JP6760799B2 - 操舵制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータを備え、ステアリングの操舵に応じて前記転舵輪の転舵をアシストする操舵装置を制御対象とする操舵制御装置に関する。

たとえば特許文献１には、ハンドルの操舵角が一定量に達することによりいわゆるエンド当てが生じ、転舵輪の転舵角が限界角に達する場合に、衝撃を緩和する制御を実行する操舵制御装置が記載されている。この装置は、操舵トルクの絶対値が閾値以上であって且つ操舵トルクの変化速度の絶対値が閾値以上である場合、エンド当てが生じたと判定する。そして、この装置は、エンド当てが生じたと判定すると、ローパスフィルタの位相遅れを利用してエンド当てが生じる直前の電流を現アシスト電流として取得している（段落「００２２」）。そして、この装置では、電動機を流れる電流が、現アシスト電流から予め記憶された余剰電流波形の電流値を逐次減算した値となるように、電動機を制御する。これは、エンド当てが生じることによって電動機の回転速度が急低下して誘起電圧が低下することに起因して電動機を流れる電流が大きくなることを抑制し、電動機を流れる電流を、上記転舵角を限界角に維持するのに適切な値とすることを狙ったものである（段落「００４１」）。

なお、操舵制御装置における電動機の電流の制御としては、特許文献２に記載されているように、積分要素を用いたフィードバック制御を採用することが一般的である。

特開２００９−１４３３１２号公報 特開２００５−８８６６６号公報

エンド当てが生じた場合に、電動機の誘起電圧が低下する低下速度は、エンド当てが生じる際の転舵角の変化速度に依存する。このため、上記装置のように、予め記憶された余剰電流波形の電流値を逐次減算する場合、エンド当てが生じる際の転舵角の変化速度によっては、電動機の電流を過度に小さくしてしまったり、過度に大きくしてしまったりするおそれがある。電動機の電流を過度に小さくする場合、転舵角を限界角に維持する上で適切なトルクに対して電動機の実際のトルクが不足し、ひいてはハンドルが逆方向に戻され、ユーザに違和感を与えるおそれがある。一方、適切な電流よりも過度に大きい場合、電動機のトルクが過度に大きくなり操舵装置に負荷を与えることとなる。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動機を流れる電流がエンド当てによってエンド当てが生じる直前の電流から過度にずれることを抑制できるようにした操舵制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．操舵制御装置は、車両の転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータを備え、ステアリングの操舵に応じて前記転舵輪の転舵をアシストする操舵装置を制御対象とし、前記転舵アクチュエータは、電動機を備え、操舵トルクの検出値に基づき、電流指令値を設定する指令値設定処理部と、前記電動機を流れる電流と前記電流指令値との差を入力とする積分要素の出力値に基づき、前記電動機の電流を前記電流指令値にフィードバック制御すべく、前記電動機に印加する電圧を操作するフィードバック処理部と、前記転舵輪の転舵角が前記操舵装置の構造によって定まる限界角に到達したか否かを判定するエンド判定処理部と、前記エンド判定処理部によって前記限界角に到達したと判定される場合、前記フィードバック処理部の入力となる前記電動機を流れる電流と前記電流指令値との差の大きさを、前記電動機の回転速度の大きさの減少度合いに基づき増加補正するエンド時制限処理部と、を備える。

上記構成の場合、限界角に到達する前においては、積分要素の出力値が、限界角に到達する前の誘起電圧の大きさにとって、電動機を流れる電流を電流指令値とするうえで適切な値となっている傾向がある。そして、限界角に到達することにより、誘起電圧の大きさが低下するために、積分要素の出力値は、電動機を流れる電流を電流指令値とするうえで適切な値に対して過剰となる傾向がある。しかし、限界角に到達した後には、電流の検出値の大きさが電流指令値の大きさを上回ることに基づき、フィードバック処理部により、電動機に印加する電圧の大きさが低下操作されるため、電圧の大きさの低下操作が、誘起電圧の大きさの低下に対して遅延する傾向がある。この点、上記構成では、フィードバック処理部の入力となる上記差の大きさを、上記減少度合いに応じて増加補正することにより、電流指令値の大きさを検出値の大きさが大きく上回るとして電動機に対する印加電圧の大きさが急激に低下操作されるようになる。このため、指令値設定処理部によって設定された電流指令値の大きさに対して検出値の大きさが大きく上昇する事態が生じることを抑制することができる。しかも、上記差の大きさの増加補正量が、回転速度の大きさの低下度合いに応じて設定されるため、誘起電圧の大きさの低下度合いが大きいほど印加電圧の大きさを急激に低下操作することができる。したがって、電動機を流れる電流がエンド当てによってエンド当てが生じる直前の電流から過度にずれることを抑制できる。

