止条件が満たされると内燃機関を自動停止させ、車両の再始動条件が満たされると内燃機関を再始動させるエコラン制御を実行する車両に搭載され、ステアリングホイールの操舵に基づき転舵輪を転舵させる操舵機構と、操舵機構に生じる負荷に応じて当該操舵機構に操舵力を付与する操舵力付与機構と、を備えたステアリング装置の操舵力付与機構の動作を制御するものである。上記ステアリング制御装置は、操舵機構に生じる負荷が高い状態が所定期間継続された状態である高負荷状態であることを検出する高負荷状態検出部と、エコラン制御中に付与可能とする操舵力をエコラン制御中でない場合に付与可能とする操舵力と比較して減らすように制限するとともに、高負荷状態の検出中に付与可能とする操舵力を高負荷状態の検出中でない場合に付与可能とする操舵力と比較して減らすように制限する操舵力制限部とを備えている。そして、上記ステアリング装置において、操舵力制限部は、エコラン制御中にクランキング開始によって内燃機関が再始動され、クランキング終了によって内燃機関が再始動完了された後、操舵力の制限を解除し、高負荷状態検出部は、内燃機関の再始動に関わるクランキング中は高負荷状態であることを検出しない状態とするとともに、クランキング終了に基づく内燃機関の再始動完了後も高負荷状態であることを検出しない状態を継続させるようにしている。

上記構成では、エコラン制御中に内燃機関が再始動されることによって操舵機構に負荷が生じうる状態に移行した場合、この時点ではまだ付与可能とする操舵力が制限されている。付与可能とする操舵力が制限されている場合、付与可能とする操舵力が制限されていない場合と比較して、付与可能とする操舵力が減らされているため、操舵機構に生じる負荷が高くなり、高負荷状態であることが検出され易い状態となる。

また、上記構成では、内燃機関が再始動された後、クランキング終了によって内燃機関の再始動完了となることによって車両が走行開始している可能性がある状態に移行した場合、この時点ではまだ付与可能とする操舵力が制限されている（制限前にまで戻り切っていない）可能性がある。この場合、上述同様、高負荷状態であることが検出され易い状態である。

その点、上記構成によれば、エコラン制御中に内燃機関が再始動された後、内燃機関の再始動完了までだけでなく、内燃機関の再始動完了後も高負荷状態であることが検出されない。そのため、付与可能とする操舵力が制限されるなかで、操舵機構への操舵力の付与が必要な状況では、可能な限りの操舵力を適切に付与することができる。したがって、エコラン制御により内燃機関が再始動された後であっても操舵力を適切に付与することができる。

ところで、付与可能とする操舵力を制限したり制限を解除したりする場合、付与可能とする操舵力の変動のさせ方によってはステアリングホイールを操舵する運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。

そこで、上記ステアリング制御装置において、操舵力制限部は、エコラン制御中、エコラン制御中でない場合に付与可能とする操舵力を経時的に減らすことで付与可能とする操舵力を制限するとともに、内燃機関が再始動完了された後、制限していた付与可能とする操舵力を経時的に増やすことで制限を解除し、高負荷状態検出部は、クランキング終了に基づく内燃機関の再始動完了後、操舵力制限部によって付与可能とする操舵力の制限が解除されるまでの間、高負荷状態であることを検出しない状態を継続させることが望ましい。

上記構成によれば、付与可能とする操舵力を制限したり制限を解除したりする場合、付与可能とする操舵力を経時的に減らして制限したり、経時的に増やして制限を解除したりすることで、ステアリングホイールを操作する運転者に違和感を与えてしまうことを抑制するようにしている。

ただし、この場合、内燃機関が再始動完了された後、付与可能とする操舵力の制限が解除されるまでにいくらかの時間を要することとなり、この時間の間は車両が走行開始している可能性があるにもかかわらず高負荷状態であることが検出され易い状態である。その点、上記構成では、付与可能とする操舵力の制限が解除されるまでの間、高負荷状態であることが検出されない状態が継続されるため、この間においても可能な限りの操舵力を適切に付与することができる。

上述のステアリング制御装置は、例えば、操舵力制限部は、付与可能とする操舵力の範囲で、操舵機構に生じる負荷に応じた操舵力としてモータトルクを発生させるように、操舵力付与機構に含まれて車両の電源から供給される電流に基づきモータトルクを発生するモータへの電流の供給量を示す電流指令値を演算するとともに、電流指令値の上限値を増減させることによって付与可能とする操舵力を変動させるようになっており、電流指令値に基づきモータへの電流の供給量を制御するモータ制御部をさらに備えるようにして具体化されるものである。

また、上記ステアリング制御装置において、操舵力制限部は、運転者によるステアリングホイールの操舵によって操舵機構に生じさせられる負荷に応じた操舵力として、運転者によるステアリングホイールの操舵を補助する操舵補助力を付与するように電流指令値を演算することが望ましい。

