JPWO2021010459A1 - 電動パワーステアリング制御装置 - Google Patents

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Abstract

操舵感覚を向上可能な電動パワーステアリング制御装置を提供する。バッテリの電圧が通常電圧の範囲内にある場合には、ゲイン目標値を通常値に設定し、通常電圧の範囲外にある場合には、ゲイン目標値を通常値未満の値に設定する。そして、バッテリの電圧が通常電圧の範囲外から範囲内に復帰すると、バッテリの電圧が通常電圧の範囲外になったときから通常電圧の範囲内に復帰するまでの期間におけるゲインの時間積分値を、その期間におけるゲインが通常値である場合のゲインの時間積分値で除算して得られる比率が所定閾値よりも大きいか否かを判定し、所定閾値よりも大きいと判定した場合には、ゲイン目標値まで直ちに増加するようにゲインの設定を行う。一方、所定閾値以下であると判定した場合には、ゲイン目標値まで徐々に増加するようにゲインの設定を行う。

Description

本発明は、電動パワーステアリング制御装置に関する。
従来、モータ、トルクセンサ等のハードウェアの電気的異常が検出されると、アシスト力を低減させる電動パワーステアリング制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の電動パワーステアリング制御装置では、電気的異常の検出後、電気的異常が検出されなくなったときに、異常継続時間が所定時間未満である場合には、アシスト力を直ちに増加させる。これにより、ステアリングホイールが急に重くなるという操舵感覚を与えられることを防止するようになっている。また、異常継続時間が所定時間以上である場合には、アシスト力を徐々に増加させる。これにより、ステアリングホイールが急に軽くなるという操舵感覚を与えられることを防止するようになっている。
特許第４５８１５３５号
しかしながら、このような電動パワーステアリング制御装置では、操舵感覚のさらなる向上が求められている。
本発明は、上記のような点に着目し、操舵感覚を向上可能な電動パワーステアリング制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、（ａ）バッテリから電力を供給され、ステアリングホイールによる操舵を補助するためのアシスト力を出力するモータと、（ｂ）バッテリの電圧を検出するバッテリ用電圧センサと、（ｃ）バッテリ用電圧センサで検出した電圧に基づき、モータが出力するアシスト力の制御に用いられるゲインの目標値であるゲイン目標値を設定する目標値設定部と、（ｄ）目標値設定部で設定したゲイン目標値に基づきゲインを設定するゲイン設定部と、（ｅ）ステアリングホイールによる操舵トルクを検出するトルクセンサと、（ｆ）ゲイン設定部で設定したゲイン及びトルクセンサで検出した操舵トルクに基づきモータが出力するアシスト力を制御する制御部と、を備え、（ｇ）目標値設定部は、バッテリ用電圧センサで検出した電圧が予め定めた通常電圧の範囲内にある場合には、ゲイン目標値を予め定めた通常値に設定し、その電圧が通常電圧の範囲外にある場合には、ゲイン目標値を通常値未満の値に設定し、（ｈ）ゲイン設定部は、バッテリ用電圧センサで検出した電圧が通常電圧の範囲外から範囲内に復帰すると、電圧が通常電圧の範囲外になったときから通常電圧の範囲内に復帰するまでの期間におけるゲインの時間積分値を、その期間におけるゲインが通常値である場合のゲインの時間積分値で除算して得られる比率が予め定めた所定閾値よりも大きいか否かを判定し、所定閾値よりも大きいと判定した場合には、ゲイン目標値まで直ちに増加するようにゲインの設定を行い、所定閾値以下であると判定した場合には、ゲイン目標値まで徐々に増加するようにゲインの設定を行う電動パワーステアリング制御装置であることを要旨とする。
本発明の一態様によれば、例えば、バッテリの電圧が通常電圧の範囲外へ出てから通常電圧の範囲内へ復帰するまでのゲインの時間積分値が大きい場合には、ゲインがゲイン目標値まで直ちに増加されるため、ステアリングホイールを重く感じる時間を短縮できる。
また、ゲインの時間積分値が小さい場合には、ゲインがゲイン目標値まで徐々に増加されるため、ステアリングホイールが急に軽くなることを防止できる。それゆえ、操舵感覚を向上可能な電動パワーステアリング制御装置を提供することができる。
本実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置の構成を示す図である。 ＥＣＵの内部構成を示す図である。 ＭＣＵの内部構成を示す図である。 ゲイン設定処理を示すフローチャートである。 ゲインの復帰状態を示す図である。 ゲインの復帰状態を示す図である。 バッテリの電圧の変動の様子を示す図であって、（ａ）はスターター・モータの動作状態を示す図であり、（ｂ）はバッテリの電圧の変動状態を示す図である。 電動パワーステアリング制御装置の動作を示す図であり、（ａ）はバッテリの電圧を示す図であり、（ｂ）はゲイン目標値を示す図であり、（ｃ）はゲインを示す図である。 電動パワーステアリング制御装置の動作を示す図であり、（ａ）はバッテリの電圧を示す図であり、（ｂ）はゲイン目標値を示す図であり、（ｃ）はゲインを示す図である。 電動パワーステアリング制御装置の動作を示す図であり、（ａ）はバッテリの電圧を示す図であり、（ｂ）はゲイン目標値を示す図であり、（ｃ）はゲインを示す図である。 電動パワーステアリング制御装置の動作を示す図であり、（ａ）はバッテリの電圧を示す図であり、（ｂ）はゲイン目標値を示す図であり、（ｃ）はゲインを示す図である。 電動パワーステアリング制御装置の動作を示す図であり、（ａ）はバッテリの電圧を示す図であり、（ｂ）はゲイン目標値を示す図であり、（ｃ）はゲインを示す図である。 変形例に係るＭＣＵの内部構成を示す図である。 第１復帰速度の設定処理を示すフローチャートである。 変形例に係る電動パワーステアリング制御装置の構成を示す図である。
本発明者らは、従来の電動パワーステアリング制御装置において、以下の課題を発見した。従来の電動パワーステアリング装置では、図７に示すように、エンジンに接続されたスターター・モータが起動されると、スターター・モータに瞬間的に大きな電流が流れ、バッテリの電圧が降下する。そして、バッテリの電圧の降下により、アシスト力が低減し、ステアリングホイールが急に重くなるという操作感覚を与えてしまう可能性がある。
また、縁石に乗り上げたりして操舵反力を受けると、モータの回生電流が生じて瞬間的にバッテリ電流が上昇することがある。この場合も回路保護のためにアシスト力が低減しステアリングホイールが急に重くなり、一定期間その状態が継続して、操作感覚に違和感を与えてしまう可能性がある。
以下、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置の一例を、図１〜図１５を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の例に限定されるものではない。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
