WO2021171845A1 - 舵角制御装置 - Google Patents

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WO2021171845A1
WO2021171845A1 PCT/JP2021/002048 JP2021002048W WO2021171845A1 WO 2021171845 A1 WO2021171845 A1 WO 2021171845A1 JP 2021002048 W JP2021002048 W JP 2021002048W WO 2021171845 A1 WO2021171845 A1 WO 2021171845A1
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WO
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value
interpolation
state
unit
steering angle
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Application number
PCT/JP2021/002048
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English (en)
French (fr)
Inventor
友佑 乙川
資章 片岡
治雄 鈴木
Original Assignee
株式会社デンソー
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0493—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures detecting processor errors, e.g. plausibility of steering direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels

Definitions

  • the present disclosure relates to a steering angle control device that controls a steering mechanism.
  • the target rudder angle value is calculated in an interpolation cycle shorter than the predetermined cycle by interpolating between the rudder angle indicated values input in each predetermined cycle, and the rudder angle of the steering mechanism is calculated based on the calculated target rudder angle value.
  • an automatic steering device that controls (see Patent Document 1). According to Patent Document 1, even when the difference between the steering angle indicated values given one after another is large, the steering angle can be changed smoothly, and the vehicle does not show rattling behavior.
  • the automatic steering device described in Patent Document 1 controls the steering angle of the steering mechanism based on the abnormal value when the state indicating value such as the steering angle indicating value or the target steering angle value becomes an abnormal value. There is a risk.
  • the steering angle operated by the steering mechanism may be controlled to an abnormal steering angle.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and the main purpose thereof is a steering angle control device capable of suppressing the steering angle operated by the steering mechanism from being controlled to an abnormal steering angle. Is to provide.
  • the first means for solving the above problems is A rudder angle control device that controls the steering mechanism based on the state indication value input at predetermined intervals.
  • An interpolation unit that interpolates between the input previous value and the current value of the state indication value and calculates the state interpolation value in an interpolation cycle shorter than the predetermined period.
  • An interpolation value determination unit that determines whether or not the state interpolation value is an abnormal value, and When the interpolation value determination unit determines that the state interpolation value is not an abnormal value, the steering mechanism is controlled based on the state interpolation value calculated by the interpolation unit, and the interpolation value determination unit controls the steering mechanism.
  • a control unit that controls the steering mechanism based on the current value of the state indication value when it is determined that the interpolated value is an abnormal value. To be equipped.
  • the steering angle control device controls the steering mechanism based on the state instruction value input at each predetermined cycle.
  • the interpolation unit interpolates between the previous value and the current value of the input state indication value, and calculates the state interpolation value in an interpolation cycle shorter than a predetermined cycle. Therefore, the difference between the state interpolated values can be made smaller than the difference between the previous value and the current value of the state indicated value.
  • the interpolation value determination unit determines whether or not the state interpolation value is an abnormal value.
  • the control unit controls the steering mechanism based on the state interpolation value calculated by the interpolation unit when the interpolation value determination unit determines that the state interpolation value is not an abnormal value. Therefore, the steering angle operated by the steering mechanism can be smoothly changed.
  • the control unit controls the steering mechanism based on the current value of the state indication value. Therefore, although the change in the rudder angle may not be smooth, it is possible to prevent the rudder angle operated by the steering mechanism from being controlled to an abnormal rudder angle.
  • the interpolation unit needs to store the calculated state interpolation value in the storage unit that stores the data. However, for example, if the storage unit fails, the state interpolation value may become an abnormal value.
  • the second means includes a first storage unit for storing data and a second storage unit for storing data, and the interpolation unit uses the calculated state interpolation value as the first storage unit.
  • the interpolation value determination unit Stored in the second storage unit, the interpolation value determination unit has the predetermined number of the state interpolation values read from the first storage unit and the predetermined number of the state interpolation values read from the second storage unit. When it is determined that does not match, it is determined that the state interpolation value is an abnormal value.
  • the steering angle control device includes a first storage unit for storing data and a second storage unit for storing data.
  • the interpolation unit stores the calculated state interpolation value in the first storage unit and the second storage unit. That is, the same state interpolation value calculated by the interpolation unit is stored in the first storage unit and the second storage unit. Then, when the interpolation value determination unit determines that the predetermined number of state interpolation values read from the first storage unit and the predetermined number of state interpolation values read from the second storage unit do not match, the state interpolation value is changed. Judged as an abnormal value.
  • the state interpolation value becomes an abnormal value. It can be determined that there is. Therefore, it is possible to prevent the steering angle operated by the steering mechanism from being controlled to an abnormal steering angle.
  • the interpolation value determination unit uses the value obtained by dividing the predetermined period by the interpolation period as the number of divisions, and changes in the state interpolation value calculated by the interpolation unit in the interpolation cycle.
  • the amount is larger than the limit value obtained by dividing the absolute value of the difference between the current value and the previous value of the state indication value by the number of divisions, it is determined that the state interpolation value is an abnormal value, and the value is equal to or less than the limit value. If this is the case, it is possible to adopt a configuration in which it is determined that the state interpolation value is not an abnormal value.
  • the interpolation value determination unit determines that the state interpolation value is not an abnormal value, the amount of change in the state interpolation value in the interpolation cycle for calculating the state interpolation value may become abnormally large. In this case, the rudder angle operated by the steering mechanism may change abruptly.
  • the value obtained by dividing the predetermined cycle by the interpolation cycle is defined as the number of divisions, and the amount of change of the state interpolation value calculated by the interpolation unit in the interpolation cycle is the state indicated value. It is provided with a limiting unit that limits the absolute value of the difference between the current value and the previous value by dividing the absolute value by the number of divisions to the maximum.
  • the amount of change in the state interpolation value calculated by the interpolation unit in the above interpolation cycle becomes abnormally large, the amount of change can be limited by maximizing the limit value. Therefore, it is possible to prevent the steering angle operated by the steering mechanism from being controlled to an abnormal steering angle.
  • the value obtained by dividing the predetermined cycle by the interpolation cycle is defined as the number of divisions, and the limit value is a value obtained by dividing the absolute value of the difference between the current value and the previous value of the state indication value by the number of divisions.
  • the rudder angle can be smoothly changed during the period of the predetermined cycle, and the rudder angle operated by the steering mechanism can be made as close as possible to the rudder angle corresponding to the current value of the state indication value.
  • the fifth means is A rudder angle control device that controls the steering mechanism based on the state indication value input at predetermined intervals.
  • An interpolation unit that interpolates between the input previous value and the current value of the state indication value and calculates the state interpolation value in an interpolation cycle shorter than the predetermined period.
  • the value obtained by dividing the predetermined cycle by the interpolation cycle is defined as the number of divisions, and the amount of change in the state interpolation value calculated by the interpolation unit in the interpolation cycle is the difference between the current value and the previous value of the state indication value.
  • a limiting part that limits the absolute value divided by the number of divisions as the maximum
  • a control unit that controls the steering mechanism based on the state interpolation value calculated by the interpolation unit and whose amount of change is limited by the restriction unit. To be equipped.
  • the rudder angle can be smoothly changed during the period of a predetermined cycle, and the rudder angle operated by the steering mechanism can be made as close as possible to the rudder angle corresponding to the current value of the state indication value.
  • the first state instruction value may be input to the rudder angle control device at predetermined intervals, and the second state instruction value calculated separately from the first state instruction value may be input. Then, the steering mechanism may be controlled based on the first state instruction value and the second state instruction value. In this case, when the first state indicated value becomes an abnormal value, how to control the steering mechanism based on the first state indicated value and the second state indicated value becomes a problem.
  • the state instruction value is the first state instruction value
  • the second state instruction value calculated separately from the first state instruction value is input to the rudder angle control device.
  • the first state instruction value is provided, and when the instruction value determination unit determines that the first state instruction value is not an abnormal value, the first state instruction value is determined.
  • the steering mechanism is controlled based on the first state instruction value and the second state instruction value, and when the instruction value determination unit determines that the first state instruction value is an abnormal value, the first state instruction.
  • the steering mechanism is controlled based on the second state indicated value, not based on the value.
  • the rudder angle control device controls the steering mechanism based on the first state instruction value and the second state instruction value. Control. Therefore, the first state instruction value and the second state instruction value can be reflected in the control of the steering mechanism.