このように、運転者によるステアリングホイールの操舵を補助する操舵補助力として、操舵機構に対して操舵力を付与する場合、エコラン制御から内燃機関の再始動後、操舵の補助がされていない感覚を運転者に与えてしまうと車両が故障してしまった等の誤解を与えかねない。

その点、上記構成によれば、エコラン制御から内燃機関が再始動される状況であっても操舵力を適切に付与することができるので、操舵の補助がされていない感覚を運転者に与え難くすることができる。したがって、運転者に車両が故障してしまった等の誤解を与えてしまうような事態に陥ってしまうことを抑えることができる。

また、エコラン制御中のうち、内燃機関の自動停止の間は、操舵機構が操舵される可能性は低く、操舵力の付与が必要な状況でないと考えられる。すなわち、エコラン制御中の全ての期間の間には、高負荷状態であることを検出したことによって操舵力を適切に付与することができなかったとしてもそれによる問題が少ない状況も存在すると言える。さらに言えば、高負荷状態であることを検出したことによって操舵力を適切に付与することができなかったとしてもそれによる問題が少ない状況においてまで、高負荷状態であることを検出しない状態としてしまうと、むしろ高負荷状態であることの検出が遅れてしまう可能性がある。

そこで、上記ステアリング制御装置において、高負荷状態検出部は、エコラン制御中のうち、内燃機関の再始動に関わるクランキング開始とともに高負荷状態であることを検出しない状態を生起させることが望ましい。

上記構成によれば、エコラン制御中のうち、操舵力の付与が必要な状況であると考えられる内燃機関の再始動に関わるクランキング開始から高負荷状態であることを検出しない状態とする一方、他の状況では高負荷状態であることを遅滞なく検出することができる。したがって、ステアリング装置の動作を安定させることができる。

本発明によれば、エコラン制御により内燃機関が再始動された後であっても操舵力を適切に付与することができる。

電動パワーステアリング装置を搭載した車両の概略構成を示すブロック図。 ＥＰＳＥＣＵについてその構成を示すブロック図。 ＥＰＳＥＣＵについてそのＥＰＳ用マイコンの構成を示すブロック図。 （ａ）はアシストトルクとして、電流指令値を演算するためのマップを示す図、（ｂ）は電流指令値の上限値を増減させるパターンを示す図。 （ａ）はエコラン制御の制御状態を示すチャート図、（ｂ）はエコラン時制御部の制御状態を示すチャート図、（ｃ）は電流指令値の上限値を増減させる制限モードの制御状態を示すチャート図、（ｄ）は電流指令値の上限値の変動態様を示すチャート図、（ｅ）は高負荷状態検出部の制御状態を示すチャート図。

以下、ステアリング制御装置の一実施形態として、車両に搭載される電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という）を制御するＥＰＳ用制御装置（以下、「ＥＰＳＥＣＵ」という）を例に挙げて説明する。

図１に示すように、車両１には、走行の駆動源となる内燃機関２（図中、「Ｅ／Ｇ」）が搭載されている。内燃機関２は、モータ等からなるスタータ３によってクランクシャフトが回転、すなわちクランキングされることで始動される。また、内燃機関２及びスタータ３には、これらの動作を制御するＥＧＥＣＵ４が接続されている。ＥＧＥＣＵ４には、内燃機関２の自動停止又は再始動（復帰）を指示するＥＣＯＥＣＵ５が車内ネットワーク（ＣＡＮ）を介して接続されている。ＥＣＯＥＣＵ５は、車両１が一時停止する場合に内燃機関２を自動停止（クランクシャフトの回転を停止）させるとともに、内燃機関２の自動停止中、車両１が一時停止から走行開始をしようとする場合や車両１の状態に応じて内燃機関２を再始動（クランキングを開始）させる、所謂、エコラン制御を実行する。なお、内燃機関２の自動停止が指示され、内燃機関２の再始動、すなわちクランキング開始が指示されて内燃機関２の再始動の完了、すなわちクランキング終了されるまでの間がエコラン制御中となる。

また、内燃機関２には、当該内燃機関２の駆動に伴い発電するオルタネータ６が接続されている。オルタネータ６には、当該オルタネータ６が発電する電力によって充電される二次電池等のバッテリ７が接続されている。バッテリ７は、車両１において動作に電力が必要となるスタータ３、ＥＧＥＣＵ４、ＥＣＯＥＣＵ５、ＥＰＳ１０等に電力を供給する電源として機能する。

また、車両１には、運転者のステアリング操作を補助するＥＰＳ１０が搭載されている。ＥＰＳ１０は、運転者のステアリング操作に基づいて後述の転舵輪２０を転舵させる操舵機構１１、運転者のステアリング操作を補助する操舵力付与機構２１、及び操舵力付与機構２１の動作を制御するステアリング制御装置としてのＥＰＳＥＣＵ２７を備えている。