（電動パワーステアリング制御装置の全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置の全体構成を示す図である。図１の電動パワーステアリング制御装置１は、ステアリング軸３側でアシスト力を加えるコラム式ＥＰＳ(Electric Power Steering)に適用したものである。図１に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング制御装置１は、ステアリングホイール２と、ステアリング軸３と、ピニオン入力軸４と、トルクセンサ５と、減速機構６と、ラックアンドピニオン７と、ロッド８Ｌ、８Ｒと、モータ９と、操舵角センサ１０と、車速センサ１１と、バッテリ１２と、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)１３とを備えている。
ステアリングホイール２には、ステアリング軸３の一端側が接続されている。ステアリング軸３の他端側には、トルクセンサ５の入力側が接続されている。トルクセンサ５の出力側には、ピニオン入力軸４の一端側が接続されている。トルクセンサ５は、１つのトーションバーとこのトーションバーを挟むように両端に取り付けられた２つのレゾルバとからなり、トーションバーの一端側を入力とし、他端側を出力とする入出力間で生じるトーションバーの捻れ量等を２つのレゾルバで検出することで、ステアリングホイール２による操舵トルクＴを検出する。検出された操舵トルクＴは、ＥＣＵ１３に出力される。
ピニオン入力軸４の途中には、減速機構６が連結されている。減速機構６は、モータ９から出力されるアシスト力をピニオン入力軸４の他端側に伝達する。また、ピニオン入力軸４の他端側には、ラックアンドピニオン７を構成するラック軸のラック溝に噛合可能なピニオンギヤが形成されている。ラックアンドピニオン７では、ピニオン入力軸４の回転運動をラック軸の直線運動に変換する。また、ラック軸の両端には、ロッド８Ｌ、８Ｒが連結されている。ロッド８Ｌ、８Ｒの端部には、ナックル等を介して操舵輪１４Ｌ、１４Ｒが連結されている。これにより、ピニオン入力軸４が回転すると、ラックアンドピニオン７、ロッド８Ｌ、８Ｒ等を介して操舵輪１４Ｌ、１４Ｒの実操舵角が変化する。すなわち、ピニオン入力軸４の回転に従った操舵輪１４Ｌ、１４Ｒの操舵が可能となっている。
操舵角センサ１０は、ステアリングホイール２の操舵角δを検出する。車速センサ１１は、車速Ｖを検出する。検出された操舵角δ及び車速Ｖは、ＥＣＵ１３に出力される。
バッテリ１２は、モータ９、ＥＣＵ１３、スターター・モータ、カーエアコン、カーナビ、オーディオ等、電動パワーステアリング制御装置１が搭載される車両の各種電装品に電力を供給する。また、バッテリ１２は、オルタネータで発電された電力が充電される。
ＥＣＵ１３は、図２に示すように、トルク検出回路１５と、操舵角検出回路１６、車速検出回路１７、モータ用電流センサ１８と、バッテリ用電圧センサ１９と、チャージポンプ回路２０と、チャージポンプ用電圧センサ２１と、ＭＣＵ(Micro Control Unit)２２と、ＦＥＴ(Field Effect Transistor)ドライバ２４と、モータ駆動ＦＥＴ２５とを備えている。
トルク検出回路１５は、トルクセンサ５から操舵トルクＴが入力される。また、操舵角検出回路１６は、操舵角センサ１０から操舵角δが入力される。また、車速検出回路１７は、車速センサ１１から車速Ｖが入力される。入力された操舵トルクＴ、操舵角δ及び車速Ｖのそれぞれは、ＭＣＵ２２に出力される。また、モータ用電流センサ１８は、モータ９に流れる電流の電流値iU、iV、iWを検出する。図２では、モータ９として、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルを有する三相モータを用いた一例を示している。電流値iUはＵ相コイルに流れる電流であり、電流値iVはＶ相コイルに流れる電流の電流値であり、電流値iWはＷ相コイルに流れる電流の電流値である。検出されたモータ９の電流値iU、iV、iWは、ＭＣＵ２２に出力される。さらにバッテリ用電圧センサ１９は、バッテリ１２の電圧を検出する。検出されたバッテリ１２の電圧は、ＭＣＵ２２に出力される。
チャージポンプ回路２０は、バッテリ１２の電圧を昇圧する。昇圧された電圧は、ＦＥＴドライバ２４に印加される。チャージポンプ用電圧センサ２１は、チャージポンプ回路２０によって昇圧された電圧を検出する。検出された電圧は、ＭＣＵ２２に出力される。
ＭＣＵ２２は、メモリ２６を有している。メモリ２６は、ＭＣＵ２２が実行可能な各種プログラムを記憶している。また、メモリ２６は、各種プログラムの実行時に各種データを逐次記憶する。プログラムの実行時に逐次記憶されるデータとしては、例えば、後述するゲインＧ、ゲイン目標値Ｇ*、時間積分値Ａ、時間積分値Ｂ、比率Ｒ等が挙げられる。
メモリ２６としては、例えば、ＲＡＭ(Random Access Memory)を用いることができる。
また、ＭＣＵ２２は、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられると、メモリ２６が記憶している各種プログラムからアシスト力制御プログラムを読み出して実行する。そして、アシスト力制御プログラムにより、図３に示すように、電流指令値演算部２７、電流指令値補正部２８、三相変換部３７及びＰＷＭ(Pulse Width Modulation)駆動部２３をソフトウェアによって実現する。
電流指令値演算部２７は、トルク検出回路１５から出力される操舵トルクＴ、及び車速検出回路１７から出力される車速Ｖに基づき、アシストマップを用いて、モータ９が出力するアシスト力の制御のための電流指令値を算出する。アシストマップとしては、例えば、操舵トルクＴ及び車速Ｖが入力されると、それらの入力に応じて、電流指令値を出力するマップを用いる。算出された電流指令値は、電流指令値補正部２８に出力される。
電流指令値補正部２８は、電流指令値演算部２７から出力される電流指令値に、後述するゲイン設定部３３で設定されるゲインＧを乗算して、補正後の電流指令値を得る。ゲインＧは、バッテリ１２の電圧が予め定められた通常電圧の範囲外にある場合には、「１．０」未満の数値に設定され、バッテリ１２の電圧が通常電圧の範囲外から範囲内に入った場合には、「１．０」未満の数値から「１．０」まで連続的に変更されて、「１．０」に維持される。通常電圧としては、例えばモータ９でアシスト力を適切に出力可能なバッテリ１２の正常電圧を採用できる。これにより、バッテリ１２の電圧が、モータ９でアシスト力を適切に出力可能な正常電圧である場合には、ゲインＧが「１．０」に維持されて、電流指令値演算部２７から出力される電流指令値がそのまま補正後の電流指令値となる。
一方、バッテリ１２の電圧が、モータ９でアシスト力を適切に出力できない異常電圧である場合には、電流指令値演算部２７から出力される電流指令値を低減させたものが、補正後の電流指令値となる。算出された補正後の電流指令値は、三相変換部３７に出力される。
三相変換部３７は、電流指令値補正部２８から出力される補正後の電流指令値を、モータ９のＵ相コイルの電流指令値、Ｖ相コイルの電流指令値、及びＷ相コイルの電流指令値に変換させる。変換後の電流指令値それぞれは、ＰＷＭ駆動部２３に出力される。