  • the instruction value determination unit determines that the first state instruction value is an abnormal value
  • the rudder angle control device operates the steering mechanism based on the second state instruction value, not based on the first state instruction value. Control. Therefore, when it is determined that the first state indicated value is an abnormal value, the rudder angle operated by the steering mechanism based on the first state indicated value is suppressed from being controlled to an abnormal steering angle, and the first state is determined. The control of the steering mechanism based on the two state indicated values can be continued.
  • the state instruction value is a steering angle instruction value that indicates a steering angle operated by the steering mechanism.
  • the steering mechanism includes a mechanical unit and a motor for driving the mechanical unit, and the state instruction value is a torque instruction that indicates a torque generated by the motor.
  • a configuration such as a value can be adopted.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a rudder angle control device and its peripheral configuration.
  • FIG. 2 is a time chart showing the relationship between the rudder angle indicated value and the target rudder angle.
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of P1 of FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the control torque calculation unit of FIG.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of the control torque calculation unit of FIG.
  • FIG. 6 is a time chart showing a target steering angle when it is determined that the memory is not normal.
  • the vehicle includes an upper-ECU (Electronic Control Unit) 11, an EPS (Electric Power Steering) -ECU 20, a mechanical unit 12 of a steering mechanism, and a motor 13.
  • ECU Electronic Control Unit
  • EPS Electric Power Steering
  • Upper-ECU 11 is composed of a microcomputer equipped with a CPU, ROM, RAM, a storage device, an input / output interface, and the like.
  • the upper-ECU 11 controls the vehicle in an integrated manner.
  • the upper-ECU 11 outputs a steering angle instruction value ⁇ * (state instruction value, first state instruction value) to the EPS-ECU 20 for each predetermined cycle Te based on output signals from various sensors of the vehicle.
  • the predetermined period Te is, for example, 10 [ms].
  • the upper-ECU 11 indicates the steering angle to automatically control the steering mechanism based on the result of detecting a guidance sign such as a magnetic nail embedded in the road, the road information of the car navigation system, the route to the destination, or the like. Output the value ⁇ *.
  • the predetermined cycle Te is not limited to 10 [ms], and may be a cycle shorter than 10 [ms] or a cycle longer than 10 [ms].
  • the EPS-ECU 20 (rudder angle control device) is composed of a microcomputer including a CPU, ROM, RAM, a storage device, a drive circuit, an input / output interface, and the like.
  • the EPS-ECU 20 controls the steering mechanism based on the steering angle indicated value ⁇ *, the steering torque detection value Ts, and the steering angle detection value ⁇ .
  • the rudder angle indicated value ⁇ * is input from the upper-ECU 11 to the EPS-ECU 20 every predetermined cycle Te.
  • the steering torque detection value Ts is the torque applied to the mechanical unit 12 of the steering mechanism based on the driver's operation on the steering wheel of the vehicle, and is detected by, for example, a torque sensor provided in the mechanical unit 12.
  • the steering angle detection value ⁇ is the steering angle of the steering wheel operated by the steering mechanism, and is detected by, for example, a steering angle sensor provided in the mechanical unit 12.
  • the steering mechanism includes a mechanical unit 12 and a motor 13.
  • the mechanical unit 12 has a well-known configuration including a steering shaft, a housing, a tie rod, a knuckle arm, and the like.
  • the motor 13 is, for example, a three-phase brushless motor or the like.
  • the motor 13 is driven by the drive voltage Vd output from the EPS-ECU 20 to drive the mechanical unit 12. Then, the steering angle of the steering wheel of the vehicle is operated (changed) by driving the mechanical unit 12.
  • the EPS-ECU 20 realizes functions such as an assist torque calculation unit 21, a control torque calculation unit 30, an addition circuit 22, and a motor drive unit 23.
  • the assist torque calculation unit 21 calculates the assist torque instruction value T2 * based on the input steering torque detection value Ts (second state instruction value).
  • the assist torque indicated value T2 * is a torque that assists the driver's steering wheel operation.
  • the assist torque calculation unit 21 has an assist torque instruction value T2 * corresponding to the detected steering torque detection value Ts based on a map or the like in which the relationship between the steering torque detection value Ts and the assist torque instruction value T2 * is preset. Is calculated.
  • the control torque calculation unit 30 calculates the control torque instruction value T1 * based on the steering angle instruction value ⁇ * and the steering angle detection value ⁇ input for each predetermined cycle Te.
  • the control torque instruction value T1 * is a torque that automatically controls the mechanical unit 12 of the steering mechanism based on an instruction from the upper position-ECU 11.
  • the addition circuit 22 calculates the addition value of the assist torque instruction value T2 * and the control torque instruction value T1 *, and outputs the calculated addition value as the final torque instruction value Ta * to the motor drive unit 23.
  • the motor drive unit 23 controls the drive voltage Vd applied to the motor 13 based on the final torque instruction value Ta * input from the addition circuit 22.
  • the motor drive unit 23 PWMs the drive voltage Vd corresponding to the input final torque instruction value Ta * based on a map or the like in which the relationship between the final torque instruction value Ta * and the drive voltage Vd is preset. Pulse Width Modulation) Control.
  • the motor 13 is driven by the applied drive voltage Vd and applies a drive torque to the mechanical unit 12.
  • the drive torque is a torque corresponding to the final torque instruction value Ta *, which is the sum of the assist torque instruction value T2 * and the control torque instruction value T1 *.
  • the steering mechanism is controlled by reflecting the assist torque instruction value T2 * and the control torque instruction value T1 *.
  • the steering mechanism operates the steering angle of the steering wheel of the vehicle to a steering angle that reflects the steering wheel operation by the driver and the steering angle instruction value ⁇ *.
  • control torque calculation unit 30 interpolates between the previous value and the current value of the rudder angle indicated value ⁇ * input for each predetermined cycle Te, and has an interpolation cycle shorter than the predetermined cycle Te. Calculate the target rudder angle (state interpolation value) with Tes.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the P1 portion of FIG.
  • the target steering angle is calculated for each Te / N obtained by dividing the predetermined period Te by the number of divisions N.
  • the target rudder angle changes more finely (smoothly) than the rudder angle indicated value ⁇ *.
  • the number of divisions N is not limited to 5, and may be a natural number of 4 or 6 or more.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the control torque calculation unit 30 of FIG.
  • the control torque calculation unit 30 functions as a steering angle instruction value interpolation unit 31, a second storage unit 32, a steering angle instruction value determination unit 33, a target steering angle compensation unit 34, a subtraction circuit 35, a control torque calculation unit 36, and the like.
  • the second storage unit 32 is composed of a memory (RAM) and stores data.
  • the steering angle indicated value interpolation unit 31 (interpolating unit) interpolates between the previous value ⁇ * (n-1) and the current value ⁇ * (n) of the steering angle indicated value ⁇ * input for each predetermined cycle Te. Then, the target rudder angle is calculated by the interpolation cycle Tes. Specifically, the rudder angle indicated value interpolation unit 31 performs ⁇ * (n)-for each interpolation cycle Tes from the previous value ⁇ * (n-1) of the rudder angle indicated value ⁇ * to the current value ⁇ * (n). The target rudder angle is changed by ⁇ * (n-1) ⁇ / N.
  • the steering angle indicated value interpolation unit 31 includes a first storage unit 31a for storing data.
  • the first storage unit 31a is configured by a memory (RAM) different from that of the second storage unit 32.
  • the steering angle instruction value interpolation unit 31 sets the first storage unit 31a and a series of target steering angles that change from the previous value ⁇ * (n-1) of the steering angle instruction value ⁇ * to the current value ⁇ * (n). 2 It is stored in the storage unit 32.
  • the steering angle instruction value ⁇ * is input to the steering angle instruction value determination unit 33 (instruction value determination unit).
  • the steering angle instruction value determination unit 33 determines whether or not the input steering angle instruction value ⁇ * is an abnormal value. Specifically, in the rudder angle indicated value determination unit 33, the absolute value of the difference between the current value ⁇ * (n) and the previous value ⁇ * (n-1) of the rudder angle indicated value ⁇ * is larger than the determination value a1. In this case, it is determined that the rudder angle indicated value ⁇ * is an abnormal value, and if it is equal to or less than the determination value a1 (smaller than the determination value a1), it is determined that the rudder angle indicated value ⁇ * is not an abnormal value.
  • the determination value a1 is, for example, the maximum value that can be taken as the amount of change from the previous value ⁇ * (n-1) to the current value ⁇ * (n) when the rudder angle indicated value ⁇ * is a normal value.
