JP7272922B2 - 操舵制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

従来、車両用操舵装置として、モータを駆動源とするアクチュエータを備えた電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が知られている。こうしたＥＰＳには、ステアリングホイールの操舵角を３６０°を超える範囲を含む絶対角で取得し、該操舵角に基づいて各種制御を行うものがある。こうした制御の一例として、例えば特許文献１には、ラック軸の端部であるラックエンドがラックハウジングに当たる、所謂エンド当ての衝撃を緩和するためのエンド当て緩和制御を実行するものが開示されている。

特許文献１のＥＰＳでは、エンド当てによりラック軸の移動が物理的に規制されるラックエンド位置が操舵角と対応付けられており、同角度がエンド位置対応角として記憶されている。そして、操舵角のエンド位置対応角からの距離に応じてモータが出力するモータトルクの目標値を小さくすることで、エンド当ての衝撃を緩和する。

特開２０１６－１５５５１９号公報

上記特許文献１の構成では、ラック軸がラックハウジングに当接したと判定される状態での操舵角に基づいてエンド位置対応角を設定する。同構成において、ラック軸がラックハウジングに当接していると判定する条件には、ＥＰＳに操舵トルクが入力されているにもかかわらず、操舵角の変化量が所定値以下の状態が継続することが含まれている。

ところで、エンド当てが生じる状況の一として、例えば運転者が素早く切り込み操舵を行い、ラックエンドがラックハウジングに衝突した直後に切り戻し操舵を行う場合が想定される。こうした瞬間的なエンド当てでは操舵角の変化量が所定値以下の状態が継続しないため、上記特許文献１の構成では、ラック軸がラックハウジングに当接したと判定しないおそれがあり、エンド位置対応角を設定できない。

本発明の目的は、瞬間的なエンド当てに基づいてエンド位置対応角を設定できる操舵制御装置を提供することにある。

上記課題を解決する操舵制御装置は、ハウジングと、前記ハウジング内に往復動可能に収容される転舵軸と、モータを駆動源として前記転舵軸を往復動させるモータトルクを付与するアクチュエータとを備える操舵装置を制御対象とし、前記転舵軸に連結される転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角であって、３６０°を超える範囲を含む絶対角で示される絶対舵角を検出する絶対舵角検出部と、前記転舵軸の左右いずれか一方への移動が規制されているか否かを判定し、前記転舵軸の移動が規制されていると判定した際の前記絶対舵角に応じた規制位置判定角を取得する規制位置判定角取得部と、前記規制位置判定角に基づいて、前記転舵軸が左側又は右側のエンド位置にあることを示す角度であって、前記絶対舵角と対応付けられたエンド位置対応角を設定するエンド位置対応角設定部とを備え、前記規制位置判定角取得部は、動的規制判定を行い、該動的規制判定が成立する場合に、前記転舵軸の移動が規制されていると判定するものであり、一方向に前記転舵軸を移動させる操舵トルクの符号及び前記モータの回転方向の符号をそれぞれ正、前記一方向と反対方向に前記転舵軸を移動させる前記操舵トルクの符号及び前記モータの回転方向の符号をそれぞれ負とするとき、前記動的規制判定が成立する条件には、前記操舵トルクの絶対値が第１操舵トルク閾値以上であること、及び前記モータの角速度の変化量である角速度変化量の符号が前記操舵トルクの符号と反対であって、該角速度変化量の絶対値が第１角速度変化量閾値よりも大きいことが含まれる。

運転者の操舵により転舵軸が一方向に素早く移動し、モータが素早く回転している状態でエンド当てが生じると、モータは急停止しようとする。そのため、こうした態様で転舵軸の移動が規制される場合には、例えば第１操舵トルク閾値以上の正の操舵トルクが入力される状態で、モータの角速度変化量は負の第１角速度変化量閾値未満となる。つまり、瞬間的なエンド当てが生じると、動的規制判定が成立し得る。したがって、上記構成によれば、例えば素早く切り込み操舵を行い瞬間的なエンド当てが生じる場合に、転舵軸の移動が規制されたと判定でき、規制位置判定角を取得してエンド位置対応角を設定できる。

上記操舵制御装置において、前記動的規制判定が成立する条件には、前記モータの角速度の符号が前記操舵トルクの符号と同一であって、該モータの角速度の絶対値が第１角速度閾値よりも大きいことが含まれることが好ましい。

上記のように、運転者の操舵により転舵軸が一方向に移動し、瞬間的なエンド当てが生じてからモータが急停止するまでの間、モータは転舵軸を一方向に移動させる方向に回転する。そのため、上記構成のように、動的規制判定が成立する条件に、モータの角速度が操舵トルクと同一の符号の第１角速度閾値よりも大きいことを含むことで、瞬間的なエンド当てが生じたか否かを的確に判定できる。

上記操舵制御装置において、前記規制位置判定角取得部は、前記動的規制判定に加え、静的規制判定を行い、前記動的規制判定及び前記静的規制判定のいずれか一方の判定が成立する場合に、前記転舵軸の移動が規制されていると判定するものであり、前記静的規制判定が成立する条件には、前記操舵トルクの絶対値が前記第１操舵トルク閾値よりも大きな第２操舵トルク閾値以上であること、及び前記角速度変化量の絶対値が前記第１角速度変化量閾値よりも小さな第２角速度変化量閾値以下であることが含まれることが好ましい。

運転者の操舵により転舵軸が一方向に移動してエンド当てが生じた場合、切り込み操舵を継続しても、モータはほとんど回転しない。そのため、こうした態様で転舵軸の移動が規制される場合には、例えば第２操舵トルク閾値以上の正の操舵トルクが入力される状態で、モータの角速度変化量の絶対値は第２角速度変化量閾値以下となる。つまり、エンド当てが生じてから保舵するような操舵が行われると、静的規制判定が成立し得る。したがって、上記構成によれば、例えばエンド当てが生じてから保舵するような操舵が行われる場合に、転舵軸の移動が規制されたと判定でき、規制位置判定角を取得してエンド位置対応角を設定できる。

そして、上記構成では、動的規制判定及び静的規制判定のいずれか一方の判定が成立する場合に、転舵軸の移動が規制されていると判定し、規制位置判定角を取得する。したがって、種々の態様で転舵軸の移動が規制される際に、規制位置判定角を取得でき、早期にエンド位置対応角を設定できる。

上記操舵制御装置において、前記静的規制判定が成立する条件には、前記モータの角速度の符号が前記操舵トルクの符号と同一であって、該モータの角速度の絶対値が第１角速度閾値よりも大きく、かつ第２角速度閾値以下であることが含まれることが好ましい。

上記のように、エンド当てが生じてからも切り込み操舵を継続すると、操舵装置の弾性変形を伴うことで、厳密にはモータが僅かながら回転する。そのため、上記構成のように、静的規制判定が成立する条件に、モータの角速度が操舵トルクと同一の符号の第１角速度閾値よりも大きく、かつ第２角速度閾値以下であることを含むことで、継続的なエンド当てが生じたか否かを的確に判定できる。

上記操舵制御装置において、前記規制位置判定角取得部は、前記転舵軸の移動が規制されていると判定した際の前記絶対舵角に対して、前記操舵装置に付与されたトルクにより生じる該操舵装置の機械的な弾性変形に基づいて剛性補償を行った値を前記規制位置判定角として取得することが好ましい。

上記構成によれば、転舵軸の移動が規制されたと判定されたときの操舵装置の弾性変形を考慮して正確な規制位置判定角を取得できる。
上記操舵制御装置において、前記規制位置判定角取得部は、前記操舵トルク、前記モータトルク、及び前記角速度変化量に基づく慣性トルクを用いて、前記操舵装置に付与されたトルクを演算することが好ましい。

上記構成によれば、操舵装置に付与されたトルクとして、操舵トルク、モータトルク及び慣性トルクを考慮するため、転舵軸の移動が規制されたと判定されたときの操舵装置の弾性変形量を正確に演算でき、より正確な規制位置判定角を取得できる。特に動的規制判定では、モータが急停止することで慣性トルクが大きくなるため、その効果は大である。

本発明によれば、瞬間的なエンド当てに基づいてエンド位置対応角を設定できる。

電動パワーステアリング装置の概略構成図。 操舵制御装置のブロック図。 制限値設定部のブロック図。 エンド位置対応角管理部のブロック図。 絶対舵角とピニオン軸トルクとの関係を示す模式図。 規制位置判定角取得部による規制位置判定角の取得に係る処理手順を示すフローチャート。 規制位置判定角取得部による動的規制判定の処理手順を示すフローチャート。 規制位置判定角取得部による静的規制判定の処理手順を示すフローチャート。 規制位置判定角取得部による周辺環境変化判定の処理手順を示すフローチャート。

