(57)【要約】【課題】目標操舵角に対する実操舵角の追従性を向上し、更に車両の振動に対して効率的な制振を行うことにより、舵角制御における運転者への違和感を軽減した電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】操舵トルク等に基づいて第１モータ電流指令値を演算するトルク制御部と、車両情報に基づいて目標操舵角を生成する目標操舵角生成部と、目標操舵角、実操舵角等に基づいて第２モータ電流指令値を演算する舵角制御部とを備え、第１及び第２モータ電流指令値よりモータ電流指令値を演算し、目標操舵角生成部は、横位置指令値及び横位置の偏差より横速度指令値を演算する横位置制御部と、横位置より横速度を演算する横速度演算部と、横速度指令値及び横速度に基づいて基本目標操舵角を演算する横速度制御部と、車両情報に基づいて求められる横方向加速度より補償目標操舵角を演算する車両挙動安定化部とを具備し、基本及び補償目標操舵角より目標操舵角を生成する。【選択図】図５
2018070511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ電流指令値に基づいてモータを駆動し、前記モータの駆動制御によって操舵系に対してアシスト制御及び舵角制御を行う電動パワーステアリング装置において、
少なくとも操舵トルクに基づいて、前記アシスト制御のための第１モータ電流指令値を演算するトルク制御部と、
車両情報に基づいて、前記舵角制御における目標値となる目標操舵角を生成する目標操舵角生成部と、
少なくとも前記目標操舵角及び実操舵角に基づいて、前記舵角制御のための第２モータ電流指令値を演算する舵角制御部とを備え、
前記第１モータ電流指令値及び前記第２モータ電流指令値より前記モータ電流指令値を演算し、
前記目標操舵角生成部は、
前記車両情報に基づいて求められる横位置指令値及び横位置の偏差より横速度指令値を演算する横位置制御部と、
前記横位置より横速度を演算する横速度演算部と、
前記横速度指令値及び前記横速度に基づいて基本目標操舵角を演算する横速度制御部と、
前記車両情報に基づいて求められる横方向加速度より制振のための補償目標操舵角を演算する車両挙動安定化部とを具備し、
前記基本目標操舵角及び前記補償目標操舵角より前記目標操舵角を生成することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記舵角制御部が、
前記目標操舵角及び前記実操舵角を用いて演算されるモータ速度指令値に基づいて、Ｉ−Ｐ制御によって前記第２モータ電流指令値を演算する請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記横位置制御部が、前記偏差に比例ゲインを乗算して前記横速度指令値を演算する請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記横速度制御部が、前記横速度指令値及び前記横速度を用いて、Ｉ−Ｐ制御によって前記基本目標操舵角を演算する請求項１乃至３のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記車両挙動安定化部が、
位相補償フィルタを用いて位相補償を行う位相補償部と、ゲインを乗算するゲイン部とを具備し、
前記位相補償部及び前記ゲイン部を介して、前記横方向加速度より前記補償目標操舵角を演算する請求項１乃至４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記位相補償フィルタの特性が車速に応じて変化する請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記目標操舵角生成部が、
前記横位置指令値に対して、予め設定される第１制限値によって制限をかける第１制限部を更に具備する請求項１乃至６のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記目標操舵角生成部が、
前記横位置指令値の変化分に対して、予め設定されるレート制限値によって制限をかけるレート制限部を更に具備する請求項１乃至７のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記目標操舵角生成部が、
前記横位置指令値に対して、前記横位置指令値に含まれる振動周波数成分を低減する横位置指令振動除去部を更に具備する請求項１乃至８のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記横位置指令振動除去部が有する特性が、車速に応じて変化する請求項９に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
前記目標操舵角生成部が、
ＦＦフィルタを用いて、前記横位置指令値への前記横位置の追従性を上げるための補償値を前記横位置指令値より求める横速度指令フィルタ部を更に具備し、
前記補償値により前記横速度指令値を補償する請求項１乃至１０のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
前記ＦＦフィルタの特性が車速に応じて変化する請求項１１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１３】
前記目標操舵角生成部が、
前記目標操舵角に対して、予め設定される第２制限値によって制限をかける第２制限部を更に具備する請求項１乃至１２のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ電流指令値に基づくモータの駆動制御によって操舵系に対してアシスト制御及び舵角制御を行うことにより、手動操舵及び自動操舵を可能とする電動パワーステアリング装置に関し、特に舵角制御における目標値である目標操舵角を車両情報に基づいて補償することにより、車両振動の影響を軽減する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の操舵系にモータの回転力で操舵補助力（アシストトルク）を付与する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、モータの駆動力を、減速機構を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に操舵補助力として付与し、アシスト制御するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルクを正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、操舵補助指令値（電流指令値）とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデューティの調整で行っている。【０００３】