ＰＷＭ駆動部２３は、三相変換部３７から出力される変換後の電流指令値に基づき、変換後の電流指令値の大きさに応じたアシスト力をモータ９に出力させるためのＰＷＭ信号を算出する。すなわち、変換後の電流指令値が大きいほど、大きいアシスト力をモータ９に出力させるＰＷＭ信号を算出する。ＰＷＭ信号の算出方法としては、例えば、変換後の電流指令値iU*、iV*、iW*と、モータ用電流センサ１８で検出されたモータ９の電流値iU、iV、iWとの差（iU*−iU）、（iV *−iV）、（iW *−iW）を基にＰＩ制御値を演算し、演算したＰＩ制御値を基にＰＷＭ演算を行って、モータ９のＵ相コイルに対応するＰＷＭ信号、Ｖ相コイルに対応するＰＷＭ信号、及びＷ相コイルに対応するＰＷＭ信号を算出する方法を採用できる。算出されたＰＷＭ信号は、ＦＥＴドライバ２４に出力される。
ＦＥＴドライバ２４は、チャージポンプ回路２０から印加された電圧による電力を用い、ＰＷＭ駆動部２３が出力するＰＷＭ信号に従ってモータ駆動ＦＥＴ２５を駆動する。
モータ駆動ＦＥＴ２５は、ＦＥＴドライバ２４で駆動されると、バッテリ１２から供給される電力を用いて、モータ９に駆動電流を供給する。電流指令値演算部２７、電流指令値補正部２８、三相変換部３７、ＰＷＭ駆動部２３、ＦＥＴドライバ２４及びモータ駆動ＦＥＴ２５が、ゲイン設定部３３から出力されるゲインＧ、及びトルク検出回路１５から出力される操舵トルクＴに基づきモータ９が出力するアシスト力を制御する制御部２９を構成する。
このように構成することにより、電動パワーステアリング制御装置１では、ステアリングホイール２による操舵トルクＴをトルクセンサ５で検出する。そして、この操舵トルクＴ等に応じた電流指令値をＥＣＵ１３のＭＣＵ２２で演算し、さらに、この電流指令値に基づきＰＷＭ信号をＰＷＭ駆動部２３から出力し、このＰＷＭ信号に基づきＦＥＴドライバ２４でモータ駆動ＦＥＴ２５を駆動する。これにより、電動パワーステアリング制御装置１は、モータ駆動ＦＥＴ２５からモータ９に駆動電流を供給し、モータ９でアシスト力を発生し、運転者のステアリングホイール２による操舵を補助可能となっている。
また、ＭＣＵ２２は、アシスト力制御プログラムと同時に、メモリ２６からゲイン設定プログラムを読み出して実行する。そして、ゲイン設定プログラムにより、初期化部３０、電圧取得部３１、目標値設定部３２及びゲイン設定部３３を実現する。初期化部３０、電圧取得部３１、目標値設定部３２及びゲイン設定部３３はゲイン設定処理を実行する。
（ゲイン設定処理）
次に、初期化部３０、電圧取得部３１、目標値設定部３２及びゲイン設定部３３が実行するゲイン設定処理について説明する。
図４に示すように、まずステップＳ１０１では、初期化部３０が、初期化処理を実行する。すなわち、メモリ２６の所定領域に所定の初期値を設定する処理を行う。これにより、メモリ２６の所定領域に記憶されているゲインＧ及びゲイン目標値Ｇ*のそれぞれが「１．０」に設定される。また、時間積分値Ａ、Ｂのそれぞれが「０」に設定される。
続いてステップＳ１０２に移行して、電圧取得部３１が、バッテリ用電圧センサ１９から出力されるバッテリ１２の電圧を取得する。バッテリ１２の電圧は、数百μs〜数ｍs毎に取得されるようにする。なお、バッテリ１２の電圧としては、例えば、単数又は複数個（３個以上）の電圧データによる移動平均値等を用いるようにしてもよい。
続いてステップＳ１０３に移行して、目標値設定部３２が、ステップＳ１０２で取得したバッテリ１２の電圧が、通常電圧、第１低電圧領域、第２低電圧領域、第１高電圧領域及び第２高電圧領域の何れの領域内にあるかを判定する。また、各領域の大小関係は、第２高電圧領域＞第１高電圧領域＞通常電圧＞第１低電圧領域＞第２低電圧領域となっている。そして、目標値設定部３２が、バッテリ１２の電圧が通常電圧の範囲内にあると判定した場合には、ステップＳ１０４に移行する。一方、第１低電圧領域又は第１高電圧領域内にあると判定した場合には、ステップＳ１１４に移行する。また一方、第２低電圧領域又は第２高電圧領域内にあると判定した場合には、ステップＳ１１８に移行する。
ステップＳ１０４では、ゲイン設定部３３が、ステップＳ１０２で取得したバッテリ１２の電圧が通常電圧の範囲外から範囲内に復帰したか否かを判定する。復帰の有無を判定する方法としては、例えば、直前のステップＳ１０３よりも１回前に実行されたステップＳ１０３において、バッテリ１２の電圧が第１低電圧領域又は第１高電圧領域内にあったと判定された場合に、ステップＳ１０２で取得したバッテリ１２の電圧が通常電圧の範囲外から範囲内に復帰したと判定する方法を用いることができる。そして、ゲイン設定部３３が、復帰したと判定した場合には（Ｙｅs）、ステップＳ１０５に移行する。一方、復帰していないと判定した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１１０に移行する。
ステップＳ１０５では、メモリ２６の所定領域に記憶されている時間積分値Ｂを、時間積分値Ａで除算して比率Ｒを算出する。
ステップＳ１０６では、ゲイン設定部３３が、ステップＳ１０５で得られた比率Ｒが予め定められた所定閾値Ｒth（例えば、「０．５」）よりも大きいか否かを判定する。そして、比率Ｒが所定閾値Ｒth「０．５」よりも大きいと判定した場合には（Ｙｅs）、ステップＳ１０７に移行する。一方、比率Ｒが所定閾値Ｒth「０．５」以下であると判定した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１０８に移行する。
ステップＳ１０７では、ゲイン設定部３３が、ステップＳ１１２又はＳ１１３で用いる変動速度dＧ/dｔを比較的速い第１復帰速度dＧ1/dｔに設定した後、ステップＳ１０９に移行する。
ステップＳ１０８では、ゲイン設定部３３が、ステップＳ１１２又はＳ１１３で用いる変動速度dＧ/dｔを比較的遅い第２復帰速度dＧ2/dｔに設定した後、ステップＳ１０９に移行する。第２復帰速度dＧ2/dｔとしては、第１復帰速度dＧ1/dｔよりも遅い速度が用いられる。
ステップＳ１０９では、ゲイン設定部３３が、メモリ２６の所定領域に記憶されている時間積分値Ａ、Ｂのそれぞれをクリアして「０」に設定する。
続いてステップＳ１１０に移行して、目標値設定部３２が、ゲイン目標値Ｇ*を予め定めた通常値（例えば、「１．０」）に設定する。なお通常値としては、所定閾値Ｒth「０．５」よりも大きい数値であればよく、「１．０」以外の数値を用いるようにしてもよい。
続いてステップＳ１１１に移行して、ゲイン設定部３３が、第１復帰速度dＧ1/dｔや第２復帰速度dＧ2/dｔを操舵トルクＴ、操舵角δ、操舵角速度dδ/dt及び車速Ｖ等の少なくとも何れかを考慮して設定する復帰時特性制御を行うか否かを判定する。そして、復帰時特性制御を行わないと判定した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１１２に移行する。一方、復帰時特性制御を行うと判定した場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ１１３に移行する。
ステップＳ１１２では、ゲイン設定部３３が、ステップＳ１０７又はＳ１０８で設定した変動速度dＧ/dｔ及びステップＳ１１０で設定したゲイン目標値Ｇ*「１．０」に基づきゲインＧを設定する。具体的には、ゲイン設定部３３が、ゲイン目標値Ｇ*「１．０」にゲインＧが近づくように、メモリ２６が記憶しているゲインＧにステップＳ１０７又はＳ１０８で設定した変動速度dＧ/dｔに更新時間ｔoを乗算した乗算結果を加算し、加算結果をメモリ２６が記憶しているゲインＧに上書きする。更新時間ｔoとしては、メモリ２６が記憶しているゲインＧの上書きが前回行われてから現在までの経過時間を用いる。
