JP6828857B2 - 車両の操舵に用いられるアクチュエータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の操舵に用いられるアクチュエータ制御装置に関する。

車両の自動操舵に関する技術として、下記特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置が知られている。この電動パワーステアリング装置は、操舵トルクを比例微分して補正電流指令値２を演算する制振制御部と、目標操舵角と実操舵角との舵角偏差を入力とする位置制御部と、位置制御部からのモータ速度指令値とモータ角速度との偏差を入力とする積分部と、モータ角速度を入力とする比例部と、積分部の出力から比例部の出力を減算して補正電流指令値１を出力する速度制御部とを有し、補正電流指令値１と補正電流指令値２を加算して自動操舵のためのモータ電流指令値を算出する。

また、下記特許文献２に記載のアクチュエータ制御装置は、第１アシスト成分Ｔａ１＊を演算するアシスト制御部と、操舵トルクが閾値Ｂ未満の間に、角度偏差に基づき得られる積分項を用いるＰＩＤ制御により第２アシスト成分Ｔａ２＊を演算する自動操舵制御部を備え、操舵トルクがＡ未満の間と比べて、操舵トルクが閾値Ａ以上かつ閾値Ｂ未満の間に積分項が増大し難くなるように制限する。

特許第５９１５８１１号明細書 特開２０１８−０２４２８１号公報

上記特許文献１の電動パワーステアリング装置は、運転者の操舵により操舵角の偏差が発生した場合に、運転者の操舵と反対方向の制御値を生成するため、運転者の操舵感に変化が発生して運転者に違和感を与えるおそれがあった。
また、上記特許文献２のアクチュエータ制御装置は、運転者が閾値Ａ以上かつ閾値Ｂ未満の操舵トルクで保舵した場合には、角度偏差に応じた積分制御により第２アシスト成分Ｔａ２＊を生成するため、時間の経過とともに増大する操舵反力により運転者の操舵感に変化が発生して運転者に違和感を与えるおそれがあった。

また、閾値Ｂ以上の操舵トルクで保舵した場合には第２アシスト成分Ｔａ２＊が生成されず違和感が生じないが、操舵トルクが閾値Ｂ未満に低下するとその時点の角度偏差を積算するため第２アシスト成分Ｔａ２＊が急変し、急な操舵制御により運転者が操向ハンドルを取られるおそれがあった。
本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、運転者の操舵操作により生じた自動操舵制御に起因する運転者の操舵感の変化を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様による車両の操舵に用いられるアクチュエータ制御装置は、運転者による車両の操舵機構に対する操作状態量に基づいて、転舵輪を転舵するアクチュエータを制御する転舵制御値を演算する転舵制御値演算部と、車両の周囲環境に基づいて、車両の進行方向を示す状態量の目標値を設定する目標値設定部と、積分制御により、実際の状態量が目標値に近付くようにアクチュエータを制御する目標値制御部と、積分制御において演算される第１積分値の増加を、操作状態量に応じて演算される第２積分値に応じて抑制する積分抑制部と、を備える。

例えば、目標値制御部は、実際の状態量と目標値との偏差を積分して第１積分値を演算し、第１積分値に応じた積分制御によりアクチュエータを制御する積分制御部を備えてよい。
また例えば、目標値制御部は、実際の状態量と目標値との差分に基づき状態量の目標変化速度を演算する目標変化速度演算部と、実際の状態量の変化速度と目標変化速度との偏差を積分して第１積分値を演算し、第１積分値に応じた積分制御によりアクチュエータを制御する積分制御部と、を備えてもよい。

本発明によれば、運転者の操舵操作により生じた自動操舵制御に起因する運転者の操舵感の変化を抑制できる。

第１及び第２実施形態の電動パワーステアリング装置の一例の概要を示す構成図である。 第１及び第２実施形態のＥＰＳ−ＥＣＵ（Electric Power Steering - Electronic Control Unit）の機能構成の一例を示すブロック図である。 第１実施形態の指令値演算部の機能構成の一例を示すブロック図である。 積分抑制変数演算部の機能構成の一例を示すブロック図である。 （ａ）は操舵トルクＴｈに応じた入力制限値変更量ΔＬｉの特性の一例を示す特性図であり、（ｂ）は操舵トルクＴｈに応じた漸減ゲイン変更量ΔＧｄの特性の一例を示す特性図である。 入力制限器の入出力特性の一例を示す特性図である。 比例器の機能構成の一例を示すブロック図である。 操舵トルクＴｈに応じた比例ゲインＧｐの特性の一例を示す特性図である。 入力制限値Ｌｉに応じた増加ゲインＧｉの特性の一例を示す特性図である。 積分器の機能構成の一例を示すブロック図である。 第１実施形態のアクチュエータ制御方法の一例を示すフローチャートである。 （ａ）は第１実施形態の第１変形例の積分抑制変数演算部の機能構成の一例を示すブロック図であり、（ｂ）は第１実施形態の第１変形例の入力制限値変更量ΔＬｉの特性の一例を示す特性図である。 （ａ）は第１実施形態の第２変形例の積分抑制変数演算部の機能構成の一例を示すブロック図であり、（ｂ）は入力制限値変更量ΔＬｉを低減する低減量ｄΔの特性の一例を示す特性図である。 第２実施形態の指令値演算部の機能構成の一例を示すブロック図である。 操舵角速度ωに応じたダンピング制御値Ｄの特性の一例を示す特性図である。 第２実施形態のアクチュエータ制御方法の一例を示すフローチャートである。 第３実施形態のステアバイワイヤ機構の一例の概要を示す構成図の機能構成の一例を示すブロック図である。 第３実施形態のＳＢＷ−ＥＣＵ（Steer By Wire - Electronic Control Unit）の機能構成の一例を示すブロック図である。 第３実施形態の指令値演算部の機能構成の一例を示すブロック図である。 第３実施形態の第１変形例の指令値演算部の機能構成の一例を示すブロック図である。

本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、以下に示す本発明の実施形態は、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、構成部品の構成、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。

（第１実施形態）
第１及び第２実施形態の電動パワーステアリング装置の構成例を図１に示す。操向ハンドル１の操舵軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）２は減速機構を構成する減速ギア（ウォームギア）３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構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。

ピニオンラック機構５は、ユニバーサルジョイント４ｂから操舵力が伝達されるピニオンシャフトに連結されたピニオン５ａと、このピニオン５ａに噛合するラック５ｂとを有し、ピニオン５ａに伝達された回転運動をラック５ｂで車幅方向の直進運動に変換する。
操舵軸２には操舵トルクＴｈを検出するトルクセンサ１０が設けられている。また、操舵軸２には、操向ハンドル１の操舵角θを検出する操舵角センサ１４が設けられている。

また、操向ハンドル１の操舵力を補助する操舵補助モータ２０が減速ギア３を介して操舵軸２に連結されている。電動パワーステアリング（ＥＰＳ：Electric Power Steering）装置を制御するコントローラであるＥＰＳ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０には、バッテリ１３から電力が供給されるとともに、イグニション（ＩＧＮ）キー１１を経てイグニションキー信号が入力される。
なお、操舵補助力を付与する手段は、モータに限られず、様々な種類のアクチュエータを利用可能である。

ＥＰＳ−ＥＣＵ３０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Ｖｈと、操舵角センサ１４で検出された操舵角θに基づいてアシスト制御指令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によって操舵補助モータ２０に供給する電流を制御する。
なお、操舵角センサ１４は必須のものではなく、操舵補助モータ２０に連結されたレゾルバ等の回転角センサから操舵角θを取得してもよい。

ＥＰＳ−ＥＣＵ３０は、例えば、プロセッサと、記憶装置等の周辺部品とを含むコンピュータを備えてよい。プロセッサは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）であってよい。
記憶装置は、半導体記憶装置、磁気記憶装置及び光学記憶装置のいずれかを備えてよい。記憶装置は、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを含んでよい。
以下に説明するＥＰＳ−ＥＣＵ３０の機能は、例えばＥＰＳ−ＥＣＵ３０のプロセッサが、記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。

なお、ＥＰＳ−ＥＣＵ３０を、以下に説明する各情報処理を実行するための専用のハードウエアにより形成してもよい。
例えば、ＥＰＳ−ＥＣＵ３０は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を備えてもよい。例えばＥＰＳ−ＥＣＵ３０はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：Field-Programmable Gate Array）等のプログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）等を有していてもよい。

