JP6760113B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の操舵制御において自動操舵制御モード（駐車支援等の舵角制御モード）及び手動操舵制御モード（アシスト制御モード）の切換機能を有し、モータ電流指令値によりモータを駆動し、車両の操舵系にアシスト力を付与するようにした電動パワーステアリング装置に関し、特に自動操舵制御モードの舵角制御における舵角速度指令値を車速に応じてリミット処理すると共にレートリミット処理し、リミッタ値及びレートリミッタ値を高車速になるに従って小さくなるように設定することにより、高車速で舵角及び舵角速度が速い速度で変化することを抑制した電動パワーステアリング装置に関する。

車両のステアリング機構にモータの回転力で操舵補助力（アシスト力）を付与する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に操舵補助力を付与するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、操舵補助力のトルクを正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、操舵補助指令値（電流指令値）とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデューティの調整で行っている。

電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図１に示して説明すると、ハンドル（ステアリングホイール）１のコラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ラック・ピニオン機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、更にハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。また、コラム軸２には、ハンドル１の操舵角θｒを検出する舵角センサ１４及び操舵トルクＴｈを検出するトルクセンサ１０が設けられており、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）３０には、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号ＩＧが入力される。コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈと車速センサ１２で検出された車速Ｖｓとに基づいてアシスト制御の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電圧制御指令値Ｖｒｅｆによってモータ２０に供給する電流を制御する。なお、舵角センサ１４からは操舵角θｒが検出されるが、モータ２０に連結された回転センサから得ることもできる。

コントロールユニット３０には、車両の各種情報を授受するＣＡＮ（Controller Area Network）４０が接続されており、車速ＶｓはＣＡＮ４０から受信することも可能である。また、コントロールユニット３０には、ＣＡＮ４０以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ４１も接続可能である。

コントロールユニット３０は主としてＣＰＵ（ＭＰＵやＭＣＵも含む）で構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図２のようになる。

図２を参照してコントロールユニット３０の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈ及び車速センサ１２で検出された（若しくはＣＡＮからの）車速Ｖｓは、電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する電流指令値演算部３１に入力される。電流指令値演算部３１は、入力された操舵トルクＴｈ及び車速Ｖｓに基づいてアシストマップ等を用いて、モータ２０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を経て電流制限部３３に入力され、過熱保護条件で最大電流を制限された電流指令値Ｉｒｅｆ３が減算部３２Ｂに入力され、フィードバックされているモータ電流値Ｉｍとの偏差Ｉｒｅｆ４（＝Ｉｒｅｆ３−Ｉｍ）が演算され、その偏差Ｉｒｅｆ４が操舵動作の特性改善のためのＰＩ制御部３５に入力される。ＰＩ制御部３５で特性改善された電圧制御指令値ＶｒｅｆがＰＷＭ制御部３６に入力され、更に駆動部としてのインバータ３７を介してモータ２０がＰＷＭ駆動される。モータ２０の電流値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。

また、モータ２０にはレゾルバ等の回転センサ２１が接続されており、実操舵角θｓが検出される。加算部３２Ａには補償部３４からの補償信号ＣＭが加算されており、補償信号ＣＭの加算によってシステム系の補償を行い、収れん性や慣性特性等を改善するようになっている。補償部３４は、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）３４３と慣性３４２を加算部３４４で加算し、その加算結果に更に収れん性３４１を加算部３４５で加算し、加算部３４５の加算結果を補償信号ＣＭとしている。

このような電動パワーステアリング装置において、近年自動操舵制御モード（駐車支援等の舵角制御モード）及び手動操舵制御モード（アシスト制御モード）を有し、これら制御モードの切換機能を有する車両が出現して来ており、自動操舵を実現する場合、舵角制御とアシスト制御を独立して保有し、これらの出力を切り換える構成が一般的である。舵角制御には、応答性や外乱抑圧性で優れた性能を持つ位置速度制御が用いられており、位置制御はＰ（比例）制御、速度制御はＰＩ（比例積分）制御等で構成される。