また同時に、制御部２９が、メモリ２６に記憶させたゲインＧ及びトルクセンサ５から出力される操舵トルクＴに基づき、モータ９が出力するアシスト力を制御する。具体的には、電流指令値補正部２８が、メモリ２６に記憶させたゲインＧに、電流指令値演算部２７で算出された電流指令値を乗算して、補正後の電流指令値を得る。
続いて、三相変換部３７が、補正後の電流指令値を、モータ９のＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルの電流指令値に変換する。続いて、ＰＷＭ駆動部２３が、変換後の電流指令値を基にモータ９のＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルのＰＷＭ信号を出力し、ＦＥＴドライバ２４が、出力されたＰＷＭ信号に従ってモータ駆動ＦＥＴ２５を駆動し、モータ駆動ＦＥＴ２５が、モータ９に駆動電流を供給する。そして、ステップＳ１０２に戻り、ステップＳ１０２→Ｓ１０３→Ｓ１０４→Ｓ１１０→Ｓ１１１→Ｓ１１２の変化を繰り返し、ゲインＧの設定・モータ９への駆動電流の供給を繰り返すことで、ゲインＧがゲイン目標値Ｇ*まで直ちに又は徐々に増加され、モータ９によるアシスト力が直ちに又は徐々に増加される。
一方、ステップＳ１１３では、ゲイン設定部３３が、ステップＳ１０７又はＳ１０８で設定した変動速度dＧ/dｔ、及びステップＳ１１０で設定したゲイン目標値Ｇ*「１．０」に基づきゲインＧを設定する。具体的には、図５、図６に示すように、ゲインＧが１次直線Ｇ＝ａ・ｔ＋ｂで増加するような合算用速度dＧa /dtを演算する。ここで、ａ、ｂは固定値である。図６では、Ｔ1がゲインＧの復帰開始時（電圧が通常電圧の範囲内に戻ったとき）、Ｔ2が復帰完了時、ａ1が復帰開始時のゲインＧ、ａ2が復帰完了時のゲインＧ（＝１．０）である。上記Ｇ＝ａ・ｔ＋ｂに当てはめると、ａ＝(ａ2−ａ1)/( Ｔ2−Ｔ1)、ｂ＝ａ1となる。
続いて、ゲイン設定部３３が、ゲイン目標値Ｇ*「１．０」にゲインＧが近づくように、メモリ２６が記憶しているゲインＧに、演算した合算用速度dＧa/dtと、ステップＳ１０７又はＳ１０８で設定した変動速度dＧ/dｔとの合算値に更新時間ｔoを乗算した乗算結果を加算し、加算結果をメモリ２６が記憶しているゲインＧに上書きする。
なお、合算用速度dＧa /dtとして、ゲインＧを直線的に増加させるものを用いる例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、まず、操舵トルクＴ、操舵角δ、操舵角速度dδ/dt及び車速Ｖの少なくとも何れかが所定閾値よりも大きいかを判定する。例えば、（１）操舵トルクＴの絶対値が第１閾値よりも大きい、（２）操舵角δの絶対値が第２閾値よりも大きい、（３）操舵角速度dδ/dtの絶対値が第３閾値よりも大きい、（４）車速Ｖが第４閾値よりも大きい、という４つの条件の何れか１つ以上が満たされているかを判定し、満たされていると判定した場合に、操舵トルクＴ、操舵角δ、操舵角速度dδ/dt及び車速Ｖの少なくとも何れかが所定閾値よりも大きいと判定する。そして、所定閾値よりも大きいと判定した場合には、合算用速度dＧa /dtとして、ゲインＧを下方向に凸の２次曲線Ｇ＝ａ・ｔ2＋bで緩いカーブで増加させるものを用いてもよい。
一方、所定閾値よりも小さいと判定した場合には、合算用速度dＧa /dtとして、ゲインＧを上方向に凸の曲線Ｇ＝ａ・ｔ1/2＋bで早めに立ち上がるカーブで増加させるものを用いてもよい。なお、上記した２次曲線の関数の「ｔ2」や「t1/2」が含む「２」を変数として、図５に示した「ｔ3」や「t1/3」等のように、より高次の関数を用いてもよい。
また同時に、制御部２９が、メモリ２６に記憶させたゲインＧ及びトルクセンサ５から出力される操舵トルクＴに基づき、モータ９が出力するアシスト力を制御する。具体的には、電流指令値補正部２８が、メモリ２６に記憶させたゲインＧに、電流指令値演算部２７で算出された電流指令値を乗算して、補正後の電流指令値を得る。
続いて、三相変換部３７が、補正後の電流指令値を、モータ９のＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルの電流指令値に変換する。続いて、ＰＷＭ駆動部２３が、変換後の電流指令値を基にモータ９のＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルのＰＷＭ信号を出力し、ＦＥＴドライバ２４が、出力されたＰＷＭ信号に従ってモータ駆動ＦＥＴ２５を駆動し、モータ駆動ＦＥＴ２５が、モータ９に駆動電流を供給する。そして、ステップＳ１０２に戻り、ステップＳ１０２→Ｓ１０３→Ｓ１０４→Ｓ１１０→Ｓ１１１→Ｓ１１３の変化を繰り返し、ゲインＧの設定・モータ９への駆動電流の供給を繰り返すことで、ゲインＧがゲイン目標値Ｇ*まで直ちに又は徐々に増加され、モータ９によるアシスト力が直ちに又は徐々に増加される。
一方、ステップＳ１１４では、目標値設定部３２は、ゲイン目標値Ｇ*を設定値（例えば、「０．５」）とする。設定値としては、通常値「１．０」と「０」との間の数値であればよく、「０．５」以外の数値を用いるようにしてもよい。
続いてステップＳ１１５に移行して、ゲイン設定部３３が、ステップＳ１１４で設定したゲイン目標値Ｇ*に基づきゲインＧを設定する。具体的には、ゲイン目標値Ｇ*にゲインＧが近づくように、メモリ２６が記憶しているゲインＧに、所定速度dＧo1/dｔに更新時間ｔoを乗算した乗算結果を加算又は減算し、算出結果をメモリ２６が記憶しているゲインＧに上書きする。更新時間ｔoとしては、メモリ２６が記憶しているゲインＧの上書きが前回行われてから現在までの経過時間を用いる。
これにより、制御部２９が、メモリ２６に記憶させたゲインＧ、及びトルクセンサ５から出力される操舵トルクＴに基づき、モータ９が出力するアシスト力を制御する。具体的には、電流指令値補正部２８が、メモリ２６が記憶しているゲインＧに、電流指令値演算部２７で算出された電流指令値を乗算して、補正後の電流指令値を得る。
続いて、三相変換部３７が、補正後の電流指令値を、モータ９のＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルの電流指令値に変換する。続いて、ＰＷＭ駆動部２３が、変換後の電流指令値を基にモータ９のＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルのＰＷＭ信号を出力し、ＦＥＴドライバ２４が、出力されたＰＷＭ信号に従ってモータ駆動ＦＥＴ２５を駆動し、モータ駆動ＦＥＴ２５が、モータ９に駆動電流を供給する。このようなステップＳ１１４におけるゲイン目標値Ｇ*の設定、ステップＳ１１５におけるゲインＧの設定・モータ９への駆動電流の供給を何度も繰り返し、ゲインＧをゲイン目標値Ｇ*まで少しずつ低下又は増加させ、モータ９によるアシスト力を少しずつ低下又は増加させる。
