JP7056518B2 - 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。

従来、アシストトルクを発生させるアシスト制御、及び、自動操舵トルクを発生させるレーンキープ制御等の追従制御を実行するステアリング制御装置において、追従制御中にドライバによる介入動作が行われたとき、制御を切り替える技術が知られている。

例えば特許文献１に開示された制御装置は、アシスト指令を生成するアシスト制御演算部と、モータの実角度を目標角度に追従させるように追従指令を生成する目標追従制御演算部と、ドライバによる追従制御への介入を検出する介入検出部と、を備える。介入検出部は、ドライバの操舵介入度合いが大きいほど、値が１から０に小さくなる介入係数を生成する。目標追従制御演算部は、介入係数が１から０に近づくほど、追従制御の応答性を低下させる。

特開２０１５－３３９４２号公報

特許文献１の技術において、ドライバの操舵による介入動作が開始されてから、介入係数が０に下がりアシスト制御への移行が完了するまでの制御切り替え中には、追従指令による自動操舵トルクが依然として生成される。この自動操舵トルクによりアシストトルクが打ち消されるため、制御切り替え中の操舵トルクが過大になるおそれがある。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、ドライバの操舵による追従制御からアシスト制御への切り替え時における操舵トルクを低減するステアリング制御装置を提供することにある。

本発明のステアリング制御装置は、アシスト制御演算部（２０）と、目標追従制御演算部（３０）と、介入検出部（４０）と、制限値演算部（５０）と、モータ駆動回路（６５）と、を備える。

アシスト制御演算部は、「操舵トルク（Ｔｓ）に応じたアシストトルクを発生させるアシスト指令（ＡＣ）を生成する制御」である「アシスト制御」を実行する。目標追従制御演算部は、「操舵に関わる物理量の目標値を取得し該目標値に前記物理量の検出値を追従させる自動操舵トルクを発生させる追従指令（ＴＣ）を生成する制御」である「追従制御」を実行する。

介入検出部は、ドライバの操舵による追従制御への介入を検出し、ドライバによる介入が無いとき１であり、操舵トルクが閾値を超えた状態が所定時間継続したとき１から０に近づくように低下する介入係数（α）を算出する。制限値演算部は、追従指令の絶対値の上限である「追従指令制限値」を演算し、目標追従制御演算部に出力する。モータ駆動回路は、アシストトルク及び自動操舵トルクを出力するモータ（８０）を、アシスト指令と追従指令との加算値である駆動指令（ＤＣ）に従って駆動する。

制限値演算部は、アシスト指令の絶対値の上限であるアシスト指令制限値（ＡＣ＿ｌｉｍ）及び介入係数に基づいて、追従指令制限値の絶対値の上限（ＴＣ＿ｌｉｍ＿ＵＬ）を演算する。そして制限値演算部は、ドライバの操舵による追従制御からアシスト制御への制御切り替え時に、アシスト指令が追従指令に打ち消されることによる操舵トルクの増加を抑制するように、介入係数の低下よりも早く、アシスト指令に応じて追従指令制限値の絶対値を減少させる。具体的に制限値演算部は、アシスト指令の絶対値が０の場合、追従指令制限値の絶対値をそのまま維持し、アシスト指令の絶対値が大きいほど、追従指令制限値の絶対値を減少させる。

これにより本発明では、ドライバの操舵による介入動作が開始されてからアシスト制御への移行が完了するまでの制御切り替え時に、追従指令が操舵を阻害することが抑制される。したがって、制御切り替え時における操舵トルクを低減することができる。

電動パワーステアリングシステムの概略構成図。 一実施形態のＥＰＳ－ＥＣＵの全体構成を示すブロック図。 目標追従制御演算部のブロック図。 追従指令ＴＣの制限演算マップ。 （ａ）介入検出部のブロック図、（ｂ）介入係数αのマップ。 制限値演算部のブロック図。 追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍの制限演算マップ。 一実施形態のＥＰＳ－ＥＣＵによる動作例のタイムチャート。

以下、ステアリング制御装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。「ステアリング制御装置」としてのＥＰＳ－ＥＣＵは、車両の電動パワーステアリングシステムに適用され、アシストトルクを発生させるアシスト指令を生成する「アシスト制御」、及び、自動操舵トルクを発生させる追従指令を生成する「追従制御」を行う。本実施形態では、追従制御として、車両がレーンに沿って走行するように舵角を制御するレーンキープ制御を実行する。