図２を参照して、第１実施形態のＥＰＳ−ＥＣＵ３０の機能構成の一例を説明する。ＥＰＳ−ＥＣＵ３０は、指令値演算部３１と、減算器３２と、比例積分（ＰＩ：Proportional-Integral）制御部３３と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部３４と、インバータ（ＩＮＶ）３５を備える。
指令値演算部３１は、走行制御ＥＣＵ３７により設定された目標操舵角θｒと、操舵角θと、操舵トルクＴｈと、車速Ｖｈに基づいて、操舵補助モータ２０の駆動電流の制御目標値である電流指令値Ｉｒｅｆを演算する。

走行制御ＥＣＵ３７は、目標軌道演算部３８と操舵指令値演算部３９を備える。目標軌道演算部３８は、状態検出部３６により検出された車両の周囲環境と車両の走行状態に基づいて、車両を走行させる目標軌道を演算する。
状態検出部３６は、車両の周囲環境を検出する測距装置やカメラ、並びに車両の走行状態を検出する角速度センサや加速度センサ等を含んでよい。

操舵指令値演算部３９は、目標軌道演算部３８が演算した目標軌道と、状態検出部３６による検出結果に基づいて、操舵角θの制御目標値である目標操舵角θｒを演算して、ＥＰＳ−ＥＣＵ３０へ出力する。
指令値演算部３１が演算した電流指令値Ｉｒｅｆは減算器３２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（Ｉｒｅｆ−Ｉｍ）が演算され、その偏差（Ｉｒｅｆ−Ｉｍ）が操舵動作の特性改善のためのＰＩ制御部３３に入力される。

ＰＩ制御部３３で特性改善された操舵補助指令値ＶｒｅｆがＰＷＭ制御部３４に入力され、更に駆動部としてのインバータ３５を介して操舵補助モータ２０がＰＷＭ駆動される。操舵補助モータ２０の電流値Ｉｍはモータ電流検出器２１で検出され、減算器３２にフィードバックされる。インバータ３５は、駆動素子としてＦＥＴ（Field Effect Transistor）が用いられ、ＦＥＴのブリッジ回路で構成されている。

次に、図３を参照して指令値演算部３１の機能構成を説明する。指令値演算部３１は、操舵機構に対する運転者の操作によって変化する操作状態量に基づいて操舵補助モータ２０を制御する第１補助制御値Ｃ１を演算する。
また、指令値演算部３１は、目標操舵角θｒに実操舵角θを近付けるように操舵補助モータ２０を制御する第２補助制御値Ｃ２を演算する。

指令値演算部３１は、操舵トルクＴｈと車速Ｖｈに基づいて第１補助制御値Ｃ１を演算する第１補助制御値演算部４０と、目標操舵角θｒから実操舵角θを減じて偏差Δθ（＝θｒ−θ）を演算する減算器４１と、偏差Δθに基づくＰＩ制御により第２補助制御値Ｃ２を演算する比例器４５、積分器４６、及び加算器４７と、を備える。減算器４１、比例器４５、積分器４６及び加算器４７は、特許請求の範囲に記載の「目標値制御部」の一例である。
さらに、指令値演算部３１は、第１補助制御値Ｃ１と第２補助制御値Ｃ２との和を電流指令値Ｉｒｅｆとして算出する加算器４８を備え、第１補助制御値Ｃ１及び第２補助制御値Ｃ２の少なくとも一方に基づいて電流指令値Ｉｒｅｆを演算する。

偏差Δθに基づくＰＩ制御により生成した第２補助制御値Ｃ２に基づいて電流指令値Ｉｒｅｆを演算すると、運転者の操舵により偏差Δθが発生した場合に運転者の操舵を妨げる方向の電流指令値Ｉｒｅｆが生成され、運転者の操舵を困難にする。
また、運転者の保舵により偏差Δθが維持されると、偏差Δθの積算が続くことにより第２補助制御値Ｃ２が増加し、時間の経過とともに操舵反力が増加して違和感を与えることになる。

これらの問題は、例えば、操舵機構に対する運転者による操作状態量（例えば操舵トルクＴｈ）自体の大きさに応じて偏差Δθの積算を停止することにより解消できる。
しかしながら、操作状態量の増大により積算を停止した後に、操作状態量が減少して積算停止が解除されると、その時点の偏差Δθが積算されることで第２補助制御値Ｃ２が急変し、急な操舵制御により運転者が操向ハンドルを取られるおそれがある。

そこで、第１実施形態の指令値演算部３１は、操作状態量に応じた値の積分値を演算し、この積分値に応じて、積分器４６が演算する偏差Δθの積分値の増加を抑制する。なお、積分器４６が演算する偏差Δθの積分値は、特許請求の範囲に記載の「第１積分値」の一例であり、操作状態量に応じた値の積分値は、特許請求の範囲に記載の「第２積分値」の一例である。
操作状態量に応じた値の積分値に応じて偏差Δθの積分値の増加を抑制することにより、運転者による操作状態量が大きく運転者の操舵意思の強い場合に、運転者の操舵方向と反対方向の第２補助制御値Ｃ２の変化が抑制されるので、運転者の操舵感の変化を抑制できる。

また、操作状態量自体の代わりに、操作状態量に応じた値の積分値に応じて抑制することで、操作状態量が変化しない保舵等の状態においても保舵が継続する時間に応じて偏差Δθの積分値が抑制されるので、第２補助制御値Ｃ２の増加による運転者の操舵感の変化を抑制できる。
また、操作状態量が減って第１積分値の増加抑制を解除する際にも、操作状態量に応じた値の積分値は操作状態量それ自体よりも緩慢に変化するため、第２補助制御値Ｃ２の急変を防止できる。

指令値演算部３１は、積分抑制変数演算部４２と、入力制限器４３と、符号反転器４４を備える。積分抑制変数演算部４２には、操舵機構に対する運転者による操作状態量の一例として操舵トルクＴｈが入力される。なお、操作状態量は操舵トルクＴｈに限られず、例えば操舵角θや操向車輪８Ｌ、８Ｒの転舵角でもよい。
積分抑制変数演算部４２は、操舵トルクＴｈに応じて変化する値を積分することにより、積分器４６による偏差Δθの積分値の増加を抑制するための積分抑制変数を演算する。

積分抑制変数は、特許請求の範囲に記載の「第２積分値」の一例である。積分抑制変数演算部４２は、積分抑制変数として入力制限値Ｌｉと漸減ゲインＧｄを演算する。
入力制限値Ｌｉは、積分器４６に入力される偏差Δθに対する上限値及び下限値であり、積分器４６に入力する偏差Δθの大きさを制限する。このため、入力制限値Ｌｉが小さいほど積分値の増加が抑制され、入力制限値Ｌｉが大きいほど積分値の増加抑制が緩和される。

漸減ゲインＧｄは、積分器４６の積分結果を変更することにより、偏差Δθの積分値の増加を抑制するゲインである。例えば、漸減ゲインＧｄは、積分器４６の積分結果に乗じられるゲインであってよい。この場合、漸減ゲインＧｄが小さいほど積分値の増加が抑制され、漸減ゲインＧｄが大きいほど積分値の増加抑制が緩和される。

図４を参照する。積分抑制変数演算部４２は、絶対値算出部（ＡＢＳ）５０と、入力制限値変更量設定部５１と、加算器５２、５５と、過去値保持部（遅延処理部）５３、５６と、漸減ゲイン変更量設定部５４を備える。
絶対値算出部５０は、操舵トルクＴｈの絶対値｜Ｔｈ｜を算出して、入力制限値変更量設定部５１と漸減ゲイン変更量設定部５４へ入力する。

入力制限値変更量設定部５１は、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜の変化に応じて変化する入力制限値変更量ΔＬｉを設定する。入力制限値変更量ΔＬｉは、特許請求の範囲に記載の「操作状態量に応じて変化する変数」の一例である。
入力制限値変更量ΔＬｉは、加算器５２に入力される。加算器５２は、過去値保持部５３を通じて直前周期（一周期前）に保持された入力制限値Ｌｉと入力制限値変更量ΔＬｉとを加算することにより入力制限値変更量ΔＬｉを積分し、積分結果を入力制限値Ｌｉとして算出する。

図５の（ａ）は、入力制限値変更量設定部５１により設定される、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜に応じた入力制限値変更量ΔＬｉの特性例を示す。
操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が閾値Ｔｈ１未満の範囲では入力制限値変更量ΔＬｉは正値となり閾値Ｔｈ１以上の範囲では負値となる。
これにより、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が閾値Ｔｈ１未満の場合（｜Ｔｈ｜が比較的小さい場合）には入力制限値Ｌｉが増加して、積分器４６による偏差Δθの積分値の増加抑制が緩和される。