続いてステップＳ１１６に移行して、ゲイン設定部３３が、メモリ２６が記憶しているゲインＧの時間積分値Ｂに、ステップＳ１１５で設定したゲインＧに更新時間ｔoを乗算した乗算結果を加算する。これにより、バッテリ１２の電圧が通常電圧の範囲外になったときから通常電圧の範囲内に復帰するまでの期間（以下、「異常期間」とも呼ぶ）におけるゲインＧの時間積分値Ｂを算出する。
続いてステップＳ１１７に移行して、ゲイン設定部３３が、メモリ２６が記憶しているゲインの時間積分値Ａに、通常値「１．０」に更新時間ｔoを乗算した乗算結果を加算した後、ステップ１０２に戻る。これにより、異常期間におけるゲインＧが通常値「１．０」である場合のゲインＧの時間積分値Ａを算出する。
一方、ステップＳ１１８では、目標値設定部３２は、ゲイン目標値Ｇ*を「０」に設定する。
続いてステップＳ１１９に移行して、ゲイン設定部３３が、ステップＳ１１８で設定したゲイン目標値Ｇ*に基づきゲインＧを設定する。具体的には、ステップＳ１１５と同様に、ゲイン目標値Ｇ*にゲインＧが近づくように、メモリ２６が記憶しているゲインＧに、所定速度dＧo2/dｔに更新時間ｔoを乗算した乗算結果を加算又は減算し、算出結果をメモリ２６が記憶しているゲインＧに上書きする。更新時間ｔoとしては、メモリ２６が記憶しているゲインＧの上書きが前回行われてから現在までの経過時間を用いる。
これにより、制御部２９が、メモリ２６に記憶させたゲインＧ、及びトルクセンサ５から出力される操舵トルクＴに基づき、モータ９が出力するアシスト力を制御する。具体的には、電流指令値補正部２８が、電流指令値演算部２７で算出された電流指令値に、メモリ２６が記憶しているゲインＧを乗算して、補正後の電流指令値を得る。
続いて、三相変換部３７が、補正後の電流指令値を、モータ９のＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルの電流指令値に変換する。続いて、ＰＷＭ駆動部２３が、変換後の電流指令値を基にモータ９のＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルの電流指令値に基にＰＷＭ信号を出力し、ＦＥＴドライバ２４が、出力されたＰＷＭ信号に従ってモータ駆動ＦＥＴ２５を駆動し、モータ駆動ＦＥＴ２５が、モータ９に駆動電流を供給する。このようなステップＳ１１８におけるゲイン目標値Ｇ*の設定、ステップＳ１１９におけるゲインＧの設定・モータ９への駆動電流の供給を何度も繰り返し、ゲインＧをゲイン目標値Ｇ*まで少しずつ低下又は増加させ、モータ９によるアシスト力を少しずつ低下又は増加させる。
続いてステップＳ１２０に移行して、ゲイン設定部３３が、メモリ２６が記憶しているゲインＧの時間積分値Ｂに、ステップＳ１１９で設定したゲインＧに更新時間ｔoを乗算した乗算結果を加算する。これにより、バッテリ１２の電圧が通常電圧の範囲外になったときから通常電圧の範囲内に復帰するまでの期間（異常期間）におけるゲインの時間積分値Ｂを算出する。
続いてステップＳ１２１に移行して、ゲイン設定部３３が、メモリ２６が記憶しているゲインの時間積分値Ａに、通常値「１．０」に更新時間ｔoを乗算した乗算結果を加算した後、ステップ１０２に戻る。これにより、異常期間におけるゲインＧが通常値「１．０」である場合のゲインＧの時間積分値Ａを算出する。
なお、本実施形態のゲイン設定処理では、バッテリ１２の電圧が第１低電圧領域内又は第１高電圧領域内にある場合にゲイン目標値Ｇ*を「０．５」とし、第２低電圧領域内又は第２高電圧領域内にある場合にゲイン目標値Ｇ*を「０」とする例を示したが、「０．５」「０」はあくまでも例示であって限定されるものではなく、他の数値であってもよい。
（動作その他）
次に、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置１の動作について、図面を参照して説明する。
まず、図７に示すように、エンジンに接続されたスターター・モータが起動され、スターター・モータに瞬間的に大きな電流が流れることで、図８（ａ）の時刻ｔ0に示すように、バッテリ１２の電圧の降下が開始されたとする。そして、図８（ａ）の時刻ｔ1に示すように、バッテリ１２の電圧が通常電圧の範囲内から第１低電圧領域に変化したとする。すると、ＥＣＵ１３が、図８（ｂ）の時刻ｔ1に示すように、ゲイン目標値Ｇ*を通常値（例えば、「１．０」）と「０」との間の設定値（例えば、「０．５」）に維持し、図８（ｃ）の時刻ｔ1に示すように、設定値「０．５」に維持されたゲイン目標値Ｇ*に近づくようにゲインＧを低減させる。これにより、モータ９によって出力されるアシスト力が、バッテリ１２の電圧が通常電圧の範囲内にあるときに出力されるアシスト力（以下、「通常時アシスト力」とも呼ぶ）の５０％まで緩やかに低減するように、モータ９が制御される。
続いて、図８（ａ）の時刻ｔ2に示すように、バッテリ１２の電圧の降下が停止し、バッテリ１２の電圧値が一定となった後、図８（ａ）の時刻ｔ3に示すように、バッテリ１２の電圧の復帰（上昇）が開始され、図８（ａ）の時刻ｔ4に示すように、バッテリ１２の電圧が第１低電圧領域から通常電圧の範囲内に復帰したとする。すると、ＥＣＵ１３が、図８（ｂ）の時刻ｔ4に示すように、ゲイン目標値Ｇ*の設定値「０．５」への維持をやめ、ゲイン目標値Ｇ*を通常値「１．０」に維持し、図８（ｃ）の時刻ｔ4に示すように、通常値「１．０」に維持されたゲイン目標値Ｇ*に近づくようにゲインＧを増大させる。
その際、バッテリ１２の電圧が通常電圧の範囲外になったときから通常電圧の範囲内に復帰するまでの期間（以下、「異常期間Ｃ」とも呼ぶ）におけるゲインＧの時間積分値Ｂを、異常期間ＣにおけるゲインＧが通常値「１．０」である場合のゲインＧの時間積分値Ａで除算して得られる比率Ｒが所定閾値Ｒth「０．５」よりも大きかったとする（例えばＲ＝０．８）。すると、ゲインＧの変動速度dＧ/dｔとして、比較的速い第１復帰速度dＧ1/dｔが採用される。これにより、図８（ｃ）の時刻ｔ4〜時刻ｔ5に示すように、ゲインＧがゲイン目標値Ｇ*「１．０」まで直ちに増大し、モータ９によって出力されるアシスト力が通常時アシスト力まで直ちに増大するように、モータ９が制御される。
一方、図８（ａ）の時刻ｔ0、時刻ｔ1と同様に、図９（ａ）の時刻ｔ6に示すように、バッテリ１２の電圧の降下が開始され、図９（ａ）の時刻ｔ7に示すように、バッテリ１２の電圧が通常電圧の範囲内から第１低電圧領域に変化したとする。すると、ＥＣＵ１３が、図９（ｂ）の時刻ｔ7に示すように、ゲイン目標値Ｇ*を設定値「０．５」に維持し、図９（ｃ）の時刻ｔ7に示すように、設定値「０．５」に維持されたゲイン目標値Ｇ*に近づくようにゲインＧを低減させる。続いて、図９（ａ）の時刻ｔ8に示すように、バッテリ１２の電圧が第１低電圧領域から第２低電圧領域に変化すると、ＥＣＵ１３が、図９（ｂ）の時刻ｔ8に示すように、ゲイン目標値Ｇ*の設定値「０．５」への維持をやめ、ゲイン目標値Ｇ*を「０」に維持し、図９（ｃ）の時刻ｔ8に示すように、「０」に維持されたゲイン目標値Ｇ*に近づくようにゲインＧを低減させる。これにより、図９（ｃ）の時刻ｔ8に示すように、アシスト力が「０」まで低減するようにモータ９が制御される。