  • the steering angle instruction value determination unit 33 sets the determination flag abnormally when it determines that the input steering angle instruction value ⁇ * is an abnormal value, and normally sets the determination flag when it determines that it is not an abnormal value. Set. The steering angle instruction value determination unit 33 outputs the set determination flag to the control torque calculation unit 36.
  • the target steering angle compensating unit 34 matches the predetermined third target steering angle read from the first storage unit 31a and the predetermined target steering angle read from the second storage unit 32 for each interpolation cycle Tes? Judge whether or not. Specifically, the target steering angle compensating unit 34 reads out the target steering angle from the first storage unit 31a in order from the first for each interpolation cycle Tes, and sets the read target steering angle as the target steering angle 1. Similarly, the target steering angle compensating unit 34 reads the target steering angle from the second storage unit 32 in order from the first for each interpolation cycle Tes, and sets the read target steering angle as the target steering angle 2.
  • the target steering angle compensating unit 34 determines that the target steering angle 1 and the target steering angle 2 match when the absolute value of the difference between the target steering angle 1 and the target steering angle 2 is smaller than the determination value a2.
  • the value is a2 or more (larger than the determination value a2), it is determined that the target steering angle 1 and the target steering angle 2 do not match.
  • the determination value a2 is set to, for example, the minimum value of the steering angle that the steering mechanism can operate, or an error that is allowed as the target steering angle.
  • the target steering angle compensating unit 34 determines that the target steering angle 1 and the target steering angle 2 match (the target steering angle is not an abnormal value) for each interpolation cycle Tes.
  • the target rudder angle 2 is output to the subtraction circuit 35 as the final target rudder angle ⁇ a *.
  • the target rudder angle compensating unit 34 determines that the target rudder angle 1 and the target rudder angle 2 do not match (the target rudder angle is an abnormal value), in the subsequent interpolation cycle Tes of the predetermined cycle Te.
  • the rudder angle indicated value ⁇ * is output to the subtraction circuit 35 as the final target rudder angle ⁇ a *.
  • a steering angle instruction value ⁇ * is input to the target steering angle compensation unit 34.
  • the subtraction circuit 35 calculates a subtraction value obtained by subtracting the steering angle detection value ⁇ from the final target steering angle ⁇ a *, and outputs the calculated subtraction value to the control torque calculation unit 36.
  • the above determination flag is input to the control torque calculation unit 36.
  • the control torque calculation unit 36 sets the control torque instruction value T1 * for each interpolation cycle Tes by PID (Proportional Integral Differential) control based on the input subtraction value. calculate.
  • the control torque calculation unit 36 gradually reduces the control torque instruction value T1 * for each interpolation cycle Tes when the input determination flag is abnormally set.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of the control torque calculation unit 30 of FIG. This series of processing is executed by the control torque calculation unit 30 when the steering angle instruction value ⁇ * is input to the control torque calculation unit 30 from the upper-ECU 11 every predetermined cycle Te.
  • the previous value ⁇ * (n-1) and the current value ⁇ * (n) of the rudder angle indicated value ⁇ * The target rudder angle for interpolating between is calculated (S11). Specifically, from the previous value ⁇ * (n-1) of the rudder angle indicated value ⁇ * to the current value ⁇ * (n), ⁇ * (n) - ⁇ * (n-1) ⁇ / for each interpolation cycle Tes. The target steering angle is calculated so that the target steering angle changes by N.
  • the memory that stores the calculated target steering angle is normal (S12). Specifically, for each interpolation cycle Tes, it is determined whether or not the predetermined target steering angle read from the first storage unit 31a and the predetermined target steering angle read from the second storage unit 32 match. do. In this determination, when it is determined that the memory is normal (S12: YES), the current target steering angle 1 is output as the final target steering angle ⁇ a * for each interpolation cycle Tes (S13). On the other hand, when it is determined that the memory is not normal in this determination (S12: NO), the steering angle indicated value ⁇ * is output as the final target steering angle ⁇ a * in the subsequent interpolation cycle Tes of the predetermined period Te.
  • control torque indicated value T1 * is calculated (S15). Specifically, the control torque instruction value T1 * is calculated for each interpolation cycle Tes by PID control based on a subtraction value obtained by subtracting the steering angle detection value ⁇ from the final target steering angle ⁇ a *.
  • the process of S10 corresponds to the process of the rudder angle instruction value determination unit 33 (instruction value determination unit), the process of S11 corresponds to the process of the rudder angle instruction value interpolation unit 31 (interpolation unit), and the process of S12.
  • the processing corresponds to the processing as the target steering angle compensation unit 34 (interpolation value determination unit), the processing of S13 and S14 corresponds to the processing as the target steering angle compensation unit 34 (control unit), and the processing of S15 is the subtraction circuit.
  • the process of 35 and the control torque calculation unit 36 (control unit) corresponds to the process, and the process of S16 corresponds to the process of the control torque calculation unit 36 (control unit).
  • the control torque instruction value T1 * is gradually reduced to 0.
  • the motor 13 is driven only based on the assist torque instruction value T2 * calculated by the assist torque calculation unit 21. That is, when the rudder angle instruction value determination unit 33 determines that the steering angle instruction value ⁇ * is not an abnormal value, the EPS-ECU 20 sets the steering mechanism based on the steering angle instruction value ⁇ * and the steering torque detection value Ts.
  • the steering mechanism is operated based on the steering torque detection value Ts, not based on the steering angle instruction value ⁇ *. Control.
  • FIG. 6 is a time chart showing a target steering angle when it is determined that the memory is not normal.
  • the rudder angle indicated value ⁇ * is the final in the interpolation cycle Tes after time t1 in the predetermined cycle Te. It is output as the target rudder angle ⁇ a *. If it is determined that the memory is not normal from the beginning in the next predetermined cycle Te, the steering angle instruction value ⁇ * is output as the final target steering angle ⁇ a * from the beginning of the predetermined cycle Te.
  • the control unit is composed of the target steering angle compensation unit 34, the subtraction circuit 35, the control torque calculation unit 36, the addition circuit 22, and the motor drive unit 23. Then, when the control unit determines that the target steering angle is not an abnormal value, the control unit controls the steering mechanism based on the target steering angle calculated by the steering angle instruction value interpolation unit 31, and the target steering angle is an abnormal value. When it is determined, the steering mechanism is controlled based on the current value of the steering angle indicated value ⁇ *.
  • the EPS-ECU 20 controls the steering mechanism based on the steering angle instruction value ⁇ * input for each predetermined cycle Te.
  • the rudder angle indicated value interpolation unit 31 interpolates between the previous value ⁇ * (n-1) and the current value ⁇ * (n) of the input rudder angle indicated value ⁇ *, and is shorter than the predetermined period Te.
  • the target rudder angle is calculated by the interpolation cycle Tes. Therefore, the difference between the target rudder angles can be made smaller than the difference between the previous value ⁇ * (n-1) and the current value ⁇ * (n) of the rudder angle indicated value ⁇ *.
  • the target steering angle compensation unit 34 determines whether or not the target steering angle is an abnormal value. When the target steering angle compensating unit 34 determines that the target steering angle is not an abnormal value, the steering mechanism is controlled based on the target steering angle calculated by the steering angle instruction value interpolation unit 31. Therefore, the steering angle operated by the steering mechanism can be smoothly changed.
  • the steering mechanism is controlled based on the current value ⁇ * (n) of the steering angle instruction value ⁇ *. Therefore, although the change in the rudder angle may not be smooth, it is possible to prevent the rudder angle operated by the steering mechanism from being controlled to an abnormal rudder angle.
  • the EPS-ECU 20 includes a first storage unit 31a for storing data and a second storage unit 32 for storing data.
  • the steering angle instruction value interpolation unit 31 stores the calculated target steering angle in the first storage unit 31a and the second storage unit 32. That is, the same target steering angle calculated by the steering angle instruction value interpolation unit 31 is stored in the first storage unit 31a and the second storage unit 32. Then, when the target steering angle compensating unit 34 determines that the predetermined third target steering angle read from the first storage unit 31a and the predetermined target steering angle read from the second storage unit 32 do not match, the target steering angle compensating unit 34 determines that the predetermined steering angle does not match. It is determined that the target rudder angle is an abnormal value.
  • the target steering angle occurs. Can be determined to be an abnormal value. Therefore, it is possible to prevent the steering angle operated by the steering mechanism from being controlled to an abnormal steering angle.