以下、操舵制御装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、操舵制御装置１の制御対象となる操舵装置としての電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）２は、運転者によるステアリングホイール３の操作に基づいて転舵輪４を転舵させる操舵機構５を備えている。また、ＥＰＳ２は、操舵機構５にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するアクチュエータとしてのＥＰＳアクチュエータ６を備えている。

操舵機構５は、ステアリングホイール３が固定されるステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１に連結された転舵軸としてのラック軸１２と、ラック軸１２が往復動可能に挿通されるハウジングとしてのラックハウジング１３と、ステアリングシャフト１１の回転をラック軸１２に変換するラックアンドピニオン機構１４とを備えている。なお、ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール３が位置する側から順にコラム軸１５、中間軸１６、及びピニオン軸１７を連結することにより構成されている。

ラック軸１２とピニオン軸１７とは、ラックハウジング１３内に所定の交差角をもって配置されている。ラックアンドピニオン機構１４は、ラック軸１２に形成されたラック歯１２ａとピニオン軸１７に形成されたピニオン歯１７ａとが噛合されることで構成されている。また、ラック軸１２の両端には、その軸端部に設けられたボールジョイントからなるラックエンド１８を介してタイロッド１９がそれぞれ回動自在に連結されている。タイロッド１９の先端は、転舵輪４が組付けられた図示しないナックルに連結されている。したがって、ＥＰＳ２では、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト１１の回転がラックアンドピニオン機構１４によりラック軸１２の軸方向移動に変換され、この軸方向移動がタイロッド１９を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪４の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。

なお、ラックエンド１８がラックハウジング１３の左端に当接するラック軸１２の位置が右方向に最大限操舵可能な位置であり、同位置が右側のエンド位置としてのラックエンド位置に相当する。また、ラックエンド１８がラックハウジング１３の右端に当接するラック軸１２の位置が左方向に最大限操舵可能な位置であり、同位置が左側のエンド位置としてのラックエンド位置に相当する。

ＥＰＳアクチュエータ６は、駆動源であるモータ２１と、ウォームアンドホイール等の減速機構２２とを備えている。モータ２１は減速機構２２を介してコラム軸１５に連結されている。そして、ＥＰＳアクチュエータ６は、モータ２１の回転を減速機構２２により減速してコラム軸１５に伝達することによって、モータトルクをアシスト力として操舵機構５に付与する。なお、本実施形態のモータ２１には、三相のブラシレスモータが採用されている。

操舵制御装置１は、モータ２１に接続されており、その作動を制御する。なお、操舵制御装置１は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えており、所定の演算周期ごとにメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行する。これにより、各種の制御が実行される。

操舵制御装置１には、車両の車速ＳＰＤを検出する車速センサ３１、及び運転者の操舵によりステアリングシャフト１１に付与された操舵トルクＴhを検出するトルクセンサ３２が接続されている。また、操舵制御装置１には、モータ２１の回転角θmを３６０°の範囲内の相対角で検出する回転センサ３３が接続されている。なお、操舵トルクＴh及び回転角θmは、例えば右方向に操舵した場合に正の値、左方向に操舵した場合に負の値として検出する。つまり、本実施形態では、一方向に相当する右方向にラック軸１２を移動させる操舵トルクＴhの符号及びモータ２１の回転方向の符号がそれぞれ正とされ、一方向と反対方向に相当する左方向にラック軸１２を移動させる操舵トルクＴhの符号及びモータ２１の回転方向の符号がそれぞれ負とされている。そして、操舵制御装置１は、これら各センサから入力される各状態量を示す信号に基づいて、モータ２１に駆動電力を供給することにより、ＥＰＳアクチュエータ６の作動、すなわち操舵機構５にラック軸１２を往復動させるべく付与するアシスト力を制御する。

次に、操舵制御装置１の構成について説明する。
図２に示すように、操舵制御装置１は、モータ制御信号Ｓmを出力するマイコン４１と、モータ制御信号Ｓmに基づいてモータ２１に駆動電力を供給する駆動回路４２とを備えている。なお、本実施形態の駆動回路４２には、ＦＥＴ等の複数のスイッチング素子を有する周知のＰＷＭインバータが採用されている。そして、マイコン４１の出力するモータ制御信号Ｓmは、各スイッチング素子のオンオフ状態を規定するものとなっている。これにより、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し、各相のモータコイルへの通電パターンが切り替わることにより、車載電源４３の直流電力が三相の駆動電力に変換されてモータ２１へと出力される。

なお、以下に示す各制御ブロックは、マイコン４１が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものであり、所定のサンプリング周期で各状態量を検出し、所定の演算周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理が実行される。

マイコン４１には、上記車速ＳＰＤ、操舵トルクＴh、及びモータ２１の回転角θmが入力される。また、マイコン４１には、電流センサ４４により検出されるモータ２１の各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、及び電圧センサ４５により検出される車載電源４３の電源電圧Ｖbが入力される。電流センサ４４は、駆動回路４２と各相のモータコイルとの間の接続線４６に設けられている。電圧センサ４５は、車載電源４３と駆動回路４２との間の接続線４７に設けられている。なお、図２では、説明の便宜上、各相の電流センサ４４及び各相の接続線４６をそれぞれ１つにまとめて図示している。そして、マイコン４１は、これら各状態量に基づいてモータ制御信号Ｓmを出力する。

詳しくは、マイコン４１は、電流指令値Ｉd*，Ｉq*を演算する電流指令値演算部５１と、電流指令値Ｉd*，Ｉq*に基づいてモータ制御信号Ｓmを出力するモータ制御信号生成部５２と、絶対舵角θsを検出する絶対舵角検出部５３とを備えている。

電流指令値演算部５１には、操舵トルクＴh、車速ＳＰＤ及び絶対舵角θsが入力される。電流指令値演算部５１は、これらの状態量に基づいて電流指令値Ｉd*，Ｉq*を演算する。電流指令値Ｉd*，Ｉq*は、モータ２１に供給すべき電流の目標値であり、ｄ／ｑ座標系におけるｄ軸上の電流指令値及びｑ軸上の電流指令値をそれぞれ示す。このうち、ｑ軸電流指令値Ｉq*は、モータ２１が出力するモータトルクの目標値を示す。なお、本実施形態では、ｄ軸電流指令値Ｉd*は、基本的にゼロに固定されている。電流指令値Ｉd*，Ｉq*は、例えば右方向への操舵をアシストする場合に正の値、左方向への操舵をアシストする場合に負の値とする。

モータ制御信号生成部５２には、電流指令値Ｉd*，Ｉq*、各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、及びモータ２１の回転角θmが入力される。モータ制御信号生成部５２は、これらの状態量に基づいてｄ／ｑ座標系における電流フィードバック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。

具体的には、モータ制御信号生成部５２は、回転角θmに基づいて各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwをｄ／ｑ座標上に写像することにより、ｄ／ｑ座標系におけるモータ２１の実電流値であるｄ軸電流値Ｉd及びｑ軸電流値Iqを演算する。そして、モータ制御信号生成部５２は、ｄ軸電流値Idをｄ軸電流指令値Ｉd*に追従させるべく、またｑ軸電流値Iqをｑ軸電流指令値Ｉq*に追従させるべく、それぞれ電流フィードバック制御を行うことによりモータ制御信号Ｓmを生成する。なお、モータ制御信号Ｓmを生成する過程で演算したｑ軸電流値Ｉqは、電流指令値演算部５１に出力される。

モータ制御信号生成部５２は、このように生成したモータ制御信号Ｓmを駆動回路４２に出力する。これにより、モータ２１には、モータ制御信号Ｓmに応じた駆動電力が供給され、モータ２１からｑ軸電流指令値Ｉq*に対応したモータトルクが出力されることで、操舵機構５にアシスト力が付与される。

絶対舵角検出部５３には、回転角θmが入力される。絶対舵角検出部５３は、回転角θmに基づいて、３６０°を超える範囲を含む絶対角で表されるモータ絶対角を検出する。本実施形態の絶対舵角検出部５３は、例えば車載電源４３の交換後、イグニッションスイッチ等の起動スイッチが初めてオンされた時の回転角θmを原点としてモータ２１の回転数を積算し、この回転数及び回転角θmに基づいてモータ絶対角を検出する。そして、絶対舵角検出部５３は、モータ絶対角に減速機構２２の減速比に基づく換算係数を乗算することにより、ステアリングシャフト１１の操舵角を示す絶対舵角θsを検出する。本実施形態の操舵制御装置１では、起動スイッチのオフ時にもモータ２１の回転の有無を監視しており、モータ２１の回転数が常時積算されている。これにより、車載電源４３が交換されてから２回目以降、起動スイッチがオンされた時でも、絶対舵角θsの原点は、起動スイッチが初めてオンされた時に設定された原点と同じになる。