舵角制御モード及びアシスト制御モードの機能を具備し、操舵制御モードを切り換える機能を有する一般的な電動パワーステアリング装置を図３について説明すると、モータ１５０にはモータ回転角θｓを検出するためのレゾルバ等の回転センサ１５１が接続されており、モータ１５０は車両側ＥＣＵ１３０及びＥＰＳ側ＥＣＵ１４０を介して駆動制御される。車両側ＥＣＵ１３０は、運転者の意思を示すボタン、スイッチ等に基づいて、舵角制御モード又はアシスト制御モードの切換指令ＳＷを出力する切換指令部１３１と、カメラ（画像）やレーザレーダなどの信号に基づいて目標操舵角θｔを生成する目標操舵角生成部１３２とを具備している。また、コラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）に設けられた舵角センサ１４で検出された実操舵角θｒは、ＥＣＵ１３０を経てＥＰＳ側ＥＣＵ１４０内の舵角制御部２００に入力される。

切換指令部１３１は、舵角制御モードに入ることを識別する信号、例えば運転者の意思をダッシュボードやハンドル周辺に設けたボタンやスイッチ、或いはシフトに設けた駐車モードなどによる車両状態の信号を基に切換指令ＳＷを出力し、切換指令ＳＷをＥＰＳ側ＥＣＵ１４０内の切換部１４２に入力する。また、目標操舵角生成部１３２は、カメラ（画像）、レーザレーダなどのデータを基に公知の手法で目標操舵角θｔを生成し、生成された目標操舵角θｔをＥＰＳ側ＥＣＵ１４０内の舵角制御部２００に入力する。

ＥＰＳ側ＥＣＵ１４０は、操舵トルクＴｈ及び車速Ｖｓに基づいて演算されたアシスト制御指令値Ｉｔｒｅｆを出力するアシスト制御部１４１と、目標操舵角θｔ、実操舵角θｒ及びモータ角速度ωｒに基づいて舵角制御のための舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆを演算して出力する舵角制御部２００と、切換指令ＳＷによってアシスト制御指令値Ｉｔｒｅｆ及び舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆを切り換える切換部１４２と、切換部１４２からのモータ電流指令値Ｉｒｅｆ（＝Ｉｔｒｅｆ又はＩｍｒｅｆ）に基づいてモータ１５０を駆動制御する電流制御／駆動部１４３と、回転センサ１５１からのモータ回転角θｓに基づいてモータ速度を求め、モータ速度とギア比を用いて実舵角速度ωｒを演算するモータ角速度演算部１４４とを具備している。モータ角速度演算部１４４は、微分相当の演算の後段に高周波ノイズをカットするためのローパスフィルタ（ＬＰＦ）を備えている。

舵角制御部２００は図４に示すように、目標操舵角θｔに実操舵角θｒを追従させるように舵角速度指令値ωｃを出力する位置制御部２１０と、舵角速度指令値ωｃに実舵角速度ωｒを追従させるように舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆを出力する速度制御部２２０とで構成されている。また、切換部１４２は、車両側ＥＣＵ１３０の切換指令部１３１からの切換指令ＳＷに基づいて、アシスト制御部１４１によるアシスト制御モード（手動操舵制御）と、舵角制御部２００による舵角制御モード（位置／速度制御モード）とを切り換え、アシスト制御ではアシスト制御指令値Ｉｔｒｅｆを出力し、舵角制御では舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆを出力する。

なお、実舵角速度とモータ角速度は、減速機の比の関係であっても良い。
このような機能を備えた電動パワーステアリング装置において、操舵モードの切換時にスイッチなどにより急に切り換えてしまうとモータ電流指令値Ｉｒｅｆが急変動し、ハンドル挙動が不自然になるため、運転者へ違和感を与える。

特許第３９１２２７９号公報 特許第５５７９２６７号公報

このため、舵角制御指令値とアシスト制御指令値に徐変ゲインを乗じ、徐々に操舵モードを切り換えることによって、モータ電流指令値の急変動を抑制する手法が用いられる。しかし、この手法では、切換中は舵角制御指令値が徐変ゲインで制限されてモータ電流指令値へ出力されるため、舵角制御指令値に対し電流指令値が制限された分だけ出力が小さくなってしまう。この制限により、舵角速度指令値に対し、モータの実舵角速度が遅くなるため、舵角速度指令値と実舵角速度に偏差が発生し、速度制御内のＩ制御の積分値が蓄積してしまうことで、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。この結果、徐変ゲインが徐々に大きくなっていく状態では、徐変ゲインによる制限が緩和されていくため、徐変ゲイン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応答し、運転者へ違和感を与えてしまう。