２．上記１記載の操舵制御装置において、前記エンド時制限処理部は、前記エンド判定処理部によって限界角に到達したと判定される場合、前記差を構成する前記電流指令値の大きさを、前記指令値設定処理部が設定した前記電流指令値が前記電動機の回転速度の大きさの減少度合いに基づき減少補正された値に制限することによって、前記電動機を流れる電流と前記電流指令値との差の大きさを増加補正する。

上記構成では、電流指令値を、電動機の回転速度の大きさの減少度合いに基づき減少補正することによって、上記差の大きさを回転速度の大きさの減少度合いに応じて増加補正することができる。

３．上記２記載の操舵制御装置において、前記エンド時制限処理部は、前記電動機の回転速度の大きさの変化速度に係数を乗算した値を前記指令値設定処理部が設定した前記電流指令値に加算した値に、前記フィードバック処理部の入力となる前記電動機の電流指令値の大きさを制限するものであり、前記係数を所定時間にわたってゼロよりも大きい所定値に保ち、前記所定期間経過後に漸減させる。

上記構成では、所定時間経過後に係数を小さくすることによって、回転速度の減少度合いに基づく電流指令値の減少補正量が漸減する。このため、指令値設定処理部の設定する電流指令値に滑らかに移行させることができる。

一実施形態にかかる操舵制御装置および操舵装置を示す図。 同実施形態にかかる処理の一部を示すブロック図。 同実施形態にかかるエンド当て判定処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる制限電流値の設定処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる電流指令値の設定処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかるエンド当て判定フラグのリセット処理の手順を示す流れ図。

以下、操舵制御装置にかかる一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１に示すように、本実施形態にかかる操舵装置１０においては、ステアリングホイール（ステアリング１２）が、ステアリングシャフト１４を介して転舵アクチュエータＰＳＡのピニオン軸２２に連結可能とされている。転舵アクチュエータＰＳＡは、第１ラックアンドピニオン機構２０、第２ラックアンドピニオン機構４０、表面磁石同期電動機（ＳＰＭ：電動機５０）及びインバータ６０を備えている。

第１ラックアンドピニオン機構２０は、所定の交叉角をもって配置されたラック軸３０とピニオン軸２２とを備え、ラック軸３０に形成された第１ラック歯３２ａとピニオン軸２２に形成されたピニオン歯２２ａとが噛合されている。なお、ラック軸３０の両端には、タイロッドを介して転舵輪３４が連結されている。

第２ラックアンドピニオン機構４０は、所定の交叉角をもって配置されたラック軸３０とピニオン軸４２とを備えており、ラック軸３０に形成された第２ラック歯３４ａとピニオン軸４２に形成されたピニオン歯４２ａとが噛合されている。

ピニオン軸４２は、減速機３６を介して、電動機５０の回転軸５２に接続されている。電動機５０には、インバータ６０が接続されている。インバータ６０は、バッテリ６２の正極および負極のそれぞれを電動機５０の端子に選択的に印加することによってバッテリ６２の直流電圧を交流電圧に変換する電力変換回路である。なお、ラック軸３０は、ラックハウジング３８に収容されている。

制御装置７０は、操舵装置１０を制御対象とする。制御装置７０は、制御対象の制御に際し、ステアリングシャフト１４およびピニオン軸２２間に設けられたトーションバー１６の捩れ量に基づきステアリング１２に入力された操舵トルクＴｒｑを検出するトルクセンサ６４の検出値や、電動機５０の電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを検出する電流センサ６６の検出値を取り込む。また、制御装置７０は、電動機５０の回転軸５２の回転角度θを検出する回転角度センサ６８や、車両の走行速度（車速Ｖ）を検出する車速センサ６９の出力値を取り込む。制御装置７０は、中央処理装置（ＣＰＵ７２）およびメモリ７４を備えており、メモリ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２が実行することにより制御対象の制御を実行する。

図２に、メモリ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２が実行することにより実現される処理の一部を示す。
アシストトルク設定処理部Ｍ１０は、操舵トルクＴｒｑと車速Ｖとに基づき、アシストトルクの指令値（アシスト指令値Ｔｒｑａ＊）を設定する。アシストトルク設定処理部Ｍ１０は、アシスト指令値Ｔｒｑａ＊の大きさ（絶対値）を、操舵トルクＴｒｑの大きさ（絶対値）が大きいほど大きい値に設定する。アシストトルク設定処理部Ｍ１０は、アシスト指令値Ｔｒｑａ＊の絶対値を、操舵トルクＴｒｑが同一であっても、車速Ｖが低い場合には高い場合よりも大きい値に設定する。なお、以下では、操舵トルクＴｒｑの符号を、右旋回側の値である場合に正、左旋回側の値である場合に負と定義する。