なお、上記のようにステアリングシャフト１１の回転により転舵輪４の転舵角が変更されることから、絶対舵角θsは、転舵輪４の転舵角に換算可能な回転軸の回転角を示す。また、モータ絶対角及び絶対舵角θsは、例えば原点から右方向の回転角である場合に正の値、左方向の回転角である場合に負の値とする。

次に、電流指令値演算部５１の構成について詳細に説明する。
電流指令値演算部５１は、ｑ軸電流指令値Ｉq*の基礎成分であるアシスト指令値Ｉas*を演算するアシスト指令値演算部６１と、ｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値の上限となる制限値Ｉgを設定する制限値設定部６２と、アシスト指令値Ｉas*の絶対値を制限値Ｉg以下に制限するガード処理部６３とを備えている。また、電流指令値演算部５１は、メモリ６４に記憶される左右のラックエンド位置に対応する絶対舵角θsであるエンド位置対応角θs_le，θs_reを管理するエンド位置対応角管理部６５を備えている。

アシスト指令値演算部６１には、操舵トルクＴh及び車速ＳＰＤが入力される。アシスト指令値演算部６１は、操舵トルクＴh及び車速ＳＰＤに基づいてアシスト指令値Ｉas*を演算する。具体的には、アシスト指令値演算部６１は、操舵トルクＴhの絶対値が大きいほど、また車速ＳＰＤが遅いほど、より大きな絶対値を有するアシスト指令値Ｉas*を演算する。このように演算されたアシスト指令値Ｉas*は、ガード処理部６３に出力される。

ガード処理部６３には、アシスト指令値Ｉas*に加え、後述するように制限値設定部６２において設定される制限値Ｉgが入力される。ガード処理部６３は、入力されるアシスト指令値Ｉas*の絶対値が制限値Ｉg以下の場合には、アシスト指令値Ｉas*の値をそのままｑ軸電流指令値Ｉq*としてモータ制御信号生成部５２に出力する。一方、入力されるアシスト指令値Ｉas*の絶対値が制限値Ｉgよりも大きい場合には、アシスト指令値Ｉas*の絶対値を制限値Ｉgの値に制限した値をｑ軸電流指令値Ｉq*としてモータ制御信号生成部５２に出力する。

メモリ６４には、モータ２１が出力可能なモータトルクとして予め設定されたトルクに対応する最大電流としての定格電流Ｉr、及びエンド位置対応角θs_le，θs_re等が記憶されている。左側のエンド位置対応角θs_leは、左側のラックエンド位置に対応する絶対舵角θsであり、右側のエンド位置対応角θs_reは、右側のラックエンド位置に対応する絶対舵角θsである。エンド位置対応角θs_le，θs_reは、後述するようにエンド位置対応角管理部６５によってその設定が管理される。なお、本実施形態のメモリ６４は、例えば車載電源４３を取り外さない限り、エンド位置対応角θs_le，θs_reを保持するタイプのものが用いられている。

次に、制限値設定部６２の構成について説明する。
制限値設定部６２には、絶対舵角θs、車速ＳＰＤ、電源電圧Ｖb、定格電流Ｉr及びエンド位置対応角θs_le，θs_reが入力される。そして、制限値設定部６２は、これらの状態量に基づいて制限値Ｉgを設定する。

詳しくは、図３に示すように、制限値設定部６２は、絶対舵角θsに基づく舵角制限値Ｉenを演算する舵角制限値演算部７１と、電源電圧Ｖbに基づく他の制限値としての電圧制限値Ｉvbを演算する電圧制限値演算部７２と、舵角制限値Ｉen及び電圧制限値Ｉvbのいずれか小さい方を選択する最小値選択部７３とを備えている。

舵角制限値演算部７１には、絶対舵角θs、車速ＳＰＤ、定格電流Ｉr、エンド位置対応角θs_le，θs_reが入力される。舵角制限値演算部７１は、これらの状態量に基づいて、後述するように絶対舵角θsの左右のエンド位置対応角θs_le，θs_reからの最小距離を示すエンド離間角Δθが所定角度θ1以下となる場合に、該エンド離間角Δθの減少に基づいて小さくなる舵角制限値Ｉenを演算する。このように演算された舵角制限値Ｉenは、最小値選択部７３に出力される。なお、舵角制限値演算部７１は、メモリ６４に左右のエンド位置対応角θs_le，θs_reのいずれもが設定されていない場合には、舵角制限値Ｉenを演算しない。

電圧制限値演算部７２には、電源電圧Ｖbが入力される。電圧制限値演算部７２は、電源電圧Ｖbの絶対値が予め設定された電圧閾値Ｖth以下になった場合に、定格電流Ｉrを供給するための定格電圧よりも小さな電圧制限値Ｉvbを演算する。具体的には、電圧制限値演算部７２は、電源電圧Ｖbの絶対値が電圧閾値Ｖth以下になった場合、該電源電圧Ｖbの絶対値の低下に基づいてより小さな絶対値を有する電圧制限値Ｉvbを演算する。このように演算された電圧制限値Ｉvbは、最小値選択部７３に出力される。

最小値選択部７３は、入力される舵角制限値Ｉen及び電圧制限値Ｉvbのいずれか小さい方を制限値Ｉgとして選択し、ガード処理部６３に出力する。
そして、舵角制限値Ｉenが制限値Ｉgとしてガード処理部６３に出力されることにより、ｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値が舵角制限値Ｉenに制限される。これにより、エンド離間角Δθが所定角度θ1以下となる場合に、該エンド離間角Δθの減少に基づいてｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値を小さくすることで、ラックエンド１８がラックハウジング１３に当たるエンド当ての衝撃を緩和するエンド当て緩和制御が実行される。なお、後述するようにメモリ６４に左右両方のエンド位置対応角θs_le，θs_reが記憶されている場合が正規のエンド当て緩和制御となり、メモリ６４に左右いずれか一方のエンド位置対応角θs_le，θs_reが記憶されている場合が暫定のエンド当て緩和制御となる。

また、電圧制限値Ｉvbが制限値Ｉgとしてガード処理部６３に出力されることにより、ｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値が電圧制限値Ｉvbに制限される。これにより、電源電圧Ｖbの絶対値が電圧閾値Ｖth以下となる場合に、該電源電圧Ｖbの絶対値の低下に基づいてｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値を小さくする電源保護制御が実行される。

次に、舵角制限値演算部７１の構成について説明する。
舵角制限値演算部７１は、エンド離間角Δθを演算するエンド離間角演算部８１と、エンド離間角Δθに応じて定まる電流制限量である角度制限成分Ｉgaを演算する角度制限成分演算部８２とを備えている。そして、舵角制限値演算部７１は、定格電流Ｉrから角度制限成分Ｉgaを減算することにより、舵角制限値Ｉenを演算する。

詳しくは、エンド離間角演算部８１には、絶対舵角θs、及びエンド位置対応角θs_le，θs_reが入力される。エンド離間角演算部８１は、メモリ６４に左右両方のエンド位置対応角θs_le，θs_reが記憶されている場合には、最新の演算周期での絶対舵角θsと左側のエンド位置対応角θs_leとの間の差分、及び最新の演算周期での絶対舵角θsと右側のエンド位置対応角θs_reとの間の差分を演算する。そして、エンド離間角演算部８１は、演算した差分のうちの絶対値が小さい方をエンド離間角Δθとして角度制限成分演算部８２に出力する。一方、エンド離間角演算部８１は、メモリ６４に左右いずれか一方のみのエンド位置対応角θs_le，θs_reが記憶されている場合には、最新の演算周期での絶対舵角θsとエンド位置対応角θs_le又はエンド位置対応角θs_reとの間の差分を演算する。そして、エンド離間角演算部８１は、この差分をエンド離間角Δθとして角度制限成分演算部８２に出力する。

なお、エンド離間角演算部８１は、メモリ６４に左右のエンド位置対応角θs_le，θs_reがいずれも記憶されていない場合には、エンド離間角Δθを演算しない。これにより、後述する角度制限成分演算部８２において、角度制限成分Ｉgaが演算されず、舵角制限値Ｉenが演算されない。

角度制限成分演算部８２には、エンド離間角Δθ及び車速ＳＰＤが入力される。角度制限成分演算部８２は、エンド離間角Δθ及び車速ＳＰＤと角度制限成分Ｉgaとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することによりエンド離間角Δθ及び車速ＳＰＤに応じた角度制限成分Ｉgaを演算する。