  • the EPS-ECU 20 has a steering mechanism based on the steering angle instruction value ⁇ * and the steering torque detection value Ts when the steering angle instruction value determination unit 33 determines that the steering angle instruction value ⁇ * is not an abnormal value. To control. Therefore, the steering angle indicated value ⁇ * and the steering torque detection value Ts can be reflected in the control of the steering mechanism.
  • the EPS-ECU 20 is not based on the steering angle instruction value ⁇ * but based on the steering torque detection value Ts. To control the steering mechanism. Therefore, when it is determined that the rudder angle indicated value ⁇ * is an abnormal value, the rudder angle operated by the steering mechanism based on the rudder angle indicated value ⁇ * is suppressed from being controlled to an abnormal steering angle. , The control of the steering mechanism based on the steering torque detection value Ts can be continued.
  • the second storage unit 32 may be provided in the steering angle indicated value interpolation unit 31. Further, in the control torque calculation unit 30, the first storage unit 31a may be provided outside the steering angle indicated value interpolation unit 31.
  • the steering angle instruction value interpolation unit 31 sets a series of target steering angles that change from the previous value ⁇ * (n-1) of the steering angle instruction value ⁇ * to the current value ⁇ * (n). It was stored in the first storage unit 31a and the second storage unit 32.
  • the rudder angle instruction value interpolation unit 31 calculates the current value of the target rudder angle for each interpolation cycle Tes, and only the current value of the target rudder angle is stored in the first storage unit 31a and the second storage unit 32. You may memorize it.
  • the target steering angle compensating unit 34 matches the target steering angle read from the first storage unit 31a and the target steering angle read from the second storage unit 32 for each interpolation cycle Tes. It may be determined whether or not.
  • the amount of change of the target rudder angle from the previous value to the current value is the current value ⁇ * (n) of the rudder angle indicated value ⁇ * and the previous value ⁇ * (n-1).
  • the target steering angle is an abnormal value, and when it is less than or equal to the limit value (smaller than the limit value), the target steering angle is It can also be determined that it is not an abnormal value.
  • the target steering angle compensating unit 34 determines that the target steering angle is not an abnormal value, the amount of change in the target steering angle in the interpolation cycle Tes for calculating the target steering angle may become abnormally large. In this case, the rudder angle operated by the steering mechanism may change abruptly.
  • the rudder angle instruction value interpolation unit 31 sets the amount of change in the calculated target steering angle interpolation cycle Tes with the current value ⁇ * (n) of the rudder angle instruction value ⁇ * and the previous time. It may be provided with a limiting unit 31b that limits the absolute value of the difference from the value ⁇ * (n-1) by dividing the absolute value by the number of divisions N as the maximum.
  • the limit value is a value obtained by dividing the absolute value of the difference between the current value ⁇ * (n) of the steering angle indicated value ⁇ * and the previous value ⁇ * (n-1) by the number of divisions N. Therefore, even if the amount of change in the target rudder angle is maximized, the target rudder angle is changed at a constant rate of change from the previous value ⁇ * (n-1) of the steering angle indicated value ⁇ * to the current value ⁇ * (n).
  • the rudder angle can be smoothly changed during the period of the predetermined cycle Te, and the rudder angle operated by the steering mechanism is set to the rudder angle corresponding to the current value ⁇ * (n) of the rudder angle instruction value ⁇ *. You can get as close as possible.
  • the limit value a value other than the absolute value of the difference between the current value ⁇ * (n) of the rudder angle indicated value ⁇ * and the previous value ⁇ * (n-1) divided by the number of divisions N is adopted. You can also do it.