電流指令値設定処理部Ｍ１２は、アシスト指令値Ｔｒｑａ＊に基づき、ｑ軸の電流指令値ｉｑ０＊を設定する。詳しくは、電流指令値設定処理部Ｍ１２は、アシスト指令値Ｔｒｑａ＊の大きさが大きいほど、電流指令値ｉｑ０＊の大きさ（絶対値）を大きい値に設定する。なお、電流指令値ｉｑ０＊の符号は、操舵トルクＴｒｑの符号と同様、右旋回側を正とする。

上限ガード処理部Ｍ１４は、ｑ軸の電流指令値ｉｑ０＊の絶対値が、上限ガード値Ｉｔｈ以下となるように上限ガード処理を施す。ここで、上限ガード値Ｉｔｈは、電動機５０の回転速度ωの大きさ（絶対値）が大きい場合に小さい場合よりも小さい値に設定される。

上限ガード処理部Ｍ１４によってガード処理が施された電流指令値ｉｑ０＊である電流指令値ｉｑ１＊は、切替処理部Ｍ１６によって選択される場合、ｑ軸の電流指令値ｉｑ＊として、偏差算出処理部Ｍ２０に入力される。

一方、電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗは、ｄｑ変換処理部Ｍ１８によってｄ軸の電流ｉｄおよびｑ軸の電流ｉｑに変換される。そして、偏差算出処理部Ｍ２０では、電流指令値ｉｑ＊から電流ｉｑを減算した値を出力する。そして、ｑ軸フィードバック処理部Ｍ２２では、偏差算出処理部Ｍ２０の出力値に基づき、ｑ軸の電流ｉｑを電流指令値ｉｑ＊にフィードバック制御するための操作量としてｑ軸の電圧指令値ｖｑ＊を設定する。具体的には、偏差算出処理部Ｍ２０の出力値を入力とする比例要素の出力値と積分要素の出力値との和を操作量とする。

偏差算出処理部Ｍ２４は、ｄ軸の電流指令値（ここでは、「０」を例示）から電流ｉｄを減算した値を出力する。ｄ軸フィードバック処理部Ｍ２６は、偏差算出処理部Ｍ２４の出力値を入力とし、ｄ軸の電流ｉｄをその指令値にフィードバック制御するための操作量であるｄ軸の電圧指令値ｖｄ＊を設定する。具体的には、偏差算出処理部Ｍ２４の出力値を入力とする比例要素の出力値と積分要素の出力値との和を操作量とする。

３相変換処理部Ｍ２８は、回転角度θに基づき、ｄｑ軸の電圧指令値ｖｄ＊，ｖｑ＊を、３相固定座標系における電圧指令値ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊に変換する。操作信号生成処理部Ｍ３０は、インバータ６０の出力線間電圧が電圧指令値ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊によって定まる相間電圧となるように、インバータ６０の操作信号ＭＳを生成して出力する。

回転速度算出処理部Ｍ３２は、回転角度θに基づき、電動機５０の回転軸５２の回転速度ωを算出する。加速度算出処理部Ｍ３４は、回転速度ωに基づき、回転速度ωの変化速度（角加速度ｄω）を算出する。

エンド当て処理部Ｍ３６は、切替処理部Ｍ１６の入力となるエンド時電流指令値ｉｑｔｈを生成したり、切替処理部Ｍ１６に切り替えのための情報を提供したりする。なお、エンド時電流指令値ｉｑｔｈは、エンド当てに起因して急激に低下した電動機５０の誘起電圧にとって電圧指令値ｖｑ＊が適切な大きさよりも過度に大きくなる場合において、電流ｉｑの大きさが電流指令値ｉｑ１＊の大きさよりも過度に大きくなることを抑制するための値に設定されるパラメータである。

図３に、エンド当て処理部Ｍ３６が実行する処理の１つであるエンド当ての判定処理の手順を示す。図３に示す処理は、メモリ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２が実行することによりエンド当て処理部Ｍ３６による処理として実現される。図３に示す処理は、たとえば所定周期で繰り返し実行される。

図３に示す一連の処理において、ＣＰＵ７２は、まずエンド当て判定フラグＦが「０」であるか否かを判定する（Ｓ１０）。エンド当て判定フラグＦは、「０」である場合に、エンド当ての判定がなされていないことを示し、「１」または「２」である場合に、エンド当ての判定がなされていることを示す。ＣＰＵ７２は、エンド当て判定フラグＦが「０」である場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、以下の（ｄ１），（ｅ１），（ｆ１），（ｇ１）の条件の論理積が真であるか否かを判定する（Ｓ１２）。この処理は、ステアリング１２が右旋回側に切られることによってエンド当てが生じたか否かを判定する処理である。