操舵機構１１は、運転者により操作されるステアリングホイール１２及びステアリングホイール１２と一体回転するステアリングシャフト１３を備えている。ステアリングシャフト１３は、ステアリングホイール１２の中心に連結されているコラムシャフト１４、コラムシャフト１４の下端部に連結されているインターミディエイトシャフト１５、及びインターミディエイトシャフト１５の下端部に連結されているピニオンシャフト１６により構成されている。

ピニオンシャフト１６の下端部は、ラックアンドピニオン機構１７を介してラックシャフト１８に連結されている。操舵機構１１では、運転者のステアリングホイール１２の操舵（ステアリング操作）に伴いステアリングシャフト１３が回転すると、その回転運動がラックアンドピニオン機構１７を介してラックシャフト１８の軸方向の往復直線運動に変換される。このラックシャフト１８の軸方向の往復直線運動がその両端に連結されたタイロッド１９を介して転舵輪２０に伝達されることにより転舵輪２０の転舵角が変化し、車両の進行方向が変更される。

操舵力付与機構２１は、モータ２２及び減速機構２３を備えている。モータ２２は、ブラシレスモータ等が採用されるものであり、減速機構２３を介してコラムシャフト１４に連結されている。減速機構２３は、モータ２２の回転を減速し、当該減速した回転力をコラムシャフト１４に伝達する。そして、モータ２２によって発生させられるモータトルクが操舵力、すなわちアシストトルクとして操舵機構１１（本実施形態では、ステアリングシャフト１３の特にコラムシャフト１４）に付与されることで、運転者のステアリング操作が補助される。

また、車両１には、運転者の要求あるいは走行状態を示す各種の情報を検出し、ＥＣＯＥＣＵ５やＥＰＳＥＣＵ２７に出力（提供）する各種のセンサが搭載されている。ＥＰＳＥＣＵ２７には、回転角センサ２４、トルクセンサ２５、及び車速センサ２６が接続されている。

回転角センサ２４は、モータ２２に設けられており、モータ２２のモータ回転角θｍを検出する。モータ回転角θｍは、ステアリング操作の操舵角の検出にも用いられる。トルクセンサ２５は、コラムシャフト１４に内挿されるトーションバー１４ａの上流側（ステアリングホイール１２側）と下流側（転舵輪２０側）との間に生じる相対的な回転変位に基づき操舵トルクτ、すなわちステアリングシャフト１３（操舵機構１１）に生じる負荷を演算（検出）する。車速センサ２６は、車速（車両の走行速度）ＳＰを検出する。

また、ＥＰＳＥＣＵ２７には、ＥＣＯＥＣＵ５が車内ネットワーク（ＣＡＮ）を介して接続されている。ＥＣＯＥＣＵ５は、ＥＰＳＥＣＵ２７に対し、内燃機関２のエコラン制御に基づく自動停止や再始動等の状態を把握させるように知らせる。

具体的に、ＥＣＯＥＣＵ５は、車両１の一時停止を検出し、内燃機関２の運転状態（機関温度が適温であるか）やバッテリ７の電力の蓄え状態（電力が十分に蓄えられているか）等、車両１の状態が内燃機関２を自動停止させる停止条件が満たされる場合、内燃機関２の自動停止をＥＧＥＣＵ４に対して指示する。また、ＥＣＯＥＣＵ５は、内燃機関２の自動停止中、車両１の走行の開始や、内燃機関２の機関温度が高まったり、バッテリ７に蓄えている電力が落ち込んだ等、車両１の状態が内燃機関２を再始動させる再始動条件が満たされる場合、内燃機関２の自動停止を解除して内燃機関２の再始動、すなわちクランキング開始をＥＧＥＣＵ４に対して指示する。なお、内燃機関２の運転状態やバッテリ７の電力の蓄え状態等は、ＥＧＥＣＵ４やバッテリ７や、その他、図示しない各種センサからＥＣＯＥＣＵ５によって取得される。

また、ＥＣＯＥＣＵ５は、内燃機関２の自動停止をＥＧＥＣＵ４に対して指示する場合、その旨を示すエコラン情報ｅｃを生成してＥＰＳＥＣＵ２７に対して出力する。また、ＥＣＯＥＣＵ５は、内燃機関２の自動停止中、内燃機関２の再始動をＥＧＥＣＵ４に対して指示する場合、その旨を示すエコラン情報ｅｃを生成してＥＰＳＥＣＵ２７に対して出力する。ＥＣＯＥＣＵ５とＥＰＳＥＣＵ２７は、エコラン制御中の間、車内ネットワーク（ＣＡＮ）を介した通信状態とされる一方、エコラン制御の終了に合わせて車内ネットワーク（ＣＡＮ）を介した通信状態が途絶される。