電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図１に示して説明すると、ハンドル１のコラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）２は減速機構を構成する減速ギア（ウォームギア）３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、更にハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。また、コラム軸２にはトーションバーが介挿されており、トーションバーの捩れ角によりハンドル１の操舵角θを検出する舵角センサ１４、操舵トルクＴｔを検出するトルクセンサ１０が設けられており、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）３０には、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｔと車速センサ１２で検出された車速Ｖとに基づいてアシスト制御指令の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電圧制御指令値Ｖｒｅｆによってモータ２０に供給する電流を制御する。【０００４】
なお、舵角センサ１４は必須のものではなく、配設されていなくても良く、また、モータ２０に連結されたレゾルバ等の回転角センサから操舵角を取得することも可能である。【０００５】
コントロールユニット３０には、車両の各種情報を授受するＣＡＮ（Controller  Area  Network）４０が接続されており、車速ＶはＣＡＮ４０から受信することも可能である。また、コントロールユニット３０には、ＣＡＮ４０以外の通信、アナログ／ディジタル信号、電波等を授受する非ＣＡＮ４１も接続可能である。【０００６】
コントロールユニット３０は主としてＣＰＵ（ＭＰＵやＭＣＵ等も含む）で構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図２のようになる。【０００７】
図２を参照してコントロールユニット３０を説明すると、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｔ及び車速センサ１２で検出された（若しくはＣＡＮ４０からの）車速Ｖは、電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する電流指令値演算部３１に入力される。電流指令値演算部３１は、入力された操舵トルクＴｔ及び車速Ｖに基づいてアシストマップ等を用いて、モータ２０に供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する。電流指令値Ｉｒｅｆ１は加算部３２Ａを経て電流制限部３３に入力され、最大電流を制限された電流指令値Ｉｒｅｆｍが減算部３２Ｂに入力され、フィードバックされているモータ電流Ｉｍとの偏差Ｉ（＝Ｉｒｅｆｍ−Ｉｍ）が演算され、その偏差Ｉが操舵動作の特性改善のためのＰＩ（比例積分）制御部３５に入力される。ＰＩ制御部３５で特性改善された電圧制御指令値ＶｒｅｆがＰＷＭ制御部３６に入力され、更にインバータ３７を介してモータ２０がＰＷＭ駆動される。モータ２０のモータ電流Ｉｍはモータ電流検出器３８で検出され、減算部３２Ｂにフィードバックされる。インバータ３７は、半導体スイッチング素子としてのＦＥＴのブリッジ回路で構成されている。【０００８】
モータ２０にはレゾルバ等の回転角センサ２１が連結されており、回転角センサ２１から回転角（モータ回転角）θｅが検出されて出力される。【０００９】
また、加算部３２Ａには補償信号生成部３４からの補償信号ＣＭが加算されており、補償信号ＣＭの加算によって操舵システム系の特性補償を行い、収れん性や慣性特性等を改善するようになっている。補償信号生成部３４は、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）３４３と慣性３４２を加算部３４４で加算し、その加算結果に更に収れん性３４１を加算部３４５で加算し、加算部３４５の加算結果を補償信号ＣＭとしている。【００１０】
このような電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）において、自動操舵による駐車支援機能（パーキングアシスト）を搭載した車両へのＥＰＳの応用が実施されており、更に、近年研究開発が進められている自動運転技術における自動操舵にＥＰＳを応用する提案がなされている。このようなＥＰＳでは、従来のＥＰＳが実行しているアシスト制御と、車両が所望の方向に走行するように操舵系を制御する舵角制御がそれぞれ実行される。そして、舵角制御では、操舵角の制御目標である目標操舵角に対する応答性及び路面反力等に対する外乱抑圧性で優れた性能をもつ位置速度制御が用いられており、例えば、位置制御ではＰ（比例）制御、速度制御ではＰＩ（比例積分）制御が採用されている。また、安定した自動操舵を実現すべく、目標操舵角の急激な変動やハンドル振動への対策がなされている。【００１１】
特許第３９１７００８号公報（特許文献１）では、設定操舵角に従ってハンド操作を自動で行い、特に駐車支援を目的とした自動操舵制御装置が提案されている。この装置では、トルク制御モード（アシスト制御）と駐車支援モード（舵角制御）が切り換えられるようになっており、駐車支援モードでは、予め記憶された駐車データを使用して制御を行っている。そして、駐車支援モードでの位置制御ではＰ制御、速度制御ではＰＩ制御を行っている。【００１２】
特開２０１３−２５２７２９号公報（特許文献２）に開示されている電動パワーステアリング装置では、目標操舵角への自動制御のためのモータ電流指令値を車速に応じて調整し、目標操舵角にレートリミッタによる円滑化処理を施すことにより、目標操舵角に従った正確な操舵及び急激な目標操舵角の変化に対する円滑な制御を行っている。更に、トーションバーの捩れ角に基づいて求めた制振用電流指令値で電流指令値を補正することにより、トルクセンサを用いずに制振効果を得られるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第３９１７００８号公報
【特許文献２】特開２０１３−２５２７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
車両において舵角制御を行う場合、走行車速、摩擦や路面反力の変化等で外乱や負荷状況が大きく変化するので、それらに対して耐性のある制御構成を採用する必要がある。しかしながら、特許文献１記載の装置が採用している速度ＰＩ制御では、例えば路面反力が変化した場合、路面反力の変化によって実操舵角の応答が変わってしまうため、目標操舵角に精度良く追従することができず、車両が目標軌跡から外れる可能性がある。【００１５】
また、特許文献２記載の装置では、制振効果を得るために、目標操舵角を算出する過程ではなく、算出された目標操舵角に対してレートリミッタ等による処理を施しているので、振動の要因に合わせた制振処理を行う等、効率的な制振を行うのが難しい可能性がある。【００１６】