また、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が閾値Ｔｈ１以上の場合（｜Ｔｈ｜が比較的大きい場合）には入力制限値Ｌｉが減少して、積分器４６による偏差Δθの積分値の増加がより抑制される。
閾値Ｔｈ１は、運転者の操舵意思がないと判断される操舵トルク（例えば、操向ハンドル１に単に手を添えているときに加わる操舵トルク）より大きな値に設定してよい。これにより、第２補助制御値Ｃ２が過度に抑制されることを防止できる。

操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が大きいほど、小さな入力制限値変更量ΔＬｉを設定してよい。例えば、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が閾値Ｔｈ１以上であり入力制限値変更量ΔＬｉが負値となる範囲において、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が大きいほど、入力制限値変更量ΔＬｉの絶対値を大きくしてよい。これにより、運転者の操舵意思が強い場合に入力制限値Ｌｉを迅速に変化させることができ、操舵意思に応じて第２補助制御値Ｃ２を調整できる。

また、閾値Ｔｈ１以上の操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜の変化に対する入力制限値変更量ΔＬｉの変化率が、閾値Ｔｈ１未満の場合の変化率よりも大きくなるように入力制限値変更量ΔＬｉを設定してよい。
例えば、閾値Ｔｈ１と任意の値Δとの和（Ｔｈ１＋Δ）と等しい操舵トルクに対して設定される入力制限値変更量Ｌ２の絶対値が、閾値Ｔｈ１から同じ値Δを減じた差（Ｔｈ１−Δ）と等しい操舵トルクに対して設定される入力制限値変更量Ｌ１の絶対値よりも大きくなるように入力制限値変更量ΔＬｉを設定してよい。また、操舵トルクの絶対値を表す軸、閾値Ｔｈ１及び入力制限値変更量ΔＬｉの特性線とで設定される二つの面積について比較した場合、閾値Ｔｈ１より原点側の面積が他方の面積より小さくなるように設定してよい。

これにより、運転者の操舵意思が強い場合に入力制限値Ｌｉを迅速に変化させることができ、操舵意思に応じて第２補助制御値Ｃ２を調整できる。
一方で、運転者の操舵意思がなく（または弱く）偏差Δθの積分値の増加抑制を緩和する際に入力制限値Ｌｉの変化を緩慢にすることができる。これにより、偏差Δθが大きくても第２補助制御値Ｃ２の変化を緩やかにし、運転者の操舵感の急変を防止できる。

図４を参照する。漸減ゲイン変更量設定部５４は、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜の変化に応じて変化する漸減ゲイン変更量ΔＧｄを設定する。漸減ゲイン変更量ΔＧｄは、特許請求の範囲に記載の「操作状態量に応じて変化する変数」の一例である。
漸減ゲイン変更量ΔＧｄは、加算器５５に入力される。加算器５５は、過去値保持部５６を通じて直前周期（一周期前）に保持された漸減ゲインＧｄと漸減ゲイン変更量ΔＧｄとを加算することにより漸減ゲイン変更量ΔＧｄを積分し、積分結果を漸減ゲインＧｄとして算出する。

図５の（ｂ）は、漸減ゲイン変更量設定部５４により設定される、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜に応じた漸減ゲイン変更量ΔＧｄの特性例を示す。
操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が閾値Ｔｈ２未満の範囲では漸減ゲイン変更量ΔＧｄは正値となり閾値Ｔｈ２以上の範囲では負値となる。
これにより、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が閾値Ｔｈ２未満の場合（｜Ｔｈ｜が比較的小さい場合）には漸減ゲイン変更量ΔＧｄが増加して、積分器４６による偏差Δθの積分値の増加抑制が緩和される。閾値Ｔｈ２は閾値Ｔｈ１と異なっていても等しくてもよい。

また、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が閾値Ｔｈ２以上である場合（｜Ｔｈ｜が比較的大きい場合）であり比較的大きい場合には漸減ゲイン変更量ΔＧｄが減少して、積分器４６による偏差Δθの積分値の増加がより抑制される。
閾値Ｔｈ２は、運転者の操舵意思がないと判断される操舵トルク（例えば、操向ハンドル１に単に手を添えているときに加わる操舵トルク）より大きな値に設定してよい。これにより、第２補助制御値Ｃ２が過度に抑制されることを防止できる。

操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が大きいほど、小さな漸減ゲイン変更量ΔＧｄを設定してよい。例えば、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が閾値Ｔｈ２以上であり漸減ゲイン変更量ΔＧｄが負値となる範囲において、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が大きいほど、漸減ゲイン変更量ΔＧｄの絶対値を大きくしてよい。これにより、運転者の操舵意思が強い場合に漸減ゲインＧｄを迅速に変化させることができ、操舵意思に応じて第２補助制御値Ｃ２を調整できる。

また、閾値Ｔｈ２以上の操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜の変化に対する漸減ゲイン変更量ΔＧｄの変化率が、閾値Ｔｈ２未満の場合の変化率よりも大きくなるように漸減ゲイン変更量ΔＧｄを設定してよい。
例えば、閾値Ｔｈ２と任意の値Δとの和（Ｔｈ２＋Δ）と等しい操舵トルクに対して設定される漸減ゲイン変更量Ｇ２の絶対値が、閾値Ｔｈ２から同じ値Δを減じた差（Ｔｈ２−Δ）と等しい操舵トルクに対して設定される漸減ゲイン変更量Ｇ１の絶対値よりも大きくなるように漸減ゲイン変更量ΔＧｄを設定してよい。また、操舵トルクの絶対値を表す軸、閾値Ｔｈ２及び入力制限値変更量ΔＧｄの特性線とで設定される二つの面積について比較した場合、閾値Ｔｈ２より原点側の面積が他方の面積より小さくなるように設定してよい。

これにより、運転者の操舵意思が強い場合に漸減ゲインＧｄを迅速に変化させることができ、操舵意思に応じて第２補助制御値Ｃ２を調整できる。
一方で、運転者の操舵意思がなく（または弱く）偏差Δθの積分値の増加抑制を緩和する際に漸減ゲインＧｄの変化を緩慢にすることができる。これにより、偏差Δθが大きくても第２補助制御値Ｃ２の変化を緩やかにし、運転者の操舵感の急変を防止できる。

図３を参照する。積分抑制変数演算部４２は、入力制限値Ｌｉを比例器４５、入力制限器４３、及び符号反転器４４に出力する。符号反転器４４は、入力制限値Ｌｉの符号を反転した値（−Ｌｉ）を入力制限器４３に出力する。
入力制限器４３は、積分器４６に入力される偏差Δθを、入力制限値Ｌｉ、（−Ｌｉ）により制限することで得られる制限後偏差Δθｒを、積分器４６に入力する。

入力制限器４３の入出力特性の一例を図６に示す。入力である偏差Δθが下限値（−Ｌｉ）以上かつ上限値Ｌｉ以下の場合には、制限後偏差Δθｒは偏差Δθと等しい。
偏差Δθが下限値（−Ｌｉ）未満の場合には、制限後偏差Δθｒは下限値（−Ｌｉ）に維持される。偏差Δθが上限値Ｌｉより大きい場合には、制限後偏差Δθｒは上限値Ｌｉに維持される。

このようにして、絶対値算出部５０と、入力制限値変更量設定部５１と、加算器５２と、過去値保持部５３と、入力制限器４３と、符号反転器４４は、偏差Δθの積分値の演算において積算される偏差Δθを入力制限値Ｌｉに応じて制限する。
絶対値算出部５０と、入力制限値変更量設定部５１と、加算器５２と、過去値保持部５３と、入力制限器４３と、符号反転器４４は、特許請求の範囲に記載された「積分抑制部」の一例である。

図３を参照する。比例器４５には、操舵トルクＴｈと、偏差Δθと、入力制限値Ｌｉが入力される。比例器４５は、操舵トルクＴｈに応じた比例ゲインＧｐを偏差Δθに乗じることにより、指令値演算部３１におけるＰＩ制御の比例成分Ｏｐを演算する。
また、比例器４５は、入力制限値Ｌｉに応じて比例成分Ｏｐを変更する。例えば比例器４５は、入力制限値Ｌｉの減少に応じて比例成分Ｏｐを増加させる。

これにより、入力制限値Ｌｉが小さく積分器４６へ入力される偏差Δθの大きさが制限される場合に、比例成分Ｏｐが増加する。したがって、積分器４６へ入力される偏差Δθの大きさが制限されるシーン、すなわち、第２補助制御値Ｃ２の変化を抑制して運転者の操舵を優先するシーンにおいて、比例成分Ｏｐを増加させて目標舵角への追従性を向上できる。