そして、ＥＰＳＥＣＵ２７は、各種のセンサの検出結果及びＥＣＯＥＣＵ５によって知らされるエコラン制御に関わる情報を取得し、これら取得する各種の情報に応じてモータ２２の動作を制御する。

次に、ＥＰＳＥＣＵ２７の電気的な構成について説明する。
図２に示すように、ＥＰＳＥＣＵ２７は、マイクロプロセッシングユニット等からなるＥＰＳ用マイコン３０を備えている。ＥＰＳ用マイコン３０は、ＰＷＭ信号等のモータ制御信号Ｓｍを出力する。また、ＥＰＳＥＣＵ２７は、モータ制御信号Ｓｍに基づきモータ２２へバッテリ７から駆動電力を供給するように駆動するインバータ回路等の駆動回路３１を備えている。また、ＥＰＳＥＣＵ２７には、モータ２２に通電される各相電流値Ｉを検出するための電流センサ３２が接続されている。

駆動回路３１は、直列に接続された一対のスイッチング素子（ＦＥＴ）を基本単位（アーム）として各相に対応する３つのアームを並列接続してなる周知のＰＷＭインバータであり、ＥＰＳ用マイコン３０の出力するモータ制御信号Ｓｍは、駆動回路３１を構成する各スイッチング素子のオンｄｕｔｙ比を規定する。モータ制御信号Ｓｍが各スイッチング素子のゲート端子に印加され、同モータ制御信号Ｓｍ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７の電圧が三相の駆動電力に変換されてモータ２２に供給される。

次に、ＥＰＳ用マイコン３０の機能について説明する。
図３に示すように、ＥＰＳ用マイコン３０は、操舵トルクτ、車速ＳＰ、及びモータ回転角θｍを入力する電流指令値演算部４０を備えている。電流指令値演算部４０は、操舵トルクτ、車速ＳＰ、及びモータ回転角θｍに基づき、操舵機構１１に付与するアシストトルクの目標値として電流指令値Ｉ＊を演算する。

例えば、図４（ａ）に示すマップのように、電流指令値Ｉ＊は、操舵トルクτや車速ＳＰから演算される。電流指令値演算部４０は、操舵トルクτが大きく（負荷が高く）なるほど電流指令値Ｉ＊を大きい値、すなわち付与するアシストトルクとして大きい目標値を設定する。また、電流指令値演算部４０は、車速ＳＰが速くなるほど、操舵トルクτに対する電流指令値Ｉ＊、すなわち付与するアシストトルクの変化勾配（アシスト勾配）を小さくする。

一方、電流指令値演算部４０は、ステアリング操作が最大舵角（ステアリングエンド）近傍まで操舵される場合、電流指令値Ｉ＊、すなわち付与するアシストトルクとして小さい目標値を設定し、ステアリング操作のための操舵トルクτが大きく（ステアリング操作が重く）なるように制御する。これにより、ステアリング操作が最大舵角まで操舵される場合、ラックシャフト１８がラックハウジング（図示略）に衝突して操舵機構１１に加わる衝撃、所謂、エンド当てによる衝撃が緩和される。

また、ＥＰＳ用マイコン３０は、モータ回転角θｍ及びモータ２２に通電される各相電流値Ｉを入力するモータ制御部としての制御信号生成部４１を備えている。制御信号生成部４１は、電流指令値演算部４０が演算する電流指令値Ｉ＊に基づき、モータ制御信号Ｓｍを生成する。すなわち、制御信号生成部４１は、モータ回転角θｍを使用して各相電流値Ｉと目標値との偏差を求め、この偏差を解消するように電流フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を実行する。また、制御信号生成部４１は、電流フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を実行することによりモータ制御信号Ｓｍを生成する。

また、図３に示すように、ＥＰＳ用マイコン３０は、エコラン情報ｅｃを入力するエコラン時制御部４２を備えている。エコラン時制御部４２は、エコラン情報ｅｃに基づき、内燃機関２の自動停止及び再始動を判断し、内燃機関２の自動停止中、内燃機関２の再始動、すなわちクランキング開始と、内燃機関２の再始動の完了、すなわちクランキング終了とを判断する。なお、クランキング終了は、クランキング開始からの経過時間によって判断される。そして、エコラン時制御部４２は、エコラン情報ｅｃに基づき、電流指令値演算部４０によって演算される電流指令値Ｉ＊の上限値を変動させる制限モードの設定を電流指令値演算部４０に対して指示する。このように制限モードの設定を指示するエコラン時制御部４２の指示に基づき制限モードを設定する電流指令値演算部４０が操舵力制限部として機能する。