［電動パワーステアリングシステムの構成］
図１に示すように、電動パワーステアリングシステム１は、モータ８０の駆動トルクにより、ドライバによるハンドル９１の操作をアシストするとともにレーンキープ制御等の追従制御を実行するシステムである。ステアリングシャフト９２の一端にはハンドル９１が固定されており、ステアリングシャフト９２の他端側にはインターミディエイトシャフト９３が設けられている。ステアリングシャフト９２とインターミディエイトシャフト９３とは、トルクセンサ９４のトーションバーにより接続されており、これらにより操舵軸９５が構成される。トルクセンサ９４は、トーションバーの捩れ角に基づいて操舵トルクＴｓを検出する。

インターミディエイトシャフト９３のトルクセンサ９４と反対側の端部には、ピニオンギア９６１及びラック９６２を含むギアボックス９６が設けられている。ドライバがハンドル９１を回すと、インターミディエイトシャフト９３とともにピニオンギア９６１が回転し、ピニオンギア９６１の回転に伴って、ラック９６２が左右に移動する。ラック９６２の両端に設けられたタイロッド９７は、ナックルアーム９８を介してタイヤ９９と接続されている。タイロッド９７が左右に往復運動し、ナックルアーム９８を引っ張ったり押したりすることで、タイヤ９９の向きが変わる。

モータ８０は、例えば３相交流ブラシレスモータであり、ＥＰＳ－ＥＣＵ１５から出力された駆動電圧Ｖｄに応じて、駆動トルクを出力する。３相交流モータの場合、駆動電圧Ｖｄは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相電圧を意味する。モータ８０の回転は、ウォームギア８６及びウォームホイール８７等により構成される減速機構８５を経由して、インターミディエイトシャフト９３に伝達される。また、ハンドル９１の操舵や、路面からの反力によるインターミディエイトシャフト９３の回転は、減速機構８５を経由してモータ８０に伝達される。

なお、図１に示す電動パワーステアリングシステム１は、モータ８０の回転が操舵軸９５に伝達されるコラムアシスト式であるが、本実施形態のＥＰＳ－ＥＣＵ１５は、ラックアシスト式の電動パワーステアリングシステム、或いは、ハンドルと操舵輪とが機械的に切り離されたステアバイワイヤシステムにも同様に適用可能である。また、他の実施形態では、モータとして、３相以外の多相交流モータや、ブラシ付ＤＣモータが用いられてもよい。

ここで、ハンドル９１からタイヤ９９に至る、ハンドル９１の操舵力が伝達される機構全体を「操舵系メカ１００」という。ＥＰＳ－ＥＣＵ１５は、モータ８０が操舵系メカ１００に出力する駆動トルクを制御することにより、操舵系メカ１００が発生する操舵トルクＴｓを制御する。ＥＰＳ－ＥＣＵ１５は、操舵系メカ１００から操舵トルクＴｓ、操舵角θ及び操舵角速度ωを取得する。また、ＥＰＳ－ＥＣＵ１５は、車両の所定の部位に設けられた車速センサ１１が検出した車速Ｖを取得する。

さらにＥＰＳ－ＥＣＵ１５は、ＬＫＡ（レーンキープアシスト）－ＥＣＵ１６から目標角度θ^*を取得する。ＬＫＡ－ＥＣＵ１６は、図示しない車載バッテリからの電力によって動作し、図示しない車載カメラによって撮像された車両前方の画像から、走行レーンや走行レーンにおける自車両の位置を検出し、その検出結果に基づいて目標コースを設定する。さらに、ＬＫＡ－ＥＣＵ１６は、車速や舵角の検出値等に基づいて、目標コースに沿って走行するためのモータ回転角（或いは操舵角）の目標値である目標角度θ^*を設定し、ＥＰＳ－ＥＣＵ１５に出力する。

ＥＰＳ－ＥＣＵ１５は、図示しない車載バッテリからの電力によって動作し、取得した情報に基づいて、アシスト指令及び追従指令を生成する。そしてＥＰＳ－ＥＣＵ１５は、アシスト指令と追従指令との加算値に従って駆動電圧Ｖｄをモータ８０へ印加することにより、アシストトルク及び自動操舵トルクを発生させる。なお、ＥＰＳ－ＥＣＵ１５における各種演算処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。