  • the target steering angle instruction value ⁇ * is set to the current value ⁇ * (n). It is also possible to omit controlling the steering mechanism based on this. Even in that case, it is possible to prevent the steering angle operated by the steering mechanism from being controlled to an abnormal steering angle. Further, the rudder angle can be smoothly changed during the period of the predetermined cycle Te, and the rudder angle operated by the steering mechanism can be changed as much as possible corresponding to the current value ⁇ * (n) of the rudder angle instruction value ⁇ *. You can get closer. It should be noted that the limiting unit 31b may be provided outside the rudder angle indicated value interpolation unit 31.
  • -It is also possible to adopt a configuration in which a torque instruction value T * (state instruction value) is input to the control torque calculation unit 30 from the upper position-ECU 11 every predetermined cycle Te.
  • the control torque calculation unit 30 replaces the steering angle instruction value interpolation unit 31 with the previous value T * (n-1) and the current value T * (n-1) of the torque instruction value T * input for each predetermined cycle Te. It is provided with a torque instruction value interpolation unit that interpolates between n) and calculates a target torque in the interpolation cycle Tes.
  • the torque index interpolation unit (interpolation unit) is set to ⁇ T * (n) for each interpolation cycle Tes from the previous value T * (n-1) of the torque indicated value T * to the current value T * (n).
  • the target torque is changed by ⁇ T * (n-1) ⁇ / N.
  • the control torque calculation unit 30 is calculated by the torque instruction value interpolation unit when it is determined that the target torque is not an abnormal value instead of the target steering angle compensation unit 34, the subtraction circuit 35, and the control torque calculation unit 36.
  • the control torque instruction value T1 * is calculated (controls the steering mechanism) based on the target torque and the target torque is determined to be an abnormal value
  • the torque instruction value T * is based on the current value T * (n). It is provided with a target torque compensation unit that calculates the control torque instruction value T1 * (controls the steering mechanism). Even with such a configuration, it is possible to achieve the action and effect according to the above embodiment.
  • the EPS-ECU 20 can omit the assist torque calculation unit 21 and execute only the automatic control of the steering mechanism by the control torque calculation unit 30.

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Abstract

舵角制御装置（３０）は、所定周期毎に入力される状態指示値に基づいて、操舵機構（１２，１３）を制御する。舵角制御装置は、入力された状態指示値の前回値と今回値との間を補間して、所定周期よりも短い補間周期で状態補間値を算出する補間部（３１）と、状態補間値が異常値であるか否か判定する補間値判定部と、補間値判定部により状態補間値が異常値でないと判定された場合に、補間部により算出された状態補間値に基づいて操舵機構を制御し、補間値判定部により状態補間値が異常値であると判定された場合に、状態指示値の今回値に基づいて操舵機構を制御する制御部と、を備える。

Description

舵角制御装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０２０年２月２８日に出願された日本出願番号２０２０－０３３６２９号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、操舵機構を制御する舵角制御装置に関する。
　従来、所定周期毎に入力される舵角指示値の間を補間して、所定周期よりも短い補間周期で目標舵角値を演算し、演算した目標舵角値に基づいて操舵機構の舵角制御を行う自動操舵装置がある（特許文献１参照）。特許文献１によれば、相次いで与えられる舵角指示値間の差が大きい場合であっても、舵角を滑らかに変化させることができ、車両がガタガタした挙動を示すことがないとしている。
特許第３７４５１５４号公報
　ところで、特許文献１に記載の自動操舵装置は、舵角指示値等の状態指示値、あるいは目標舵角値が異常値となった場合に、異常値に基づいて操舵機構の舵角制御を行うおそれがある。この場合、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されるおそれがある。
　本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制することのできる舵角制御装置を提供することにある。
　上記課題を解決するための第１の手段は、
　所定周期毎に入力される状態指示値に基づいて、操舵機構を制御する舵角制御装置であって、
　入力された前記状態指示値の前回値と今回値との間を補間して、前記所定周期よりも短い補間周期で状態補間値を算出する補間部と、
　前記状態補間値が異常値であるか否か判定する補間値判定部と、
　前記補間値判定部により前記状態補間値が異常値でないと判定された場合に、前記補間部により算出された前記状態補間値に基づいて前記操舵機構を制御し、前記補間値判定部により前記状態補間値が異常値であると判定された場合に、前記状態指示値の前記今回値に基づいて前記操舵機構を制御する制御部と、
を備える。
　上記構成によれば、舵角制御装置は、所定周期毎に入力される状態指示値に基づいて、操舵機構を制御する。補間部は、入力された状態指示値の前回値と今回値との間を補間して、所定周期よりも短い補間周期で状態補間値を算出する。このため、状態指示値の前回値と今回値との差よりも、状態補間値同士の差を小さくすることができる。
　ここで、補間値判定部は、状態補間値が異常値であるか否か判定する。制御部は、補間値判定部により状態補間値が異常値でないと判定された場合に、補間部により算出された状態補間値に基づいて操舵機構を制御する。このため、操舵機構により操作される舵角を滑らかに変化させることができる。
　また、制御部は、補間値判定部により状態補間値が異常値であると判定された場合に、状態指示値の今回値に基づいて操舵機構を制御する。このため、舵角の変化が若干滑らかでなくなるおそれはあるものの、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制することができる。
　補間部は、算出した状態補間値を、データを記憶する記憶部に記憶させておく必要がある。しかし、例えば記憶部が故障することにより、状態補間値が異常値となるおそれがある。
　この点、第２の手段では、データを記憶する第１記憶部と、データを記憶する第２記憶部とを備え、前記補間部は、算出した前記状態補間値を、前記第１記憶部と前記第２記憶部とに記憶させ、前記補間値判定部は、前記第１記憶部から読み出した所定番目の前記状態補間値と、前記第２記憶部から読み出した前記所定番目の前記状態補間値とが一致しないと判定した場合に、前記状態補間値が異常値であると判定する。
　上記構成によれば、舵角制御装置は、データを記憶する第１記憶部と、データを記憶する第２記憶部とを備えている。補間部は、算出した状態補間値を、第１記憶部と第２記憶部とに記憶させる。すなわち、第１記憶部と第２記憶部とに、補間部が算出した同一の状態補間値を記憶させる。そして、補間値判定部は、第１記憶部から読み出した所定番目の状態補間値と、第２記憶部から読み出した所定番目の状態補間値とが一致しないと判定した場合に、状態補間値が異常値であると判定する。このため、第１記憶部又は第２記憶部が故障したり、第１記憶部又は第２記憶部に対する状態補間値の記憶又は読み出しに異常が生じたりした場合に、状態補間値が異常値であると判定することができる。したがって、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制することができる。