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、目標操舵角に対する実操舵角の追従性を向上し、更に車両の振動に対して効率的な制振を行うことにより、舵角制御における運転者への違和感を軽減した電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、モータ電流指令値に基づいてモータを駆動し、前記モータの駆動制御によって操舵系に対してアシスト制御及び舵角制御を行う電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、少なくとも操舵トルクに基づいて、前記アシスト制御のための第１モータ電流指令値を演算するトルク制御部と、車両情報に基づいて、前記舵角制御における目標値となる目標操舵角を生成する目標操舵角生成部と、少なくとも前記目標操舵角及び実操舵角に基づいて、前記舵角制御のための第２モータ電流指令値を演算する舵角制御部とを備え、前記第１モータ電流指令値及び前記第２モータ電流指令値より前記モータ電流指令値を演算し、前記目標操舵角生成部は、前記車両情報に基づいて求められる横位置指令値及び横位置の偏差より横速度指令値を演算する横位置制御部と、前記横位置より横速度を演算する横速度演算部と、前記横速度指令値及び前記横速度に基づいて基本目標操舵角を演算する横速度制御部と、前記車両情報に基づいて求められる横方向加速度より制振のための補償目標操舵角を演算する車両挙動安定化部とを具備し、前記基本目標操舵角及び前記補償目標操舵角より前記目標操舵角を生成することにより達成される。【００１８】
本発明の上記目的は、前記舵角制御部が、前記目標操舵角及び前記実操舵角を用いて演算されるモータ速度指令値に基づいて、Ｉ−Ｐ制御によって前記第２モータ電流指令値を演算することにより、或いは、前記横位置制御部が、前記偏差に比例ゲインを乗算して前記横速度指令値を演算することにより、或いは、前記横速度制御部が、前記横速度指令値及び前記横速度を用いて、Ｉ−Ｐ制御によって前記基本目標操舵角を演算することにより、或いは、前記車両挙動安定化部が、位相補償フィルタを用いて位相補償を行う位相補償部と、ゲインを乗算するゲイン部とを具備し、前記位相補償部及び前記ゲイン部を介して、前記横方向加速度より前記補償目標操舵角を演算することにより、或いは、前記位相補償フィルタの特性が車速に応じて変化することにより、或いは、前記目標操舵角生成部が、前記横位置指令値に対して、予め設定される第１制限値によって制限をかける第１制限部を更に具備することにより、或いは、前記目標操舵角生成部が、前記横位置指令値の変化分に対して、予め設定されるレート制限値によって制限をかけるレート制限部を更に具備することにより、或いは、前記目標操舵角生成部が、前記横位置指令値に対して、前記横位置指令値に含まれる振動周波数成分を低減する横位置指令振動除去部を更に具備することにより、或いは、前記横位置指令振動除去部が有する特性が、車速に応じて変化することにより、或いは、前記目標操舵角生成部が、ＦＦフィルタを用いて、前記横位置指令値への前記横位置の追従性を上げるための補償値を前記横位置指令値より求める横速度指令フィルタ部を更に具備し、前記補償値により前記横速度指令値を補償することにより、或いは、前記ＦＦフィルタの特性が車速に応じて変化することにより、或いは、前記目標操舵角生成部が、前記目標操舵角に対して、予め設定される第２制限値によって制限をかける第２制限部を更に具備することにより、より効果的に達成される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、横方向加速度に基づいた制振処理を施して目標操舵角を算出しているので、的確な制振を行うことが可能であり、更に、速度Ｉ−Ｐ制御（比例先行型ＰＩ制御）により舵角制御を行うことにより、応答特性の振動抑制を実現し、追従性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】電動パワーステアリング装置の概要を示す構成図である。
【図２】電動パワーステアリング装置のコントロールユニット（ＥＣＵ）の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の構成例（第１実施形態）を示すブロック図である。
【図４】目標操舵角生成部の構成例（第１実施形態）を示すブロック図である。
【図５】車両運動制御部の構成例（第１実施形態）を示すブロック図である。
【図６】レート制限部の構成例を示すブロック図である。
【図７】レート制限による横位置指令値の変化例を示すグラフである。
【図８】横速度制御部の構成例を示すブロック図である。
【図９】車両挙動安定化部の構成例を示すブロック図である。
【図１０】舵角制御部の構成例（第１実施形態）を示すブロック図である。
【図１１】ハンドル振動除去部が有するノッチフィルタの周波数特性の例を示すボード線図である。（Ａ）がゲイン特性、（Ｂ）が位相特性である。
【図１２】ハンドル制振部が有するフィルタの周波数特性の例を示すボード線図である。（Ａ）がゲイン特性、（Ｂ）が位相特性である。
【図１３】本発明の全体の動作例を示すフローチャートである。
【図１４】目標操舵角生成部の動作例（第１実施形態）を示すフローチャートである。
【図１５】舵角制御部の動作例（第１実施形態）を示すフローチャートである。
【図１６】車両挙動安定化部の有無でのシミュレーションにおける横位置の時間応答の結果を示すグラフである。
【図１７】車両挙動安定化部の有無でのシミュレーションにおける横方向加速度の時間応答の結果を示すグラフである。
【図１８】車両運動制御部の構成例（第２実施形態）を示すブロック図である。
【図１９】目標操舵角生成部の動作例（第２実施形態）を示すフローチャートである。
【図２０】舵角制御部の構成例（第３実施形態）を示すブロック図である。
【図２１】舵角制御部の動作例（第３実施形態）を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、従来のＥＰＳの機能であるアシスト制御と、駐車支援や自動運転における自動操舵で必要となる舵角制御を行う。アシスト制御及び舵角制御では、トルク制御部及び舵角制御部がそれぞれ動作し、各部から出力されるモータ電流指令値（第１モータ電流指令値、第２モータ電流指令値）を切り換えて、モータを駆動制御する。舵角制御では、目標操舵角及び実操舵角を用いてモータ速度指令値を演算し、モータ速度指令値に基づいてＩ−Ｐ制御（比例先行型ＰＩ制御）を行い、モータ電流指令値（第２モータ電流指令値）を算出している。これにより、応答特性の振動抑制を実現すると共に、路面変化等の外乱に耐性のある制御構造となっている。更に、横位置及び横位置の目標値である横位置指令値を用いて横速度指令値を演算し、横速度指令値に基づいてＩ−Ｐ制御を行って求められる目標操舵角（基本目標操舵角）を、横方向加速度に基づいて演算される目標操舵角（補償目標操舵角）により補償している。これにより、横速度での追従性及び横方向での車両振動に対する制振効果を向上させている。
【００２２】
以下に、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２３】