［ＥＰＳ－ＥＣＵの構成及び作用効果］
次にＥＰＳ－ＥＣＵ１５の具体的な構成及び作用効果について説明する。図２に示すように、ＥＰＳ－ＥＣＵ１５は、アシスト制御演算部２０、目標追従制御演算部３０、介入検出部４０、制限値演算部５０、指令加算器６０及びモータ駆動回路６５等を備える。制限値演算部５０以外の構成は、基本的に特許文献１（特開２０１５－３３９４２号公報）と同様である。

アシスト制御演算部２０は、操舵トルクＴｓに応じたアシストトルクを発生させるアシスト指令ＡＣを生成する。詳しくは、アシスト制御演算部２０は、操舵トルクＴｓ、モータ回転角速度ω、車速Ｖに基づき、路面反力（或いは路面負荷）に応じた伝達感や、操舵状態に応じたフィールが実現されるようにアシストトルクを発生させるアシスト指令ＡＣを生成する。アシスト制御演算部２０が実行するこの制御を「アシスト制御」という。アシスト指令ＡＣの具体的な算出方法としては、周知の技術が適宜用いられる。

アシスト制御演算部２０が生成したアシスト指令ＡＣは指令加算器６０に出力されると共に制限値演算部５０に出力される。また、アシスト指令の絶対値｜ＡＣ｜の上限であるアシスト指令制限値ＡＣ＿ｌｉｍがアシスト制御演算部２０から制限値演算部５０に出力される。なお、アシストトルクや、それに対応するアシスト指令ＡＣの符号は、トルクが印加される回転方向に応じて定義される。例えば左回転方向に印加されるトルクが正、右回転方向に印加されるトルクが負と定義される。

目標追従制御演算部３０は、ＬＫＡ－ＥＣＵ１６から指令される目標角度θ^*、及び、モータ回転角（以下「実角度」ともいう）θに基づき、実角度θを目標角度θ^*に追従させる自動操舵トルクを発生させる追従指令ＴＣを生成する。追従指令ＴＣの符号は、アシスト指令ＡＣと同様に定義される。また、目標角度θ^*及び実角度θについては、例えば中立位置に対し左側の角度が正、中立位置に対し右側の角度が負と定義される。

ここで、目標角度θ^*は「操舵に関わる物理量の目標値」に相当し、実角度θは「物理量の検出値」に相当する。目標追従制御演算部３０が実行するこの制御を「追従制御」という。レーンキープ制御は、物理量がモータ回転角である場合の追従制御の一例である。他の追従制御の例は、「その他の実施形態」の欄に記載する。

目標追従制御演算部３０が生成した追従指令ＴＣは指令加算器６０に出力され、アシスト指令ＡＣとの加算値が算出される。目標追従制御演算部３０の詳細な構成は、図３、図４を参照して後述する。

介入検出部４０は、ドライバの操舵による追従制御への介入を検出する。本実施形態の介入検出部４０は、トルクセンサにより検出された操舵トルクＴｓを取得し、操舵トルクの絶対値｜Ｔｓ｜に基づき介入係数αを算出して制限値演算部５０に出力する。介入係数αは、ドライバの操舵による介入が無いとき１であり、介入の程度が大きいほど０に近づくように設定されている。介入検出部４０の詳細な構成は、図５を参照して後述する。

制限値演算部５０は、アシスト制御演算部２０からアシスト指令ＡＣ及びアシスト指令制限値ＡＣ＿ｌｉｍを取得し、介入検出部４０から介入係数αを取得する。制限値演算部５０は、これらの情報に基づいて追従指令の絶対値｜ＴＣ｜の上限である追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍを演算し、目標追従制御演算部３０に出力する。特にドライバの操舵による追従制御からアシスト制御への制御切り替え時に、制限値演算部５０はアシスト指令ＡＣに応じて追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍを減少させる。制限値演算部５０の詳細な構成は、図６、図７を参照して後述する。

指令加算器６０は、アシスト指令ＡＣと追従指令ＴＣとの加算値である駆動指令ＤＣを算出する。モータ駆動回路６５は、駆動指令ＤＣに従ってモータ８０へ駆動電圧Ｖｄを印加することでモータ８０を駆動する。これによりモータ８０は、駆動指令ＤＣに対応したアシストトルク及び自動操舵トルクを出力する。