例えば特許第３９１２２７９号公報（特許文献１）では、舵角制御開始時に徐々に舵角速度を増加させるよう制御し、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する手法が提案されている。しかし、特許文献１の手法では、徐変が始まると上限値に達するまで増加し続けるため、Ｉ制御の積分値が過剰に蓄積してしまう問題がある。

また、特許第５５７９２６７号公報（特許文献２）の自動操舵装置では、制限された目標舵角と実舵角の偏差で制御しているが、外乱などで実舵角と目標舵角が大きく乖離した場合などは、実舵角は制限量以上の舵角速度で変化してしまうことを防止することができない。

更に特許文献２の装置では、自動運転で舵角指令値が大きく変わった際には、舵角速度指令値も大きな値になることがある。しかし、車速が高くなるにつれて、同じ舵角速度でも単位時間当たりの車両横移動量は大きくなる。このため、舵角指令値の急変によって舵角速度指令値が大きくなった場合に、車両に発生する挙動（横移動量）が大きくなり、車両挙動が不安定になる恐れがある。

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、舵角指令値の急変によって舵角速度指令値が大きくなった場合にも、車両に発生する挙動を抑制し、舵角速度指令値に車速に感応するリミッタ及びレートリミッタを設けることにより、舵角偏差が大きくなった場合でも舵角速度が過剰に大きくなることを抑制し、速度制御内の舵角及び舵角速度の急変を抑制し、安全な自動運転を実現する電動パワーステアリング装置を提供することにある。

本発明は、アシスト制御モードと舵角制御モードを切り換える機能を有し、アシスト制御部で演算されたアシスト制御指令値と、舵角制御部で演算された舵角制御指令値とでモータ電流指令値を生成し、前記モータ電流指令値によりモータを駆動して車両の操舵系をアシスト制御する電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、前記舵角制御部は、目標操舵角及び実操舵角を入力して第１の舵角速度指令値を出力する位置制御部と、前記第１の舵角速度指令値を車速に応じたリミット値で制限するリミッタと、前記リミッタから出力される第２の舵角速度指令値を、前記車速に応じたレートリミット値で制限するレートリミッタと、前記レートリミッタから出力される第３の舵角速度指令値を実舵角速度に基づいて処理し、前記舵角制御指令値を出力する速度制御部とで構成されていることにより、或いは前記リミッタ及び前記レートリミッタの関係が、前記第１の舵角速度指令値を車速に応じたレートリミット値で制限するレートリミッタと、前記レートリミッタから出力される第２の舵角速度指令値を、前記車速に応じたリミット値で制限するリミッタとで構成されていることにより達成される。

本発明の上記目的は、前記リミット値が、前記車速が高くなるに従って小さくなっていることにより、或いは前記レートリミット値が、前記車速が高くなるに従って小さくなっていることにより、或いは前記アシスト制御指令値と前記舵角制御指令値とをミキシングして前記モータ電流指令値を生成するミキシング部が更に設けられていることにより、或いは前記ミキシング部に、前記舵角制御指令値の比率１を徐変する舵角制御徐変ゲインと、前記アシスト制御指令値の比率２を徐変するアシスト制御徐変ゲインとが入力されており、前記比率１及び２の合計値が１．０若しくは１００％の関係で、かつ逆の関係で増加減する特性であることにより、或いは前記位置制御部が、前記目標操舵角及び前記実操舵角の位置偏差を求める第１の減算部と、前記位置偏差をゲイン倍して前記第１の舵角速度指令値を出力するゲイン部とで構成されていることにより、或いは前記速度制御部が、前記第３の舵角速度指令値から前記実舵角速度を減算する第２の減算部と、前記第２の減算部の減算結果を積分処理する積分部と、前記実舵角速度を比例処理する比例部と、前記積分部の積分結果から前記比例部の比例結果を減算し、前記舵角制御指令値を出力する第３の減算部で構成されていることにより、より効果的に達成される。

本発明の電動パワーステアリング装置によれば、車速に感応して舵角速度指令値を制限するリミッタ及びレートリミッタを設けているので、安全な自動運転を実現することが可能である。また、車速が高くなるに従ってリミット値及びレートリミット値を小さくしているので、速度制御内の舵角及び舵角速度の急変を抑制することが可能である。