図４（ｂ）に示すように、制限モードには、電流指令値Ｉ＊の上限値を、制限モードが設定されていない場合に定められている最大値（Ｍａｘ）から最小値（ｍｉｎ）まで経時的に減少させ、減少させた状態を維持する漸減モードを有している。また、制限モードには、電流指令値Ｉ＊の上限値を、漸減モードによって減少させた最小値（ｍｉｎ）から最大値（Ｍａｘ）まで経時的に増加させる漸増モードを有している。なお、漸減モードによって電流指令値Ｉ＊の上限値が減少される勾配の大きさ（絶対値）と、漸増モードによって電流指令値Ｉ＊の上限値が増加される勾配の大きさ（絶対値）とは、同一に設定されている。

電流指令値演算部４０は、こうした漸減モード及び漸増モードの制限モードの設定が指示される場合、指示された制限モードに基づき変動される上限値をもとに電流指令値Ｉ＊を演算するようになり、演算する電流指令値Ｉ＊を何れの制限モードも設定されていない場合に演算する電流指令値Ｉ＊と比較して減らすように電流指令値Ｉ＊を演算する。そのため、漸減モード及び漸増モードの制限モードの設定中、付与可能とするアシストトルクは、何れの制限モードも設定されていない場合に付与可能とするアシストトルクと比較して減らされるように制限されることとなる。なお、こうした電流指令値Ｉ＊の上限値の変動は、エコラン時制御部４２でも把握されるようになっている。

そして、図５（ａ），（ｂ）に示すように、エコラン時制御部４２は、ＥＣＯＥＣＵ５によるエコラン制御中の旨を判断し、エコラン制御の終了の旨の判断後、制限していた電流指令値Ｉ＊の上限値が最大値に達するまでの間、制限モードの設定を指示する。

なお、図５（ａ）において、「ＯＦＦ」はＥＣＯＥＣＵ５の制御状態がエコラン制御中でない場合を意味し、「ＯＮ」はＥＣＯＥＣＵ５の制御状態がエコラン制御中である場合を意味する。また、図５（ｂ）において、「制限なし」は制限モード中でない場合を意味し、「制限あり」は制限モード中の場合を意味する。また、図５（ｃ）において、「ＯＦＦ」は制限モード中でない場合を意味し、「漸減」は漸減モード中の場合を意味し、「漸増」は漸増モード中の場合を意味する。

具体的に、図５（ｃ）に示すように、エコラン時制御部４２は、エコラン制御中の旨を判断する場合、漸減モード、すなわち制限モードの設定を指示する。この間は、図５（ｄ）に示すように、電流指令値Ｉ＊の上限値が最大値から最小値まで漸減されるように変動する。

続いて、エコラン時制御部４２は、エコラン制御の終了（再始動完了）の旨を判断する場合、漸増モードの設定を指示する。その後、エコラン時制御部４２は、電流指令値Ｉ＊の上限値が最大値に達する場合、漸増モード、すなわち制限モードの設定の解除を指示する。この間は、図５（ｄ）に示すように、電流指令値Ｉ＊の上限値が最小値から最大値まで漸増されるように変動する。

なお、エコラン時制御部４２は、漸増モードの設定を指示する場合、エコラン制御中でないことの他、車速センサ２６等の各種センサからの検出結果の入力がＥＰＳＥＣＵ２７にあること、アシストトルクを付与するのに十分な電力がＥＰＳＥＣＵ２７にバッテリ７から供給されていること（アシスト開始判定）等、複数の条件の成立も判断している。

また、図３に示すように、ＥＰＳ用マイコン３０は、操舵トルクτを入力する高負荷状態検出部４３を備えている。高負荷状態検出部４３は、操舵トルクτに基づき、ステアリングシャフト１３（操舵機構１１）に生じる操舵トルクτが所定トルク閾値よりも高い状態が所定期間継続されたか否かを判定する高負荷判定を実行する。

高負荷状態検出部４３は、所定トルク閾値よりも高い状態が所定期間継続されたことを高負荷判定によって検出する場合に、高負荷状態であることを検出する。なお、所定トルク閾値及び所定期間には、高負荷状態がそれ以上継続するとＥＰＳ用マイコン３０及び駆動回路３１（ＥＰＳＥＣＵ２７）が正常動作を安定して継続することができなくなるとして経験的に求められる値や期間が設定される。

そして、高負荷状態検出部４３は、高負荷判定によって高負荷状態を検出したか否かの結果を電流指令値演算部４０に対して指示する。電流指令値演算部４０は、高負荷状態であることの検出が指示される場合、上記制限モードと同様、電流指令値Ｉ＊の上限値を増減させる上記制限モードを設定する。このように高負荷状態を検出する高負荷状態検出部４３の指示に基づき上記制限モードを設定する電流指令値演算部４０が操舵力制限部として機能する。