このマップでは、角度制限成分Ｉgaは、エンド離間角Δθがゼロの状態からその増大に比例して減少し、エンド離間角Δθが所定角度θ1でゼロに達し、エンド離間角Δθが所定角度θ1よりも大きくなると、ゼロになるように設定されている。また、このマップでは、エンド離間角Δθが負の領域も設定されており、角度制限成分Ｉgaは、エンド離間角Δθがゼロよりも小さくなると、その減少に比例して増大し、定格電流Ｉrと同じ値になった以降は一定となる。マップにおける負の領域は、ラックエンド１８がラックハウジング１３に当接した状態からさらに切り込み操舵を行うことにより、ＥＰＳ２が弾性変形してモータ２１が回転する分を想定している。なお、所定角度θ1は、エンド位置対応角θs_le，θs_re近傍の範囲を示す小さな角度に設定されている。すなわち、角度制限成分Ｉgaは、絶対舵角θsがエンド位置対応角θs_le，θs_reからステアリング中立側に向かうにつれて小さくなり、エンド位置対応角θs_le，θs_re近傍よりもステアリング中立位置側にある場合には、ゼロになるように設定されている。

また、このマップは、エンド離間角Δθが所定角度θ1以下の領域では、車速ＳＰＤの増大に基づいて、角度制限成分Ｉgaが小さくなるように設定されている。具体的には、車速ＳＰＤが低速域である場合は角度制限成分Ｉgaがゼロよりも大きくなるが、車速ＳＰＤが中高速域である場合は角度制限成分Ｉgaがゼロとなるように設定されている。このように演算された角度制限成分Ｉgaは、減算器８３に出力される。

減算器８３には、角度制限成分Ｉgaに加え、定格電流Ｉrが入力される。舵角制限値演算部７１は、減算器８３において定格電流Ｉrから角度制限成分Ｉgaを差し引いた値を舵角制限値Ｉenとして上記最小値選択部７３に出力する。

次に、エンド位置対応角管理部６５の構成について説明する。
図２示すように、エンド位置対応角管理部６５には、車速ＳＰＤ、操舵トルクＴh、絶対舵角θs、ｑ軸電流値Ｉq、及び回転角θmを微分することにより得られるモータ角速度ωmが入力される。エンド位置対応角管理部６５は、これらの状態量に基づいて、ラック軸１２が左右いずれか一方への移動が規制されているか否かを判定し、ラック軸１２の移動が規制されていると判定された際の絶対舵角θsに応じた規制位置判定角θiを複数取得する。そして、エンド位置対応角管理部６５は、複数の規制位置判定角θiに基づいてエンド位置対応角θs_le，θs_reをメモリ６４に記憶させる。なお、エンド位置対応角管理部６５は、エンド位置対応角θs_le，θs_reをメモリ６４に一旦記憶させた後は、これらが消失するまではエンド位置対応角θs_le，θs_reの設定に係る処理を実行しない。

詳しくは、図４に示すように、エンド位置対応角管理部６５は、角速度変化量演算部９１と、規制位置判定角取得部９２と、エンド位置対応角設定部９３とを備えている。
角速度変化量演算部９１には、モータ角速度ωmが入力される。角速度変化量演算部９１は、入力されるモータ角速度ωmに基づいてその変化量である角速度変化量Δωmを演算する。そして、角速度変化量演算部９１は、角速度変化量Δωmを規制位置判定角取得部９２に出力する。なお、本実施形態の角速度変化量演算部９１は、角速度変化量Δωmにローパスフィルタ処理を施したものを規制位置判定角取得部９２に出力する。

規制位置判定角取得部９２には、車速ＳＰＤ、操舵トルクＴh、ｑ軸電流値Ｉq、モータ角速度ωm、角速度変化量Δωm及び絶対舵角θsが入力される。規制位置判定角取得部９２は、後述するように、これらの状態量に基づいてラック軸１２の左右いずれか一方への移動が規制されているか否かを判定し、ラック軸１２の移動が規制されていると判定した際の絶対舵角θsに応じた規制位置判定角θiを取得する。

エンド位置対応角設定部９３には、規制位置判定角取得部９２から複数の規制位置判定角θiが入力される。エンド位置対応角設定部９３は、左側及び右側の規制位置判定角θiをそれぞれ取得した場合には、これら左右両側の規制位置判定角θiに基づいてエンド位置対応角θs_le，θs_reを設定する。なお、エンド位置対応角設定部９３は、規制位置判定角θiの符号に基づいて、該規制位置判定角θiが左側及び右側のいずれか一方側のものであるかを判定する。

具体的には、エンド位置対応角設定部９３は、左右両側の規制位置判定角θiを取得すると、まず左側の規制位置判定角θiの絶対値と右側の規制位置判定角θiの絶対値との和であるストローク幅Ｗmaを演算する。そして、エンド位置対応角設定部９３は、ストローク幅Ｗmaがストローク閾値Ｗthよりも大きい場合には、取得した左右の規制位置判定角θiをそのままエンド位置対応角θs_le，θs_reとしてそれぞれ設定する。なお、ストローク閾値Ｗthは、絶対舵角θsで示される角度範囲であって、ラック軸１２の全ストローク範囲に対応する角度範囲よりも若干小さな範囲に設定されている。エンド位置対応角設定部９３は、ストローク幅Ｗmaがストローク閾値Ｗth以下の場合には、エンド位置対応角θs_le，θs_reを設定せず、入力された規制位置判定角θiを破棄し、左右両側の規制位置判定角θiを再度取得すると、同様の処理を行う。

一方、エンド位置対応角設定部９３は、左側及び右側のいずれか一方側のみの規制位置判定角θiを複数取得すると、これら規制位置判定角θiに基づいて対応する側のエンド位置対応角θs_le，θs_reのみを設定する。具体的には、エンド位置対応角設定部９３は、複数の規制位置判定角θiの平均値を左側のエンド位置対応角θs_le又は右側のエンド位置対応角θs_reとして設定する。

次に、規制位置判定角取得部９２による規制位置判定角θiの取得について説明する。
規制位置判定角取得部９２は、車速センサ３１から入力される車速ＳＰＤを示す信号が正常であり、かつ車速ＳＰＤが低速閾値Ｓloよりも大きい場合には、ラック軸１２の移動が規制されているか否かの判定を行わない。これは、車速ＳＰＤがある程度大きい場合には、ラックエンド位置までステアリングホイール３を操舵しようとすると、車両がスピン等することで、エンド当てが生じないためである。なお、規制位置判定角取得部９２は、例えば車速ＳＰＤが取り得ない値となった場合や、前回値からの変化量が予め設定される閾値を超える場合等に車速ＳＰＤを示す信号が異常であると判定する。低速閾値Ｓloは、車両が低速で走行していることを示す車速であり、予め設定されている。

規制位置判定角取得部９２は、車速ＳＰＤを示す信号が異常である、又は車速ＳＰＤが低速閾値Ｓlo以下の場合には、動的規制判定を行う。そして、規制位置判定角取得部９２は、動的規制判定が第１所定時間継続して成立する場合に、同判定が第１所定時間継続して成立した際の絶対舵角θsに応じた規制位置判定角θiを取得する。一方、規制位置判定角取得部９２は、動的規制判定が成立しない場合には、静的規制判定を行う。そして、規制位置判定角取得部９２は、静的規制判定が第２所定時間継続して成立する場合に、同判定が第２所定時間継続して成立した際の絶対舵角θsに応じた規制位置判定角θiを取得する。

なお、静的規制判定は、ラック軸１２の移動が規制されたまま保舵されているような状態、及びゆっくりと切り込み操舵を行ってラック軸１２の移動が規制される状態を検出する判定である。動的規制判定は、比較的速い速度で切り込み操舵を行い、ラック軸１２の移動が規制された直後に切り返し操舵が行われるような状態を検出する判定である。

本実施形態の規制位置判定角取得部９２は、動的規制判定又は静的規制判定の結果、ラック軸１２の移動が規制されていると判定した際の絶対舵角θsに対して、ＥＰＳ２に付与されたトルクにより生じるＥＰＳ２の機械的な弾性変形に基づいて補正する剛性補償を行い、剛性補償後の角度を規制位置判定角θiとして取得する。

また、規制位置判定角取得部９２は、一の規制位置判定角θiを取得してから、車両の周辺環境が変化したか否かの周辺環境変化判定が成立するまでは、他の規制位置判定角θiを取得しない。

以下、規制位置判定角取得部９２の行う処理について、動的規制判定、静的規制判定、剛性補償及び周辺環境変化判定の順に詳細に説明する。
（動的規制判定）
規制位置判定角取得部９２は、次の３つの条件が成立する場合に、動的規制判定が成立し、ラック軸１２の移動が規制されたと判定する。

（ａ１）操舵トルクＴhの絶対値が第１操舵トルク閾値Ｔth1以上である。
（ａ２）モータ角速度ωmの符号が操舵トルクＴhの符号と同一であって、モータ角速度ωmの絶対値が第１角速度閾値ωth1よりも大きい。