（ｄ１）角加速度ｄωが、判定用加速度閾値ｄωｔｈよりも小さい旨の条件。ここで、判定用加速度閾値ｄωｔｈは、負の値に設定されている。
（ｅ１）回転速度ωが判定用速度閾値ωｔｈよりも大きい旨の条件。この条件は、エンド時電流指令値ｉｑｔｈを用いた電動機５０の電流の制御を、ラック軸３０が勢いよくラックハウジング３８に接触した場合に限って行うための設定である。判定用速度閾値ωｔｈは、正の値に設定されている。

（ｆ１）操舵トルクＴｒｑがトルク閾値Ｔｒｑｔｈよりも大きい旨の条件。この処理は、エンド時電流指令値ｉｑｔｈを用いた電動機５０の電流の制御を、ラック軸３０がラックハウジング３８に大きな力で接触する場合に限って実行するための条件である。

（ｇ１）電流ｉｑが判定用電流閾値ｉｑｔｈ１よりも大きい旨の条件。この処理は、エンド時電流指令値ｉｑｔｈを用いた電動機５０の電流の制御を、ラック軸３０がラックハウジング３８に大きな力で接触する場合に限って実行するための条件である。

ＣＰＵ７２は、上記論理積が真であると判定する場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１２において肯定判定された回数をカウントする右旋回カウンタＣｐをインクリメントする（Ｓ１４）。次に、ＣＰＵ７２は、後述するステップＳ２６において肯定判定された回数をカウントする左旋回カウンタＣｎを初期化する（Ｓ１６）。そしてＣＰＵ７２は、右旋回カウンタＣｐが閾値Ｃｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ１８）。ここで閾値Ｃｔｈは、２以上の整数である。

ＣＰＵ７２は、閾値Ｃｔｈ以上であると判定する場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、右旋回カウンタＣｐを初期化し（Ｓ２０）、エンド当て判定フラグＦを「１」とする（Ｓ２２）。
一方、ＣＰＵ７２は、上記（ｄ１），（ｅ１），（ｆ１），（ｇ１）の条件の論理積が偽であると判定する場合（Ｓ１２：ＮＯ）、下記の（ｄ２），（ｅ２），（ｆ２），（ｇ２）の条件の論理積が真であるか否かを判定する（Ｓ２６）。この処理は、ステアリング１２が左旋回側に切られることによってエンド当てが生じたか否かを判定する処理である。

（ｄ２）角加速度ｄωが、「（−１）・ｄωｔｈ」よりも大きい旨の条件。
（ｅ２）回転速度ωが、「（−１）・ωｔｈ」よりも小さい旨の条件。
（ｆ２）操舵トルクＴｒｑが、「（−１）・Ｔｒｑｔｈ」よりも小さい旨の条件。

（ｇ２）電流ｉｑが、「（−１）・ｉｑｔｈ１」よりも小さい旨の条件。
ＣＰＵ７２は、上記（ｄ２），（ｅ２），（ｆ２），（ｇ２）の条件の論理積が真であると判定する場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、右旋回カウンタＣｐを初期化し（Ｓ２８）、左旋回カウンタＣｎをインクリメントする（Ｓ３０）。そして、ＣＰＵ７２は、左旋回カウンタＣｎが閾値Ｃｔｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ３２）。そしてＣＰＵ７２は、閾値Ｃｔｈ以上であると判定する場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、左旋回カウンタＣｎを初期化し（Ｓ３４）、エンド当て判定フラグＦを「２」とする（Ｓ３６）。

ＣＰＵ７２は、ステップＳ１０，Ｓ２６において否定判定する場合、右旋回カウンタＣｐおよび左旋回カウンタＣｎを初期化する（Ｓ３８）。そして、ＣＰＵ７２は、ステップＳ２２，Ｓ３６，Ｓ３８の処理が完了する場合や、ステップＳ１８，Ｓ３２において否定判定する場合には、図３に示す一連の処理を一旦終了する。

図４に、本実施形態にかかるエンド時電流指令値ｉｑｔｈの設定処理の手順を示す。図４に示す処理は、メモリ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２が実行することにより、エンド当て処理部Ｍ３６の処理として実現される。なお、図４に示す処理は、たとえば所定周期で繰り返し実行される。