また、本発明では、舵角制御における舵角速度指令値及び舵角制御指令値を舵角制御徐変ゲインで徐変し、アシスト制御指令値をアシスト制御徐変ゲインで徐変するミキシングを行っているので、切換を円滑に行うことができると共に、速度制御内の積分制御の積分値が過剰に蓄積することもなく、モータ電流指令値に対して意図しないハンドルの変動を抑制し、運転者への違和感を低減することができる。

電動パワーステアリング装置の概要を示す構成図である。 電動パワーステアリング装置の制御系の構成例を示すブロック図である。 自動操舵制御モード及び手動操舵制御モードの切換機能有する電動パワーステアリング装置の一例を示すブロック図である。 舵角制御部の構成例を示すブロック図である。 本発明の舵角制御部の構成例を示すブロック図である。 リミット値の特性例を示す特性図である。 レートリミッタの構成例を示すブロック図である。 レートリミッタの動作例を示すタイミングチャートである。 レートリミット値の特性例を示す特性図である。 操舵制御系の全体構成例を示すブロック図である。 ミキシング部の動作例を示すタイミングチャートである。 舵角制御部の詳細構成例を示すブロック図である。 本発明の動作例を示すフローチャートである。 舵角制御部の動作例を示すフローチャートである。

自動運転の舵角制御で舵角指令値が大きく変わった際には、舵角速度指令値も大きな値になることがある。しかし、車速が高くなるに従って、同じ舵角速度でも単位時間当たりの車両横移動量は大きくなるため、舵角指令値の急変によって舵角速度指令値が大きくなった場合に、車両に発生する挙動（横移動量）が大きくなり、車両挙動が不安定になる恐れがある。このため、本発明では、舵角制御指令値の演算において、車速に感応して舵角速度指令値を制限するリミッタと、車速に感応して舵角速度指令値を制限するレートリミッタとを設け、リミット値及びレートリミット値をそれぞれ車速が高くなるに従って小さくしている。これにより、速度制御内の舵角及び舵角速度の急変を抑制し、安全な自動運転を実現することが可能である。

また、本発明では舵角制御指令値に対して舵角制御徐変ゲインを乗じて徐変すると共に、アシスト制御部からのアシスト制御指令値に対してアシスト制御徐変ゲインを乗じて徐変して両者のミキシングを行い、舵角制御徐変ゲインとアシスト制御徐変ゲインを逆の増加減特性としている。つまり、舵角制御徐変ゲインとアシスト制御徐変ゲインは制御モードの切換時に、各比率（舵角制御徐変ゲインは０．０（０％）〜１．０（１００％）、アシスト制御徐変ゲインは１．０（１００％）〜０．０（％））の合計値が１．０若しくは１００％の関係で、かつ逆の関係で増加減（線形若しくは非線形）する特性となっている。これにより、舵角制御モードとアシスト制御モードの切換を円滑に行うことができ、運転者に違和感を与えることもない。

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。

図５は本発明の舵角制御部の構成例を示しており、目標操舵角θｔ及び実操舵角θｒは位置を追従させるための位置制御部２１０に入力され、位置制御部２１０からの舵角速度指令値ωｃは、上下限値を制限するリミッタ２３０に入力される。リミッタ２３０には車速Ｖｓが入力されており、リミッタ２３０は車速Ｖｓに応じたリミット値で舵角速度指令値ωｃの上下限値を制限し、舵角速度指令値ωｃ１を出力する。リミッタ２３０のリミット値は図６に示すように、車速Ｖｓが高くなるに従って小さくなる特性である。