（ａ３）角速度変化量Δωmの符号が操舵トルクＴhの符号と反対であって、角速度変化量Δωmの絶対値が第１角速度変化量閾値Δωth1よりも大きい。
なお、第１操舵トルク閾値Ｔth1は、ラックエンド１８がラックハウジング１３に当接した直後に切り戻し操舵を行う際の操舵トルクであり、ゼロよりも大きな適宜の値に設定されている。第１角速度閾値ωth1は、モータ２１が停止していることを示す角速度であり、略ゼロに設定されている。第１角速度変化量閾値Δωth1は、モータ２１が急速に減速していることを示す角速度変化量であり、比較的大きな値に設定されている。

（静的規制判定）
規制位置判定角取得部９２は、次の３つの条件が成立する場合に、静的規制判定が成立し、ラック軸１２の移動が規制されたと判定する。

（ｂ１）操舵トルクＴhの絶対値が第２操舵トルク閾値Ｔth2以上である。
（ｂ２）モータ角速度ωmの符号が操舵トルクＴhの符号と同一であって、モータ角速度ωmの絶対値が第１角速度閾値ωth1よりも大きく、かつ第２角速度閾値ωth2以下である。

（ｂ３）角速度変化量Δωmの絶対値が第２角速度変化量閾値Δωth2未満である。
なお、第２操舵トルク閾値Ｔth2は、ラックエンド１８がラックハウジング１３に当接した状態で車両を旋回走行させる際にステアリングホイール３を保舵するために必要な操舵トルクであり、第１操舵トルク閾値Ｔth1よりも大きな適宜の値に設定されている。第２角速度閾値ωth2は、モータ２１が低速で回転していることを示す角速度であり、ゼロよりも大きな適宜の値に設定されている。第２角速度変化量閾値Δωth2は、モータ２１が略加減速していないことを示す角速度変化量であり、第１角速度変化量閾値Δωth1よりも小さく、かつゼロよりも僅かに大きな値に設定されている。

（剛性補償）
規制位置判定角取得部９２は、ラック軸１２の移動が規制されていると判定した際の絶対舵角θsから、ＥＰＳ２に生じている機械的な弾性変形を差し引いた値を規制位置判定角θiとして取得する。

詳しくは、規制位置判定角取得部９２は、ラック軸１２の移動が規制されていると判定された際にＥＰＳ２に付与されたトルクの合計値であるピニオン軸トルクＴpを演算する。ピニオン軸トルクＴpは、ラック軸１２に作用する軸力に相当する。本実施形態の規制位置判定角取得部９２は、下記（１）式に示すように、運転者に付与される操舵トルクＴhと、ｑ軸電流値Iqに基づくモータトルクと、モータ２１の角速度変化量Δωmに基づく慣性トルクとを用いてピニオン軸トルクＴpを演算する。

Ｔp＝Ｔh＋Ｉq×Ｋm＋Δωm×Ｋω…（１）
なお、「Ｋm」は、モータ２１のモータ定数、減速機構２２の減速比及び効率等によって決まる係数を示す。「Ｋω」は、モータ２１の慣性モーメント、減速機構２２の減速比及び効率等によって決まる係数を示す。

ここで、図５に示すように、通常、運転者によりステアリング操作が行われると、ＥＰＳ２に付与されたピニオン軸トルクＴpに応じて転舵輪４が転舵し、絶対舵角θsが増加する。そして、実際のラックエンド位置に対応する絶対舵角θsを若干超えたところから、ピニオン軸トルクＴpが増加しても絶対舵角θsがほとんど増加しなくなる。これは、エンド当てによりラック軸１２の移動が規制されるため、ピニオン軸トルクＴpが増加することで、ＥＰＳ２を構成するステアリングシャフト１１の捻れやラック軸１２の圧縮等の機械的な弾性変形によってモータ２１が僅かに回転するのみとなるからである。そして、絶対舵角θsに対するピニオン軸トルクＴpの傾きはＥＰＳ２の弾性係数Ｋeに比例することから、絶対舵角θsを基点に当該傾きに従ってピニオン軸トルクＴpがゼロとなる位置での絶対舵角θsが、実際のラックエンド位置と略一致する。

このことを踏まえ、規制位置判定角取得部９２は、ＥＰＳ２の弾性係数Ｋeに対してピニオン軸トルクＴpを乗算することにより、ＥＰＳ２の弾性変形量に基づくモータ２１の回転角を演算する。そして、規制位置判定角取得部９２は、ラック軸１２の移動が規制されていると判定された際の絶対舵角θsから上記回転角を減算した値を規制位置判定角θiとして取得する。

（周辺環境変化判定）
規制位置判定角取得部９２は、次の２つの条件が成立する場合に、周辺環境変化判定が成立し、車両の周辺環境が変化したと判定する。ただし、車速ＳＰＤを示す信号が異常である場合には、規制位置判定角取得部９２は、（ｃ２）の条件が成立するか否かを判定せず、（ｃ１）の条件が成立する場合に、周辺環境変化判定が成立したと判定する。

（ｃ１）切り戻し操舵量θbaが切り戻し判定閾値θth以上である。
（ｃ２）車速センサ３１から入力される車速ＳＰＤを示す信号が正常である場合に、車速ＳＰＤが走行閾値Ｓmin以上である。

なお、切り戻し操舵量θbaは、直近の規制位置判定角θiと絶対舵角θsとの差分である。切り戻し判定閾値θthは、運転者が切り戻し操舵を行ったと考えられる角度であり、例えば１００°程度の比較的大きな値に予め設定されている。走行閾値Ｓminは、車両が停止せずに走行していることを示す最低限の車速であり、ゼロよりも大きくかつ低速閾値Ｓloよりも小さな値に予め設定されている。

（フローチャート）
次に、図６～図９に示すフローチャートにしたがって、規制位置判定角取得部９２による処理手順の一例を説明する。なお、以下では、説明の便宜上、ラック軸１２が右方向へ移動し、右側の規制位置判定角θiを取得する場合について説明するが、ラック軸１２が左側へ移動し、左側の規制位置判定角θiを取得する場合も、同様の処理が行われる。

図６に示すように、規制位置判定角取得部９２は、規制位置判定角θiを取得する際において、各種状態量を取得すると（ステップ１０１）、規制位置判定角θiの取得が許可されていることを示す許可フラグがセットされているか否かを判定する（ステップ１０２）。なお、許可フラグは、初期状態ではセットされており、規制位置判定角θiを取得するとリセットされる。許可フラグは、リセットされた状態で、周辺環境変化判定が成立すると、再度セットされる。

規制位置判定角取得部９２は、許可フラグがセットされていない場合には（ステップ１０２：ＮＯ）、それ以降の処理を実行せず、同演算周期において規制位置判定角θiを取得しない。これに対し、許可フラグがセットされている場合には（ステップ１０２：ＹＥＳ）、車速ＳＰＤを示す信号が正常であるか否かを判定する（ステップ１０３）。車速ＳＰＤを示す信号が正常である場合には（ステップ１０３：ＹＥＳ）、車速ＳＰＤが低速閾値Ｓloよりも大きいか否かを判定する（ステップ１０４）。そして、車速ＳＰＤが低速閾値Ｓloよりも大きい場合には（ステップ１０４：ＹＥＳ）、それ以降の処理を実行せず、同演算周期において規制位置判定角θiを取得しない。一方、車速ＳＰＤを示す信号が正常でない場合（ステップ１０３：ＮＯ）、及び車速ＳＰＤが低速閾値Ｓlo以下の場合には（ステップ１０４：ＮＯ）、動的規制判定を行う（ステップ１０５）。

図７に示すように、動的規制判定において、規制位置判定角取得部９２は、操舵トルクＴhが第１操舵トルク閾値Ｔth1以上であるか否かを判定する（ステップ２０１）。操舵トルクＴhが第１操舵トルク閾値Ｔth1以上である場合には（ステップ２０１：ＹＥＳ）、モータ角速度ωmが第１角速度閾値ωth１よりも大きいか否かを判定する（ステップ２０２）。すなわち、ステップ２０２では、モータ角速度ωmの符号が操舵トルクＴhの符号と同一であって、モータ角速度ωmの絶対値が第１角速度閾値ωth1よりも大きいか否かを判定する。モータ角速度ωmが第１角速度閾値ωth１よりも大きい場合には（ステップ２０２：ＹＥＳ）、角速度変化量Δωmが負の第１角速度変化量閾値Δωth1未満であるか否かを判定する（ステップ２０３）。すなわち、ステップ２０３では、角速度変化量Δωmの符号が操舵トルクＴhの符号と反対であって、角速度変化量Δωmの絶対値が第１角速度変化量閾値Δωth1よりも大きいか否かを判定する。そして、角速度変化量Δωmが負の第１角速度変化量閾値Δωth1未満である場合には（ステップ２０３：ＹＥＳ）、動的規制判定が成立し、ラック軸１２の移動が規制されていると判定する（ステップ２０４）。