図４に示す一連の処理において、ＣＰＵ７２は、まずエンド当て判定フラグＦが「１」または「２」であるか否かを判定する（Ｓ４０）。そして、ＣＰＵ７２は、「１」または「２」であると判定する場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）、上限ガード処理部Ｍ１４が出力するｑ軸の電流指令値ｉｑ１＊を「Ｋｉｃ・ｄω」にて補正することによって電流指令値ｉｑ１＊の絶対値を減少補正した値を、エンド時電流指令値ｉｑｔｈとする（Ｓ４２）。ここで、係数Ｋｉｃは、ゼロ以上の値であり、本実施形態では、エンド当ての本判定がなされてから所定時間Ｔが経過するまでの期間は、固定値Ｂとされ、所定時間Ｔ経過後には、漸減してゼロとなるように設定される。

なお、ＣＰＵ７２は、ステップＳ４２の処理が完了する場合や、ステップＳ４０において否定判定する場合には、図４に示す一連の処理を一旦終了する。
図５に、図２に示した切替処理部Ｍ１６が実行する処理の手順を示す。図５に示す処理は、たとえば所定周期で繰り返し実行される。なお、以下では、主体をＣＰＵ７２として記載する。

図５に示す一連の処理において、ＣＰＵ７２は、まず、エンド当て判定フラグＦが「１」または「２」であるか否かを判定する（Ｓ５０）。この処理は、電流指令値ｉｑ＊として、エンド時電流指令値ｉｑｔｈを用いるか否かを判定するためのものである。そしてＣＰＵ７２は、「１」または「２」であると判定する場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）、ｑ軸の電流指令値ｉｑ＊として、エンド時電流指令値ｉｑｔｈを選択する（Ｓ５２）。これに対し、ＣＰＵ７２は、エンド当て判定フラグＦが「０」であると判定する場合（Ｓ５０：ＮＯ）、ｑ軸の電流指令値ｉｑ＊として、図２に示した上限ガード処理部Ｍ１４が出力する電流指令値ｉｑ１＊を選択する（Ｓ５４）。

なお、ＣＰＵ７２は、ステップＳ５２，Ｓ５４の処理が完了する場合、図５に示す一連の処理を一旦終了する。
次に、エンド当て判定フラグＦの初期化処理について説明する。

図６に、エンド当て判定フラグを初期化する処理の手順を示す。図６に示す処理は、メモリ７４に記憶されたプログラムをＣＰＵ７２が実行することにより、エンド当て処理部Ｍ３６の処理として実現される。なお、図６に示す処理は、たとえば所定周期で繰り返し実行される。

図６に示す一連の処理において、ＣＰＵ７２は、エンド当て判定フラグＦが「１」であるか否かを判定する（Ｓ６０）。そしてＣＰＵ７２は、「１」であると判定する場合（Ｓ６０：ＹＥＳ）、エンド当ての判定後所定時間Ｔが経過する旨の条件と、上限ガード処理部Ｍ１４が出力する電流指令値ｉｑ１＊がエンド時電流指令値ｉｑｔｈ以下である旨の条件との論理積が真であるか否かを判定する（Ｓ６２）。電流指令値ｉｑ１＊がエンド時電流指令値ｉｑｔｈ以下である旨の条件は、電流指令値ｉｑ１＊の大きさがエンド時電流指令値ｉｑｔｈの大きさ以下である旨の条件である。そして、ＣＰＵ７２は、論理積が真であると判定する場合（Ｓ６２：ＹＥＳ）、エンド当て判定フラグＦを「０」とする（Ｓ６４）。

一方、ＣＰＵ７２は、エンド当て判定フラグＦが「１」ではないと判定する場合（Ｓ６０：ＮＯ）、エンド当て判定フラグＦが「２」であるか否かを判定する（Ｓ６６）。そして、ＣＰＵ７２は、エンド当て判定フラグＦが「２」であると判定する場合（Ｓ６６：ＹＥＳ）、エンド当ての判定後所定時間Ｔが経過する旨の条件と、上限ガード処理部Ｍ１４が出力する電流指令値ｉｑ１＊がエンド時電流指令値ｉｑｔｈ以上である旨の条件との論理積が真であるか否かを判定する（Ｓ６８）。電流指令値ｉｑ１＊がエンド時電流指令値ｉｑｔｈ以上である旨の条件は、電流指令値ｉｑ１＊の大きさがエンド時電流指令値ｉｑｔｈの大きさ以下である旨の条件である。そして、ＣＰＵ７２は、論理積が真であると判定する場合（Ｓ６８：ＹＥＳ）、エンド当て判定フラグＦを「０」とする（Ｓ６４）。

なお、ＣＰＵ７２は、ステップＳ６４の処理が完了する場合や、ステップＳ６２，Ｓ６６，Ｓ６８において否定判定する場合には、図６に示す一連の処理を一旦終了する。
ここで、本実施形態の作用を説明する。