ところで特許文献１の従来技術では、追従制御の実行中にドライバの操舵による介入を介入検出部４０が検出したとき、追従制御の応答性を低下させ、アシスト制御の実行度合を増加させる。ただし、ドライバの操舵による介入動作が開始されてから、介入係数が０に下がりアシスト制御への移行が完了するまでの制御切り替え中には、追従指令による自動操舵トルクが依然として生成される。この自動操舵トルクによりアシストトルクが打ち消されるため、制御切り替え中の操舵トルクが過大になるおそれがある。

そこで本実施形態では、ドライバの操舵による追従制御からアシスト制御への切り替え時における操舵トルクを低減することを目的とする。そのために、制限値演算部５０は、アシスト指令ＡＣに応じて追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍを減少させる。以下、これに関する構成を中心として詳しく説明する。

図３、図４を参照し、目標追従制御演算部３０の構成について説明する。図３に示すように、目標追従制御演算部３０は、目標角度θ^*、実角度θ、及び追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍに基づいて追従指令ＴＣを演算する。角度偏差算出器３１は、ＬＫＡ－ＥＣＵ１６から指令される目標角度θ^*と、制御対象１００からフィードバックされる実角度θとの角度偏差Δθを算出する。

本実施形態では、角度偏差Δθを０に近づけるようにＰＩＤ制御が行われる。角度偏差Δθに比例する比例項は、遅延素子３３１、減算器３４１及びＫｐ乗算器３５１により演算される。角度偏差Δθの積分値に関する積分項は、積分演算器３２２、遅延素子３３２、加算器３４２及びＫｉ乗算器３５２により演算される。積分演算器３２２の「Ｔ」は演算周期を示し、「ｓ」は双一次変換の変数を示す。角度偏差Δθの微分値に関する微分項は、擬似微分演算器３２３、遅延素子３３３、減算器３４３及びＫｄ乗算器３５３により演算される。

比例項、積分項及び微分項は加算器３６で加算される。この加算値に、遅延素子３９を介して入力される追従指令ＴＣの前回値が加算器３７でさらに加算されて制限前追従指令ＴＣ＿０が演算される。

制限前追従指令ＴＣ＿０、及び、制限値演算部５０が演算した追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍは制限演算部３８に入力される。ここで、制限前追従指令ＴＣ＿０は０又は正負の値を取り、追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍは０又は正の値を取る。制限演算部３８は、制限前追従指令の絶対値｜ＴＣ＿０｜を追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍと比較して追従指令ＴＣを演算する。

「｜ＴＣ＿０｜≦ＴＣ＿ｌｉｍ」のとき、制限演算部３８は、式（１．１）により追従指令ＴＣを演算する。
ＴＣ＝ＴＣ＿０ ・・・（１．１）

「ＴＣ＿ｌｉｍ＜｜ＴＣ＿０｜」のとき、制限演算部３８は、式（１．２）により追従指令ＴＣを演算する。
ＴＣ＝ＴＣ＿ｌｉｍ×ｓｇｎ（ＴＣ＿０） ・・・（１．２）

すなわち、図４に示すように、制限前追従指令ＴＣ＿０が正のとき、追従指令ＴＣは、追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍにより上限がガードされる。制限前追従指令ＴＣ＿０が負のとき、追従指令ＴＣは、追従指令制限値を正負反転した負の制限値（－ＴＣ＿ｌｉｍ）により下限がガードされる。

次に図５を参照し、介入検出部４０の構成について説明する。図５（ａ）に示すように、介入検出部４０は操舵トルクＴｓに基づいて介入係数αを算出する。絶対値演算部４１は、操舵トルクの絶対値｜Ｔｓ｜を演算する。マップ演算部４２は、図５（ｂ）に示すマップを用いて介入係数αを算出する。このマップは、特許文献１の図３に開示されたものと同様である。すなわち、｜Ｔｓ｜＜Ａではα＝１であり、｜Ｔｓ｜＞Ｂではα＝０であり、Ａ≦｜Ｔｓ｜≦Ｂの範囲では、｜Ｔｓ｜の増加に伴って、αは１から０に単調減少する。なお、介入検出部４０は、マップに代えて数式により介入係数αを算出してもよい。