一方、操舵トルクＴhが第１操舵トルク閾値Ｔth1未満である場合（ステップ２０１：ＮＯ）、モータ角速度ωmが第１角速度閾値ωth１以下の場合（ステップ２０２：ＮＯ）、角速度変化量Δωmが負の第１角速度変化量閾値Δωth1以上の場合には（ステップ２０３：ＮＯ）、それ以降の処理を実行しない。

図６に示すように、規制位置判定角取得部９２は、ステップ１０５において動的規制判定を行った後、同判定が成立したか否かを判定する（ステップ１０６）。動的規制判定が成立した場合には（ステップ１０６：ＹＥＳ）、動的規制判定が成立した回数を示す動的カウンタのカウント値Ｃdyをインクリメントし（ステップ１０７）、静的規制判定が成立した回数を示す静的カウンタのカウント値Ｃstをクリアする（ステップ１０８）。続いて、動的カウンタのカウント値Ｃdyが第１所定時間に対応する所定カウント値Ｃth1以上であるか否かを判定し（ステップ１０９）、カウント値Ｃdyが所定カウント値Ｃth1未満である場合には（ステップ１０９：ＮＯ）、それ以降の処理を実行しない。

一方、規制位置判定角取得部９２は、カウント値Ｃdyが所定カウント値Ｃth1以上である場合には（ステップ１０９：ＹＥＳ）、動的カウンタのカウント値Ｃdyをクリアする（ステップ１１０）。そして、同演算周期において取得した絶対舵角θsに対して剛性補償を行って規制位置判定角θiを取得し（ステップ１１１）、周辺環境変化判定が成立するまで規制位置判定角θiの取得を中止する中止フラグをセットする（ステップ１１２）。

規制位置判定角取得部９２は、動的規制判定が成立しない場合には（ステップ１０６：ＮＯ）、静的規制判定を行う（ステップ１１３）。
図８に示すように、静的規制判定において、規制位置判定角取得部９２は、操舵トルクＴhが第２操舵トルク閾値Ｔth2以上であるか否かを判定する（ステップ３０１）。操舵トルクＴhが第２操舵トルク閾値Ｔth2以上である場合には（ステップ３０１：ＹＥＳ）、モータ角速度ωmが第１角速度閾値ωth1よりも大きく、かつ第２角速度閾値ωth2以下であるか否かを判定する（ステップ３０２）。すなわち、ステップ３０２では、モータ角速度ωmの符号が操舵トルクＴhの符号と同一であって、モータ角速度ωmの絶対値が第１角速度閾値ωth1よりも大きく、かつ第２角速度閾値ωth2以下であるか否かを判定する。モータ角速度ωmが第１角速度閾値ωth1よりも大きく、かつ第２角速度閾値ωth2以下である場合、すなわちモータ２１が極低速で回転している場合には（ステップ３０２：ＹＥＳ）、角速度変化量Δωmの絶対値が第２角速度変化量閾値Δωth2未満であるか否かを判定する（ステップ３０３）。そして、角速度変化量Δωmの絶対値が第２角速度変化量閾値Δωth2未満である場合には（ステップ３０３：ＹＥＳ）、静的規制判定が成立し、ラック軸１２の移動が規制されていると判定する（ステップ３０４）。

一方、操舵トルクＴhが第２操舵トルク閾値Ｔth2未満である場合（ステップ３０１：ＮＯ）、モータ角速度ωmが第１角速度閾値ωth1以下である、又は第２角速度閾値ωth2よりも大きい場合（ステップ３０２：ＮＯ）、角速度変化量Δωmの絶対値が第２角速度変化量閾値Δωth2以上の場合には（ステップ３０３：ＮＯ）、それ以降の処理を実行しない。

図６に示すように、規制位置判定角取得部９２は、ステップ１１３において静的規制判定を行った後、同判定が成立したか否かを判定する（ステップ１１４）。静的規制判定が成立した場合には（ステップ１１４：ＹＥＳ）、静的カウンタのカウント値Ｃstをインクリメントし（ステップ１１５）、動的カウンタのカウント値Ｃdyをクリアする（ステップ１１６）。続いて、静的カウンタのカウント値Ｃstが第２所定時間に対応する所定カウント値Ｃth2以上であるか否かを判定し（ステップ１１７）、カウント値Ｃstが所定カウント値Ｃth2未満である場合には（ステップ１１７：ＮＯ）、それ以降の処理を実行しない。

一方、規制位置判定角取得部９２は、カウント値Ｃstが所定カウント値Ｃth2以上である場合には（ステップ１１７：ＹＥＳ）、静的カウンタのカウント値Ｃstをクリアする（ステップ１１８）。そして、同演算周期において取得した絶対舵角θsに対して剛性補償を行って規制位置判定角θiを取得し（ステップ１１９）、中止フラグをセットする（ステップ１２０）。

なお、規制位置判定角取得部９２は、静的規制判定が成立しない場合（ステップ１１４：ＮＯ）、すなわちラック軸１２の移動が規制されていない場合には、動的カウンタ及び静的カウンタのカウント値Ｃdy，Ｃstをそれぞれクリアする（ステップ１２１，１２２）。

図９に示すように、周辺環境変化判定において、規制位置判定角取得部９２は、各種状態量を取得すると（ステップ４０１）、中止フラグがセットされているか否かを判定する（ステップ４０２）。中止フラグがセットされていない場合（ステップ４０２：ＮＯ）、すなわち規制位置判定角θiを取得しておらず、車両の周辺環境が変化するか否かを判定する必要がない場合には、それ以降の処理を実行しない。

一方、規制位置判定角取得部９２は、中止フラグがセットされている場合には（ステップ４０２：ＹＥＳ）、切り戻し操舵量θbaを演算し（ステップ４０３）、切り戻し操舵量θbaが切り戻し判定閾値θthよりも大きいか否かを判定する（ステップ４０４）。切り戻し操舵量θbaが切り戻し判定閾値θthよりも大きい場合には（ステップ４０４：ＹＥＳ）、車速ＳＰＤを示す信号が正常であるか否かを判定する（ステップ４０５）。車速ＳＰＤを示す信号が正常である場合には（ステップ４０５：ＹＥＳ）、車速ＳＰＤが走行閾値Ｓmin以上であるか否かを判定する（ステップ４０６）。そして、車速ＳＰＤが走行閾値Ｓmin以上である場合には（ステップ４０６：ＹＥＳ）、許可フラグをセットし（ステップ４０７）、中止フラグをリセットする（ステップ４０８）。

規制位置判定角取得部９２は、車速ＳＰＤが正常でない場合には（ステップ４０５：ＮＯ）、ステップ４０６をとばしてステップ４０７，４０８に移行し、許可フラグのセット及び中止フラグのリセットを行う。また、切り戻し操舵量θbaが切り戻し判定閾値θth以下の場合（ステップ４０４：ＮＯ）、及び車速ＳＰＤが走行閾値Ｓmin未満である場合には（ステップ４０６：ＮＯ）、許可フラグをリセットする（ステップ４０９）。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）規制位置判定角取得部９２は、動的規制判定を行い、該動的規制判定が成立する場合に、ラック軸１２の移動が規制されていると判定する。動的規制判定が成立する条件には、操舵トルクＴhの絶対値が第１操舵トルク閾値Ｔth1以上であること、及び角速度変化量Δωmの符号が操舵トルクＴhの符号と反対であって、該角速度変化量Δωmの絶対値が第１角速度変化量閾値Δωth1よりも大きいことが含まれる。

ここで、例えば運転者の操舵によりラック軸１２が右方向に素早く移動し、モータ２１が素早く回転している状態でエンド当てが生じると、モータ２１は急停止しようとする。そのため、こうした態様でラック軸１２の移動が規制される場合には、例えば第１操舵トルク閾値Ｔth1以上の正の操舵トルクＴhが入力される状態で、モータ２１の角速度変化量Δωmは負の第１角速度変化量閾値Δωth1未満となる。つまり、瞬間的なエンド当てが生じると、動的規制判定が成立し得る。したがって、本実施形態では、例えば素早く切り込み操舵を行い瞬間的なエンド当てが生じる場合に、ラック軸１２の移動が規制されたと判定でき、規制位置判定角θiを取得してエンド位置対応角θs_le，θs_reを設定できる。