　また、第３の手段のように、前記補間値判定部は、前記所定周期を前記補間周期で割った値を分割数とし、前記補間部により算出された前記状態補間値の前記補間周期における変化量が、前記状態指示値の今回値と前回値との差の絶対値を前記分割数で割った制限値よりも大きい場合に前記状態補間値が異常値であると判定し、前記制限値以下である場合に前記状態補間値が異常値でないと判定する、といった構成を採用することもできる。
　補間値判定部により状態補間値が異常値でないと判定された場合であっても、状態補間値を算出する補間周期における状態補間値の変化量が異常に大きくなるおそれがある。この場合、操舵機構により操作される舵角が急激に変化するおそれがある。
　この点、第４の手段では、前記所定周期を前記補間周期で割った値を分割数とし、前記補間部により算出された前記状態補間値の前記補間周期における変化量を、前記状態指示値の今回値と前回値との差の絶対値を前記分割数で割った制限値を最大として制限する制限部を備える。
　上記構成によれば、補間部により算出された状態補間値の上記補間周期における変化量が異常に大きくなったとしても、制限値を最大として変化量を制限することができる。このため、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制することができる。さらに、上記所定周期を上記補間周期で割った値を分割数とし、制限値は、状態指示値の今回値と前回値との差の絶対値を分割数で割った値である。このため、状態補間値の変化量を最大でも、状態指示値の前回値から今回値まで一定の変化率で状態補間値を変化させた場合の変化量までに制限することができる。したがって、所定周期の期間において、舵角を滑らかに変化させることができるとともに、操舵機構により操作される舵角を状態指示値の今回値に対応する舵角にできるだけ近付けることができる。
　第５の手段は、
　所定周期毎に入力される状態指示値に基づいて、操舵機構を制御する舵角制御装置であって、
　入力された前記状態指示値の前回値と今回値との間を補間して、前記所定周期よりも短い補間周期で状態補間値を算出する補間部と、
　前記所定周期を前記補間周期で割った値を分割数とし、前記補間部により算出された前記状態補間値の前記補間周期における変化量を、前記状態指示値の今回値と前回値との差の絶対値を前記分割数で割った制限値を最大として制限する制限部と、
　前記補間部により算出されて前記制限部により前記変化量が制限された前記状態補間値に基づいて、前記操舵機構を制御する制御部と、
を備える。
　上記構成によれば、第４の手段と同様に、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制することができる。さらに、所定周期の期間において、舵角を滑らかに変化させることができるとともに、操舵機構により操作される舵角を状態指示値の今回値に対応する舵角できるだけ近付けることができる。
　舵角制御装置に、所定周期毎に第１状態指示値が入力されるとともに、第１状態指示値とは別に算出される第２状態指示値が入力されることがある。そして、第１状態指示値及び第２状態指示値に基づいて、操舵機構を制御することがある。この場合、第１状態指示値が異常値となった場合に、第１状態指示値及び第２状態指示値に基づいて、操舵機構をどのように制御するかが問題となる。
　この点、第６の手段では、前記状態指示値は、第１状態指示値であり、前記舵角制御装置には、前記第１状態指示値とは別に算出される第２状態指示値が入力され、前記第１状態指示値が異常値であるか否か判定する指示値判定部を備え、前記指示値判定部により前記第１状態指示値が異常値でないと判定された場合に、前記第１状態指示値及び前記第２状態指示値に基づいて前記操舵機構を制御し、前記指示値判定部により前記第１状態指示値が異常値であると判定された場合に、前記第１状態指示値に基づかず、前記第２状態指示値に基づいて前記操舵機構を制御する。
　上記構成によれば、舵角制御装置は、指示値判定部により第１状態指示値が異常値でないと判定された場合に、第１状態指示値及び第２状態指示値に基づいて操舵機構を制御する。このため、第１状態指示値及び第２状態指示値を、操舵機構の制御に反映することができる。一方、舵角制御装置は、指示値判定部により第１状態指示値が異常値であると判定された場合に、第１状態指示値に基づかず、第２状態指示値に基づいて操舵機構を制御する。このため、第１状態指示値が異常値であると判定した場合に、第１状態指示値に基づき操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制しつつ、第２状態指示値に基づく操舵機構の制御を継続することができる。
　具体的には、第７の手段のように、前記状態指示値は、前記操舵機構により操作される舵角を指示する舵角指示値である、といった構成を採用することができる。
　具体的には、第８の手段のように、前記操舵機構は、機械部と、前記機械部を駆動するモータとを備え、前記状態指示値は、前記モータが発生するトルクを指示するトルク指示値である、といった構成を採用することができる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、舵角制御装置及びその周辺構成を示すブロック図であり、 図２は、舵角指示値と目標舵角との関係を示すタイムチャートであり、 図３は、図２のＰ１部分拡大図であり、 図４は、図１の制御トルク演算部の構成を示すブロック図であり、 図５は、図４の制御トルク演算部の処理手順を示すフローチャートであり、 図６は、メモリが正常でないと判定した場合の目標舵角を示すタイムチャートである。
　以下、車両に搭載される舵角制御装置に具現化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
　図１に示すように、車両は、上位－ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１、ＥＰＳ（Electric Power Steering）－ＥＣＵ２０、並びに操舵機構の機械部１２及びモータ１３を備えている。
　上位－ＥＣＵ１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置、及び入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータにより構成されている。上位－ＥＣＵ１１は、車両を統括的に制御する。上位－ＥＣＵ１１は、車両の各種センサからの出力信号に基づいて、所定周期Ｔｅ毎に舵角指示値θ*（状態指示値、第１状態指示値）をＥＰＳ－ＥＣＵ２０へ出力する。所定周期Ｔｅは、例えば１０[ｍｓ]である。上位－ＥＣＵ１１は、例えば道路に埋設された磁気ネイルなどの誘導標識を検出した結果や、カーナビゲーションシステムの道路情報と目的地までの経路等に基づいて、操舵機構を自動制御すべく舵角指示値θ*を出力する。なお、所定周期Ｔｅは、１０[ｍｓ]に限らず、１０[ｍｓ]よりも短い周期や、１０[ｍｓ]よりも長い周期であってもよい。
　ＥＰＳ－ＥＣＵ２０（舵角制御装置）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置、駆動回路、及び入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータにより構成されている。ＥＰＳ－ＥＣＵ２０は、舵角指示値θ*、操舵トルク検出値Ｔｓ、及び舵角検出値θに基づいて、操舵機構を制御する。舵角指示値θ*は、上位－ＥＣＵ１１からＥＰＳ－ＥＣＵ２０へ所定周期Ｔｅ毎に入力される。操舵トルク検出値Ｔｓは、車両のハンドルに対する運転者の操作に基づき操舵機構の機械部１２に加えられたトルクであり、例えば機械部１２に設けられたトルクセンサにより検出される。舵角検出値θは、操舵機構により操作される操舵輪の舵角であり、例えば機械部１２に設けられた舵角センサにより検出される。
　操舵機構は、機械部１２及びモータ１３を備えている。機械部１２は、舵取り軸、ハウジング、タイロッド、及びナックルアーム等を備える周知の構成である。モータ１３は、例えば３相ブラシレスモータ等である。モータ１３は、ＥＰＳ－ＥＣＵ２０から出力される駆動電圧Ｖｄにより駆動され、機械部１２を駆動する。そして、機械部１２が駆動されることにより、車両の操舵輪の舵角が操作（変更）される。
　ＥＰＳ－ＥＣＵ２０は、アシストトルク演算部２１、制御トルク演算部３０、加算回路２２、及びモータ駆動部２３等の機能を実現する。
　アシストトルク演算部２１は、入力される操舵トルク検出値Ｔｓ（第２状態指示値）に基づいて、アシストトルク指示値Ｔ２*を算出する。アシストトルク指示値Ｔ２*は、運転者によるハンドル操作をアシスト（補助）するトルクである。例えば、アシストトルク演算部２１は、操舵トルク検出値Ｔｓとアシストトルク指示値Ｔ２*との関係を予め設定したマップ等に基づいて、検出した操舵トルク検出値Ｔｓに対応するアシストトルク指示値Ｔ２*を算出する。
　制御トルク演算部３０は、所定周期Ｔｅ毎に入力される舵角指示値θ*及び舵角検出値θに基づいて、制御トルク指示値Ｔ１*を算出する。制御トルク指示値Ｔ１*は、上位－ＥＣＵ１１からの指示に基づいて操舵機構の機械部１２を自動制御するトルクである。
　加算回路２２は、アシストトルク指示値Ｔ２*と制御トルク指示値Ｔ１*との加算値を算出し、算出した加算値を最終トルク指示値Ｔａ*としてモータ駆動部２３へ出力する。
　モータ駆動部２３は、加算回路２２から入力された最終トルク指示値Ｔａ*に基づいて、モータ１３に印加される駆動電圧Ｖｄを制御する。例えば、モータ駆動部２３は、最終トルク指示値Ｔａ*と駆動電圧Ｖｄとの関係を予め設定したマップ等に基づいて、入力された最終トルク指示値Ｔａ*に対応させて駆動電圧ＶｄをＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する。
　モータ１３は、印加される駆動電圧Ｖｄにより駆動され、機械部１２に駆動トルクを加える。駆動トルクは、アシストトルク指示値Ｔ２*と制御トルク指示値Ｔ１*とを加算した最終トルク指示値Ｔａ*に対応するトルクである。これにより、操舵機構は、アシストトルク指示値Ｔ２*と制御トルク指示値Ｔ１*とを反映して制御される。その結果、操舵機構は、車両の操舵輪の舵角を、運転者によるハンドル操作と舵角指示値θ*とを反映した舵角に操作する。
　制御トルク演算部３０は、図２に示すように、所定周期Ｔｅ毎に入力される舵角指示値θ*の前回値と今回値との間を補間して、所定周期Ｔｅよりも短い補間周期Ｔｅｓで目標舵角（状態補間値）を算出する。