図７を参照する。比例器４５は、絶対値算出部６０（ＡＢＳ）と、比例ゲイン設定部６１と、増加ゲイン設定部６２と、乗算器６３及び６４を備える。
絶対値算出部６０は、操舵トルクＴｈの絶対値｜Ｔｈ｜を算出して、比例ゲイン設定部６１へ入力する。比例ゲイン設定部６１は、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜に応じた比例ゲインＧｐを算出する。
また、増加ゲイン設定部６２は、入力制限値Ｌｉに応じた増加ゲインＧｉを算出する。乗算器６３及び６４は、比例ゲインＧｐ及び増加ゲインＧｉをそれぞれ操舵角の偏差Δθに乗算して、比例成分Ｏｐを演算する。

図８は、比例ゲイン設定部６１により設定される、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜に応じた比例ゲインＧｐの特性例を示す。比例ゲイン設定部６１は、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜がゼロのとき比例ゲインＧｐが所定値Ｇｐ０となり、｜Ｔｈ｜が大きくなるほど比例ゲインＧｐが小さくなるように比例ゲインＧｐを設定してよい。
これにより、操舵トルクＴｈが大きい場合には運転者の操舵意思が強いと判断して、操舵により偏差Δθが発生しても、比例器４５が出力する比例成分Ｏｐの変化を抑制できる。これにより、第２補助制御値Ｃ２の変化を抑制し運転者の操舵を優先する。

図９は、増加ゲイン設定部６２により設定される、入力制限値Ｌｉに応じた増加ゲインＧｉの特性例を示す。
増加ゲイン設定部６２は、入力制限値Ｌｉが閾値Ｌｉ１以上の場合（比較的大きい場合）には増加ゲインＧｉが「１」となり、入力制限値Ｌｉが閾値Ｌｉ１未満の場合（比較的小さい場合）には増加ゲインＧｉが「１」よりも大きく、入力制限値Ｌｉが小さいほど増加ゲインＧｉが大きくなるように増加ゲインＧｉを設定してよい。

これにより、積分器４６へ入力される偏差Δθの大きさが制限されるシーン（すなわち、第２補助制御値Ｃ２の変化を抑制して運転者の操舵を優先するシーン）において、入力制限値Ｌｉに応じて偏差Δθに基づいた比例成分Ｏｐを増加させ、目標舵角への追従性を向上することができる。
増加ゲイン設定部６２と乗算器６４は、特許請求の範囲に記載の「比例成分変更部」の一例である。
なお、増加ゲイン設定部６２は、入力制限値Ｌｉに代えて漸減ゲインＧｄに基づいて増加ゲインＧｉを設定してよい。

図３を参照する。積分器４６には、制限後偏差Δθｒと漸減ゲインＧｄが入力される。積分器４６は、制限後偏差Δθｒを積分することにより、指令値演算部３１におけるＰＩ制御の積分成分Ｏｉを演算する。
また、積分器４６は、積分器４６による積分結果を漸減ゲインＧｄに応じて変更することにより、積分器４６が演算する偏差Δθの積分値の増加を抑制する。

図１０を参照する。積分器４６は、積分ゲイン乗算部７０と、加算器７１と、過去値保持部（遅延処理部）７２と、乗算器７３を備える。
積分ゲイン乗算部７０は、制限後偏差Δθｒに積分ゲインＫｉを乗じる。加算器７１は、過去値保持部７２を通じて直前周期（一周期前）に保持された積分器４６の出力値である積分成分Ｏｉに、積（Ｋｉ×Δθｒ）を加算することにより積（Ｋｉ×Δθｒ）の積分値を算出する。

乗算器７３は、加算器７１から出力される積（Ｋｉ×Δθｒ）の積分値に漸減ゲインＧｄを乗じて積分成分Ｏｉを演算する。
このようにして、絶対値算出部５０と、漸減ゲイン変更量設定部５４と、加算器５５と、過去値保持部５６と、乗算器７３は、偏差Δθの積算結果を漸減ゲインＧｄに応じて変更する。

絶対値算出部５０と、漸減ゲイン変更量設定部５４と、加算器５５と、過去値保持部５６と、乗算器７３は、特許請求の範囲に記載された「積分抑制部」の一例である。
なお、漸減ゲインＧｄを乗算器７３により乗じるのに代えて、操舵トルクＴｈに応じた漸減変化量として、制限後偏差Δθｒと積分ゲインＫｉとの積（Ｋｉ×Δθｒ）の積分値に加えても同様の効果が得られる。また、乗算器７３を加算器７１の後段に配置するのに代えて、加算器７１の前段に配置してもよい。

図３を参照する。加算器４７は、比例器４５から出力される比例成分Ｏｐと積分器４６から出力される積分成分Ｏｉを加算して、第２補助制御値Ｃ２を演算する。
加算器４８は、第１補助制御値Ｃ１と第２補助制御値Ｃ２を加算して電流指令値Ｉｒｅｆを算出し、図２に示す減算器３２へ出力する。

（動作）
次に、図１１を参照して第１実施形態のアクチュエータ制御方法の一例を説明する。
ステップＳ１において第１補助制御値演算部４０は、操舵トルクＴｈと車速Ｖｈに基づいて第１補助制御値Ｃ１を演算する。
ステップＳ２において走行制御ＥＣＵ３７は、操舵角θの制御目標値である目標操舵角θｒを演算する。

ステップＳ３において操舵角センサ１４は、実操舵角θを検出する。
ステップＳ４において減算器４１は、目標操舵角θｒから実操舵角θを減じて偏差Δθを演算する。
ステップＳ５において積分抑制変数演算部４２は、入力制限値Ｌｉと漸減ゲインＧｄを演算する。

ステップＳ６において入力制限器４３は、積分器４６へ入力する偏差Δθの大きさを入力制限値Ｌｉで制限し、積分器４６が出力する積分値の増大を抑制する。
ステップＳ７において積分器４６は、積分器４６による偏差Δθｒの積分結果を漸減ゲインＧｄで変更することにより、積分器４６が出力する積分値の増大を抑制する。

ステップＳ８において比例器４５は、入力制限値Ｌｉに応じて比例成分Ｏｐを変更し、入力制限値Ｌｉの減少に応じて比例成分Ｏｐを増加させる。
ステップＳ９において加算器４７は、比例器４５から出力される比例成分Ｏｐと積分器４６から出力される積分成分Ｏｉを加算して、第２補助制御値Ｃ２を演算する。
ステップＳ１０において加算器４８は、第１補助制御値Ｃ１と第２補助制御値Ｃ２を加算して電流指令値Ｉｒｅｆを算出する。その後に処理は終了する。

（第１実施形態の効果）
（１）第１補助制御値演算部４０は、操舵トルクＴｈと車速Ｖｈに基づいて、操向車輪８Ｌ、８Ｒを転舵する操舵補助モータ２０を制御する第１補助制御値Ｃ１を演算する。走行制御ＥＣＵ３７は、車両の周囲環境に基づいて、車両の進行方向を示す状態量の目標値として目標操舵角θｒを設定する。積分器４６は、実操舵角θと目標操舵角θｒとの偏差Δθの積分値に応じた積分制御により操舵補助モータ２０を制御する。
絶対値算出部５０と、入力制限値変更量設定部５１と、加算器５２、５５と、過去値保持部５３、５６と、漸減ゲイン変更量設定部５４は、操舵トルクＴｈに応じた積分値として、入力制限値Ｌｉと漸減ゲインＧｄを演算する。入力制限器４３と、符号反転器４４と、乗算器７３は、入力制限値Ｌｉと漸減ゲインＧｄに応じて偏差Δθの積分値の増加を抑制する。

これにより、操舵トルクＴｈが大きく運転者の操舵意思の強い場合に、運転者の操舵操作により生じた偏差Δθによって運転者の操舵方向と反対方向へ第２補助制御値Ｃ２が変化してしまうのを抑制できるので、運転者の操舵感の変化を抑制できる。
また、操舵トルクＴｈの代わりに、操舵トルクＴｈに応じた値の積分値に応じて抑制することで、操舵トルクＴｈが変化しない保舵等の状態においても保舵が継続する時間に応じて偏差Δθの積分値の増加が抑制されるので、第２補助制御値Ｃ２の増加による運転者の操舵感の変化を抑制できる。
また、操舵トルクＴｈが減って偏差Δθの積分値の増加抑制を解除する際にも、操舵トルクＴｈに応じた値の積分値は操舵トルクＴｈそれ自体よりも緩慢に変化するため、第２補助制御値Ｃ２の急変を防止できる。

（２）絶対値算出部５０と、入力制限値変更量設定部５１と、加算器５２、５５と、過去値保持部５３、５６と、漸減ゲイン変更量設定部５４は、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜に応じて変化する入力制限値変更量ΔＬｉと漸減ゲイン変更量ΔＧｄを積算して、入力制限値Ｌｉと漸減ゲインＧｄをそれぞれ演算してよい。閾値Ｔｈ１以上の操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜の変化に対する入力制限値変更量ΔＬｉの変化率は、閾値Ｔｈ１未満の場合の変化率よりも大きい。また、閾値Ｔｈ２以上の操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜の変化に対する漸減ゲイン変更量ΔＧｄの変化率は、閾値Ｔｈ２未満の場合の変化率よりも大きい。