続いて、図９（ａ）の時刻ｔ9に示すように、バッテリ１２の電圧の復帰が開始され、図９（ａ）の時刻ｔ10に示すように、バッテリ１２の電圧が第２低電圧領域から第１低電圧領域に変化すると、ＥＣＵ１３が、図９（ｂ）の時刻ｔ10に示すように、ゲイン目標値Ｇ*の「０」への維持をやめ、ゲイン目標値Ｇ*を設定値「０．５」に維持し、図９（ｃ）の時刻ｔ10に示すように、設定値「０．５」に維持されたゲイン目標値Ｇ*に近づくようにゲインＧを増大させる。続いて、図９（ａ）の時刻ｔ11に示すように、バッテリ１２の電圧が第１低電圧領域から通常電圧の範囲内に復帰したとする。するとＥＣＵ１３が、図９（ｂ）の時刻ｔ11に示すように、ゲイン目標値Ｇ*の設定値「０．５」への維持をやめ、ゲイン目標値Ｇ*を通常値「１．０」に維持し、図９（ｃ）の時刻ｔ11に示すように、通常値「１．０」に維持されたゲイン目標値Ｇ*に近づくようにゲインＧを増大させる。
その際、異常期間ＣにおけるゲインＧの時間積分値Ｂを、異常期間ＣにおけるゲインＧが通常値「１．０」である場合のゲインＧの時間積分値Ａで除算して得られる比率Ｒが所定閾値Ｒth「０．５」よりも小さかったとする（例えば、Ｒ＝０．４）。すると、ゲインＧの変動速度dＧ/dｔとして、比較的遅い第２復帰速度dＧ2/dｔ（＜第１復帰速度dＧ1/dｔ）が採用される。これにより、図９（ｃ）の時刻ｔ11〜時刻ｔ12に示すように、ゲインＧがゲイン目標値Ｇ*「１．０」まで徐々に増大し、モータ９によって出力されるアシスト力が通常時アシスト力まで徐々に増大するようにモータ９が制御される。
ここで、例えば、図１０（ａ）、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）に示すように、バッテリ１２の電圧が通常電圧の範囲外になったときから通常電圧の範囲内に復帰するまでの期間（異常期間Ｃ）が短かく、比率Ｒが所定閾値Ｒth「０．５」よりも大きかったとする（例えば、Ｒ＝０．８）。すると、ゲインＧの変動速度dＧ/dｔとして、比較的速い第１復帰速度dＧ1/dｔが採用される。これにより、図１０（ｃ）の時刻ｔ11〜時刻ｔ12に示すように、ゲインＧがゲイン目標値Ｇ*「１．０」まで直ちに増大し、モータ９によって出力されるアシスト力が通常時アシスト力まで直ちに増大するようにモータ９が制御される。
このように、図８、図９によれば、異常期間Ｃが長い場合に比率Ｒが所定閾値Ｒthよりも大きくなっており、異常期間Ｃが短い場合に比率Ｒが所定閾値Ｒthよりも小さくなっているため、一見すると、異常期間Ｃの長短のみによって比率Ｒと所定閾値Ｒthとの大小関係が決まっているようにも思われる。しかし、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置１は、図１０に示すように、異常期間Ｃが短い場合（４ｍｓ）にも、比率Ｒが所定閾値Ｒthよりも大きくなっているため、異常期間Ｃの長短のみによって比率Ｒと所定閾値Ｒthとの大小関係が決まるものとは、明らかに構成が異なっている。
また一方、操舵輪１４Ｌ又は１４Ｒのタイヤが縁石に乗り上げて操舵反力を受け、モータ９に回生電流を生じることで、図１１（ａ）の時刻ｔ13に示すように、バッテリ１２の電圧の上昇が開始されたとする。そして、図１１（ａ）の時刻ｔ14に示すように、バッテリ１２の電圧が通常電圧の範囲内から第１高電圧領域に変化すると、ＥＣＵ１３が、図１１（ｂ）の時刻ｔ14に示すように、ゲイン目標値Ｇ*を設定値「０．５」に維持し、図１１（ｃ）の時刻ｔ14に示すように、設定値「０．５」に維持されたゲイン目標値Ｇ*に近づくようにゲインＧを低減させる。これにより、モータ９によって出力されるアシスト力が通常時アシスト力の５０％まで緩やかに低減するように、モータ９が制御される。
続いて、図１１（ａ）の時刻ｔ15に示すように、バッテリ１２の電圧の上昇が停止し、バッテリ１２の電圧値が一定となった後、図１１（ａ）の時刻ｔ16に示すように、バッテリ１２の電圧の復帰（下降）が開始され、図１１（ａ）の時刻ｔ17に示すように、バッテリ１２の電圧が第１高電圧領域から通常電圧の範囲内に復帰したとする。すると、ＥＣＵ１３が、図１１（ｂ）の時刻ｔ17に示すように、ゲイン目標値Ｇ*の設定値「０．５」への維持をやめ、ゲイン目標値Ｇ*を通常値「１．０」に維持し、図１１（ｃ）の時刻ｔ17に示すように、通常値「１．０」に維持されたゲイン目標値Ｇ*に近づくようにゲインＧを増大させる。その際、異常期間ＣにおけるゲインＧの時間積分値Ｂを、異常期間ＣにおけるゲインＧが通常値「１．０」である場合のゲインＧの時間積分値Ａで除算して得られる比率Ｒが所定閾値Ｒth「０．５」よりも大きかったとする（例えば、Ｒ＝０．８）。すると、ゲインＧの変動速度dＧ/dｔとして、比較的速い第１復帰速度dＧ1/dｔが採用される。これにより、図１１（ｃ）の時刻ｔ17〜時刻ｔ18に示すように、ゲインＧがゲイン目標値Ｇ*「１．０」まで直ちに増大し、モータ９によって出力されるアシスト力が通常時アシスト力まで直ちに増大するように、モータ９が制御される。
また一方、図１１（ａ）の時刻ｔ13、時刻ｔ14と同様に、図１２（ａ）の時刻ｔ19に示すように、バッテリ１２の電圧の上昇が開始され、図１２（ａ）の時刻ｔ20に示すように、バッテリ１２の電圧が通常電圧の範囲内から第１高電圧領域に変化したとする。すると、ＥＣＵ１３が、図１２（ｂ）の時刻ｔ20に示すように、ゲイン目標値Ｇ*を設定値「０．５」に維持し、図１２（ｃ）の時刻ｔ20に示すように、設定値「０．５」に維持されたゲイン目標値Ｇ*に近づくようにゲインＧを低減させる。
続いて、図１２（ａ）の時刻ｔ21に示すように、バッテリ１２の電圧が第１高電圧領域から第２高電圧領域に変化すると、ＥＣＵ１３が、図１２（ｂ）の時刻ｔ21に示すように、ゲイン目標値Ｇ*の設定値「０．５」への維持をやめ、ゲイン目標値Ｇ*を「０」に維持し、図１２（ｃ）の時刻ｔ21に示すように、「０」に維持されたゲイン目標値Ｇ*に近づくようにゲインＧを低減させる。これにより、図１２（ｃ）の時刻ｔ21に示すように、モータ９によって出力されるアシスト力が「０」まで低減するように、モータ９が制御される。
続いて、図１２（ａ）の時刻ｔ22に示すように、バッテリ１２の電圧の復帰が開始され、図１２（ａ）の時刻ｔ23に示すように、バッテリ１２の電圧が第２高電圧領域から第１高電圧領域に変化すると、ＥＣＵ１３が、図１２（ｂ）の時刻ｔ23に示すように、ゲイン目標値Ｇ*の「０」への維持をやめ、ゲイン目標値Ｇ*を設定値「０．５」に維持し、図１２（ｃ）の時刻ｔ23に示すように、設定値「０．５」に維持されたゲイン目標値Ｇ*に近づくようにゲインＧを増大させる。続いて、図１２（ａ）の時刻ｔ24に示すように、バッテリ１２の電圧が第１高電圧領域から通常電圧の範囲内に復帰したとする。するとＥＣＵ１３が、図１２（ｂ）の時刻ｔ24に示すように、ゲイン目標値Ｇ*の設定値「０．５」への維持をやめ、ゲイン目標値Ｇ*を通常値「１．０」に維持し、図１２（ｃ）の時刻ｔ24に示すように、通常値「１．０」に維持されたゲイン目標値Ｇ*に近づくようにゲインＧを増大させる。その際、異常期間ＣにおけるゲインＧの時間積分値Ｂを、異常期間ＣにおけるゲインＧが通常値「１．０」である場合のゲインＧの時間積分値Ａで除算して得られる比率Ｒが所定閾値Ｒth「０．５」よりも小さかったとする（例えばＲ＝０．４）。すると、ゲインＧの変動速度dＧ/dｔとして、比較的遅い第２復帰速度dＧ2/dｔ（＜第１復帰速度dＧ1/dｔ）が採用される。これにより、図１２（ｃ）の時刻ｔ24〜時刻ｔ25に示すように、ゲインＧがゲイン目標値Ｇ*「１．０」まで徐々に増大し、モータ９によって出力されるアシスト力が通常時アシスト力まで徐々に増大するようにモータ９が制御される。