具体的に、電流指令値演算部４０は、高負荷状態検出部４３により高負荷状態であることの検出が指示される場合、高負荷状態検出部４３により高負荷状態であることが検出されなくなるまでの間、漸減モード、すなわち制限モードを設定する。続いて、電流指令値演算部４０は、高負荷状態検出部４３により高負荷状態であることが検出されなくなった後、漸増モードを設定する。その後、電流指令値演算部４０は、電流指令値Ｉ＊の上限値が最大値に達した場合、漸増モード、すなわち制限モードの設定を解除する。

ここで、高負荷状態検出部４３の機能についてさらに詳しく説明する。
高負荷状態検出部４３は、内燃機関２の自動停止に伴って、電流指令値演算部４０によって演算される電流指令値Ｉ＊の上限値が減らされるように制限されている間、高負荷状態を検出しても無効にしたり高負荷判定自体を実行しなかったりして高負荷状態を検出しないようにマスク（無効化）する状態を生起する。つまり、高負荷状態検出部４３は、付与可能とするアシストトルクが減らされるように制限されている間、操舵トルクτの検出に関わる結果を無効にすることで高負荷状態を検出しない非検出期間（無効期間）を生起する。

図３に示すように、本実施形態の高負荷状態検出部４３は、エコラン制御の状態や、制限モードの状態に関わる判定用情報ｊｄをエコラン時制御部４２から取得する。高負荷状態検出部４３は、判定用情報ｊｄに基づき、エコラン制御の状態として、内燃機関２の自動停止中、内燃機関２の再始動、すなわちクランキング開始や、内燃機関２の再始動の完了等を判断する。また、高負荷状態検出部４３は、判定用情報ｊｄに基づき、制限モードの状態として、漸増モードの設定中に電流指令値Ｉ＊の上限値が最大値に達すること等を判断する。そして、高負荷状態検出部４３は、判定用情報ｊｄに基づき、高負荷状態の検出をマスクする状態を生起する。

具体的に、図５（ａ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示すように、高負荷状態検出部４３は、エコラン制御中の内燃機関２の再始動の旨を判断する場合、高負荷状態の検出をマスクする状態を生起する。続いて、高負荷状態検出部４３は、エコラン制御の終了（再始動完了）の旨を判断したとしても、高負荷状態の検出をマスクする状態を継続する。その後、高負荷状態検出部４３は、電流指令値Ｉ＊の上限値が最大値に達する旨を判断する、すなわち漸増モードの設定の解除を判断する場合、高負荷状態の検出をマスクする状態を終了（解除）する。なお、図５（ｅ）において、「マスクなし」は高負荷状態の検出をマスクする状態でない場合を意味し、「マスクあり」は高負荷状態の検出をマスクする状態の場合を意味する。

次に、本実施形態のステアリング制御装置であるＥＰＳＥＣＵ２７の作用及び効果を説明する。
（１）本実施形態では、エコラン制御中に内燃機関２が再始動されることによってステアリングシャフト１３に操舵トルクτが生じうる状態に移行した場合、この時点ではまだ制限モード中（漸減モード）であることから付与可能とするアシストトルクが制限されている。制限モード中の場合、制限モード中でない場合と比較して、付与可能とするアシストトルクが減らされているため、運転者がステアリング操作するための操舵トルクτが大きくなり、高負荷状態であることが検出され易い状態となる。ステアリング操作の最大舵角近傍においては、制限モード中でない場合と比較して、小さい操舵角のステアリング操作からステアリング操作のための操舵トルクτが大きく（ステアリング操作が重く）なるため、高負荷状態であることが特に検出され易い状態となる。

また、内燃機関２が再始動された後、クランキング終了によって内燃機関２の再始動完了となることによって車両１が走行開始している可能性がある状態に移行した場合、この時点ではまだ制限モード中（漸増モード）であることから付与可能とするアシストトルクが制限されている（制限前にまで戻り切っていない）。この場合、上述同様、高負荷状態であることが検出され易い状態である。

その点、本実施形態では、エコラン制御中に内燃機関２が再始動された後、内燃機関２が再始動完了までだけでなく、内燃機関２の再始動完了後も高負荷状態であることが検出されない。そのため、制限モード中であることから付与可能とするアシストトルクが制限されるなかで、ステアリング操作の補助が必要な状況では、可能な限りのアシストトルクを適切に付与することができる。したがって、エコラン制御により内燃機関２が再始動された後であってもアシストトルクを適切に付与することができる。

（２）ところで、制限モードを設定したり解除したりする場合、電流指令値Ｉ＊の上限値の変動のさせ方によってはステアリング操作する運転者に違和感を与えてしまう可能性がある。