フィルタ処理部４３は、入力をローパスフィルタで処理することで、操舵トルクＴｓに重畳された路面外乱等のノイズを除去する。なお、マップ演算部４２とフィルタ処理部４３との順番を入れ替え、マップ演算より先にフィルタ処理を行ってもよい。

次に図６、図７を参照し、制限値演算部５０の構成について説明する。図６に示すように、制限値演算部５０は、アシスト指令制限値ＡＣ＿ｌｉｍ、介入係数α及びアシスト指令ＡＣに基づいて追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍを演算する。ここで、アシスト指令制限値ＡＣ＿ｌｉｍは０又は正の値を取り、アシスト指令ＡＣは０又は正負の値を取る。また、介入係数αは０から１までの値を取る。

絶対値演算部５１は、アシスト指令の絶対値｜ＡＣ｜を演算する。フィルタ処理部５２は、入力をローパスフィルタで処理することで、アシスト指令ＡＣに重畳されたノイズを除去する。調整ゲイン乗算器５３は、フィルタ処理後のアシスト指令の絶対値｜ＡＣ｜に正の値である調整ゲインＫｃを乗算する。この乗算結果、すなわち調整ゲイン乗算器５３の出力値は０又は正の値となる。

減算器５４は、アシスト指令制限値ＡＣ＿ｌｉｍから調整ゲイン乗算器５３の出力値を減算した値を制限前追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍ＿０として出力する。アシスト指令ＡＣが０の場合を実質的に除外すると、この減算により、制限前追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍ＿０は減少する。そして、この減算による制限前追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍ＿０の減少量が調整ゲインＫｃによって調整される。

制限前追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍ＿０は制限演算部５６に入力される。また、乗算器５５でアシスト指令制限値ＡＣ＿ｌｉｍに介入係数αを乗じて算出された追従指令制限値上限ＴＣ＿ｌｉｍ＿ＵＬが制限演算部５６に入力される。制限演算部５６は、制限前追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍ＿０を追従指令制限値上限ＴＣ＿ｌｉｍ＿ＵＬと比較して追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍを演算する。演算された追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍは、上述の通り、目標追従制御演算部３０に出力される。

「ＴＣ＿ｌｉｍ＿０＜０」のとき、制限演算部５６は、式（２．１）により追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍを演算する。
ＴＣ＿ｌｉｍ＝０ ・・・（２．１）

「０≦ＴＣ＿ｌｉｍ＿０≦ＴＣ＿ｌｉｍ＿ＵＬ」のとき、制限演算部５６は、式（２．２）により追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍを演算する。
ＴＣ＿ｌｉｍ＝ＴＣ＿ｌｉｍ＿０ ・・・（２．２）

「ＴＣ＿ｌｉｍ＿ＵＬ＜ＴＣ＿ｌｉｍ＿０」のとき、制限演算部５６は、式（２．３）により追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍを演算する。
ＴＣ＿ｌｉｍ＝ＴＣ＿ｌｉｍ＿ＵＬ ・・・（２．３）

すなわち、図７に示すように、追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍの下限は０でガードされ、追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍの上限は追従指令制限値上限ＴＣ＿ｌｉｍ＿ＵＬでガードされる。「０≦ＴＣ＿ｌｉｍ＿０≦ＴＣ＿ｌｉｍ＿ＵＬ」の範囲では、減算器５４の減算による制限前追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍ＿０の減少量がそのまま追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍの減少量として反映される。要するに、制限値演算部５０全体として、「制限前追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍ＿０を減少させる減算」を「追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍを減少させる減算」と理解することができる。

次に図８のタイムチャートを参照し、本実施形態による動作例を説明する。この動作例では、目標角度θ^*＝０［ｄｅｇ］の時、ドライバの操舵によって追従制御からアシスト制御に制御を切り替える。図８の縦軸は、上から順に、実角度θ、操舵トルクＴｓ、介入係数α、アシスト指令ＡＣ、追従指令ＴＣ、及び、駆動指令ＤＣを示す。

各図中の実線は、追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍの減算を行う本実施形態の動作を示し、一点鎖線は、追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍの減算をしない比較例の動作を示す。追従指令ＴＣの図において、破線は、本実施形態での追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍを示し、二点鎖線は、比較例での追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍを示す。なお、本実施形態では追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍは０又は正の値に設定され、負の値にはならない。ただし、追従指令ＴＣの図では、対照のための便宜上、追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍの正負を反転し、負の値として記す。また、各図の（＊１）等の記号は、以下の説明中で引用される箇所を示す。