図３は本発明の構成例（第１実施形態）を示しており、モータ２０にはモータ回転角θｅを検出するためのレゾルバ等の回転角センサ２１が接続されており、モータ２０は車両側ＥＣＵ（コントロールユニット）１００及びＥＰＳ側ＥＣＵ２００を介して駆動制御される。
【００２４】
車両側ＥＣＵ１００は、運転者の意思を示すボタン、スイッチ等に基づいて、ＥＰＳの動作モードを切り換える切換指令ＳＷを出力する切換指令部１１０と、カメラ（画像）やＧＰＳ（Global  Positioning  System）等からの信号及び車速センサ５１からの車速Ｖを車両情報ＶＩとして入力し、それらに基づいて目標操舵角θｒｅｆを生成する目標操舵角生成部１２０とを具備している。また、コラム軸に設けられた舵角センサ５２で検出される実操舵角θｒは、車両側ＥＣＵ１００を経て、ＥＰＳ側ＥＣＵ２００内の舵角制御部２２０に入力される。車速Ｖも、車両情報ＶＩとして目標操舵角生成部１２０に入力されると共に、車両側ＥＣＵ１００を経て、ＥＰＳ側ＥＣＵ２００内のトルク制御部２１０に入力される。なお、車速ＶはＣＡＮ等から受信することも可能である。
【００２５】
ＥＰＳの動作モードにはアシスト制御を行う「手動操舵モード」と舵角制御を行う「自動操舵モード」とがあり、切換指令部１１０は、自動操舵モードに入ることを識別する信号、例えば運転者の意思をダッシュボードやハンドル周辺に設けたボタンやスイッチ、或いはシフトに設けた駐車モード等による車両状態の信号を基に切換指令ＳＷを出力し、切換指令ＳＷはＥＰＳ側ＥＣＵ２００内の切換部２３０に入力される。
【００２６】
目標操舵角生成部１２０は、車速Ｖを含む車両情報ＶＩを基に目標操舵角θｒｅｆを生成し、生成された目標操舵角θｒｅｆは舵角制御部２２０に入力される。目標操舵角生成部１２０の詳細については後述する。
【００２７】
ＥＰＳ側ＥＣＵ２００は、アシスト制御のためのモータ電流指令値（第１モータ電流指令値）Ｉｔｒｅｆを演算するトルク制御部２１０、舵角制御のためのモータ電流指令値（第２モータ電流指令値）Ｉｍｒｅｆを演算する舵角制御部２２０、動作モードの切換を行う切換部２３０、モータ２０を駆動制御する電流制御／駆動部２４０及びモータ速度ωｅを演算するモータ速度演算部２５０とを具備している。また、トルクセンサ５３で検出される操舵トルクＴｔが、トルク制御部２１０及び舵角制御部２２０に入力される。
【００２８】
モータ速度演算部２５０は、回転角センサ２１からのモータ回転角θｅに基づいてモータ速度ωｅを演算し、モータ速度ωｅは舵角制御部２２０に入力される。
【００２９】
トルク制御部２１０は、アシスト制御を行うために、例えば、図２に示される構成例での電流指令値演算部３１、補償信号生成部３４、加算部３２Ａ及び電流制限部３３を備え、操舵トルクＴｔ及び車速Ｖに基づいて、アシストマップを使用して、図２での電流指令値Ｉｒｅｆｍに相当するモータ電流指令値Ｉｔｒｅｆを算出する。なお、電流制限部３３及び／又は補償信号生成部３４はなくても良い。
【００３０】
舵角制御部２２０は、舵角制御を行うために、目標操舵角θｒｅｆ、実操舵角θｒ、操舵トルクＴｔ及びモータ速度ωｅに基づいて、モータ電流指令値Ｉｍｒｅｆを算出する。舵角制御部２２０の詳細については後述する。
【００３１】
切換部２３０は、切換指令ＳＷに基づいて、トルク制御部２１０による手動操舵モードと、舵角制御部２２０による自動操舵モードとを切り換え、手動操舵モードではモータ電流指令値Ｉｔｒｅｆを、自動操舵モードではモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆを、モータ電流指令値Ｉｒｅｆとして出力する。
【００３２】
電流制御／駆動部２４０は、例えば、図２に示される構成例での減算部３２Ｂ、ＰＩ制御部３５、ＰＷＭ制御部３６及びインバータ３７を備え、モータ電流指令値Ｉｒｅｆとモータ電流検出器３８で検出されるモータ電流Ｉｍを用いて、図２の構成例と同様の動作により、モータを駆動制御する。
【００３３】
目標操舵角生成部１２０及び舵角制御部２２０について、詳細に説明する。
【００３４】
図４は目標操舵角生成部１２０の構成例を示しており、目標操舵角生成部１２０は車両状態量検出部１３０、目標軌道演算部１４０及び車両運動制御部１５０を具備する。
【００３５】
車両状態量検出部１３０は、カメラ、ＧＰＳ、角速度センサ、加速度センサ、等から出力されるデータ及び車速センサ５１からの車速Ｖを車両情報ＶＩとして入力し、横位置Ｙｐ、横方向加速度Ｙα及び目標軌道演算部１４０での演算に必要なデータである車両状態量Ｃｖを求め、車速Ｖと共に出力する。横位置Ｙｐは、カメラ等の画像データ及びＧＰＳの位置情報に基づいて、車線に対する自車両の相対的な距離として算出される。横位置Ｙｐ、横方向加速度Ｙα及び車速Ｖは、車両運動制御部１５０に入力される。なお、車両状態量Ｃｖに横位置Ｙｐ、横方向加速度Ｙα及び車速Ｖが含まれることもある。
【００３６】
目標軌道演算部１４０は、車両状態量Ｃｖに基づいて、既存の方法により横位置指令値Ｙｒｅｆを演算し、車両運動制御部１５０に出力する。
【００３７】
車両運動制御部１５０は、横位置指令値Ｙｒｅｆ、横位置Ｙｐ、横方向加速度Ｙα及び車速Ｖに基づいて、目標操舵角θｒｅｆを演算する。図５は車両運動制御部１５０の構成例で、車両運動制御部１５０は制限部１５１（第１制限部）及び１５８（第２制限部）、レート制限部１５２、横位置指令振動除去部１５３、横位置制御部１５４、横速度演算部１５５、横速度制御部１５６、車両挙動安定化部１５７、減算部１５９並びに加算部１６０を具備する。
【００３８】
制限部１５１は、横位置指令値Ｙｒｅｆに対して、予め設定される上限値及び下限値からなる制限値（第１制限値）によって制限をかけ、横位置指令値Ｙｒｅｆ１として出力する。これにより、通信異常、メモリ異常等に起因して、横位置指令値Ｙｒｅｆに異常値が発生した場合に、制限をかけることができる。なお、上限値の大きさ（絶対値）と下限値の大きさは同じでも異なっても良い。
【００３９】
レート制限部１５２は、横位置指令値の急変によって目標操舵角が急激に変動することを避けるために、横位置指令値Ｙｒｅｆ１の変化分に対して制限値（レート制限値）を設定して制限をかけ、横位置指令値Ｙｒｅｆ２を出力する。これにより、運転者への安全性向上にも繋がる。レート制限部１５２の構成例を図６に示す。保持部（Ｚ−１）１６４には横位置指令値Ｙｒｅｆ２の過去値（１サンプル前のデータ）が保持されており、減算部１６１に加算入力される横位置指令値Ｙｒｅｆ１との差分が変化分Ｙｒｅｆｄ１として算出される。変化分設定部１６２は、変化分Ｙｒｅｆｄ１に対して、予め設定される制限値（上限値、下限値）にて制限をかけ、変化分Ｙｒｅｆｄ２として出力する。つまり、変化分Ｙｒｅｆｄ１が上限値及び下限値の範囲内の場合は、変化分Ｙｒｅｆｄ１をそのまま変化分Ｙｒｅｆ２として出力し、範囲外の場合は、制限値を変化分Ｙｒｅｆｄ２として出力する。そして、加算部１６３にて、保持部（Ｚ−１）１６４に保持されている横位置指令値Ｙｒｅｆ２の過去値に変化分Ｙｒｅｆｄ２を加算し、横位置指令値Ｙｒｅｆ２として出力すると共に、その横位置指令値Ｙｒｅｆ２を保持部（Ｚ−１）１６４に保持する。このような処理を行うことにより、例えば、横位置指令値Ｙｒｅｆ１が、図７に示されるように、時点ｔ１において制限値を越える変化分で変化した場合、変化分Ｙｒｅｆｄ１が制限値を超えなくなる時点ｔ４までは、時点ｔ１及びその後の演算周期Ｔでの各時点（ｔ２、ｔ３）での変化分Ｙｒｅｆｄ１は制限値で制限されるので、横位置指令値Ｙｒｅｆ２は、図７に示されるように階段状に変化することになり、時点ｔ４以降で横位置指令値Ｙｒｅｆ１と一致することになる。よって、横位置指令値Ｙｒｅｆ１が急激に変化しても、レート制限部１５２により、その変化を緩和させることができるので、急激な電流変化を防止し、運転者に自動操舵の不安感を減少させることができる。