そこで、本実施形態では、制限モードを設定したり解除したりする場合、漸減モードによって電流指令値Ｉ＊の上限値を継時的に減らして制限したり、漸増モードによって電流指令値Ｉ＊の上限値を経時的に増やして制限モードを解除したりすることで、ステアリング操作する運転者に違和感を与えてしまうことを抑制するようにしている。

ただし、この場合、内燃機関２が再始動完了された後、漸増モードによって電流指令値Ｉ＊の上限値が最大値に達するまでにいくらかの時間を要することとなり、この時間の間は車両１が走行開始している可能性があるにもかかわらず高負荷状態であることが検出され易い状態である。

その点、本実施形態では、内燃機関２が再始動完了された後、漸増モードによって電流指令値Ｉ＊の上限値が最大値に達するまでの間、高負荷状態であることが検出されない状態が継続されるため、この間においても可能な限りのアシストトルクを適切に付与することができる。

（３）本実施形態のように、運転者によるステアリング操作を補助する操舵補助力として、操舵機構１１（コラムシャフト１４）に対してアシストトルクを付与する場合、エコラン制御から内燃機関２の再始動後、ステアリング操作の補助がされていない感覚を運転者に与えてしまうと車両１が故障してしまった等の誤解を与えかねない。

その点、本実施形態では、エコラン制御から内燃機関２が再始動される状況であってもアシストトルクを適切に付与することができるので、ステアリング操作の補助がされていない感覚を運転者に与え難くすることができる。したがって、運転者に車両１が故障してしまった等の誤解を与えてしまうような事態に陥ってしまうことを抑えることができる。

（４）また、エコラン制御中のうち、内燃機関２の自動停止の間は、ステアリング操作される可能性は低く、アシストトルクの付与が必要な状況でないと考えられる。すなわち、エコラン制御中の全ての期間の間には、高負荷状態であることを検出したことによってアシストトルクを適切に付与することができなかったとしてもそれによる問題が少ない状況も存在すると言える。さらに言えば、高負荷状態であることを検出したことによってアシストトルクを適切に付与することができなかったとしてもそれによる問題が少ない状況においてまで、高負荷状態であることを検出しない状態としてしまうと、むしろ高負荷状態であることの検出が遅れてしまう可能性がある。

そこで、本実施形態では、高負荷状態検出部４３は、エコラン制御中のうち、内燃機関２の再始動に関わるクランキング開始とともに高負荷状態であることを検出しない状態を生起させるようにしている。

そのため、エコラン制御中のうち、アシストトルクの付与が必要な状況であると考えられる内燃機関２の再始動に関わるクランキング開始から高負荷状態であることを検出しない状態とする一方、他の状況では高負荷状態であることを遅滞なく検出することができる。したがって、ステアリング操作を補助するＥＰＳ１０の動作を安定させることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・高負荷状態の検出をマスクする状態は、少なくともエコラン制御中の内燃機関２の再始動の間（クランキング中）を含んでいればよく、エコラン制御中の内燃機関２の再始動前から開始させたり、エコラン制御の開始から開始させたりしてもよい。

・高負荷状態の検出をマスクする状態は、内燃機関２の再始動完了後も少なくとも継続されていればよく、電流指令値Ｉ＊の上限値が最大値に達する前、すなわち漸増モードの途中でマスクを解除してもよい。一方、電流指令値Ｉ＊の上限値が最大値に達した後もマスクを継続させてもよい。

・上記実施形態では、ＥＰＳＥＣＵ２７がモータ２２を直接的に制御していたが、モータ２２とＥＰＳＥＣＵ２７との間にさらに他のＥＣＵ（制御装置）を設けて、ＥＰＳＥＣＵ２７としては制限モードの設定に関わる制御のみ実行するものであってもよい。

・ＥＰＳＥＣＵ２７は、ＥＰＳ用マイコン３０と駆動回路３１との間に、駆動回路３１に入力するモータ制御信号Ｓｍを増幅等するプリドライバを設けるようにしてもよい。
・漸減モードや漸増モードにおいては、電流指令値Ｉ＊の上限値の変動のさせ方を変更してもよく、変動の勾配を変更したり、ステップ状に変動させたり、経時的でなく瞬時的に変動させるようにしてもよい。

・制限モード中は、エコラン時制御部４２が制限モードに定める電流指令値Ｉ＊の上限値の変動に基づく上限値を電流指令値演算部４０に対して指示するようにしてもよい。高負荷状態中においても同様に、高負荷状態検出部４３が制限モードに定める電流指令値Ｉ＊の上限値の変動に基づく上限値を電流指令値演算部４０に対して指示するようにしてもよい。この場合、エコラン時制御部４２及び高負荷状態検出部４３が操舵力制限部として機能する。

・高負荷状態中の制限モードの設定については、高負荷状態検出部４３の高負荷判定の結果に基づき、エコラン時制御部４２が制限モードの設定を電流指令値演算部４０に対して指示してもよい。