ステアリング１２が右旋回側または左旋回側に切られることによって、ラック軸３０がラックハウジング３８に接触して軸方向への変位が規制されるエンド当てが生じると、電動機５０の誘起電圧の大きさが急激に低下することから、電流ｉｑの大きさが上昇する。ＣＰＵ７２は、エンド当ての判定をすると、電流指令値ｉｑ１＊の絶対値を、「Ｋｉｃ・ｄω」によって減少補正する。この期間においては、エンド当てによって回転速度ωが低下している。このため、図２に示したｑ軸フィードバック処理部Ｍ２２の出力するｑ軸の電圧指令値ｖｑ＊の大きさが、電流ｉｑを、電流指令値ｉｑ１＊に制御するうえで適切な値よりも大きい値となっている傾向がある。ｑ軸フィードバック処理部Ｍ２２は、ｑ軸の電圧指令値ｖｑ＊の大きさを、電流ｉｑの大きさが電流指令値ｉｑ＊の大きさを上回る度合いに応じて減少させる。ここで、本実施形態では、エンド時電流指令値ｉｑｔｈの大きさを、上限ガード処理部Ｍ１４が出力する電流指令値ｉｑ１＊の大きさよりも小さい値とする。このため、電流指令値ｉｑ＊を、電流指令値ｉｑ１＊とする場合と比較して、ｑ軸の電圧指令値ｖｑ＊の大きさを迅速に低下させることができる。

特に、エンド時電流指令値ｉｑｔｈの大きさの減少補正度合いを、角加速度ｄωの絶対値が大きいほど大きくなるようにすることにより、誘起電圧の大きさの低下速度が大きいほど、エンド時電流指令値ｉｑｔｈの大きさを小さくすることができる。このため、誘起電圧の大きさの低下速度が大きいほど、ｑ軸の電圧指令値ｖｑ＊の大きさの減少速度を大きくすることができる。

＜対応関係＞
上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項と、実施形態における事項との対応関係は、次の通りである。なお、以下において、「メモリ７４に記憶されたプログラムに従って所定の処理を実行するＣＰＵ７２」のことを、記載を簡素化するために、「所定の処理を実行するＣＰＵ７２」と記載する。

エンド判定処理部は、ステップＳ１２〜Ｓ２２，Ｓ２６〜Ｓ３６の処理を実行するＣＰＵ７２に対応し、エンド時制限処理部は、ステップＳ４２，Ｓ５２の処理を実行するＣＰＵ７２に対応する。また、フィードバック処理部は、ｑ軸フィードバック処理部Ｍ２２に対応し、操舵制御装置は、制御装置７０に対応し、指令値設定処理部は、アシストトルク設定処理部Ｍ１０、電流指令値設定処理部Ｍ１２、および上限ガード処理部Ｍ１４に対応する。

＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態の各事項の少なくとも１つを、以下のように変更してもよい。
・「エンド判定処理部について」
上記（ｄ１）〜（ｇ１）の条件の論理積が真であることや、上記（ｄ２）〜（ｇ２）の条件の論理積が真であることに基づき、エンド当てが生じた旨の判定をするものに限らない。たとえば、上記（ｄ１）〜（ｆ１）の条件の論理積が真であることや、上記（ｄ２）〜（ｆ２）の条件の論理積が真であることに基づき、エンド当てが生じた旨の本判定をするものであってもよい。また、たとえば、上記（ｄ１），（ｅ１）および（ｇ１）の条件の論理積が真であることや、上記（ｄ２），（ｅ２）および（ｇ２）の条件の論理積が真であることに基づき、エンド当てが生じた旨の本判定をするものであってもよい。またたとえば、上記（ｄ１）および（ｅ１）の条件の論理積が真であることや、上記（ｄ２）および（ｅ２）の条件の論理積が真であることに基づき、エンド当てが生じた旨の本判定をするものであってもよい。

上記実施形態では、閾値Ｃｔｈを２以上としたが、１としてもよい。
回転速度ωの絶対値の減少に基づきエンド当てを判定するものに限らない。たとえば、操舵トルクＴｒｑと、その変化速度とに基づき、エンド当てを判定するものであってもよい。具体的には、たとえば、操舵トルクの大きさが所定値以上であって且つ、操舵トルクの変化速度の大きさが規定値以上であることを条件に、エンド当てと判定すればよい。