以上説明したように、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置１は、バッテリ１２から電力を供給され、ステアリングホイール２による操舵を補助するためのアシスト力を出力するモータ９と、バッテリ１２の電圧を検出するバッテリ用電圧センサ１９と、バッテリ用電圧センサ１９で検出した電圧に基づきモータ９が出力するアシスト力の制御に用いられるゲインＧの目標値であるゲイン目標値Ｇ*を設定する目標値設定部３２と、目標値設定部３２で設定したゲイン目標値Ｇ*に基づきゲインＧを設定するゲイン設定部３３と、ステアリングホイール２による操舵トルクＴを検出するトルクセンサ５と、ゲイン設定部３３で設定したゲインＧ及びトルクセンサ５で検出した操舵トルクＴに基づきモータ９が出力するアシスト力を制御する制御部２９とを備えるようにした。
そして、目標値設定部３２は、バッテリ用電圧センサ１９で検出した電圧が予め定めた通常電圧の範囲内にある場合には、ゲイン目標値Ｇ*を予め定めた通常値「１．０」に設定し、バッテリ用電圧センサ１９で検出した電圧が通常電圧の範囲外にある場合には、ゲイン目標値Ｇ*を通常値「１．０」未満の値に設定するようにした。また、ゲイン設定部３３は、バッテリ用電圧センサ１９で検出した電圧が通常電圧の範囲外から範囲内に復帰すると、バッテリ１２の電圧が通常電圧の範囲外になったときから通常電圧の範囲内に復帰するまでの期間（異常期間Ｃ）におけるゲインＧの時間積分値Ｂを異常期間ＣにおけるゲインＧが通常値「１．０」である場合のゲインＧの時間積分値Ａで除算して得られる比率Ｒが予め定めた所定閾値Ｒth「０．５」よりも大きいか否かを判定し、所定閾値Ｒth「０．５」よりも大きいと判定した場合には、ゲイン目標値Ｇ*まで直ちに増加するようにゲインＧの設定を行うようにした。一方所定閾値Ｒth「０．５」以下であると判定した場合には、ゲイン目標値Ｇ*まで徐々に増加するようにゲインＧの設定を行うようにした。
それゆえ、例えば、図８（ｃ）、図１０（ｃ）及び図１１（c）に示すように、バッテリ１２の電圧が通常電圧の範囲外へ出てから通常電圧の範囲内へ復帰するまでのゲインＧの時間積分値Ｂが、ゲインＧが通常値「１．０」である場合のゲインＧの時間積分値Ａと比較し大きい場合には、ゲインＧがゲイン目標値Ｇ*まで直ちに増加されるため、ステアリングホイール２を重く感じる時間を短縮することができる。また、図９（ｃ）及び図１２（ｃ）に示すように、バッテリ１２の電圧が通常電圧の範囲内へ復帰したときのゲインＧの時間積分値Ｂが、ゲインＧが通常値「１．０」である場合のゲインＧの時間積分値Ａと比較し小さい場合には、ゲインＧがゲイン目標値Ｇ*まで徐々に増加されるため、ステアリングホイール２が急に軽くなることを防止できる。そのため、操舵感覚を向上可能な電動パワーステアリング制御装置１を提供することができる。
また、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置１は、バッテリ１２の電圧を基にゲイン目標値Ｇ*を設定し、ゲイン目標値Ｇ*を基にゲインＧを設定し、ゲインＧを基にアシスト力を制御する構成としたため、運転者の操舵フィーリングの悪化を抑制することができる。特に、操舵中にバッテリ電圧変動があった場合等に効果的である。 ちなみに、バッテリ１２の電圧が通常電圧の範囲外にあるときに、ゲイン目標値Ｇ*を「１．０」未満の値に設定しない場合には、バッテリ１２を劣化させる可能性や他の機器の故障を誘発する可能性、モータ駆動ＦＥＴ２５が熱損傷する可能性がある。また、比率Ｒが所定閾値Ｒth以下であるときにも、ゲイン目標値Ｇ*まで直ちに増加するようにゲインＧを設定する場合には、トルクが抜けたような操舵違和感を感じさせる可能性がある。
これに対し、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置１は、バッテリ１２の電圧が通常電圧の範囲外にあるときに、ゲイン目標値Ｇ*を「１．０」未満の値に設定するため、バッテリ１２の劣化を防止でき、他の機器の故障の誘発を防止でき、モータ駆動ＦＥＴ２５の熱損傷を防止できる。また、比率Ｒが所定閾値Ｒth「０．５」以下であるときには、ゲイン目標値Ｇ*まで徐々に増加するようにゲインＧを設定するため、運転者に対してトルクが抜けたような操舵違和感を感じさせることを防止できる。
（変形例）
（１）本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置１では、ゲイン設定部３３が、ゲイン目標値Ｇ*までゲインＧを増加させるときのゲインＧの増加速度（第１復帰速度dＧ1/dｔ及び第２復帰速度dＧ2/dｔの少なくとも一方。以下、「復帰速度」とも呼ぶ）を一定値とする例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、復帰速度を比率Ｒの値に応じて設定する構成としてもよい。具体的には、復帰速度を、比率Ｒが大きいほど大きな値に設定し、比率Ｒが小さいほど小さな値に設定する構成としてもよい。
（２）また、例えば、ゲイン設定部３３が、復帰速度を、比率Ｒ、操舵トルクＴ、操舵角δ、操舵角速度dδ/dt及び車速Ｖの少なくとも１つ、或いはこれらのうちの２つ以上の組み合わせに基づき設定する構成としてもよい。具体的には、例えば、図１３に示すように、ＭＣＵ２２が、操舵角速度算出部３４をソフトウェアで実現し、ゲイン設定部３３が、復帰速度設定部３５と、復帰速度補正部３６と、を備える構成としてもよい。
操舵角速度算出部３４は、操舵角検出回路１６からの操舵角δに基づき、操舵角速度dδ/dtを算出する。算出された操舵角速度dδ/dtは、ゲイン設定部３３に出力される。
復帰速度設定部３５は、復帰速度を、比率Ｒが大きいほど大きな値に設定し、比率Ｒが小さいほど小さな値に設定する。また、復帰速度補正部３６は、復帰速度設定部３５で設定した復帰速度を、操舵トルクＴ、操舵角δ、操舵角速度dδ/dt及び車速Ｖの少なくとも１つ、或いはこれらのうちの２つ以上の組み合わせに基づき補正する。例えば、操舵トルクＴ、操舵角δ、操舵角速度dδ/dt及び車速Ｖの少なくとも何れかが所定閾値よりも小さく、操舵フィーリングに違和感を感じ難い場合には、復帰速度設定部３５で設定された復帰速度を大きくする。一方、操舵トルクＴ、操舵角δ、操舵角速度dδ/dt及び車速Ｖの少なくとも何れかが所定閾値以上であり、運転者が操舵フィーリングに違和感を感じ易い場合には、復帰速度設定部３５で設定された復帰速度を小さくする。これにより、復帰速度補正部３６をレートリミッタとして適切に動作させることができ、操舵フィーリングの悪化を最小にしつつ、ゲインＧを早く通常の状態に復帰させることができる。
（３）また、操舵トルクＴや操舵角δ、操舵角速度dδ/dt、車速Ｖ等を基に復帰速度を設定する他の方法としては、補正を用いない方法であってもよい。具体的には、ステップＳ１０７の変動速度dＧ/dｔの設定時に、ゲイン設定部３３が、第１復帰速度dＧ1/dtの設定処理を実行する。第１復帰速度dＧ1/dtの設定処理を実行すると、図１４に示すようにまずステップＳ２０１で、ゲイン設定部３３が、第１復帰速度dＧ1/dｔの復帰速度を操舵トルクＴ等を考慮して設定する復帰時特性制御を行うか否かを判定する。そして、復帰時特性制御を行わないと判定した場合には（Ｎｏ）ステップＳ２０２に移行する。一方、復帰時特性制御を行うと判定した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３に移行する。