・高負荷状態では、エコラン時制御部４２が設定を指示する制限モードとは異なる態様で、制限モードを設定してもよい。例えば、高負荷状態では、エコラン時制御部４２が設定を指示する制限モードと比較して、電流指令値Ｉ＊の上限値の最小値を小さくしたり大きくしたりしてもよいし、最大値と最小値との間の変動のさせ方を異ならせるようにしてもよい。

・制限モードにおいて、電流指令値Ｉ＊の上限値の変動は、マップによって変動させられるものであってもよい。
・上記実施形態では、コラムアシスト型の電動パワーステアリング装置に適用したが、ラックアシスト型や、ピニオンアシスト型の電動パワーステアリング装置に適用してもよい。また、上記実施形態は、電動パワーステアリング装置に限らず、例えばステアバイワイヤ式のステアリング装置等にも適用可能である。なお、ステアバイワイヤ式のステアリング装置の場合、操舵力付与機構２１に搭載されるモータ２２は、ステアリング操作に対して反力を付与する反力モータとして機能させてもよい。

１…車両、２…内燃機関、１０…電動パワーステアリング装置、１１…操舵機構、１２…ステアリングホイール、２０…転舵輪、２１…操舵力付与機構、２２…モータ、２７…ＥＰＳ用制御装置（ステアリング装置）、３０…ＥＰＳ用マイコン、３１…駆動回路、４０…電流指令値演算部（操舵力制限部）、４１…制御信号生成部（モータ制御部）、４２…エコラン時制御部、４３…高負荷状態検出部。

Claims (5)

1. 車両の停止条件が満たされると内燃機関を自動停止させ、車両の再始動条件が満たされると内燃機関を再始動させるエコラン制御を実行する車両に搭載され、ステアリングホイールの操舵に基づき転舵輪を転舵させる操舵機構と、前記操舵機構に生じる負荷に応じて当該操舵機構に操舵力を付与する操舵力付与機構と、を備えたステアリング装置の前記操舵力付与機構の動作を制御するステアリング制御装置において、
   前記操舵機構に生じる負荷が高い状態が所定期間継続された状態である高負荷状態であることを検出する高負荷状態検出部と、
   前記エコラン制御中に付与可能とする操舵力を前記エコラン制御中でない場合に付与可能とする操舵力と比較して減らすように制限するとともに、前記高負荷状態の検出中に付与可能とする操舵力を前記高負荷状態の検出中でない場合に付与可能とする操舵力と比較して減らすように制限する操舵力制限部と、を備え、
   前記操舵力制限部は、前記エコラン制御中にクランキング開始によって前記内燃機関が再始動され、クランキング終了によって前記内燃機関が再始動完了された後、前記操舵力の制限を解除し、
   前記高負荷状態検出部は、前記内燃機関の再始動に関わるクランキング中は前記高負荷状態であることを検出しない状態とするとともに、前記クランキング終了に基づく前記内燃機関の再始動完了後も前記高負荷状態であることを検出しない状態を継続させる
   ことを特徴とするステアリング制御装置。
2. 前記操舵力制限部は、前記エコラン制御中、前記エコラン制御中でない場合に付与可能とする操舵力を経時的に減らすことで付与可能とする操舵力を制限するとともに、前記内燃機関が再始動完了された後、制限していた付与可能とする操舵力を経時的に増やすことで制限を解除し、
   前記高負荷状態検出部は、前記クランキング終了に基づく前記内燃機関の再始動完了後、前記操舵力制限部によって付与可能とする操舵力の制限が解除されるまでの間、前記高負荷状態であることを検出しない状態を継続させる請求項１に記載のステアリング制御装置。
3. 前記操舵力制限部は、付与可能とする操舵力の範囲で、前記操舵機構に生じる負荷に応じた前記操舵力としてモータトルクを発生させるように、前記操舵力付与機構に含まれて車両の電源から供給される電流に基づきモータトルクを発生するモータへの電流の供給量を示す電流指令値を演算するとともに、前記電流指令値の上限値を増減させることによって付与可能とする操舵力を変動させるようになっており、
   前記電流指令値に基づき前記モータへの電流の供給量を制御するモータ制御部をさらに備える請求項１又は請求項２に記載のステアリング制御装置。
4. 前記操舵力制限部は、運転者による前記ステアリングホイールの操舵によって前記操舵機構に生じさせられる負荷に応じた前記操舵力として、運転者による前記ステアリングホイールの操舵を補助する操舵補助力を付与するように前記電流指令値を演算する請求項３に記載のステアリング制御装置。
5. 前記高負荷状態検出部は、前記エコラン制御中のうち、前記内燃機関の再始動に関わるクランキング開始とともに前記高負荷状態であることを検出しない状態を生起させる請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のステアリング制御装置。

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