これにより、運転者の操舵意思が強い場合に入力制限値Ｌｉや漸減ゲイン変更量ΔＧｄを迅速に変化させることができ、操舵意思に応じて第２補助制御値Ｃ２を調整できる。
一方で、運転者の操舵意思がなく（または弱く）偏差Δθの積分値の増加抑制を緩和する際には、入力制限値Ｌｉや漸減ゲイン変更量ΔＧｄの変化を緩慢にすることができる。これにより、偏差Δθが大きくても第２補助制御値Ｃ２の変化を緩やかにし、運転者の操舵感の急変を防止できる。

（３）絶対値算出部５０と、入力制限値変更量設定部５１と、加算器５２と、過去値保持部５３と、入力制限器４３と、符号反転器４４は、偏差Δθの積分値の演算において積算する偏差Δθを入力制限値Ｌｉに応じて制限してよい。
漸減ゲイン変更量設定部５４と、絶対値算出部５０と、加算器５５と、過去値保持部５６と、乗算器７３は、偏差Δθの積算結果を漸減ゲインＧｄに応じて変更してよい。
これにより、入力制限値Ｌｉ及び漸減ゲインＧｄに応じて偏差Δθの積分値の増加を抑制することができる。

（４）比例器４５は、偏差Δθの比例成分Ｏｐに応じた比例制御により操舵補助モータ２０を制御する。増加ゲイン設定部６２と乗算器６４は、入力制限値Ｌｉ又は漸減ゲインＧｄに応じて比例成分Ｏｐを変更してよい。
これにより、例えば入力制限値Ｌｉの減少に応じて比例成分Ｏｐを増加させることにより、入力制限値Ｌｉが小さく積分器４６へ入力される偏差Δθの大きさが制限される場合に、比例成分Ｏｐが増加させることができる。その結果、積分器４６へ入力される偏差Δθの大きさが制限されるシーン、すなわち、第２補助制御値Ｃ２の変化を抑制して運転者の操舵を優先するシーンにおいて、比例成分Ｏｐを増加させて目標舵角への追従性を向上できる。

（第１変形例）
図５の（ａ）を参照する。操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が比較的小さい領域（具体的には、｜Ｔｈ｜が閾値Ｔｈ１未満の領域）では、入力制限値変更量ΔＬｉは正値に設定され、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が小さくなるほど入力制限値変更量ΔＬｉが大きくなる。このため、運転者が、実操舵角θを目標操舵角θｒに近付けるように操舵し、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が小さくなると、入力制限値Ｌｉが増大するため、積分器４６が出力する積分成分Ｏｉの積分を抑制できなくなる。この結果、運転者の操舵意思があるにもかかわらず操舵反力が増大する。

そこで、第１変形例の積分抑制変数演算部４２は、運転者の操舵意思を判定し、操舵意思が有り且つ入力制限値変更量ΔＬｉが正値である場合の入力制限値変更量ΔＬｉの値を、操舵意思が無く且つ入力制限値変更量ΔＬｉが正値である場合の入力制限値変更量ΔＬｉの値よりも低減する。これにより、運転者の操舵意思があるにもかかわらず操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が小さくなる場合の入力制限値Ｌｉの増大を抑制することができる。なお、本変形例は、以下に説明する第２実施形態、第３実施形態及び第３実施形態の第１変形例〜第３変形例にも適用可能である。

図１２の（ａ）を参照する。第１変形例の積分抑制変数演算部４２の機能構成は、図４に示す第１実施形態の積分抑制変数演算部４２に類似する機能構成を有しており、同じ参照符号は同様の構成要素を示している。
第１変形例の積分抑制変数演算部４２は、微分器１２０と操舵意思判定部１２１を備える。

微分器１２０は、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜を微分し、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜の変化速度τを算出する。
操舵意思判定部１２１は、変化速度τに応じて運転者の操舵意思の有無を判定する。例えば、変化速度τが閾値以上である場合に操舵意図があると判定し、変化速度τが閾値未満である場合に操舵意図がないと判定する。

入力制限値変更量設定部５１は、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜の変化に応じて変化する入力制限値変更量ΔＬｉを設定する。その際に入力制限値変更量設定部５１は、運転者の操舵意思の有る場合と無い場合とで、異なる特性の入力制限値変更量ΔＬｉを設定する。
図１２の（ｂ）を参照する。実線１２２は、運転者の操舵意思が有る場合の入力制限値変更量ΔＬｉの特性を示し、破線１２３は、運転者が操舵意思のない場合の入力制限値変更量ΔＬｉの特性を示す。例えば、入力制限値変更量設定部５１は、運転者の操舵意思が有る場合と無い場合とで異なるマップを使用することにより、操舵意思の有る場合と無い場合とで、異なる特性の入力制限値変更量ΔＬｉを設定してよい。

図示するように、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が比較的大きい領域（具体的には、｜Ｔｈ｜が閾値Ｔｈ１以上の領域）において入力制限値変更量ΔＬｉは負値である場合には、操舵意思が有る場合の入力制限値変更量ΔＬｉの特性１２２と、操舵意思のない場合の入力制限値変更量ΔＬｉの特性１２３は等しくてよい。
一方で、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が比較的小さい領域（具体的には、｜Ｔｈ｜が閾値Ｔｈ１未満の領域）であり、入力制限値変更量ΔＬｉが正値である場合には、操舵意思が有る場合の入力制限値変更量ΔＬｉ（実線１２２）が、操舵意思が無い場合の入力制限値変更量ΔＬｉ（破線１２３）よりも低減されている。
このような構成により、操舵意思が有り且つ入力制限値変更量ΔＬｉが正値である場合の入力制限値変更量ΔＬｉの値を、操舵意思が無く且つ入力制限値変更量ΔＬｉが正値である場合の入力制限値変更量ΔＬｉの値よりも低減することができる。
また、変化速度τが閾値未満の範囲であるときは、入力制限値変更量ΔＬｉが特性１２２と特性１２３の間の特性になるようにしても良い。このようにすることで、入力制限値変更量ΔＬｉの変化による積分値の急変を抑制することができる。

（第２変形例）
第２変形例の積分抑制変数演算部４２は、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜の変化速度に応じて、入力制限値変更量ΔＬｉを低減する。このように入力制限値変更量ΔＬｉを低減しても、上記の第１変形例と同様に、運転者の操舵意思があるにもかかわらず操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が小さくなる場合の入力制限値Ｌｉの増大を抑制することができる。なお、本変形例も、以下に説明する第２実施形態、第３実施形態及び第３実施形態の第１変形例〜第３変形例にも適用可能である。

図１３の（ａ）を参照する。第２変形例の積分抑制変数演算部４２の機能構成は、図４に示す第１実施形態の積分抑制変数演算部４２に類似する機能構成を有しており、同じ参照符号は同様の構成要素を示している。
第２変形例の積分抑制変数演算部４２は、微分器１２０と、低減量設定部１２４と、加算器１２５を備える。

第２変形例の入力制限値変更量設定部５１は、第１実施形態と同様の特性の入力制限値変更量ΔＬｉを設定する。例えば、第２変形例の入力制限値変更量設定部５１は、図５の（ａ）に示す特性の入力制限値変更量ΔＬｉを設定してよい。
低減量設定部１２４は、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜の変化速度τに応じて、入力制限値変更量ΔＬｉの低減量ｄΔを算出する。

図１３の（ｂ）は、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜の変化速度τに応じた低減量ｄΔの特性例を示す。
変化速度τが比較的小さい場合（具体的には変化速度τが閾値τ１未満の場合）に低減量ｄΔは０である。
一方で、変化速度τが閾値τ１以上閾値τ２未満の場合には、低減量ｄΔは負値となり、変化速度τの増加に伴い低減量ｄΔは減少する（すなわち低減量ｄΔの絶対値は増加する）。
変化速度τが閾値τ２以上の場合には、低減量ｄΔは最小値ｄΔｍｉｎを維持する。

図１３の（ａ）を参照する。加算器１２５が、図１３の（ｂ）のような特性の低減量ｄΔを入力制限値変更量ΔＬｉに加算することにより、低減量ｄΔが加算された後の入力制限値変更量ΔＬｉは、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜の変化速度τが増大するのに応じて、低減量ｄΔにより低減される。
具体的には、変化速度τが閾値τ１未満の場合には、入力制限値変更量ΔＬｉは低減されず、変化速度τが閾値τ２以上の場合には、低減量ｄΔｍｉｎで低減される。