【００４０】
横位置指令振動除去部１５３は、車両制御中での車両のもつ共振特性（ヨー共振等）に起因して発生する振動現象の影響を軽減するために、横位置指令値Ｙｒｅｆ２に含まれる振動周波数成分を、位相遅れ補償又はノッチフィルタ等によるフィルタ処理により低減し、横位置指令値Ｙｒｅｆ３を出力する。フィルタとしては、振動周波数の帯域のゲインを下げ、ＥＣＵに実装可能であれば、任意のフィルタを使用して良い。また、一般的に、車両のヨー共振の周波数及びゲインは車速に応じて変化するので、位相遅れ補償及びフィルタの周波数特性は車速に応じて変化させても良い。なお、振動周波数成分が微小な場合等では、横位置指令振動除去部１５３は省略しても良い。
【００４１】
横位置制御部１５４は、横位置指令値Ｙｒｅｆ３と横位置Ｙｐの偏差Ｙｄ（＝Ｙｒｅｆ３−Ｙｐ）に比例ゲインＫｙｐｐを乗算し、Ｐ制御により横速度指令値ＹＶｒｅｆを算出する。
【００４２】
横速度演算部１５５は、横位置Ｙｐから横速度ＹＶを算出する。算出するためには、微分相当の演算を行えば良く、例えば、差分演算、高周波ノイズを除去するためのローパスフィルタ、及びゲインを用いる。ローパスフィルタとして、例えば１次のフィルタを使用し、カットオフ周波数は１０Ｈｚから３０Ｈｚの間に設定するのが良い。ローパスフィルタに代わりに、ハイパスフィルタを使用した擬似微分とゲインで算出しても良い。ハイパスフィルタとしても、例えば１次のフィルタを使用し、カットオフ周波数は１０Ｈｚから３０Ｈｚの間に設定するのが良い。
【００４３】
横速度制御部１５６は、横速度指令値ＹＶｒｅｆ及び横速度ＹＶを用いて、Ｉ−Ｐ制御により、横速度ＹＶが横速度指令値ＹＶｒｅｆに追従するような目標操舵角（基本目標操舵角）θｒｅｆａを算出する。
【００４４】
横速度制御部１５６の構成例を図８に示す。横速度指令値ＹＶｒｅｆと横速度ＹＶの偏差ＹＤｆ（＝ＹＶｒｅｆ−ＹＶ）が減算部１７３で算出され、偏差ＹＤｆは、積分部１７１にて積分及びゲイン（Ｋｙｖｉ）乗算され、減算部１７４に加算入力される。横速度ＹＶは比例部１７２にも入力され、比例部１７２にてゲイン（Ｋｙｖｐ）乗算され、減算部１７４に減算入力される。減算部１７４の減算結果が、目標操舵角θｒｅｆａとして出力される。
【００４５】
車両挙動安定化部１５７は、横方向加速度Ｙαに基づいて、車両の振動に対する制振効果を更に向上させるための目標操舵角（補償目標操舵角）θｒｅｆｂを算出する。車両挙動安定化部１５７は、例えば、図９に示されるように、位相補償フィルタを有する位相補償部１８１及びゲイン部１８２より構成される。横方向加速度Ｙαは、位相補償部１８１にて位相補償フィルタにより横方向加速度Ｙαｃに変換され、更にゲイン部１８２にてゲインＫａｃｃを乗算され、目標操舵角θｒｅｆｂとして出力される。位相補償フィルタは１次フィルタでも２次フィルタでも良く、安定化可能な位相特性であれば、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、ノッチフィルタ、バンドパスフィルタのいずれかで良い。また、位相補償フィルタの周波数特性を車速Ｖに応じて変化させ、より的確な制振効果が得られるようにしても良い。例えば、車速Ｖに応じたゲインマップを用意し、カットオフ周波数を車速Ｖに応じて変化させて、位相補償を行う。なお、位相補償部１８１及びゲイン部１８２の配置は逆でも良い。
【００４６】
横速度制御部１５６からの目標操舵角θｒｅｆａ及び車両挙動安定化部１５７からの目標操舵角θｒｅｆｂは、加算部１６０にて加算され、目標操舵角θｒｅｆｃとして制限部１５８に出力される。
【００４７】
制限部１５８は、目標操舵角θｒｅｆｃに対して、過出力防止のために、予め設定される上限値及び下限値からなる制限値（第２制限値）によって制限をかけ、目標操舵角θｒｅｆを出力する。
【００４８】
図１０は舵角制御部２２０の構成例を示しており、舵角制御部２２０は、レート制限部２６１、ハンドル振動除去部２６２、位置制御部２６３、速度制御部２６４、ハンドル制振部２６９、制限部２７０、減算部２７１及び加算部２７２を具備する。
【００４９】
レート制限部２６１は、目標操舵角θｒｅｆが急激に変化した場合に円滑化して出力するために、車両運動制御部１５０内のレート制限部１５２と同様の構成及び動作により、目標操舵角θｒｅｆに対してレート制限を行い、目標操舵角θｒｅｆ１を出力する。レート制限部２６１でのレート制限により、例えば、目標操舵角θｒｅｆが、図７に示される横位置指令値Ｙｒｅｆ１のように変化しても、目標操舵角θｒｅｆ１は、同図の横位置指令値Ｙｒｅｆ２のように階段状に変化し、急激な変化を緩和することができる。
【００５０】
ハンドル振動除去部２６２は、自動操舵モードにおけるトーションバーのバネ性及びステアリングホイールの慣性モーメントによる振動の影響を軽減するために、目標操舵角θｒｅｆ１に含まれる振動周波数成分を、ノッチフィルタによるフィルタ処理により低減し、目標操舵角θｒｅｆ２を出力する。トーションバーのバネ性及びステアリングホイールの慣性モーメントによるハンドル振動周波数（以下、単に「ハンドル振動周波数」とする）は約１２．５［Ｈｚ］であり、ハンドル振動周波数の近傍、例えば１２．５±５．０［Ｈｚ］でのゲインのみを低下させるために、ノッチフィルタを使用する。ノッチフィルタとして、例えば、下記数１で表現される２次の伝達関数Ｇｎｏｔｃｈを有するフィルタを使用する。
【００５１】
【数１】
2018070511.tif 000003
ここで、ωｎ及びωｄは中心周波数、ζｎ及びζｄは減衰定数、ｓはラプラス演算子である。ωｎ＝ωｄ＝２π×１２．５［ｒａｄ／ｓ］、ζｎ＝０．２、ζｄ＝０．６とした場合の伝達関数Ｇｎｏｔｃｈの周波数特性を図１１に示す。図１１（Ａ）はゲイン特性、図１１（Ｂ）は位相特性である。図１１から、約１２．５Ｈｚにおいてゲインが低下していることがわかる。なお、伝達関数Ｇｎｏｔｃｈの中心周波数ωｎ及びωｄはハンドル振動周波数に基づいて設定されるが、必ずしも一致させる必要はなく、ハンドル振動周波数の近傍に設定するということで、例えば２π×７．５〜２π×１７．５［ｒａｄ／ｓ］の範囲で設定しても良い。また、低減すべき振動周波数成分の範囲や大きさによってはノッチフィルタよりゲインが緩く低下するフィルタを使用しても良く、振動周波数成分が微小な場合等では、ハンドル振動除去部２６２は省略しても良い。
【００５２】
位置制御部２６３は、目標操舵角θｒｅｆ２と実操舵角θｒの偏差θｄ（＝θｒｅｆ２−θｒ）に比例ゲインＫｐｐを乗算し、Ｐ制御によりモータ速度指令値ωｒｅｆを算出する。
【００５３】