リミッタ２３０で上下限値を制限された舵角速度指令値ωｃ１はレートリミッタ２４０に入力され、車速Ｖｓもレートリミッタ２４０に入力されている。
レートリミッタ２４０は、舵角速度指令値ωｃ１が急激に変化した場合に円滑化して出力するものであり、例えば図７に示すような構成となっている。即ち、舵角速度指令値ωｃ１は減算部２４１に加算入力され、過去値との減算結果である舵角速度ωｃ１ａが変化分設定部２４２で変化分ωｃ１ｂの設定をされる。変化分設定部２４２は、保持部（Ｚ−１）２４４からの過去値と入力（舵角速度指令値ωｃ１）の差分である角速度ωｃ１ａを設定し、加算部２４３での変化分ωｃ１ｂと過去値との加算結果を新たな舵角速度指令値ωｃ２として出力する。変化分設定部２４２は、変化分が設定された上限及び下限を超えないようにするものであり、その特性は演算周期Ｔ毎に入力ωｃ１との差分を求め、変化分設定部２４２の上限及び下限の範囲外の場合には、差分を上限及び下限で制限し、制限された差分を過去値に加算することを繰返し行うことにより、図８に示すような階段状に出力ωｃ２を変化させて、最終的に出力ωｃ２を舵角速度指令値ωｃ１に一致させる。また、入力ωｃ１との差分が変化分設定部２４２の上限及び下限の範囲内の場合には、変化分ωｃ１ｂ＝差分ωｃ１ａを出力し、過去値に加算するので、その結果出力ωｃ２と入力ωｃ１は一致する。これらの結果、舵角速度指令値ωｃ１が急激に変化しても、急激に変化する舵角速度指令値ωｃ１を滑らかに変化させることができ、急激な電流変化（＝急激な操舵）を防止し、運転者に自動運転の不安感を減少させる機能を果たしている。

レートリミッタ２４０の変化分設定部２４２には車速Ｖｓが入力されており、車速Ｖｓに応じてレートリミット値が変わるようになっている。即ち、変化分設定部２４２におけるレートリミット値は、図９に示すように車速Ｖｓが高くなるに従って小さくなる特性である。

レートリミッタ２４０からの舵角速度指令値ωｃ２は、実舵角速度ωｒと共に速度制御部２２０に入力され、速度制御部２２０で舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆが演算される。舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆは、自動操舵制御モードにおける電流指令値となる。

以上が舵角制御部の構成であり、舵角制御部を含む操舵系全体の構成例は図１０のようになっている。即ち、舵角制御部からの舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆは乗算部２０３に入力され、操舵制御徐変ゲインＳＧで徐変された舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆｃが加算部２０５に入力される。また、アシスト制御部１４１からのアシスト制御指令値Ｉｔｒｅｆは乗算部２０４に入力され、アシスト制御徐変ゲインＡＧで徐変される。徐変されたアシスト制御指令値Ｉｔｒｅｆｃが加算部２０５に入力され、舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆｃと加算されてモータ電流指令値Ｉｒｅｆが生成される。乗算部２０３及び２０４と加算部２０５とで、ミキシング部が構成されている。

舵角制御徐変ゲインＳＧ及びアシスト制御徐変ゲインＡＧはそれぞれの徐変によりミキシングを行い、舵角制御モード（舵角制御徐変ゲインＳＧ＝１００％、アシスト制御徐変ゲインＡＧ＝０％）とアシスト制御モード（舵角制御徐変ゲインＳＧ＝０％、アシスト制御徐変ゲインＡＧ＝１００％）を相互に切り換える特性を有しており、図１１に示すような逆の関係で線形（実線）若しくは非線形（破線）に増加減する。即ち、同一時間内に、舵角制御徐変ゲインＳＧは１００％から徐々に０％に減少し、逆にアシスト制御徐変ゲインＡＧは０％から徐々に１００％まで増加する。図１１の時点ｔ_０〜ｔ_１がミキシングによる切換時間であり、切換時間は可変であるが、舵角制御徐変ゲインＳＧ及びアシスト制御徐変ゲインＡＧの間には、常に下記数１の関係がある。
（数１）
ＳＧ（％）＋ＡＧ（％）＝１００％

また、舵角制御部の詳細は、例えば図１２の構成となっており、位置制御部２１０は、目標操舵角θｔ及び実操舵角θｒの位置偏差θｅを求める減算部２１１と、位置偏差θｅをゲイン（Ｋｐｐ）倍して舵角速度指令値ωｃを出力するゲイン部２１２とで構成されている。また、速度制御部２２０は、舵角速度指令値ωｃ２から実舵角速度ωｒを減算する減算部２２１と、減算部２２１の減算結果である速度偏差Ｄｆを積分処理（Ｋｖｉ／ｓ）して補償する積分部２２２と、実舵角速度ωｒを比例処理（Ｋｖｐ）して補償する比例部２２５と、積分部２２２の積分結果である舵角制御指令値Ｉｒ１から比例部２２５の比例結果である舵角制御指令値Ｉｒ２を減算する減算部２２３とで構成されている。