また、変化速度τが閾値τ１以上閾値τ２未満の場合には、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜の変化速度が増大するほどより大きな絶対値の低減量ｄΔで低減される。
このような構成によっても、操舵意思が有る場合の入力制限値変更量ΔＬｉの値を、操舵意思が無い場合の入力制限値変更量ΔＬｉの値よりも低減することができる。
なお、第１変形例と同様に、入力制限値変更量ΔＬｉが正値であるだけ、操舵意思が有る場合の入力制限値変更量ΔＬｉの値を、操舵意思が無い場合の入力制限値変更量ΔＬｉの値よりも低減してもよい。例えば低減量設定部１２４は、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定し、操舵トルクの絶対値｜Ｔｈ｜が閾値Ｔｈ１以上である場合に低減量ｄΔを０に設定してよい。

（第２実施形態）
第２実施形態の指令値演算部３１は、目標操舵角θｒと実操舵角θの差分に基づいて目標操舵角速度ωｒを設定し、実際の操舵角速度ωと目標操舵角速度ωｒとの偏差Δω（＝ωｒ−ω）に基づくＰＩ制御により第２補助制御値Ｃ２を演算する。
このように、マイナーループとして操舵角速度フィードバックを有するカスケード制御により、位置制御ループの応答性や安定性を向上できる。

図１４を参照する。第２実施形態の指令値演算部３１の機能構成は、図３に示す第１実施形態に類似する機能構成を有しており、同じ参照符号は同様の構成要素を示している。
第２実施形態の指令値演算部３１は、目標操舵角速度演算部８０と、角速度演算部８１と、減算器８２と、ダンピング演算部８３と、減算器８４を備える。減算器４１及び８２、目標操舵角速度演算部８０、比例器４５、積分器４６及び加算器４７は、特許請求の範囲に記載の「目標値制御部」の一例である。
減算器４１は、目標操舵角θｒと実操舵角θの差分Δθを演算する。

目標操舵角速度演算部８０は、目標操舵角θｒと実操舵角θの差分Δθに基づいて目標操舵角速度ωｒを演算する。角速度演算部８１は、実操舵角θを微分して実際の操舵角速度ωを演算する。
減算器８２は、実際の操舵角速度ωと目標操舵角速度ωｒとの偏差Δω（＝ωｒ−ω）を演算する。偏差Δωは、入力制限器４３及び比例器４５に入力される。

入力制限器４３は、積分器４６に入力される偏差Δωを、入力制限値Ｌｉ、（−Ｌｉ）により制限した制限後偏差Δωｒを出力する。第２実施形態の入力制限器４３が偏差Δωを制限後偏差Δωｒへ制限する動作は、第１実施形態の入力制限器４３が偏差Δθを制限後偏差Δθｒへ制限する動作と同じである。

比例器４５は、操舵トルクＴｈに応じた比例ゲインＧｐを偏差Δωに乗じることにより、指令値演算部３１におけるＰＩ制御の比例成分Ｏｐを演算する。比例器４５は、入力制限値Ｌｉに応じて比例成分Ｏｐを変更する。
第２実施形態の比例器４５の動作は、比例ゲインＧｐを偏差Δωに乗じる点以外は、第１実施形態の比例器４５の動作と同じである。

積分器４６は、制限後偏差Δωｒを積分することにより、指令値演算部３１におけるＰＩ制御の積分成分Ｏｉを演算する。積分器４６は、積分器４６による積分結果を漸減ゲインＧｄに応じて変更することにより、積分器４６が演算する偏差Δωの積分値の増加を抑制する。第２実施形態の積分器４６の動作は、制限後偏差Δωｒを積分する点以外は、第１実施形態の積分器４６の動作と同じである。

ダンピング演算部８３は、実際の操舵角速度ωに応じたダンピング制御値Ｄを演算する。減算器８４は、第１補助制御値Ｃ１及び第２補助制御値Ｃ２の和からダンピング制御値Ｄを減じて電流指令値Ｉｒｅｆを演算する。
図１５を参照する。ダンピング演算部８３は、実際の操舵角速度の絶対値｜ω｜が大きいほど、ダンピング制御値Ｄの絶対値が大きくなるように設定してよい。これにより、実際の操舵角θを目標操舵角θｒに追従させる際に、操舵角速度が急変しないように調整できる。
なお、実際の操舵角速度の絶対値｜ω｜に対する大きなダンピング制御値Ｄの増加率は、実際の操舵角速度の絶対値｜ω｜が小さい領域と大きい領域では増加率が小さく、その中間の領域では増加率が大きくなるように設定してよい。

（動作）
次に、図１６を参照して第２実施形態のアクチュエータ制御方法の一例を説明する。
ステップＳ２１の動作は、図１１のステップＳ１の動作と同様である。
ステップＳ２２において目標操舵角速度演算部８０は、目標操舵角θｒと実操舵角θの差分Δθに基づいて目標操舵角速度ωｒを設定する。

ステップＳ２３において、角速度演算部８１は、実操舵角θを微分して実際の操舵角速度ωを演算する。
ステップＳ２４において、減算器８２は、実際の操舵角速度ωと目標操舵角速度ωｒとの偏差Δω（＝ωｒ−ω）を演算する。
ステップＳ２５の動作は、図１１のステップＳ５の動作と同様である。

ステップＳ２６において入力制限器４３は、積分器４６へ入力する偏差Δωの大きさを入力制限値Ｌｉで制限し、積分器４６が出力する積分値の増大を抑制する。
ステップＳ２７において積分器４６は、積分器４６による偏差Δωｒの積分結果を漸減ゲインＧｄで変更することにより、積分器４６が出力する積分値の増大を抑制する。
ステップＳ２８及びステップＳ２９の動作は、図１１のステップＳ８及びステップＳ９の動作と同様である。

ステップＳ３０において、ダンピング演算部８３は、実際の操舵角速度ωに応じたダンピング制御値Ｄを演算する。
ステップＳ３１において、加算器４８は、第１補助制御値Ｃ１と第２補助制御値Ｃ２を加算する。減算器８４は、第１補助制御値Ｃ１及び第２補助制御値Ｃ２の和からダンピング制御値Ｄを減じて電流指令値Ｉｒｅｆを演算する。その後に処理は終了する。

（第２実施形態の効果）
第１補助制御値演算部４０は、操舵トルクＴｈと車速Ｖｈに基づいて、操向車輪８Ｌ、８Ｒを転舵する操舵補助モータ２０を制御する第１補助制御値Ｃ１を演算する。走行制御ＥＣＵ３７は、車両の周囲環境に基づいて、車両の進行方向を示す状態量の目標値として目標操舵角θｒを設定する。目標操舵角速度演算部８０は、実操舵角θと目標操舵角θｒと差分に基づき目標操舵角速度ωｒを演算する。積分器４６は、実際の操舵角速度ωと目標操舵角速度ωｒとの偏差Δωの積分値に応じた積分制御により操舵補助モータ２０を制御する。
絶対値算出部５０と、入力制限値変更量設定部５１と、加算器５２、５５と、過去値保持部５３、５６と、漸減ゲイン変更量設定部５４は、操舵トルクＴｈに応じた積分値として、入力制限値Ｌｉと漸減ゲインＧｄを演算する。入力制限器４３と、符号反転器４４と、乗算器７３は、入力制限値Ｌｉと漸減ゲインＧｄに応じて偏差Δωの積分値の増加を抑制する。

このように、目標操舵角速度ωｒとの偏差Δωの積分値に応じた積分制御により操舵補助モータ２０を制御する場合においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
さらに第２実施形態によれば、マイナーループとして操舵角速度フィードバックを有するカスケード制御により、位置制御ループの応答性や安定性を向上できる。

（第３実施形態）
第３実施形態のアクチュエータ制御装置は、操向ハンドル１と操向車輪８Ｌ、８Ｒとが機械的に切り離されたステアバイワイヤ（ＳＢＷ：Steer-By-Wire）機構において、転舵輪を転舵する転舵モータを制御する。なお、転舵モータを転舵する手段は、モータに限られず、様々な種類のアクチュエータを利用可能である。

ステアバイワイヤ機構では、運転者による操向ハンドル１の操舵角θと車速Ｖｈに基づいて、転舵モータの駆動電流の制御目標値である電流指令値Ｉｒｅｆを決定する。また、操向車輪８Ｌ、８Ｒの実転舵角θｓと車速Ｖｈに応じて、操向ハンドル１に操舵反力を付与する反力モータの電流指令値を決定する。