速度制御部２６４は、モータ速度指令値ωｒｅｆ及びモータ速度ωｅを用いて、Ｉ−Ｐ制御により、モータ速度ωｅがモータ速度指令値ωｒｅｆに追従するようなモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆａを算出する。モータ速度指令値ωｒｅｆとモータ速度ωｅの偏差Ｄｆ（＝ωｒｅｆ−ωｅ）が減算部２６７で算出され、偏差Ｄｆは、積分部２６５にて積分及びゲイン（Ｋｖｉ）乗算され、減算部２６８に加算入力される。モータ速度ωｅは比例部２６６にも入力され、比例部２６６にてゲイン（Ｋｖｐ）乗算され、減算部２６８に減算入力される。減算部２６８の減算結果が、モータ電流指令値Ｉｍｒｅｆａとして出力される。なお、モータ速度ωｅの代わりに実舵角速度を使用しても良く、実舵角速度は実操舵角θｒより算出しても良い。
【００５４】
ハンドル制振部２６９は、操舵トルクＴｔに基づいて、ハンドル振動の制振効果を更に向上させるためのモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆｂを算出する。ハンドル制振部２６９は、車両運動制御部１５０内の車両挙動安定化部１５７と同様に、位相補償及びゲイン乗算により、モータ電流指令値Ｉｍｒｅｆｂを算出する。位相補償を行うフィルタとしては、１次フィルタでも２次フィルタでも良く、安定化可能な位相特性であれば、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等で良い。例えば、１次のハイパスフィルタを使用した場合の周波数特性の例を図１２に示す。図１２（Ａ）がゲイン特性、図１２（Ｂ）が位相特性である。カットオフ周波数はハンドル振動周波数に基づいて設定するので、図１２では１２．５Ｈｚとしている。なお、低減すべき振動周波数成分が微小な場合等では、ハンドル制振部２６９は省略しても良い。
【００５５】
速度制御部２６４からのモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆａ及びハンドル制振部２６９からのモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆｂは、加算部２７２にて加算され、モータ電流指令値Ｉｍｒｅｆｃとして制限部２７０に出力される。
【００５６】
制限部２７０は、モータ電流指令値Ｉｍｒｅｆｃに対して、過出力防止のために、予め設定される上限値及び下限値からなる制限値によって制限をかけ、モータ電流指令値Ｉｍｒｅｆを出力する。
【００５７】
このような構成において、その動作例を、図１３〜図１５のフローチャートを参照して説明する。なお、動作開始時のＥＰＳの動作モードは、「手動操舵モード」であるとする。
【００５８】
操舵系の動作を開始すると、車速センサ５１及びトルクセンサ５３が、それぞれ車速Ｖ及び操舵トルクＴｔを検出する（ステップＳ１０）。ＥＰＳ側ＥＣＵ２００内のトルク制御部２１０は、車速Ｖ及び操舵トルクＴｔを入力し、図２に示される電流指令値演算部３１、補償信号生成部３４、加算部３２Ａ及び電流制限部３３と同様の動作により、アシスト制御のためのモータ電流指令値Ｉｔｒｅｆを算出する（ステップＳ２０）。モータ電流指令値Ｉｔｒｅｆは切換部２３０を介してモータ電流指令値Ｉｒｅｆとして電流制御／駆動部２４０に入力され、電流制御／駆動部２４０はモータ電流指令値Ｉｒｅｆを用いてモータ２０を駆動する（ステップＳ３０）。ステップＳ１０〜Ｓ３０の動作が、車両側ＥＣＵ１００内の切換指令部１１０から切換指令ＳＷが出力されるまで繰り返される（ステップＳ４０）。
【００５９】
「自動操舵モード」となり、切換指令部１１０から切換指令ＳＷが出力されると（ステップＳ４０）、車速センサ５１が検出した車速Ｖがカメラ等からの信号と共に車両情報ＶＩとして目標操舵角生成部１２０に入力される（ステップＳ５０）。また、舵角センサ５２及びトルクセンサ５３がそれぞれ検出した実操舵角θｒ及び操舵トルクＴｔは舵角制御部２２０に入力される（ステップＳ６０）。更に、モータ速度演算部２５０は、回転角センサ２１からのモータ回転角θｅよりモータ速度ωｅを算出し、舵角制御部２２０に出力する（ステップＳ７０）。
【００６０】
車両情報ＶＩを入力した目標操舵角生成部１２０は、車両情報ＶＩを基に目標操舵角θｒｅｆを生成し、舵角制御部２２０に出力する（ステップＳ８０）。目標操舵角生成部１２０の動作の詳細については後述する。なお、モータ速度演算部２５０の動作と目標操舵角生成部１２０の動作は、順番が逆でも、並行して実行されても良い。
【００６１】
舵角制御部２２０は、実操舵角θｒ、操舵トルクＴｔ、モータ速度ωｅ及び目標操舵角θｒｅｆを入力し、これらに基づいて、舵角制御のためのモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆを算出する（ステップＳ２２０）。舵角制御部２２０の動作の詳細については後述する。
【００６２】
その後、切換部２３０が切換指令ＳＷにより切り換えられ（ステップＳ３１０）、舵角制御部２２０からのモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆがモータ電流指令値Ｉｒｅｆとして電流制御／駆動部２４０に入力され、電流制御／駆動部２４０はモータ電流指令値Ｉｒｅｆを用いてモータ２０を駆動する（ステップＳ３２０）。ステップＳ５０〜Ｓ３２０の動作が、切換指令部１１０から切換指令ＳＷが変更されるまで繰り返される（ステップＳ３３０）。切換指令ＳＷが変更されたら、ステップＳ１０に戻る。
【００６３】
目標操舵角生成部１２０の動作例の詳細を、図１４のフローチャートを参照して説明する。
【００６４】
車両情報ＶＩは車両状態量検出部１３０に入力され、車両状態量検出部１３０は横位置Ｙｐ、横方向加速度Ｙα及び車両状態量Ｃｖを求め（ステップＳ９０）、車両状態量Ｃｖは目標軌道演算部１４０に入力され、横位置Ｙｐ及び横方向加速度Ｙαは、車速Ｖと共に車両運動制御部１５０に入力される。
【００６５】
目標軌道演算部１４０は、車両状態量Ｃｖに基づいて横位置指令値Ｙｒｅｆを算出し（ステップＳ１００）、横位置指令値Ｙｒｅｆは車両運動制御部１５０に入力される。
【００６６】
車両運動制御部１５０では、横位置指令値Ｙｒｅｆが制限部１５１に、横位置Ｙｐが減算部１５９及び横速度演算部１５５に、横方向加速度Ｙαが車両挙動安定化部１５７に、車速Ｖが横位置指令振動除去部１５３及び車両挙動安定化部１５７にそれぞれ入力される。
【００６７】
制限部１５１は、予め設定された上限値及び下限値を用いて、横位置指令値Ｙｒｅｆに制限をかけ、横位置指令値Ｙｒｅｆ１として、レート制限部１５２に出力する（ステップＳ１１０）。即ち、横位置指令値Ｙｒｅｆが上限値と下限値の範囲内であれば、横位置指令値Ｙｒｅｆをそのまま横位置指令値Ｙｒｅｆ１として出力し、範囲外であれば、越えた制限値に従い、上限値又は下限値を横位置指令値Ｙｒｅｆ１として出力する。
【００６８】
レート制限部１５２では、前述したようなレート制限が実行され（ステップＳ１２０）、横位置指令値Ｙｒｅｆ２を横位置指令振動除去部１５３に出力する。
【００６９】