ステップＳ２０２では、ゲイン設定部３３が、図５、図６に示すように、ゲインＧが１次直線Ｇ＝ａ・ｔ＋ｂで増加するように第１復帰速度dＧ1/dtを設定する。ここでａ、ｂは固定値である。図６では、Ｔ1がゲインＧの復帰開始時（電圧が通常電圧の範囲内に戻ったとき）、Ｔ2が復帰完了時、ａ1が復帰開始時のゲインＧ、ａ2が復帰完了時のゲインＧ（＝１．０）である。上記Ｇ＝ａ・ｔ＋ｂに当てはめるとａ＝（ａ２−ａ１）/（Ｔ2−Ｔ1）、ｂ＝ａ1となる。
一方、ステップＳ２０３では、ゲイン設定部３３が、操舵トルクＴ、操舵角δ、操舵角速度dδ/dt及び車速Ｖの少なくとも何れかが所定閾値よりも大きいかを判定する。例えば、(1)操舵トルクＴの絶対値が第１閾値よりも大きい、(2)操舵角δの絶対値が第２閾値よりも大きい、(3)操舵角速度dδ/dtの絶対値が第３閾値よりも大きい、(4)車速Ｖが第４閾値よりも大きい、という４つの条件の何れか１つ以上が満たされているかを判定し、満たされていると判定した場合に、操舵トルクＴ、操舵角δ、操舵角速度dδ/dt及び車速Ｖの少なくとも何れかが所定閾値よりも大きいと判定する。そして、所定閾値よりも大きいと判定した場合には、ゲインＧが下方向に凸の２次曲線Ｇ＝ａ・ｔ2＋bで緩いカーブで増加するように第１復帰速度dＧ1/dtを設定した後、この設定処理を終了する。
一方、所定閾値よりも小さいと判定した場合には、ゲインＧが上方向に凸の曲線Ｇ＝ａ・ｔ1/2＋bで早めに立ち上がるカーブで増加するように第１復帰速度dＧ1/dtを設定した後、この設定処理を終了する。なお、上記した２次曲線の関数の「ｔ2」や「t1/2」が含む「２」を変数として、「ｔ3」や「t1/3」等のように、より高次の関数を用いてもよい。
また、ステップＳ１０８の変動速度dＧ/dｔの設定時には、ゲイン設定部３３が、第２復帰速度dＧ2/dtの設定処理を実行し、上述した第１復帰速度dＧ1/dtの設定方法と同様の方法で、第２復帰速度dＧ2/dtを設定する。第２復帰速度dＧ2/dｔとしては、ステップＳ２０２やＳ２０３で設定される第１復帰速度dＧ1/dｔよりも遅い速度が設定される。
（４）また、本実施形態では、本発明に係る電動パワーステアリング制御装置１を、モータ９による操舵アシスト力をステアリング軸３に加えるコラム式ＥＰＳに適用する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、図１５に示すようにモータ９による操舵アシスト力をラック軸に直接に加える下流方式ＥＰＳに適用する構成としてもよい。
１…電動パワーステアリング制御装置、２…ステアリングホイール、３…ステアリング軸、４…ピニオン入力軸、５…トルクセンサ、６…減速機構、７…ラックアンドピニオン、８Ｌ…ロッド、８Ｒ…ロッド、９…モータ、１０…操舵角センサ、１１…車速センサ、１２…バッテリ、１３…ＥＣＵ、１４Ｌ、１４Ｒ…操舵輪、１５…トルク検出回路、１６…操舵角検出回路、１７…車速検出回路、１８…モータ用電流センサ、１９…バッテリ用電圧センサ、２０…チャージポンプ回路、２１…チャージポンプ用電圧センサ、２２…ＭＣＵ、２３…ＰＷＭ駆動部、２４…ＦＥＴドライバ、２５…モータ駆動ＦＥＴ、２６…メモリ、２７…電流指令値演算部、２８…電流指令値補正部、２９…制御部、３０…初期化部、３１…電圧取得部、３２…目標値設定部、３３…ゲイン設定部、３４…操舵角速度算出部、３５…復帰速度設定部、３６…復帰速度補正部、３７…三相変換部

Claims (5)

  1. バッテリから電力を供給され、ステアリングホイールによる操舵を補助するためのアシスト力を出力するモータと、
    前記バッテリの電圧を検出するバッテリ用電圧センサと、
    前記バッテリ用電圧センサで検出した電圧に基づき、前記モータが出力するアシスト力の制御に用いられるゲインの目標値であるゲイン目標値を設定する目標値設定部と、
    前記目標値設定部で設定したゲイン目標値に基づきゲインを設定するゲイン設定部と、
    前記ステアリングホイールによる操舵トルクを検出するトルクセンサと、
    前記ゲイン設定部で設定したゲイン及び前記トルクセンサで検出した操舵トルクに基づき前記モータが出力するアシスト力を制御する制御部と、を備え、
    前記目標値設定部は、前記バッテリ用電圧センサで検出した電圧が予め定めた通常電圧の範囲内にある場合には、前記ゲイン目標値を予め定めた通常値に設定し、当該電圧が前記通常電圧の範囲外にある場合には、前記ゲイン目標値を前記通常値未満の値に設定し、
    前記ゲイン設定部は、前記バッテリ用電圧センサで検出した電圧が前記通常電圧の範囲外から範囲内に復帰すると、当該電圧が当該通常電圧の範囲外になったときから当該通常電圧の範囲内に復帰するまでの期間におけるゲインの時間積分値を、当該期間におけるゲインが前記通常値である場合のゲインの時間積分値で除算して得られる比率が予め定めた所定閾値よりも大きいか否かを判定し、前記所定閾値よりも大きいと判定した場合には、前記ゲイン目標値まで直ちに増加するように前記ゲインの設定を行い、前記所定閾値以下であると判定した場合には、前記ゲイン目標値まで徐々に増加するように前記ゲインの設定を行う電動パワーステアリング制御装置。
  2. 前記ゲイン設定部は、前記ゲイン目標値まで前記ゲインを増加させるときの前記ゲインの増加速度である復帰速度を、前記比率、操舵トルク、操舵角、操舵角速度及び車速の少なくとも１つ、或いはこれらのうちの２つ以上の組み合わせに基づき設定する請求項１に記載の電動パワーステアリング制御装置。
  3. 前記ゲイン設定部は、前記復帰速度を、前記比率が大きいほど大きな値に設定し、前記比率が小さいほど小さな値に設定する復帰速度設定部を備える請求項２に記載の電動パワーステアリング制御装置。
  4. 前記ゲイン設定部は、前記復帰速度設定部で設定した前記復帰速度を、操舵トルク、操舵角、操舵角速度及び車速の少なくとも１つ、或いはこれらのうちの２つ以上の組み合わせに基づき補正する復帰速度補正部を備える請求項３に記載の電動パワーステアリング制御装置。
  5. 前記制御部は、
    前記トルクセンサで検出した操舵トルクに基づき、前記モータが出力するアシスト力の制御のための電流指令値を算出する電流指令値演算部と、
    前記電流指令値演算部で算出した電流指令値に、前記ゲイン設定部で設定したゲインを乗算して、補正後の電流指令値を得る電流指令値補正部と、
    前記電流指令値補正部で得た補正後の電流指令値を、前記モータのＵ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルの電流指令値に変換する三相変換部と、
    前記三相変換部で変換した変換後の電流指令値に基づきＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成するＰＷＭ駆動部と、
    前記ＰＷＭ駆動部が生成したＰＷＭ信号に従って、前記モータに駆動電流を供給するモータ駆動ＦＥＴを駆動するＦＥＴドライバと、を備える請求項１から４の何れか１項に記載の電動パワーステアリング制御装置。
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