・「フィードバック処理部について」
ｑ軸の電流ｉｑと電流指令値ｉｑ＊との差を入力とする比例要素および積分要素の各出力値の和を電圧指令値ｖｑ＊とするものに限らず、たとえば、積分要素の出力値を電圧指令値ｖｑ＊とするものであってもよい。また、微分要素の出力値を加味して電圧指令値ｖｑ＊を設定するものであってもよい。この場合、微分要素によっても、誘起電圧の大きさの急低下に起因した電流ｉｑの大きさの急上昇を抑制することが可能となる。

ｄ軸の電流ｉｄと電流指令値ｉｄ＊との差を入力とする比例要素および積分要素の各出力値の和を電圧指令値ｖｄ＊とするものに限らず、たとえば、積分要素の出力値を電圧指令値ｖｄ＊とするものであってもよい。また、微分要素の出力値を加味して電圧指令値ｖｄ＊を設定するものであってもよい。

・「電流の制御について」
ｄ軸の電圧指令値ｖｄ＊を、ｄ軸のフィードバック操作量とするものに限らず、たとえば、ｄ軸のフィードバック操作量と、非干渉制御による開ループ操作量「（−１）・ω・Ｌ・ｉｑ」との和であってもよい。ここでは、インダクタンスＬを用いている。

ｑ軸の電圧指令値ｖｑ＊を、ｑ軸のフィードバック操作量とするものに限らず、たとえば、ｑ軸のフィードバック操作量と、非干渉制御による開ループ操作量「ω・Ｌ・ｉｄ」との和であってもよい。さらに、ｑ軸の電圧指令値ｖｑ＊を、ｑ軸のフィードバック操作量と、非干渉制御による開ループ操作量と、誘起電圧に応じた開ループ操作量「ω・φ」との和としてもよい。誘起電圧に応じた開ループ操作量を用いる場合であっても、その更新周期や、その更新の入力となる回転速度ωの更新周期の設定によって、エンド当てによって誘起電圧の大きさが急激に低下した割りに開ループ操作量の変更が遅れるなら、電流ｉｑの大きさが急激に上昇するおそれがある。そしてその場合には、エンド当て時の電流指令値ｉｑ＊を、「ｉｑ１＊＋Ｋｉｃ・ｄω」とすることが有効である。

上記実施形態では、ｄ軸の電流指令値ｉｄ＊をゼロとしたが、これに限らず、たとえば負の値として弱め界磁制御を実行してもよい。
回転座標系の電流成分をその指令値に制御するものとしては、ｄｑ軸上の電流成分を制御するものに限らず、たとえば、ｄｑ軸に対して所定角度だけずれた回転座標系の電流成分をその指令値に制御するものであってもよい。ただしこの場合には、回転座標系の２つの電流成分の指令値を、それぞれ角加速度ｄωに応じて減少補正する。

・「Ｋｉｃ・ｄω補正について」
図４の処理においては、所定時間ＴにわたってＫｉｃをゼロよりも大きい一定値とした後、漸減させてゼロとし、所定時間Ｔを、図６のステップＳ６２，Ｓ６８の所定時間Ｔと一致させたが、これに限らない。換言すれば、図４の処理における所定時間Ｔと、図６のステップＳ６２，Ｓ６８の所定時間Ｔとが一致している必要はない。

・「エンド時制限処理部について」
上記実施形態やその変形例においては、ｑ軸の電流指令値ｉｑ１＊を減少補正することによって、ｑ軸フィードバック処理部Ｍ２２の入力となる電流指令値ｉｑ＊と電流ｉｑとの差の大きさを増加補正したが、これに限らず、電流ｉｑを回転速度ωの大きさの低下度合いに応じて増加補正してもよい。具体的には、たとえばｑ軸フィードバック処理部Ｍ２２の入力となる電流ｉｑを、「ｉｑ−Ｋｉｃ・ｄω」に補正すればよい。

また、エンド当て時に偏差算出処理部Ｍ２０の入力となる電流指令値ｉｑ＊としては、最新の電流指令値ｉｑ１＊に基づくものに限らない。たとえば、上記特許文献１に記載されているように、電流指令値ｉｑ１＊をローパスフィルタにて処理した値であってエンド当ての判定がなされた時点における値としてもよい。

なお、「電動機について」の欄に記載したようにＩＰＭＳＭを用いる場合、ｄ軸の電流指令値ｉｄ＊についてもその絶対値を、回転速度ωの大きさの低下度合いに応じて減少補正してもよい。これにより、リラクタンストルクを減少させることができることから、エンド当てに起因して電動機５０のトルクが大きくなる現象が生じることについては、いっそう抑制することができる。