横位置指令振動除去部１５３は、入力した車速Ｖに応じて設定された周波数特性に基づいて、横位置指令値Ｙｒｅｆ２に含まれる振動周波数成分を低減した横位置指令値Ｙｒｅｆ３を算出する（ステップＳ１３０）。横位置指令値Ｙｒｅｆ３は減算部１５９に加算入力される。
【００７０】
減算部１５９では、減算入力された横位置Ｙｐを横位置指令値Ｙｒｅｆ３から減算した偏差Ｙｐが算出され（ステップＳ１４０）、偏差Ｙｐは横位置制御部１５４に入力される。
【００７１】
横位置制御部１５４は、偏差Ｙｐに比例ゲインＫｙｐｐを乗算し、横速度指令値ＹＶｒｅｆを算出する（ステップＳ１５０）。横速度指令値ＹＶｒｅｆは横速度制御部１５６に入力される。
【００７２】
横位置Ｙｐを入力した横速度演算部１５５は、横位置Ｙｐから横速度ＹＶを算出し（ステップＳ１６０）、横速度制御部１５６に出力する。
【００７３】
横速度制御部１５６は、横速度指令値ＹＶｒｅｆ及び横速度ＹＶを用いて、Ｉ−Ｐ制御により目標操舵角θｒｅｆａを算出し（ステップＳ１７０）、加算部１６０に出力する。
【００７４】
横方向加速度Ｙα及び車速Ｖを入力した車両挙動安定化部１５７では、位相補償部１８１が、入力した車速Ｖに応じて設定された位相補償フィルタを用いて、横方向加速度Ｙαを横方向加速度Ｙαｃに変換し（ステップＳ１８０）、横方向加速度Ｙαｃは、ゲイン部１８２にてゲインＫａｃｃを乗算され（ステップＳ１９０）、目標操舵角θｒｅｆｂとして加算部１６０に出力される。
【００７５】
加算部１６０では、目標操舵角θｒｅｆａ及び目標操舵角θｒｅｆｂが加算され（ステップＳ２００）、加算結果の目標操舵角θｒｅｆｃは制限部１５８に入力される。
【００７６】
制限部１５８は、予め設定された上限値及び下限値を用いて、制限部１５１と同様の動作により、目標操舵角θｒｅｆｃに制限をかけ、目標操舵角θｒｅｆとして出力する（ステップＳ２１０）。
【００７７】
なお、横速度指令値ＹＶｒｅｆ算出までの動作と横速度演算部１５５の動作、更に目標操舵角θｒｅｆａ算出までの動作と車両挙動安定化部１５７の動作は、それぞれ順番が逆でも、並行して実行されても良い。
【００７８】
舵角制御部２２０の動作例の詳細を、図１５のフローチャートを参照して説明する。
【００７９】
舵角制御部２２０では、目標操舵角θｒｅｆがレート制限部２６１に、実操舵角θｒが減算部２７１に、モータ速度ωｅが速度制御部２６４に、操舵トルクＴｔがハンドル制振部２６９にそれぞれ入力される。
【００８０】
レート制限部２６１は、車両運動制御部１５０内のレート制限部１５２と同様の動作により、目標操舵角θｒｅｆに対してレート制限をかけ（ステップＳ２３０）、目標操舵角θｒｅｆ１をハンドル振動除去部２６２に出力する。
【００８１】
ハンドル振動除去部２６２は、数１で表わされる伝達関数Ｇｎｏｔｃｈを有するノッチフィルタを用いて、目標操舵角θｒｅｆ１に含まれる振動周波数成分を低減し、目標操舵角θｒｅｆ２を算出する（ステップＳ２４０）。目標操舵角θｒｅｆ２は減算部２７１に加算入力される。
【００８２】
減算部２７１では、減算入力された実操舵角θｒを目標操舵角θｒｅｆ２から減算した偏差θｄが算出され（ステップＳ２５０）、偏差θｄは位置制御部２６３に入力される。
【００８３】
位置制御部２６３は、偏差θｄに比例ゲインＫｐｐを乗算し、モータ速度指令値ωｒｅｆを算出する（ステップＳ２６０）。モータ速度指令値ωｒｅｆは速度制御部２６４に入力される。
【００８４】
モータ速度ωｅ及びモータ速度指令値ωｒｅｆを入力した速度制御部２６４は、それらを用いて、Ｉ−Ｐ制御によりモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆａを算出し（ステップＳ２７０）、加算部２７２に出力する。
【００８５】
操舵トルクＴｔを入力したハンドル制振部２６９は、位相補償及びゲイン乗算により、操舵トルクＴｔに基づいてモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆｂを算出する（ステップＳ２８０）。モータ電流指令値Ｉｍｒｅｆｂは加算部２７２に入力される。
【００８６】
加算部２７２では、モータ電流指令値Ｉｍｒｅｆａ及びモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆｂが加算され（ステップＳ２９０）、加算結果のモータ電流指令値Ｉｍｒｅｆｃは制限部２７０に入力される。
【００８７】
制限部２７０は、予め設定された上限値及び下限値を用いて、車両運動制御部１５０内の制限部１５１及び１５８と同様の動作により、モータ電流指令値Ｉｍｒｅｆｃに制限をかけ、モータ電流指令値Ｉｍｒｅｆとして出力する（ステップＳ３００）。
【００８８】
なお、モータ電流指令値Ｉｍｒｅｆａ算出までの動作とハンドル制振部２６９の動作は、順番が逆でも、並行して実行されても良い。
【００８９】
本実施形態の効果として、車両挙動安定化部１５７の有無でのシミュレーション結果について説明する。
【００９０】
車両挙動安定化部１５７内の位相補償部１８１が有する位相補償フィルタとして、分子のカットオフ周波数が１Ｈｚ、分母のカットオフ周波数が０．２Ｈｚの１次位相補償フィルタを使用し、ゲイン部１８２のゲインＫａｃｃを、１ｍ／ｓ２の横方向加速度に対して５０ｄｅｇ相当の目標操舵角となるように設定し、車両挙動安定化部１５７を設置した場合と設置しない場合でシミュレーションを行った。その結果を図１６及び図１７に示す。
【００９１】
図１６は、横軸を時間［ｓｅｃ］、縦軸を車両の横位置［ｍ］として、横位置指令値Ｙｒｅｆを細実線で示されるように変化させた場合の横位置Ｙｐの時間応答を、車両挙動安定化部１５７がある場合（太実線）とない場合（破線）とで示したものである。図１６からわかるように、車両挙動安定化部１５７がある場合の方が横位置Ｙｐは振動せずに安定しており、車両挙動安定化部１５７がない場合は安定せず振動している。
【００９２】
同じシミュレーションでの横方向加速度Ｙαの時間応答を図１７に示す。図１７は、横軸を時間［ｓｅｃ］、縦軸を横方向加速度［ｍ／ｓ２］として、図１６と同様に、車両挙動安定化部１５７がある場合の横方向加速度Ｙαを太実線で、ない場合の横方向加速度Ｙαを破線で示したものである。図１７より、車両挙動安定化部１５７がある場合の方が、横方向加速度Ｙαが振動しづらいのがわかる。
【００９３】
本発明の他の実施形態について説明する。
【００９４】
図１８は目標操舵角生成部内の車両運動制御部の他の構成例（第２実施形態）を示しており、図５に示される第１実施形態での車両運動制御部１５０と比べると、第２実施形態での車両運動制御部３５０には、横速度指令フィルタ部３５１及び加算部３５２が追加されている。その他の構成は第１実施形態と同じなので、説明は省略する。
【００９５】
横速度指令フィルタ部３５１はＦＦ（フィードフォワード）フィルタを有しており、ＦＦフィルタにより、レート制限部１５２にてレート制限をかけられた横位置指令値Ｙｒｅｆ２を横速度指令値（補償値）ＹＶｒｅｆｃに変換する。変換後の横速度指令値ＹＶｒｅｆｃは、加算部３５２にて、横位置制御部１５４から出力される横速度指令値ＹＶｒｅｆに加算され、横速度指令値ＹＶｒｅｆｍとして横速度制御部１５６に出力される。これにより、横位置指令値への横位置の追従性を上げることができる。ＦＦフィルタとしては、横位置指令値Ｙｒｅｆ２の位相を進ませるべく、位相進みフィルタ、ハイパスフィルタ、微分相当のフィルタ等を使用する。また、追従性を更に向上させるために、ＦＦフィルタの特性を車速Ｖに応じて変化させても良い。