　図３は、図２のＰ１部分を拡大した拡大図である。図３に示すように、目標舵角は、所定周期Ｔｅを分割数Ｎで割ったＴｅ／Ｎ毎に算出されている。例えば、分割数Ｎ＝５である。すなわち、Ｔｅｓ＝Ｔｅ／Ｎであり、Ｎ＝Ｔｅ／Ｔｅｓである。目標舵角は、舵角指示値θ*よりも細かく（滑らかに）変化している。なお、分割数Ｎは、５に限らず、４や６以上の自然数であってもよい。
　図４は、図１の制御トルク演算部３０の構成を示すブロック図である。制御トルク演算部３０は、舵角指示値補間部３１、第２記憶部３２、舵角指示値判定部３３、目標舵角補償部３４、減算回路３５、及び制御トルク算出部３６等の機能を実現する。第２記憶部３２は、メモリ（ＲＡＭ）により構成されており、データを記憶する。
　舵角指示値補間部３１（補間部）は、所定周期Ｔｅ毎に入力される舵角指示値θ*の前回値θ*（ｎ－１）と今回値θ*（ｎ）との間を補間して、補間周期Ｔｅｓで目標舵角を算出する。詳しくは、舵角指示値補間部３１は、舵角指示値θ*の前回値θ*（ｎ－１）から今回値θ*（ｎ）まで、補間周期Ｔｅｓ毎に｛θ*（ｎ）－θ*（ｎ－１）｝／Ｎずつ目標舵角を変化させる。
　舵角指示値補間部３１は、データを記憶する第１記憶部３１ａを備えている。第１記憶部３１ａは、第２記憶部３２とは別のメモリ（ＲＡＭ）により構成されている。舵角指示値補間部３１は、舵角指示値θ*の前回値θ*（ｎ－１）から今回値θ*（ｎ）まで変化する一連の目標舵角を、第１記憶部３１ａと第２記憶部３２とに記憶させる。
　舵角指示値判定部３３（指示値判定部）には、舵角指示値θ*が入力される。舵角指示値判定部３３は、入力された舵角指示値θ*が異常値であるか否か判定する。詳しくは、舵角指示値判定部３３は、舵角指示値θ*の今回値θ*（ｎ）と前回値θ*（ｎ－１）との差の絶対値が、判定値ａ１よりも大きい場合に舵角指示値θ*が異常値であると判定し、判定値ａ１以下である（判定値ａ１よりも小さい）場合に舵角指示値θ*が異常値でないと判定する。判定値ａ１は、例えば舵角指示値θ*が正常値である場合に、前回値θ*（ｎ－１）から今回値θ*（ｎ）への変化量として取り得る最大値である。
　舵角指示値判定部３３は、入力された舵角指示値θ*が、異常値であると判定した場合に判定フラグを異常に設定し、異常値でないと判定した場合に判定フラグを正常に設定する。舵角指示値判定部３３は、設定した判定フラグを制御トルク算出部３６へ出力する。
　目標舵角補償部３４は、補間周期Ｔｅｓ毎に、第１記憶部３１ａから読み出した所定番目の目標舵角と、第２記憶部３２から読み出した同じく所定番目の目標舵角とが一致するか否か判定する。詳しくは、目標舵角補償部３４は、補間周期Ｔｅｓ毎に１番目から順に、第１記憶部３１ａから目標舵角を読み出し、読み出した目標舵角を目標舵角１とする。目標舵角補償部３４は、同じく補間周期Ｔｅｓ毎に１番目から順に、第２記憶部３２から目標舵角を読み出し、読み出した目標舵角を目標舵角２とする。目標舵角補償部３４は、目標舵角１と目標舵角２との差の絶対値が、判定値ａ２よりも小さい場合に目標舵角１と目標舵角２とが一致すると判定し、判定値ａ２以上である（判定値ａ２よりも大きい）場合に目標舵角１と目標舵角２とが一致しないと判定する。判定値ａ２は、例えば操舵機構が操作可能な舵角の最小値、あるいは目標舵角として許容される誤差に設定されている。
　目標舵角補償部３４は、補間周期Ｔｅｓ毎に、目標舵角１と目標舵角２とが一致する（目標舵角が異常値でない）と判定した場合に、今回の目標舵角１（又は目標舵角２）を最終目標舵角θａ*として減算回路３５へ出力する。一方、目標舵角補償部３４は、目標舵角１と目標舵角２とが一致しない（目標舵角が異常値である）と判定した場合に、所定周期Ｔｅのうち以降の補間周期Ｔｅｓにおいて、舵角指示値θ*を最終目標舵角θａ*として減算回路３５へ出力する。なお、目標舵角補償部３４には、舵角指示値θ*が入力されている。
　減算回路３５は、最終目標舵角θａ*から舵角検出値θを減算した減算値を算出し、算出した減算値を制御トルク算出部３６へ出力する。
　制御トルク算出部３６には、上記判定フラグが入力される。制御トルク算出部３６は、入力された判定フラグが正常に設定されている場合に、入力された減算値に基づくＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御により、補間周期Ｔｅｓ毎に制御トルク指示値Ｔ１*を算出する。一方、制御トルク算出部３６は、入力された判定フラグが異常に設定されている場合に、補間周期Ｔｅｓ毎に制御トルク指示値Ｔ１*を漸減させる。
　図５は、図４の制御トルク演算部３０の処理手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、上位－ＥＣＵ１１から制御トルク演算部３０へ、所定周期Ｔｅ毎に舵角指示値θ*が入力された時に制御トルク演算部３０により実行される。
　まず、舵角指示値θ*が異常値であるか否か判定する（Ｓ１０）。
　Ｓ１０の判定において、舵角指示値θ*が異常値でないと判定した場合（Ｓ１０：ＮＯ）、舵角指示値θ*の前回値θ*（ｎ－１）と今回値θ*（ｎ）との間を補間する目標舵角を算出する（Ｓ１１）。詳しくは、舵角指示値θ*の前回値θ*（ｎ－１）から今回値θ*（ｎ）まで、補間周期Ｔｅｓ毎に｛θ*（ｎ）－θ*（ｎ－１）｝／Ｎずつ目標舵角が変化するように、目標舵角を算出する。
　続いて、算出した目標舵角を記憶したメモリが正常であるか否か判定する（Ｓ１２）。具体的には、補間周期Ｔｅｓ毎に、第１記憶部３１ａから読み出した所定番目の目標舵角と、第２記憶部３２から読み出した同じく所定番目の目標舵角とが一致するか否か判定する。この判定において、メモリが正常であると判定した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、補間周期Ｔｅｓ毎に、今回の目標舵角１を最終目標舵角θａ*として出力する（Ｓ１３）。一方、この判定において、メモリが正常でないと判定した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、所定周期Ｔｅのうち以降の補間周期Ｔｅｓにおいて、舵角指示値θ*を最終目標舵角θａ*として出力する。
　続いて、制御トルク指示値Ｔ１*を算出する（Ｓ１５）。具体的には、最終目標舵角θａ*から舵角検出値θを減算した減算値に基づくＰＩＤ制御により、補間周期Ｔｅｓ毎に制御トルク指示値Ｔ１*を算出する。
　また、Ｓ１０の判定において、舵角指示値θ*が異常値であると判定した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、補間周期Ｔｅｓ毎に制御トルク指示値Ｔ１*を漸減させる（Ｓ１６）。
　その後、この一連の処理を一旦終了する（ＥＮＤ）。
　なお、Ｓ１０の処理が舵角指示値判定部３３（指示値判定部）としての処理に相当し、Ｓ１１の処理が舵角指示値補間部３１（補間部）としての処理に相当し、Ｓ１２の処理が目標舵角補償部３４（補間値判定部）としての処理に相当し、Ｓ１３及びＳ１４の処理が目標舵角補償部３４（制御部）としての処理に相当し、Ｓ１５の処理が減算回路３５及び制御トルク算出部３６（制御部）としての処理に相当し、Ｓ１６の処理が制御トルク算出部３６（制御部）としての処理に相当する。
　図５の処理が繰り返され、Ｓ１６の処理において補間周期Ｔｅｓ毎に制御トルク指示値Ｔ１*が漸減させられることが継続した場合、制御トルク指示値Ｔ１*は０まで漸減させられる。その場合、図１に示すように、アシストトルク演算部２１により算出されるアシストトルク指示値Ｔ２*のみに基づいて、モータ１３が駆動される。すなわち、ＥＰＳ－ＥＣＵ２０は、舵角指示値判定部３３により舵角指示値θ*が異常値でないと判定された場合に、舵角指示値θ*及び操舵トルク検出値Ｔｓに基づいて操舵機構を制御し、舵角指示値判定部３３により舵角指示値θ*が異常値であると判定された場合に、舵角指示値θ*に基づかず、操舵トルク検出値Ｔｓに基づいて操舵機構を制御する。
　図６は、メモリが正常でないと判定した場合の目標舵角を示すタイムチャートである。所定周期Ｔｅにおいて、時刻ｔ１でメモリが正常でない（目標舵角が異常値である）と判定されると、所定周期Ｔｅのうち時刻ｔ１以降の補間周期Ｔｅｓにおいて、舵角指示値θ*が最終目標舵角θａ*として出力される。なお、次の所定周期Ｔｅにおいて、最初からメモリが正常でないと判定されると、所定周期Ｔｅの最初から、舵角指示値θ*が最終目標舵角θａ*として出力される。
　目標舵角補償部３４、減算回路３５、制御トルク算出部３６、加算回路２２、モータ駆動部２３により、制御部が構成されている。そして、制御部は、目標舵角が異常値でないと判定した場合に、舵角指示値補間部３１により算出された目標舵角に基づいて操舵機構を制御し、目標舵角が異常値であると判定した場合に、舵角指示値θ*の今回値に基づいて操舵機構を制御する。
　以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。
　・ＥＰＳ－ＥＣＵ２０は、所定周期Ｔｅ毎に入力される舵角指示値θ*に基づいて、操舵機構を制御する。舵角指示値補間部３１は、入力された舵角指示値θ*の前回値θ*（ｎ－１）と今回値θ*（ｎ）との間を補間して、所定周期Ｔｅよりも短い補間周期Ｔｅｓで目標舵角を算出する。このため、舵角指示値θ*の前回値θ*（ｎ－１）と今回値θ*（ｎ）との差よりも、目標舵角同士の差を小さくすることができる。
　・目標舵角補償部３４は、目標舵角が異常値であるか否か判定する。目標舵角補償部３４により目標舵角が異常値でないと判定された場合に、舵角指示値補間部３１により算出された目標舵角に基づいて操舵機構が制御される。このため、操舵機構により操作される舵角を滑らかに変化させることができる。
　・目標舵角補償部３４により目標舵角が異常値であると判定された場合に、舵角指示値θ*の今回値θ*（ｎ）に基づいて操舵機構が制御される。このため、舵角の変化が若干滑らかでなくなるおそれはあるものの、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制することができる。