このような構成において、全体の動作例を図１３のフローチャートを参照して説明する。

最初に目標操舵角θｔ、実操舵角θｒ、実舵角速度ωｒ及び車速Ｖｓが入力され（ステップＳ１）、次いで舵角制御徐変ゲインＳＧ、アシスト制御徐変ゲインＡＧが入力される（ステップＳ２）。これら入力の順序は適宜変更可能である。

舵角制御部は舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆを演算し（ステップＳ２０）、舵角制御徐変ゲインＳＧを先ず前回値から加算（演算初回の前回値＝０％）し（ステップＳ３）、舵角制御徐変ゲインＳＧが１００％となるように処理する（ステップＳ４、Ｓ５）。舵角制御徐変ゲインＳＧが１００％になると（１００％になるまでを含めて）、舵角制御徐変ゲインＳＧで舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆを徐変し、舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆｃを出力する（ステップＳ６）。

次に、アシスト制御徐変ゲインＡＧを前回値から加算（演算初回の前回値＝１００％）し（ステップＳ４０）、アシスト制御徐変ゲインＡＧが０％となるように処理する（ステップＳ４１、Ｓ４２）。アシスト制御徐変ゲインＡＧが０％になると（０％になるまでを含めて）、アシスト制御徐変ゲインＡＧでアシスト制御指令値Ｉｔｒｅｆを徐変し、アシスト制御指令値Ｉｔｒｅｆｃを出力する（ステップＳ４３）。

その後、徐変された舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆｃ及びアシスト制御指令値Ｉｔｒｅｆｃが加算部２０５で加算され、モータ電流指令値Ｉｒｅｆが演算され（ステップＳ４４）、モータ電流指令値Ｉｒｅｆによりモータが駆動される。そして、舵角制御徐変ゲインＳＧの前回値を舵角制御徐変ゲインＳＧに更新し、アシスト制御徐変ゲインＡＧの前回値をアシスト制御徐変ゲインＡＧに更新すると共に、リミット値の前回値をリミット値に更新し、レートリミット値の前回値をレートリミット値に更新する（ステップＳ４５）。

次に、舵角制御部の動作例（図１３のステップＳ２０）を図１４のフローチャートを参照して説明する。

先ず目標操舵角θｔ、実操舵角θｒ及び車速Ｖｓが入力され（ステップＳ２１）、減算部２１１で目標操舵角θｔと実操舵角θｒの位置偏差θｅが求められ（ステップＳ２２）、位置偏差θｅはゲイン部２１２でゲイン（Ｋｐｐ）倍されてリミッタ２３０に入力される（ステップＳ２３）。リミッタ２３０で、車速Ｖｓに応じて上下限値を制限された舵角速度指令値ωｃ１が出力され（ステップＳ２４）、舵角速度指令値ωｃ１はレートリミッタ２４０に入力される。舵角速度指令値ωｃ１はレートリミッタ２４０で車速Ｖｓに応じてレートリミット処理され（ステップＳ２５）、レートリミット処理された舵角速度指令値ωｃ２は速度制御部２２０の減算部２２１に入力される。

減算部２２１には実舵角速度ωｒが入力され（ステップＳ２６）、減算部２２１において舵角速度指令値ωｃ２と実舵角速度ωｒとの速度偏差Ｄｆが演算され（ステップＳ３０）、速度偏差Ｄｆは積分部２２２で積分され（ステップＳ３１）、求められた舵角制御指令値Ｉｒ１が減算部２２３に入力される。また、実舵角速度ωｒは比例部２２５で比例処理（Ｋｖｐ）され（ステップＳ３２）、処理された舵角制御指令値Ｉｒ２が減算部２２３に入力され、減算部２２３において偏差である舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆが演算される（ステップＳ３３）。

舵角制御徐変ゲインＳＧが入力され（ステップＳ３４）、舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆは乗算部２０３で舵角制御徐変ゲインＳＧと乗算され（ステップＳ３５）、舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆｃが出力される（ステップＳ３６）。