【００９６】
第２実施形態での目標操舵角生成部の動作例を図１９に示す。図１４に示される第１実施形態での動作例に比べると、横速度指令フィルタ部３５１及び加算部３５２での動作が加わっている（ステップＳ１５１、１５２）。レート制限部１５２から出力された横位置指令値Ｙｒｅｆ２は、横位置指令振動除去部１５３の他に、横速度指令フィルタ部３５１にも、車速Ｖと共に入力される。横速度指令フィルタ部３５１は、車速Ｖに応じて特性を設定されたＦＦフィルタを用いて、横位置指令値Ｙｒｅｆ２を横速度指令値ＹＶｒｅｆｃに変換し（ステップＳ１５１）、加算部３５２に出力する。横位置制御部１５４から出力された横速度指令値ＹＶｒｅｆは、横速度制御部１５６ではなく、加算部３５２に入力され、加算部３５２では、横速度指令値ＹＶｒｅｆｃと横速度指令値ＹＶｒｅｆが加算される（ステップＳ１５２）。加算結果は横速度指令値ＹＶｒｅｆｍとして横速度制御部１５６に入力される。なお、横速度指令フィルタ部３５１の動作、横位置指令振動除去部１５３から横位置制御部１５４までの動作、及び横速度演算部１５５の動作は、順番が前後しても、並行して実行されても良い。
【００９７】
第２実施形態では車両運動制御部にＦＦフィルタを有する構成要素（横速度指令フィルタ部３５１）が追加されたが、舵角制御部にＦＦフィルタを有する構成要素を追加することも可能である。
【００９８】
図２０は、ＦＦフィルタを有する構成要素を舵角制御部に追加した構成例（第３実施形態）である。図１０に示される第１実施形態での舵角制御部２２０と比べると、第３実施形態での舵角制御部３２０には、モータ速度指令フィルタ部３２１及び加算部３２２が追加されている。その他の構成は第１実施形態と同じなので、説明は省略する。
【００９９】
モータ速度指令フィルタ部３２１は、ＦＦフィルタにより、レート制限部２６１にてレート制限をかけられた目標操舵角θｒｅｆ１をモータ速度指令値ωｒｅｆｃに変換する。変換後のモータ速度指令値ωｒｅｆｃは、加算部３２２にて、位置制御部２６３から出力されるモータ速度指令値ωｒｅｆに加算され、モータ速度指令値ωｒｅｆｍとして速度制御部２６４に出力される。これにより、目標操舵角に対する実操舵角の制御帯域を高周波側まで広げることができ、その結果、舵角制御の応答性を向上させることができる。
【０１００】
第３実施形態での舵角制御部３２０の動作例を図２１に示す。図１５に示される第１実施形態での動作例に比べると、モータ速度指令フィルタ部３２１及び加算部３２２での動作が加わっている（ステップＳ２６１、２６２）。レート制限部２６１から出力された目標操舵角θｒｅｆ１は、ハンドル振動除去部２６２の他に、モータ速度指令フィルタ部３２１にも入力される。モータ速度指令フィルタ部３２１は、ＦＦフィルタを用いて、目標操舵角θｒｅｆ１をモータ速度指令値ωｒｅｆｃに変換し（ステップＳ２６１）、加算部３２２に出力する。位置制御部２６３から出力されたモータ速度指令値ωｒｅｆは、速度制御部２６４ではなく、加算部３２２に入力され、加算部３２２では、モータ速度指令値ωｒｅｆｃとモータ速度指令値ωｒｅｆが加算される（ステップＳ２６２）。加算結果はモータ速度指令値ωｒｅｆｍとして速度制御部２６４に入力される。なお、モータ速度指令フィルタ部３２１の動作とハンドル振動除去部２６２から位置制御部２６３までの動作は、順番が逆でも、並行して実行されても良い。
【０１０１】
なお、上述の実施形態（第１〜第３実施形態）では、切換部２３０は、切換指令部１１０からの切換指令ＳＷに基づいてモータ電流指令値を切り換えているが、この切換を徐々に行うようにしても良い。これにより、動作モード切換時でのモータ電流指令値の不連続性を緩和することができる。
【０１０２】
また、制限部１５１、１５８及び２７０並びにレート制限部１５２及び２６１は、各部の効果よりコストを重視する場合等では省略しても良い。
【符号の説明】
【０１０３】
１                    ハンドル
２                    コラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）
１０、５３            トルクセンサ
１２、５１            車速センサ
１４、５２            舵角センサ
１３                  バッテリ
２０                  モータ
２１                  回転角センサ
３０                  コントロールユニット（ＥＣＵ）
３１                  電流指令値演算部
３３                  電流制限部
３４                  補償信号生成部
３５                  ＰＩ制御部
３６                  ＰＷＭ制御部
３７                  インバータ
３８                  モータ電流検出器
１００                車両側ＥＣＵ
１１０                切換指令部
１２０                目標操舵角生成部
１３０                車両状態量検出部
１４０                目標軌道演算部
１５０、３５０        車両運動制御部
１５１、１５８、２７０    制限部
１５２、２６１        レート制限部
１５３                横位置指令振動除去部
１５４                横位置制御部
１５５                横速度演算部
１５６                横速度制御部
１５７                車両挙動安定化部
１８１                位相補償部
１８２                ゲイン部
２００                ＥＰＳ側ＥＣＵ
２１０                トルク制御部
２２０、３２０        舵角制御部
２３０                切換部
２４０                電流制御／駆動部
２５０                モータ速度演算部
２６２                ハンドル振動除去部
２６３                位置制御部
２６４                速度制御部
２６９                ハンドル制振部
３２１                モータ速度指令フィルタ部
３５１                横速度指令フィルタ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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