・「限界角について」
操舵装置１０の構造によって定まる転舵輪３４の転舵角の絶対値の上限値である限界角としては、ラック軸３０がラックハウジング３８に接触する際の転舵角に限らない。たとえば、ステアリング１２にスパイラルケーブルが取り付けられている場合において、ステアリング１２の操舵角の絶対値がスパイラルケーブルによって定まる上限値となるときにラック軸３０がラックハウジング３８に接触しない場合には、スパイラルケーブルによって定まる転舵角の最大値であってもよい。ただし、「操舵装置について」の欄に記載したように、操舵装置が舵角比を可変とするアクチュエータを備える場合、限界角は、舵角比に応じて変化する値となる。

・「電動機について」
永久磁石同期電動機としては、ＳＰＭに限らず、たとえば埋込磁石同期電動機（ＩＰＭＳＭ）であってもよい。また、永久磁石同期電動機に限らない。たとえば、直流電動機であってもよい。また永久磁石を備えない巻線界磁型同期電動機であってもよい。このように、ロータが永久磁石を備えないものであっても、回転速度の大きさが急激に低下する場合には、誘起電圧の大きさの急激な低下に伴ってステータコイルを流れる電流の大きさが急激に上昇するおそれがある。このため、エンド当て時の電流指令値ｉｑ＊を、「ｉｑ１＊＋Ｋｉｃ・ｄω」とすることが有効である。

・「制御装置について」
制御装置７０が、ＣＰＵ７２およびメモリ７４を備えて、上述した各種処理を全てソフトウェア処理するものに限らない。たとえば、図３に示した処理を、専用のハードウェア（特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣ）にて処理するなど、少なくとも一部の処理を実行するＡＳＩＣを備えたものであってもよい。

・「操舵装置について」
ステアリング１２の回転角（操舵角）と転舵輪３４の転舵角とが１対１に対応するものに限らず、たとえば、舵角比可変アクチュエータを備えて操舵角と転舵角との比である舵角比を電子制御によって変更可能なものであってもよい。

・「そのほか」
転舵アクチュエータＰＳＡとしては、ラックアンドピニオン型のものに限らない。たとえば、ラッククロス型のものや、ラックパラレル（登録商標）、ラック同軸型のものなどを採用してもよい。

１０…操舵装置、１２…ステアリング、１４…ステアリングシャフト、１６…トーションバー、２０…第１ラックアンドピニオン機構、２２…ピニオン軸、２２ａ…ピニオン歯、３０…ラック軸、３２ａ…第１ラック歯、３４…転舵輪、３４ａ…第２ラック歯、３６…減速機、３８…ラックハウジング、４０…第２ラックアンドピニオン機構、４２…ピニオン軸、４２ａ…ピニオン歯、５０…電動機、５２…回転軸、６０…インバータ、６２…バッテリ、６４…トルクセンサ、６６…シャント抵抗、６８…回転角度センサ、６９…車速センサ、７０…制御装置、７２…ＣＰＵ、７４…メモリ。

Claims (3)

1. 車両の転舵輪を転舵させる転舵アクチュエータを備え、ステアリングの操舵に応じて前記転舵輪の転舵をアシストする操舵装置を制御対象とし、
   前記転舵アクチュエータは、電動機を備え、
   操舵トルクの検出値に基づき、電流指令値を設定する指令値設定処理部と、
   前記電動機を流れる電流と前記電流指令値との差を入力とする積分要素の出力値に基づき、前記電動機の電流を前記電流指令値にフィードバック制御すべく、前記電動機に印加する電圧を操作するフィードバック処理部と、
   前記転舵輪の転舵角が前記操舵装置の構造によって定まる限界角に到達したか否かを判定するエンド判定処理部と、
   前記エンド判定処理部によって前記限界角に到達したと判定される場合、前記フィードバック処理部の入力となる前記電動機を流れる電流と前記電流指令値との差の大きさを、前記電動機の回転速度の変化速度に基づき増加補正するエンド時制限処理部と、を備える操舵制御装置。
2. 前記エンド時制限処理部は、前記エンド判定処理部によって限界角に到達したと判定される場合、前記差を構成する前記電流指令値の大きさを、前記指令値設定処理部が設定した前記電流指令値が前記電動機の回転速度の変化速度に基づき減少補正された値に制限することによって、前記電動機を流れる電流と前記電流指令値との差の大きさを増加補正する請求項１記載の操舵制御装置。
3. 前記エンド時制限処理部は、前記電動機の回転速度の変化速度に係数を乗算した値を前記指令値設定処理部が設定した前記電流指令値に加算した値に、前記フィードバック処理部の入力となる前記電動機の電流指令値の大きさを制限するものであり、
   前記係数を所定時間にわたってゼロよりも大きい所定値に保ち、前記所定期間経過後に漸減させる請求項２記載の操舵制御装置。

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