車両の周囲環境に基づいて操舵制御する運転支援（車線維持支援、自動駐車、自動車線変更など）を実行する場合には、車両の周囲環境に基づいて設定される目標転舵角に実転舵角を近付けるように転舵モータを制御する電流指令値を付加する。
例えば、運転者による操向ハンドル１の操舵角θと車速Ｖｈにより設定した第１目標転舵角θｒ１に基づく第１電流指令値Ｉｒｅｆ１に、車両の周囲環境に基づいて設定された第２目標転舵角θｒ２に実転舵角を近付けるように転舵モータを制御する第２電流指令値Ｉｒｅｆ２を加算して、電流指令値Ｉｒｅｆを算出する。

車両の周囲環境に応じた第２電流指令値Ｉｒｅｆ２は、第２目標転舵角θｒ２から第１目標転舵角θｒ１を減じた偏差Δθ（＝θｒ２−θｒ１）に基づくＰＩ制御によって演算され、この演算において第２目標転舵角θｒ２と第１目標転舵角θｒ１との偏差Δθの積分値が求められる。
第３実施形態では、第２電流指令値Ｉｒｅｆ２の演算において、第２目標転舵角θｒ２と第１目標転舵角θｒ１との偏差の積分値の増加を、操舵機構に対する運転者による操作状態量に応じた値の積分値に応じて抑制する。

これにより、第１実施形態及び第２実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、運転者の操舵によって第１目標転舵角θｒ１と第２目標転舵角θｒ２との偏差Δθが生じて、運転者の操舵方向と反対方向へ第２電流指令値Ｉｒｅｆ２が変化してしまうのを抑制できる。運転者の操舵感の変化を抑制できる。

また、操作状態量が変化しない保舵等の状態においても保舵が継続する時間に応じて偏差Δθの積分値の増加が抑制されるので、第２電流指令値Ｉｒｅｆ２の増加による運転者の操舵感の変化を抑制できる。
また、大きな操作状態量により偏差Δθの積分値の増加を抑制した後に、操作状態量が減少して抑制を解除する際にも、積分値が緩慢に変化するため第２電流指令値Ｉｒｅｆ２の急変を防止できる。

図１７に、第３実施形態のステアバイワイヤ機構の一例の概要を示す。図１に示す電動パワーステアリング装置の構成要素と同様の構成要素には同じ参照符号を付する。
ステアバイワイヤ機構は、バックアップクラッチ９０と、反力モータ９１と、転舵モータ９２と、減速ギア９３と、ピニオン９４と、ＳＢＷ−ＥＣＵ９５と、転舵角センサ９６を備える。

バックアップクラッチ９０は、解放状態になると操向ハンドル１と操向車輪８Ｌ、８Ｒとを機械的に切り離し、締結状態になると操向ハンドル１と操向車輪８Ｌ、８Ｒとを機械的に接続する。
操向ハンドル１に反力トルクＴｈを付与する反力モータ９１は、減速ギア３を介して操舵軸２に連結されている。

操向車輪８Ｌ、８Ｒを転舵する転舵モータ９２は、減速ギア９３を介してピニオン９４に連結され、ピニオン９４はラック５ｂに噛合する。これにより、転舵モータ９２の回転運動はラック５ｂの車幅方向の直進運動に変換される。ラック５ｂには、ラック５ｂの移動量を検出して操向車輪８Ｌ、８Ｒの実転舵角θｓを検出する転舵角センサ９６が設けられている。

ステアバイワイヤ機構を制御するコントローラであるＳＢＷ−ＥＣＵ９５には、バッテリ１３から電力が供給されるとともに、イグニション（ＩＧＮ）キー１１を経てイグニションキー信号が入力される。
ＳＢＷ−ＥＣＵ９５は、車速センサ１２で検出された車速Ｖｈと、操舵角センサ１４で検出された操舵角θと、転舵角センサ９６で検出された実転舵角θｓに基づいて、転舵制御指令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によって転舵モータ９２に供給する電流を制御する。

また、ＳＢＷ−ＥＣＵ９５は、車速センサ１２で検出された車速Ｖｈと、転舵角センサ９６で検出された実転舵角θｓに基づいて目標反力トルクを算出し、トルクセンサ１０で検出される反力トルクＴｈを目標反力トルクに近付けるフィードバック制御を行う。
ＳＢＷ−ＥＣＵ９５は、例えば、プロセッサと、記憶装置等の周辺部品とを含むコンピュータを備えてよい。プロセッサは、例えばＣＰＵ、やＭＰＵであってよい。

記憶装置は、半導体記憶装置、磁気記憶装置及び光学記憶装置のいずれかを備えてよい。記憶装置は、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリを含んでよい。
以下に説明するＳＢＷ−ＥＣＵ９５の機能は、例えばＳＢＷ−ＥＣＵ９５のプロセッサが、記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。

なお、ＳＢＷ−ＥＣＵ９５を、以下に説明する各情報処理を実行するための専用のハードウエアにより形成してもよい。
例えば、ＳＢＷ−ＥＣＵ９５は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を備えてもよい。例えばＳＢＷ−ＥＣＵ９５はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ等のプログラマブル・ロジック・デバイス等を有していてもよい。

図１８を参照して、第３実施形態のＳＢＷ−ＥＣＵ９５の機能構成の一例を説明する。ＳＢＷ−ＥＣＵ９５は、指令値演算部１００と、減算器１０１と、ＰＩ制御部１０２と、ＰＷＭ制御部１０３と、インバータ１０４と、反力目標値制御部１０６と、減算器１０７と、反力制御部１０８を備える。

指令値演算部１００は、走行制御ＥＣＵ３７により設定された第２目標転舵角θｒ２と、操舵角θと、車速Ｖｈと、実転舵角θｓに基づいて、転舵モータ９２の駆動電流の制御目標値である電流指令値Ｉｒｅｆを演算する。
走行制御ＥＣＵ３７の操舵指令値演算部３９は、目標軌道演算部３８が演算した目標軌道と、状態検出部３６による検出結果に基づいて、車両の周囲環境に基づく転舵角θの制御目標値である第２目標転舵角θｒ２を演算して、ＥＰＳ−ＥＣＵ３０へ出力する。

指令値演算部１００が演算した電流指令値Ｉｒｅｆは減算器１０１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（Ｉｒｅｆ−Ｉｍ）が演算され、その偏差（Ｉｒｅｆ−Ｉｍ）が操舵動作の特性改善のためのＰＩ制御部１０２に入力される。
ＰＩ制御部１０２で特性改善された操舵補助指令値ＶｒｅｆがＰＷＭ制御部１０３に入力され、更に駆動部としてのインバータ１０４を介して転舵モータ９２がＰＷＭ駆動される。転舵モータ９２の電流値Ｉｍはモータ電流検出器１０５で検出され、減算器１０１にフィードバックされる。インバータ１０４は、駆動素子としてＦＥＴ（Field Effect Transistor）が用いられ、ＦＥＴのブリッジ回路で構成されている。

反力目標値制御部１０６は、実転舵角θｓと車速Ｖｈに応じて、操向ハンドル１に付与する操舵反力トルクの制御目標値である目標反力トルクＴｈｒを設定する。反力目標値制御部１０６は、操向ハンドル１の切り増し時と切り戻し時で異なる目標反力トルクＴｈｒを設定してよい。

減算器１０７は、トルクセンサ１０で検出される反力トルクＴｈと目標反力トルクＴｈｒとの偏差ΔＴｈを算出する。
反力制御部１０８は、偏差ΔＴｈに基づくフィードバック制御により、反力トルクＴｈを目標反力トルクＴｈｒに近付ける制御電流を生成して、反力モータ９１に出力する。

次に、図１９を参照して指令値演算部１００の機能構成を説明する。指令値演算部１００は、操向ハンドル１に対する運転者の操作によって変化する操作状態量に基づいて転舵モータ９２を制御する第１電流指令値Ｉｒｅｆ１と、車両の周囲環境に基づいて設定された第２目標転舵角θｒ２に実転舵角θｓを近付けるように転舵モータ９２を制御する第２電流指令値Ｉｒｅｆ２を演算する。

このため、指令値演算部１００は、目標転舵角演算部１１０と、減算器１１２及び１１４と、第１電流指令値演算部１１３と、第２電流指令値演算部１１６と、加算器１１７を備える。
目標転舵角演算部１１０は、運転者による操向ハンドル１の操舵角θと車速Ｖｈに基づいて第１目標転舵角θｒ１を設定する。
減算器１１２は、第１目標転舵角θｒ１から実転舵角θｓを減算した偏差（θｒ１−θｓ）を演算し、第１電流指令値演算部１１３に入力する。第１電流指令値演算部１１３は、偏差（θｒ１−θｓ）をゼロに近付けるフィードバック制御により第１電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する。