　・ＥＰＳ－ＥＣＵ２０は、データを記憶する第１記憶部３１ａと、データを記憶する第２記憶部３２とを備えている。舵角指示値補間部３１は、算出した目標舵角を、第１記憶部３１ａと第２記憶部３２とに記憶させる。すなわち、第１記憶部３１ａと第２記憶部３２とに、舵角指示値補間部３１が算出した同一の目標舵角を記憶させる。そして、目標舵角補償部３４は、第１記憶部３１ａから読み出した所定番目の目標舵角と、第２記憶部３２から読み出した所定番目の目標舵角とが一致しないと判定した場合に、目標舵角が異常値であると判定する。このため、第１記憶部３１ａ又は第２記憶部３２が故障したり、第１記憶部３１ａ又は第２記憶部３２に対する目標舵角の記憶又は読み出しに異常が生じたりした場合に、目標舵角が異常値であると判定することができる。したがって、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制することができる。
　・舵角指示値θ*が異常値となった場合に、舵角指示値θ*及び操舵トルク検出値Ｔｓに基づいて、操舵機構をどのように制御するかが問題となる。この点、ＥＰＳ－ＥＣＵ２０は、舵角指示値判定部３３により舵角指示値θ*が異常値でないと判定された場合に、舵角指示値θ*及び操舵トルク検出値Ｔｓに基づいて操舵機構を制御する。このため、舵角指示値θ*及び操舵トルク検出値Ｔｓを、操舵機構の制御に反映することができる。一方、ＥＰＳ－ＥＣＵ２０は、舵角指示値判定部３３により舵角指示値θ*が異常値であると判定された場合に、舵角指示値θ*に基づかず、操舵トルク検出値Ｔｓに基づいて操舵機構を制御する。このため、舵角指示値θ*が異常値であると判定した場合に、舵角指示値θ*に基づき操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制しつつ、操舵トルク検出値Ｔｓに基づく操舵機構の制御を継続することができる。
　なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記の実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
　・制御トルク演算部３０において、第２記憶部３２は、舵角指示値補間部３１内に設けられていてもよい。また、制御トルク演算部３０において、第１記憶部３１ａは、舵角指示値補間部３１の外に設けられていてもよい。
　・上記実施形態では、舵角指示値補間部３１は、舵角指示値θ*の前回値θ*（ｎ－１）から今回値θ*（ｎ）まで変化する一連の目標舵角を、第１記憶部３１ａと第２記憶部３２とに記憶させた。これに対して、舵角指示値補間部３１は、補間周期Ｔｅｓ毎に目標舵角の今回値を算出し、目標舵角の今回値のみを第１記憶部３１ａと第２記憶部３２とに記憶させてもよい。そして、目標舵角補償部３４（補間値判定部）は、補間周期Ｔｅｓ毎に、第１記憶部３１ａから読み出した目標舵角と、第２記憶部３２から読み出した目標舵角とが一致するか否か判定してもよい。
　・目標舵角補償部３４は、目標舵角の前回値から今回値への変化量が、舵角指示値θ*の今回値θ*（ｎ）と前回値θ*（ｎ－１）との差の絶対値を分割数Ｎで割った制限値よりも大きい場合に、目標舵角が異常値であると判定し、制限値以下である（制限値よりも小さい）場合に、目標舵角が異常値でないと判定することもできる。
　・目標舵角補償部３４により目標舵角が異常値でないと判定された場合であっても、目標舵角を算出する補間周期Ｔｅｓにおける目標舵角の変化量が異常に大きくなるおそれがある。この場合、操舵機構により操作される舵角が急激に変化するおそれがある。
　そこで、舵角指示値補間部３１は、図４に破線で示すように、算出した目標舵角の補間周期Ｔｅｓにおける変化量を、舵角指示値θ*の今回値θ*（ｎ）と前回値θ*（ｎ－１）との差の絶対値を分割数Ｎで割った制限値を最大として制限する制限部３１ｂを備えていてもよい。
　上記構成によれば、目標舵角の上記補間周期Ｔｅｓにおける変化量が異常に大きくなったとしても、制限値を最大として変化量を制限することができる。このため、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制することができる。さらに、制限値は、舵角指示値θ*の今回値θ*（ｎ）と前回値θ*（ｎ－１）との差の絶対値を分割数Ｎで割った値である。このため、目標舵角の変化量を最大でも、舵角指示値θ*の前回値θ*（ｎ－１）から今回値θ*（ｎ）まで一定の変化率で目標舵角を変化させた場合の変化量までに制限することができる。したがって、所定周期Ｔｅの期間において、舵角を滑らかに変化させることができるとともに、操舵機構により操作される舵角を舵角指示値θ*の今回値θ*（ｎ）に対応する舵角にできるだけ近付けることができる。なお、制限値として、舵角指示値θ*の今回値θ*（ｎ）と前回値θ*（ｎ－１）との差の絶対値を分割数Ｎで割った値以外の値を採用することもできる。
　また、上記制限部３１ｂによる処理を行うことで、目標舵角補償部３４は、目標舵角が異常値であると判定した場合に、舵角指示値θ*の今回値θ*（ｎ）に基づいて操舵機構を制御することを省略することもできる。その場合であっても、操舵機構により操作される舵角が異常な舵角に制御されることを抑制することができる。さらに、所定周期Ｔｅの期間において、舵角を滑らかに変化させることができるとともに、操舵機構により操作される舵角を舵角指示値θ*の今回値θ*（ｎ）に対応する舵角できるだけ近付けることができる。なお、舵角指示値補間部３１の外に制限部３１ｂを設けることもできる。
　・上位－ＥＣＵ１１から制御トルク演算部３０へ、所定周期Ｔｅ毎にトルク指示値Ｔ*（状態指示値）が入力される構成を採用することもできる。その場合、制御トルク演算部３０は、舵角指示値補間部３１に代えて、所定周期Ｔｅ毎に入力されるトルク指示値Ｔ*の前回値Ｔ*（ｎ－１）と今回値Ｔ*（ｎ）との間を補間して、補間周期Ｔｅｓで目標トルクを算出するトルク指示値補間部を備える。詳しくは、トルク示値補間部（補間部）は、トルク指示値Ｔ*の前回値Ｔ*（ｎ－１）から今回値Ｔ*（ｎ）まで、補間周期Ｔｅｓ毎に｛Ｔ*（ｎ）－Ｔ*（ｎ－１）｝／Ｎずつ目標トルクを変化させる。
　そして、制御トルク演算部３０は、目標舵角補償部３４、減算回路３５、及び制御トルク算出部３６に代えて、目標トルクが異常値でないと判定した場合に、トルク指示値補間部により算出された目標トルクに基づいて制御トルク指示値Ｔ１*を算出（操舵機構を制御）し、目標トルクが異常値であると判定した場合に、トルク指示値Ｔ*の今回値Ｔ*（ｎ）に基づいて制御トルク指示値Ｔ１*を算出（操舵機構を制御）する目標トルク補償部を備える。こうした構成によっても、上記実施形態に準じた作用効果を奏することができる。
　・ＥＰＳ－ＥＣＵ２０は、アシストトルク演算部２１を省略し、制御トルク演算部３０による操舵機構の自動制御のみを実行することもできる。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (8)

  1. 　所定周期毎に入力される状態指示値に基づいて、操舵機構（１２，１３）を制御する舵角制御装置（２０）であって、
    　入力された前記状態指示値の前回値と今回値との間を補間して、前記所定周期よりも短い補間周期で状態補間値を算出する補間部（３１）と、
    　前記状態補間値が異常値であるか否か判定する補間値判定部と、
    　前記補間値判定部により前記状態補間値が異常値でないと判定された場合に、前記補間部により算出された前記状態補間値に基づいて前記操舵機構を制御し、前記補間値判定部により前記状態補間値が異常値であると判定された場合に、前記状態指示値の前記今回値に基づいて前記操舵機構を制御する制御部と、
    を備える舵角制御装置。
  2. 　データを記憶する第１記憶部（３１ａ）と、データを記憶する第２記憶部（３２）とを備え、
    　前記補間部は、算出した前記状態補間値を、前記第１記憶部と前記第２記憶部とに記憶させ、
    　前記補間値判定部は、前記第１記憶部から読み出した所定番目の前記状態補間値と、前記第２記憶部から読み出した前記所定番目の前記状態補間値とが一致しないと判定した場合に、前記状態補間値が異常値であると判定する、請求項１に記載の舵角制御装置。
  3. 　前記補間値判定部は、前記所定周期を前記補間周期で割った値を分割数とし、前記補間部により算出された前記状態補間値の前記補間周期における変化量が、前記状態指示値の今回値と前回値との差の絶対値を前記分割数で割った制限値よりも大きい場合に前記状態補間値が異常値であると判定し、前記制限値以下である場合に前記状態補間値が異常値でないと判定する、請求項１又は２に記載の舵角制御装置。
  4. 　前記所定周期を前記補間周期で割った値を分割数とし、前記補間部により算出された前記状態補間値の前記補間周期における変化量を、前記状態指示値の今回値と前回値との差の絶対値を前記分割数で割った制限値を最大として制限する制限部（３１ｂ）を備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の舵角制御装置。
  5. 　所定周期毎に入力される状態指示値に基づいて、操舵機構（１２，１３）を制御する舵角制御装置（２０）であって、
    　入力された前記状態指示値の前回値と今回値との間を補間して、前記所定周期よりも短い補間周期で状態補間値を算出する補間部（３１）と、
    　前記所定周期を前記補間周期で割った値を分割数とし、前記補間部により算出された前記状態補間値の前記補間周期における変化量を、前記状態指示値の今回値と前回値との差の絶対値を前記分割数で割った制限値を最大として制限する制限部（３１ｂ）と、
    　前記補間部により算出されて前記制限部により前記変化量が制限された前記状態補間値に基づいて、前記操舵機構を制御する制御部と、
    を備える舵角制御装置。
  6. 　前記状態指示値は、第１状態指示値であり、
    　前記舵角制御装置には、前記第１状態指示値とは別に算出される第２状態指示値が入力され、
    　前記第１状態指示値が異常値であるか否か判定する指示値判定部（３３）を備え、
    　前記指示値判定部により前記第１状態指示値が異常値でないと判定された場合に、前記第１状態指示値及び前記第２状態指示値に基づいて前記操舵機構を制御し、前記指示値判定部により前記第１状態指示値が異常値であると判定された場合に、前記第１状態指示値に基づかず、前記第２状態指示値に基づいて前記操舵機構を制御する、請求項１～５のいずれか１項に記載の舵角制御装置。
  7. 　前記状態指示値は、前記操舵機構により操作される舵角を指示する舵角指示値である、請求項１～６のいずれか１項に記載の舵角制御装置。
  8. 　前記操舵機構は、機械部（１２）と、前記機械部を駆動するモータ（１３）とを備え、
    　前記状態指示値は、前記モータが発生するトルクを指示するトルク指示値である、請求項１～６のいずれか１項に記載の舵角制御装置。
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