ここで、本実施形態では、操舵トルクＴｓが０から増加して所定の閾値を超えた状態が所定時間継続したとき、介入係数αが１から低下し始めるように設定されている。これにより、外乱等によって操舵トルクＴｓが一時的に増加したとき、ドライバの操舵が行われたと誤判定することが回避される。具体的には約０．３［ｓｅｃ］の時に操舵トルクＴｓが増加し始めているのに対し、介入係数αは約０．５［ｓｅｃ］から低下し始めている。約０．９［ｓｅｃ］で介入係数αが０に達すると、アシスト制御への移行が完了する。

本実施形態と比較例との動作の違いは、最終的に操舵トルクＴｓの違いとして現れる。すなわち、比較例では制御切り替え中に操舵トルクＴｓが過大となるのに対し、本実施形態では操舵トルクＴｓが過大となることが防止され、制御の切り替えがスムーズに行われる。以下、その動作の違いについて詳しく説明する。

まず、比較例において操舵トルクＴｓが過大となるまでの流れを説明する。（＊１）では、ドライバ操舵によって実角度θが目標角度θ^*から乖離する。（＊２）では、乖離を修正するため、操舵方向と逆方向（図では負方向）の追従指令ＴＣが出力される。（＊３ｃ）において追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍは減算されず、一定である。追従指令ＴＣは、０．３［ｓｅｃ］の手前から約０．５［ｓｅｃ］にかけて追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍで制限され、その後、介入係数αの低下に伴い、絶対値が減少する。

（＊４ｃ）では、ドライバ操舵によって生じるアシスト指令ＡＣ（図では正のトルク）が追従指令ＴＣ（負のトルク）に打ち消される。そのため、アシスト指令ＡＣと追従指令ＴＣとの和である駆動指令ＤＣが出力されない。駆動指令ＤＣが出力されないため、（＊５ｃ）において操舵トルクＴｓが過大となる。

次に、本実施形態のロジックにより、制御切り替えがスムーズとなる流れを説明する。（＊１）、（＊２）は比較例と同様である。（＊３ｐ）では、アシスト指令ＡＣの増加に応じて追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍが減少する。これにより、追従指令ＴＣが制限されるため、（＊４ｐ）でアシスト指令ＡＣと追従指令ＴＣとの和である駆動指令ＤＣが出力可能となる。その結果、モータ８０による操舵アシストが機能し、（＊５ｐ）で操舵トルクＴｓが低減される。

（効果）
（１）本実施形態のＥＰＳ－ＥＣＵ１５において制限値演算部５０は、ドライバの操舵による追従制御からアシスト制御への制御切り替え時に、アシスト指令ＡＣに応じて追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍを減少させる。具体的に制限値演算部５０は、アシスト指令の絶対値｜Ａｃ｜が０の場合、追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍをそのまま維持し、アシスト指令の絶対値｜Ａｃ｜が大きいほど追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍを減少させる。

これにより本実施形態では、ドライバの操舵による介入動作が開始されてからアシスト制御への移行が完了するまでの制御切り替え時に、追従指令ＴＣが操舵を阻害することが抑制される。したがって、制御切り替え時における操舵トルクＴｓを低減することができる。

（２）制限値演算部５０は、アシスト指令ＡＣに応じた追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍの減少量を、調整ゲイン乗算器５３の調整ゲインＫｃによって調整する。これにより、ドライバの操舵感の調整ができる。

（３）制限値演算部５０は、フィルタ処理部５２によりアシスト指令ＡＣをフィルタ処理する。これにより、外乱やノイズの影響を排除し、制御を安定化することができる。

（４）介入検出部４０は、ドライバの操舵による介入が無いとき１であり、介入の程度が大きいほど０に近づく介入係数αをマップ演算部４２により算出する。そして、制限値演算部５０は、アシスト指令制限値ＡＣ＿ｌｉｍ及び介入係数αに基づいて追従指令制限値上限ＴＣ＿ｌｉｍ＿ＵＬを演算する。これにより、アシスト指令の絶対値｜Ａｃ｜が比較的小さくても、追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍを低下させることができる。