一方で、減算器１１４は、第２目標転舵角θｒ２から第１目標転舵角θｒ１を減算した偏差Δθ（＝θｒ２−θｒ１）を演算し、第２電流指令値演算部１１６に入力する。第２電流指令値演算部１１６は、偏差Δθに基づくＰＩ制御により第２電流指令値Ｉｒｅｆ２を演算する。
第２電流指令値演算部１１６は、図３に示す第１実施形態の入力制限器４３と、符号反転器４４と、積分器４６と同様の構成を有する入力制限器と、符号反転器と、積分器を備えてよい。第２電流指令値演算部１１６は、この積分器により偏差Δθの積分値を演算する。

また、指令値演算部１００は、図４に示す第１実施形態の積分抑制変数演算部４２と同様の構成を有する積分抑制変数演算部１１５を備えてよい。
積分抑制変数演算部１１５には、操舵機構に対する運転者による操作状態量として、第１実施形態の操舵トルクＴｈに代えて偏差Δθが入力される。
積分抑制変数演算部１１５には、偏差Δθに応じた値の積分値として入力制限値Ｌｉと漸減ゲインＧｄを演算し、第２電流指令値演算部１１６に入力する。なお、積分抑制変数演算部１１５には、偏差Δθに代えて反力トルクＴｈに応じて入力制限値Ｌｉと漸減ゲインＧｄを演算してもよい。

第２電流指令値演算部１１６は、偏差Δθの積分値の演算において積分器に入力する偏差Δθを、第１実施形態と同様に入力制限値Ｌｉに応じて制限する。
また、第２電流指令値演算部１１６は、偏差Δθの積算結果を漸減ゲインＧｄに応じて変更する。

第１電流指令値演算部１１３が演算した第１電流指令値Ｉｒｅｆ１と、第２電流指令値演算部１１６が演算した第２電流指令値Ｉｒｅｆ２は、加算器１１７に入力される。加算器１１７は、第１電流指令値Ｉｒｅｆ１と第２電流指令値Ｉｒｅｆ２を加算して電流指令値Ｉｒｅｆを演算して、図１８に示す減算器１０１に入力する。

（第３実施形態の効果）
第３実施形態のステアバイワイヤ機構においても、第１実施形態及び第２実施形態の電動パワーステアリング装置と同様の効果を奏する。

（第１変形例）
図２０を参照する。減算器１１４は、第１目標転舵角θｒ１から第２目標転舵角θｒ２を減算した差を偏差Δθ（＝θｒ１−θｒ２）として演算してもよい。第１電流指令値演算部１１３は、偏差Δθに基づくＰＩ制御により第１電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算してもよい。

また、減算器１１２は、第２目標転舵角θｒ２から実転舵角θｓを減算した偏差（θｒ２−θｓ）を演算し、第２電流指令値演算部１１６は、偏差（θｒ２−θｓ）に基づくＰＩ制御により第２電流指令値Ｉｒｅｆ２を演算してもよい。
そして、偏差（θｒ２−θｓ）の積分値の増加を、偏差Δθ（＝θｒ１−θｒ２）に応じて演算した入力制限値Ｌｉと漸減ゲインＧｄに応じて抑制してもよい。
このように構成しても、第３実施形態と同様の効果が得られる。

（第２変形例）
第１目標転舵角θｒ１と第２目標転舵角θｒ２との角速度偏差や、実転舵角θｓと第２目標転舵角θｒ２との角速度偏差に基づくＰＩ制御により第２電流指令値Ｉｒｅｆ２を演算してもよい。
（第３変形例）
第１〜３実施形態、第１実施形態の（第１変形例）及び（第２変形例）、第３実施形態の（第１変形例１）及び（第２変形例）において、操舵機構に対する運転者による操作状態量として実操舵角θや実操舵角速度ωを採用して、実操舵角θや実操舵角速度ωに応じて変化する値を積分して、入力制限値Ｌｉと漸減ゲインＧｄを演算してもよい。

１…操向ハンドル、２…操舵軸、３…減速ギア、４ａ、４ｂ…ユニバーサルジョイント、５…ピニオンラック機構、５ａ…ピニオン、５ｂ…ラック、６ａ、６ｂ…タイロッド、７ａ、７ｂ…ハブユニット、８Ｌ、８Ｒ…操向車輪、１０…トルクセンサ、１１…イグニションキー、１２…車速センサ、１３…バッテリ、１４…操舵角センサ、２０…操舵補助モータ、２１、１０５…モータ電流検出器、３０…ＥＰＳ−ＥＣＵ、３１、１００…指令値演算部、３２、４１、８２、８４、１０１、１０７、１１２、１１４…減算器、３３、１０２…比例積分制御部、３４、１０３…ＰＷＭ制御部、３５、１０４…インバータ、３６…状態検出部、３８…目標軌道演算部、３９…操舵指令値演算部、４０…第１補助制御値演算部、４２…積分抑制変数演算部、４３…入力制限器、４４…符号反転器、４５…比例器、４６…積分器、４７、４８、５２、５５、７１、１１７、１２５…加算器、５０…絶対値算出部、５１…入力制限値変更量設定部、５３…過去値保持部、５４…漸減ゲイン変更量設定部、５６…過去値保持部、６０…絶対値算出部、６１…比例ゲイン設定部、６２…増加ゲイン設定部、６３、６４、７３…乗算器、７０…積分ゲイン乗算部、７２…過去値保持部、８０…目標操舵角速度演算部、８１…角速度演算部、８３…ダンピング演算部、９０…バックアップクラッチ、９１…反力モータ、９２…転舵モータ、９３…減速ギア、９４…ピニオン、９５…ＳＢＷ−ＥＣＵ、９６…転舵角センサ、１０６…反力目標値制御部、１０８…反力制御部、１１０…目標転舵角演算部、１１３…第１電流指令値演算部、１１５…積分抑制変数演算部、１１６…第２電流指令値演算部、１２０…微分器、１２１…操舵意思判定部、１２４…低減量設定部

Claims (10)

1. 運転者による車両の操舵機構に対する操作状態量に基づいて、転舵輪を転舵するアクチュエータを制御する転舵制御値を演算する転舵制御値演算部と、
   前記車両の周囲環境に基づいて、前記車両の進行方向を示す状態量の目標値を設定する目標値設定部と、
   積分制御により、実際の前記状態量が前記目標値に近付くように前記アクチュエータを制御する目標値制御部と、
   前記積分制御において演算される第１積分値の増加を、前記操作状態量に応じて演算される第２積分値に応じて抑制する積分抑制部と、
   を備えることを特徴とする、車両の操舵に用いられるアクチュエータ制御装置。
2. 前記目標値制御部は、実際の前記状態量と前記目標値との偏差を積分して前記第１積分値を演算し、前記第１積分値に応じた積分制御により前記アクチュエータを制御する積分制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ制御装置。
3. 前記目標値制御部は、
   実際の前記状態量と前記目標値との差分に基づき前記状態量の目標変化速度を演算する目標変化速度演算部と、
   実際の前記状態量の変化速度と前記目標変化速度との偏差を積分して前記第１積分値を演算し、前記第１積分値に応じた積分制御により前記アクチュエータを制御する積分制御部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ制御装置。
4. 前記積分抑制部は、前記第１積分値の演算において積算する前記偏差を前記第２積分値に応じて制限する、ことを特徴とする請求項２又は３に記載のアクチュエータ制御装置。
5. 前記偏差の比例成分に応じた比例制御により前記アクチュエータを制御する比例制御部と、
   前記第２積分値に応じて前記比例成分を変更する比例成分変更部と、
   を更に備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のアクチュエータ制御装置。
6. 前記積分抑制部は、前記操作状態量に応じて変化する変数を積算して前記第２積分値を演算し、
   閾値以上の前記操作状態量に対する前記変数の変化率が、前記閾値未満の前記操作状態量に対する前記変数の変化率よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のアクチュエータ制御装置。
7. 前記積分抑制部は、前記運転者の操舵意思を判定し、前記操舵意思が有り且つ前記変数が正値である場合の前記変数の値を、前記操舵意思が無く且つ前記変数が正値である場合の前記変数の値よりも低減する、ことを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ制御装置。
8. 前記積分抑制部は、前記操作状態量である操舵トルクの変化速度に応じて前記運転者の操舵意思を判定することを特徴とする請求項７に記載のアクチュエータ制御装置。
9. 前記積分抑制部は、前記操作状態量である操舵トルクの変化速度に応じて前記変数の値を低減することを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ制御装置。
10. 前記積分抑制部は、前記第１積分値の積算結果を前記第２積分値に応じて変更する、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のアクチュエータ制御装置。

Images