上述ではリミッタの後段にレートリミッタを設けているが、逆にレートリミッタの後段にリミッタを設けても良い。また、実舵角速度はモータ速度と減速比から求めても良く、ハンドル舵角センサから求めても良い。

更に、舵角制御徐変ゲインと舵角速度指令値に用いる徐変ゲインを同一としているが、それぞれ独立な徐変ゲインとしても良く、舵角制御徐変ゲインとアシスト制御徐変ゲインは徐変時間や徐変タイミングを任意に変更可能なようにしても良い。徐変部をゲインの入力と乗算部で構成しているが、出力を徐々に変化させることが可能な手段であれば良い。

１ ハンドル（ステアリングホイール）
２ コラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）
１０ トルクセンサ
１２ 車速センサ
１３ バッテリ
１４ 舵角センサ
２０、１５０ モータ
３０ コントロールユニット（ＥＣＵ）
３１ 電流指令値演算部
３３ 電流制限部
３７ インバータ
１３０ 車両側ＥＣＵ
１４０ ＥＰＳ側ＥＣＵ
１４１ アシスト制御部
１４２ 切換部
２００ 舵角制御部
２１０ 位置制御部
２２０ 速度制御部
２３０ リミッタ
２４０ レートリミッタ
２４２ 変化分設定部

Claims (8)

1. アシスト制御モードと舵角制御モードを切り換える機能を有し、アシスト制御部で演算されたアシスト制御指令値と、舵角制御部で演算された舵角制御指令値とでモータ電流指令値を生成し、前記モータ電流指令値によりモータを駆動して車両の操舵系をアシスト制御する電動パワーステアリング装置において、
   前記舵角制御部は、
   目標操舵角及び実操舵角を入力して第１の舵角速度指令値を出力する位置制御部と、
   前記第１の舵角速度指令値を車速に応じたリミット値で制限するリミッタと、
   前記リミッタから出力される第２の舵角速度指令値を、前記車速に応じたレートリミット値で制限するレートリミッタと、
   前記レートリミッタから出力される第３の舵角速度指令値を実舵角速度に基づいて処理し、前記舵角制御指令値を出力する速度制御部と、
   で構成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. アシスト制御モードと舵角制御モードを切り換える機能を有し、アシスト制御部で演算されたアシスト制御指令値と、舵角制御部で演算された舵角制御指令値とでモータ電流指令値を生成し、前記モータ電流指令値によりモータを駆動して車両の操舵系をアシスト制御する電動パワーステアリング装置において、
   前記舵角制御部は、
   目標操舵角及び実操舵角を入力して第１の舵角速度指令値を出力する位置制御部と、
   前記第１の舵角速度指令値を車速に応じたレートリミット値で制限するレートリミッタと、
   前記レートリミッタから出力される第２の舵角速度指令値を、前記車速に応じたリミット値で制限するリミッタと、
   前記リミッタから出力される第３の舵角速度指令値を実舵角速度に基づいて処理し、前記舵角制御指令値を出力する速度制御部と、
   で構成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
3. 前記リミット値が、前記車速が高くなるに従って小さくなっている請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記レートリミット値が、前記車速が高くなるに従って小さくなっている請求項１乃至３のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記アシスト制御指令値と前記舵角制御指令値とをミキシングして前記モータ電流指令値を生成するミキシング部が更に設けられている請求項１乃至４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記ミキシング部に、前記舵角制御指令値の比率１を徐変する舵角制御徐変ゲインと、前記アシスト制御指令値の比率２を徐変するアシスト制御徐変ゲインとが入力されており、前記比率１及び２の合計値が１．０若しくは１００％の関係で、かつ逆の関係で増加減する特性である請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
7. 前記位置制御部が、前記目標操舵角及び前記実操舵角の位置偏差を求める第１の減算部と、前記位置偏差をゲイン倍して前記第１の舵角速度指令値を出力するゲイン部とで構成されている請求項１乃至６のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
8. 前記速度制御部が、
   前記第３の舵角速度指令値から前記実舵角速度を減算する第２の減算部と、
   前記第２の減算部の減算結果を積分処理する積分部と、
   前記実舵角速度を比例処理する比例部と、
   前記積分部の積分結果から前記比例部の比例結果を減算し、前記舵角制御指令値を出力する第３の減算部と、
   で構成されている請求項１乃至７のいずれかに記載の電動パワーテアリング装置。

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