（２）上記のように、例えば運転者の操舵によりラック軸１２が右方向に移動し、瞬間的なエンド当てが生じてからモータ２１が急停止するまでの間、モータ２１はラック軸１２を右方向に移動させる方向に回転する。そのため、本実施形態のように、動的規制判定が成立する条件に、モータ角速度ωmが操舵トルクＴhと同一の符号の第１角速度閾値ωth1よりも大きいことを含むことで、瞬間的なエンド当てが生じたか否かを的確に判定できる。

（３）規制位置判定角取得部９２は、静的規制判定を行い、該静的規制判定が成立する場合に、ラック軸１２の移動が規制されていると判定する。静的規制判定が成立する条件には、操舵トルクＴhの絶対値が第１操舵トルク閾値Ｔth1よりも大きな第２操舵トルク閾値Ｔth2以上であること、及び角速度変化量Δωmの絶対値が第１角速度変化量閾値Δωth1よりも小さな第２角速度変化量閾値Δωth2以下であることが含まれる。

ここで、例えば運転者の操舵によりラック軸１２が右方向に移動してエンド当てが生じた場合、切り込み操舵を継続しても、モータ２１はほとんど回転しない。そのため、こうした態様でラック軸１２の移動が規制される場合には、例えば第２操舵トルク閾値Ｔth2以上の正の操舵トルクが入力される状態で、モータ２１の角速度変化量Δωmの絶対値は第２角速度変化量閾値Δωth2以下となる。つまり、エンド当てが生じてから保舵するような操舵が行われると、静的規制判定が成立し得る。したがって、本実施形態では、例えばエンド当てが生じてから保舵するような操舵が行われる場合に、ラック軸１２の移動が規制されたと判定でき、規制位置判定角θiを取得してエンド位置対応角θs_le，θs_reを設定できる。

（４）上記のように、エンド当てが生じてからも切り込み操舵を継続すると、ＥＰＳ２の弾性変形を伴うことで、厳密にはモータ２１が僅かながら回転する。そのため、上記構成のように、静的規制判定が成立する条件に、モータ角速度ωmが操舵トルクＴhと同一の符号の第１角速度閾値ωth1よりも大きく、かつ第２角速度閾値ωth2以下であることを含むことで、継続的なエンド当てが生じたか否かを的確に判定できる。

（５）規制位置判定角取得部９２は、ラック軸１２の移動が規制されていると判定した際の絶対舵角θsに対して、ＥＰＳ２に付与されたピニオン軸トルクＴpにより生じるＥＰＳ２の機械的な弾性変形に基づいて剛性補償を行った値を規制位置判定角θiとして取得する。そのため、ラック軸１２の移動が規制されたと判定されたときのＥＰＳ２の弾性変形を考慮して正確な規制位置判定角θiを取得できる。

（６）規制位置判定角取得部９２は、操舵トルクＴh、モータトルク及び慣性トルクに基づいてピニオン軸トルクＴpを演算するため、ラック軸１２の移動が規制されたと判定されたときのＥＰＳ２の弾性変形量を正確に演算でき、より正確な規制位置判定角θiを設定できる。特に動的規制判定では、モータ２１が急停止することで慣性トルクが大きくなるため、その効果は大である。

（７）例えば転舵輪４が縁石に当たることでラック軸１２の移動が規制されると、この際に取得される規制位置判定角θiは、実際にエンド当てが生じる実エンド角としての実ラックエンド角から乖離した角度となる。そのため、単一の規制位置判定角θiのみに基づいて対応する側のエンド位置対応角θs_le，θs_reを設定すると、当該エンド位置対応角θs_le，θs_reが実ラックエンド角から乖離した角度となりやすい。そこで、左側及び右側のいずれか一方側の複数の規制位置判定角θiに基づいて対応する側のエンド位置対応角θs_le，θs_reを設定することが考えられる。これにより、例えば複数のうちの一の規制位置判定角θiが縁石当て時に取得したものであっても、他の規制位置判定角θiがエンド当て時に取得したものであれば、設定されるエンド位置対応角θs_le，θs_reが実ラックエンド角から乖離した角度となることを抑制できる。しかし、例えば複数の規制位置判定角θiがそれぞれ縁石当て時に取得したものである場合には、左側及び右側のいずれか一方側の複数の規制位置判定角θiに基づいて対応する側のエンド位置対応角θs_le，θs_reを設定しても、当該エンド位置対応角θs_le，θs_reが実ラックエンド角から乖離した角度となるおそれがある。

この点、規制位置判定角取得部９２は、他の規制位置判定角θiは、一の規制位置判定角θiを設定した後に車両の周辺環境が変化してから取得する。そのため、複数の規制位置判定角θiのいずれもが、縁石等に当たることでラック軸１２の移動が規制された際に取得されたデータとなることを抑制できる。これにより、実ラックエンド角と精度よく対応するエンド位置対応角θs_le，θs_reを設定できる。

（８）周辺環境変化判定が成立する条件には、切り戻し操舵量θbaが切り戻し判定閾値θth以上となること、及び車速ＳＰＤが走行閾値Ｓmin以上となることが含まれるため、好適に周辺環境が変化したか否かを判定できる。

（９）規制位置判定角取得部９２は、車速センサ３１から入力される車速ＳＰＤを示す信号が正常であるか否かに関わらず、車速ＳＰＤが低速閾値Ｓlo以下の場合には、ラック軸１２の移動が規制されているか否かの判定を行う。したがって、車速ＳＰＤを示す信号に異常が生じても、規制位置判定角θiを取得できるため、早期にエンド位置対応角θs_le，θs_reを設定できる。また、規制位置判定角取得部９２は、車速ＳＰＤを示す信号が異常である場合には、周辺環境変化判定に車速ＳＰＤと走行閾値Ｓminとの大小比較を含めないため、車速ＳＰＤを示す信号の異常に起因して周辺環境変化判定が成立しなくなることを防止できる。

（１０）規制位置判定角取得部９２は、動的規制判定及び静的規制判定を行い、動的規制判定及び静的規制判定のいずれか一方の判定が成立する場合に、ラック軸１２の移動が規制されていると判定する。したがって、種々の態様でラック軸１２の移動が規制される際に、規制位置判定角θiを取得でき、早期にエンド位置対応角θs_le，θs_reを設定できる。

ここで、例えば素早く切り込み操舵を行い、転舵輪４が縁石等に当たってラック軸１２の移動が規制された後、そのまま継続して切り込み操舵を行う場合を想定する。この場合には、動的規制判定及び静的規制判定のそれぞれが成立し得るため、各判定が成立した際に規制位置判定角θiを取得したと仮定すると、２つの規制位置判定角θiのいずれもが同一の縁石に当たることでラック軸１２の移動が規制された際のデータとなる。したがって、動的規制判定及び静的規制判定の各判定を行う構成において、本実施形態のように一の規制位置判定角θiを設定した後に車両の周辺環境が変化してから他の規制位置判定角θiを取得する効果は大である。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態において、車速ＳＰＤを示す信号が正常であり、かつ車速ＳＰＤが低速閾値Ｓloよりも大きい場合にも、ラック軸１２の移動が規制されているか否かの判定を行ってもよい。また、車速センサ３１から入力される車速ＳＰＤを示す信号が異常である場合には、ラック軸１２の移動が規制されているか否かの判定を行わなくてもよい。

・上記実施形態において、車速ＳＰＤを示す信号が異常である場合にも、周辺環境変化判定に車速ＳＰＤと走行閾値Ｓminとの大小比較を含めてもよい。
・上記実施形態では、規制位置判定角取得部９２が動的規制判定及び静的規制判定を行うことで、ラック軸１２の移動が規制されているか否かを判定したが、これに限らず、静的規制判定を行わず、動的規制判定のみを行うことで、ラック軸１２の移動が規制されているか否かを判定してもよい。

・上記実施形態では、周辺環境変化判定が成立する条件を上記（ｃ１），（ｃ２）が成立することとしたが、これに限らず、車両の周辺環境が変化したと判定できればよく、例えば（ｃ１）の条件を判定しなくてもよい。また、例えば上記（ｃ２）の条件に加えて又は代えて、カメラ等の撮影機器により車両の周辺を撮影し、撮影した映像が変化したか否かを含めてもよい。さらに、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）用の人工衛星からの測位信号を受信し、当該受信される測位信号に基づいて車両の位置が所定距離以上変化したか否かを判定してもよい。さらにまた、例えば数分間程度の時間が経過することを持って車両の周辺環境が変化したと判定してもよく、周辺環境変化判定の判定条件は適宜変更可能である。

・上記実施形態において、上記（ａ１）及び（ａ３）が成立すれば、（ａ２）が成立しなくても、動的規制判定が成立したと判定してもよい。また、動的規制判定が第１所定時間継続して成立するか否かによらず、一演算周期だけでも成立すれば、規制位置判定角θiを取得するようにしてもよい。