（その他の実施形態）
（１）追従制御の対象となる「操舵に関わる物理量」は、上記実施形態のモータ回転角の他、ハンドル回転角、タイヤ転舵角、ヨーレート等の量でもよい。「物理量の目標値と検出値との偏差」は、カメラ、レーザレーダ、ミリ波レーダ等によって得られる目標位置との横変位、ＧＰＳ等によって得られる目標軌跡との偏差、道路形状によって得られる曲率との偏差等でもよく、追従制御では、これらの偏差に基づいて自動操舵トルクを発生させる。また、モータ回転角等の舵角追従制御としては、レーンキープ制御の他に、自動運転、自動駐車等の制御にも適用可能である。

（２）介入検出部４０がドライバの介入操作を検出する方法は、トルクセンサが検出した操舵トルクＴｓに基づく方法に限らず、例えば、ハンドル９１に取り付けられた回転角センサとモータ回転角との差やその変化速度に基づいて検出する方法としてもよい。

（３）制限値演算部５０により追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍを減少させる具体的な構成は、図６に示す構成に限らない。例えば、アシスト指令ＡＣに対する調整ゲインを用いて減少量を調整するのでなく、制限前追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍ＿０にゲインを乗じてもよい。また、アシスト指令ＡＣのノイズが問題とならない場合、フィルタ処理を省略してもよい。さらに、介入係数α以外の係数を用いて追従指令制限値上限ＴＣ＿ｌｉｍ＿ＵＬを演算してもよい。

（４）上記実施形態では、追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍは０又は正の値を取るものとして設定されているが、追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍが０又は正負の値を取るように設定されてもよい。その構成において追従指令制限値ＴＣ＿ｌｉｍが負の値を取る場合でも、制限値演算部５０が「アシスト指令ＡＣに応じて追従指令制限値の絶対値｜ＴＣ＿ｌｉｍ｜を減少させる」ことで、上記実施形態と同様のロジックでの制御が可能となる。

以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１５・・・ＥＰＳ－ＥＣＵ（ステアリング制御装置）
２０・・・アシスト制御演算部
３０・・・目標追従制御演算部
４０・・・介入検出部
５０・・・制限値演算部
６５・・・モータ駆動回路
８０・・・モータ

Claims (3)

1. 操舵トルク（Ｔｓ）に応じたアシストトルクを発生させるアシスト指令（ＡＣ）を生成する制御であるアシスト制御を実行するアシスト制御演算部（２０）と、
   操舵に関わる物理量の目標値を取得し該目標値に前記物理量の検出値を追従させる自動操舵トルクを発生させる追従指令（ＴＣ）を生成する制御である追従制御を実行する目標追従制御演算部（３０）と、
   ドライバの操舵による前記追従制御への介入を検出し、ドライバによる介入が無いとき１であり、操舵トルクが閾値を超えた状態が所定時間継続したとき１から０に近づくように低下する介入係数（α）を算出する介入検出部（４０）と、
   前記追従指令の絶対値の上限である追従指令制限値を演算し、前記目標追従制御演算部に出力する制限値演算部（５０）と、
   前記アシストトルク及び前記自動操舵トルクを出力するモータ（８０）を、前記アシスト指令と前記追従指令との加算値である駆動指令（ＤＣ）に従って駆動するモータ駆動回路（６５）と、
   を備え、
   前記制限値演算部は、前記アシスト指令の絶対値の上限であるアシスト指令制限値（ＡＣ＿ｌｉｍ）及び前記介入係数に基づいて、前記追従指令制限値の絶対値の上限（ＴＣ＿ｌｉｍ＿ＵＬ）を演算し、ドライバの操舵による前記追従制御から前記アシスト制御への制御切り替え時に、前記アシスト指令が前記追従指令に打ち消されることによる前記操舵トルクの増加を抑制するように、前記介入係数の低下よりも早く、前記アシスト指令に応じて前記追従指令制限値の絶対値を減少させるステアリング制御装置。
2. 前記制限値演算部は、前記アシスト指令に応じた前記追従指令制限値の絶対値の減少量を調整ゲインによって調整する請求項１に記載のステアリング制御装置。
3. 前記制限値演算部は、前記アシスト指令をフィルタ処理する請求項１または２に記載のステアリング制御装置。

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