・上記実施形態において、上記（ｂ１）及び（ｂ３）が成立すれば、（ｂ２）が成立しなくても、静的規制判定が成立したと判定してもよい。また、静的規制判定が第２所定時間継続して成立するか否かによらず、一演算周期だけでも成立すれば、規制位置判定角θiを取得するようにしてもよい。

・上記実施形態では、ピニオン軸トルクＴpを操舵トルクＴh、モータトルク及び慣性トルクに基づいて演算したが、これに限らず、演算負荷の軽減等を目的として、例えば操舵トルクＴh及びモータトルクに基づいてピニオン軸トルクＴpを演算してもよい。また、動的規制判定の結果、取得する絶対舵角θsに対して行う剛性補償で用いるピニオン軸トルクＴpと、静的規制判定の結果、取得する絶対舵角θsに対して行う剛性補償で用いるピニオン軸トルクＴpとが異なっていてもよい。

・上記実施形態において、ラック軸１２の移動が規制されていると判定した際に取得する絶対舵角θsをそのまま規制位置判定角θiとして取得し、剛性補償を行わなくてもよい。

・上記実施形態では、左側及び右側のいずれか一方側のみの規制位置判定角θiを複数取得すると、これらの平均値を対応する側のエンド位置対応角θs_le，θs_reとして設定した。しかし、これに限らず、例えば複数の規制位置判定角θiのうち、最も絶対角の大きい規制位置判定角θiを対応する側のエンド位置対応角θs_le，θs_reとして設定してもよい。また、規制位置判定角θiを１つだけ取得した場合に、当該規制位置判定角θiを対応する側のエンド位置対応角θs_le，θs_reとして設定してもよい。

・上記実施形態において、一の規制位置判定角θiを取得した後、車両の周辺環境が変化したか否かの周辺環境変化判定が成立しなくても、ラック軸１２の移動が規制されたと判定されれば、他の規制位置判定角θiを取得してもよい。

・上記実施形態では、イグニッションスイッチのオフ時にもモータ２１の回転の有無を監視することで、原点からのモータ２１の回転数を常時積算し、モータ絶対角及び絶対舵角θsを検出した。しかし、これに限らず、例えば操舵角を絶対角で検出するステアリングセンサを設け、該ステアリングセンサにより検出される操舵角及び減速機構２２の減速比に基づいて、原点からのモータ２１の回転数を積算し、モータ絶対角及び絶対舵角θsを検出してもよい。

・上記実施形態では、アシスト指令値Ｉas*を舵角制限値Ｉenに制限することで、エンド当て緩和制御を実行したが、これに限らず、例えばアシスト指令値Ｉas*に対し、ラックエンド位置に近づくほど大きくなる操舵反力成分、すなわちアシスト指令値Ｉas*と符号が反対の成分を加算することにより、エンド当て緩和制御を実行してもよい。

・上記実施形態では、アシスト指令値Ｉas*に対してガード処理を行ったが、これに限らず、例えば操舵トルクＴhを微分したトルク微分値に基づく補償量によってアシスト指令値Ｉas*を補正した値に対してガード処理を行ってもよい。

・上記実施形態では、制限値設定部６２は、電源電圧Ｖbに基づいて電圧制限値Ｉvbを演算する電圧制限値演算部７２を備えたが、これに限らず、電圧制限値演算部７２に加えて又は代えて、他の状態量に基づく他の制限値を演算する他の演算部を備えてもよい。また、制限値設定部６２が電圧制限値演算部７２を備えず、舵角制限値Ｉenをそのまま制限値Ｉgとして設定する構成としてもよい。

・上記実施形態では、定格電流Ｉrから角度制限成分Ｉgaを減算した値を舵角制限値Ｉenとしたが、これに限らず、定格電流Ｉrから角度制限成分Ｉga、及びモータ角速度に応じて定まる電流制限量を減算した値を舵角制限値Ｉenとしてもよい。

・上記実施形態では、操舵制御装置１は、ＥＰＳアクチュエータ６がコラム軸１５にモータトルクを付与する形式のＥＰＳ２を制御対象としたが、これに限らず、例えばボール螺子ナットを介してラック軸１２にモータトルクを付与する形式の操舵装置を制御対象としてもよい。また、ＥＰＳに限らず、操舵制御装置１は、運転者により操作される操舵部と、転舵輪を転舵させる転舵部との間の動力伝達が分離されたステアバイワイヤ式の操舵装置を制御対象とし、転舵部に設けられる転舵アクチュエータのモータのトルク指令値又はｑ軸電流指令値について、本実施形態のようにエンド当て緩和制御を実行してもよい。

１…操舵制御装置、２…電動パワーステアリング装置、４…転舵輪、６…ＥＰＳアクチュエータ、１１…ステアリングシャフト、１２…ラック軸、１３…ラックハウジング、１８…ラックエンド、２１…モータ、３１…車速センサ、４１…マイコン、５３…絶対舵角検出部、６５…エンド位置対応角管理部、９２…規制位置判定角取得部、９３…エンド位置対応角設定部、Ｔh…操舵トルク、Ｔth1…第１操舵トルク閾値、Ｔth2…第２操舵トルク閾値、Ｔp…ピニオン軸トルク、θm…回転角、θs…絶対舵角、θi…規制位置判定角、θs_le，θs_re…エンド位置対応角、ωm…モータ角速度、ωth1…第１角速度閾値、ωth2…第２角速度閾値、Δωm…角速度変化量、Δωth1…第１角速度変化量閾値、Δωth2…第２角速度変化量閾値。

Claims (6)

1. ハウジングと、前記ハウジング内に往復動可能に収容される転舵軸と、モータを駆動源として前記転舵軸を往復動させるモータトルクを付与するアクチュエータとを備える操舵装置を制御対象とし、
   前記転舵軸に連結される転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角であって、３６０°を超える範囲を含む絶対角で示される絶対舵角を検出する絶対舵角検出部と、
   前記転舵軸の左右いずれか一方への移動が規制されているか否かを判定し、前記転舵軸の移動が規制されていると判定した際の前記絶対舵角に応じた規制位置判定角を取得する規制位置判定角取得部と、
   前記規制位置判定角に基づいて、前記転舵軸が左側又は右側のエンド位置にあることを示す角度であって、前記絶対舵角と対応付けられたエンド位置対応角を設定するエンド位置対応角設定部とを備え、
   前記規制位置判定角取得部は、動的規制判定を行い、該動的規制判定が成立する場合に、前記転舵軸の移動が規制されていると判定するものであり、
   一方向に前記転舵軸を移動させる操舵トルクの符号及び前記モータの回転方向の符号をそれぞれ正、前記一方向と反対方向に前記転舵軸を移動させる前記操舵トルクの符号及び前記モータの回転方向の符号をそれぞれ負とするとき、
   前記動的規制判定が成立する条件には、前記操舵トルクの絶対値が第１操舵トルク閾値以上であること、及び前記モータの角速度の変化量である角速度変化量の符号が前記操舵トルクの符号と反対であって、該角速度変化量の絶対値が第１角速度変化量閾値よりも大きいことが含まれる操舵制御装置。
2. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
   前記動的規制判定が成立する条件には、前記モータの角速度の符号が前記操舵トルクの符号と同一であって、該モータの角速度の絶対値が第１角速度閾値よりも大きいことが含まれる操舵制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の操舵制御装置において、
   前記規制位置判定角取得部は、前記動的規制判定に加え、静的規制判定を行い、前記動的規制判定及び前記静的規制判定のいずれか一方の判定が成立する場合に、前記転舵軸の移動が規制されていると判定するものであり、
   前記静的規制判定が成立する条件には、前記操舵トルクの絶対値が前記第１操舵トルク閾値よりも大きな第２操舵トルク閾値以上であること、及び前記角速度変化量の絶対値が前記第１角速度変化量閾値よりも小さな第２角速度変化量閾値以下であることが含まれる操舵制御装置。
4. 請求項３に記載の操舵制御装置において、
   前記静的規制判定が成立する条件には、前記モータの角速度の符号が前記操舵トルクの符号と同一であって、該モータの角速度の絶対値が第１角速度閾値よりも大きく、かつ第２角速度閾値以下であることが含まれる操舵制御装置。
5. 請求項１～４のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
   前記規制位置判定角取得部は、前記転舵軸の移動が規制されていると判定した際の前記絶対舵角に対して、前記操舵装置に付与されたトルクにより生じる該操舵装置の機械的な弾性変形に基づいて剛性補償を行った値を前記規制位置判定角として取得する操舵制御装置。
6. 請求項５に記載の操舵制御装置において、
   前記規制位置判定角取得部は、前記操舵トルク、前記モータトルク、及び前記角速度変化量に基づく慣性トルクを用いて、前記操舵装置に付与されたトルクを演算する操舵制御装置。

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