(57)【要約】【課題】舵角制御モードとアシスト制御モードの切換を徐変すると共に、絶対値と積分を用いて、舵角制御モード中にも手入力の判定を行ってアシスト制御モードに移行する電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】速度指令徐変ゲイン及び速度制御徐変ゲインと、舵角制御出力徐変ゲイン及びアシスト制御出力徐変ゲインとを生成する切換判定／徐変ゲイン生成部を備え、舵角制御部は、角度偏差から舵角速度指令値を出力する位置制御部と、舵角速度指令値を速度指令徐変ゲインに応じて徐変して制限する徐変制限部と、目標舵角速度を実舵角速度及び速度徐変ゲインで処理する舵角速度制御部と、速度制御電流値を徐変して舵角制御指令値２を出力する徐変出力部１とで構成され、アシスト制御指令値１を徐変して出力する徐変出力部２を備え、舵角制御指令値２及びアシスト制御指令値２に基づいて電流指令値を生成し、切換判定／徐変ゲイン生成部は手入力判定部を有する。【選択図】図５
2018230609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アシスト制御モードと舵角制御モードを切換指令により切り換える機能を有し、アシスト制御部で演算された第１のアシスト制御指令値と、舵角制御部で演算された第１の舵角制御指令値とでモータ電流指令値を生成し、前記モータ電流指令値によりモータを駆動して車両の操舵系をアシスト制御する電動パワーステアリング装置において、
操舵トルク及び前記切換指令に基づいて、舵角制御の位置速度制御で用いる速度指令徐変ゲイン及び速度制御徐変ゲインと、制御モードの切換時に用いる舵角制御出力徐変ゲイン及びアシスト制御出力徐変ゲインとを生成する切換判定／徐変ゲイン生成部を備え、
前記舵角制御部は、
舵角指令値を目標舵角として入力し、前記目標舵角及び実舵角の角度偏差に基づいて舵角速度指令値を出力する位置制御部と、前記舵角速度指令値を前記速度指令徐変ゲインに応じて徐変すると共に、上下限値を制限して出力する徐変制限部と、前記徐変制限部から出力される目標舵角速度を、実舵角速度及び前記速度徐変ゲインに基づいて処理する舵角速度制御部と、前記舵角速度制御部から出力される速度制御電流値を前記舵角制御出力徐変ゲインで徐変して第２の舵角制御指令値を出力する第１の徐変出力部とで構成され、
前記アシスト制御部から出力される前記第１のアシスト制御指令値を前記アシスト制御出力徐変ゲインで徐変し、第２のアシスト制御指令値を出力する第２の徐変出力部を備え、
前記第２の舵角制御指令値及び前記第２のアシスト制御指令値に基づいて前記モータ電流指令値を生成し、
前記切換判定／徐変ゲイン生成部は手入力判定部を有し、
前記手入力判定部は、前記操舵トルクをフィルタ処理するＬＰＦと、前記ＬＰＦを経た操舵トルクの絶対値をトルク閾値と比較すると共に、出力信号として出力するトルク値比較部と、前記出力信号の全体を積分して前記積分出力値を出力する積分演算部と、前記積分演算部からの前記積分出力値と積分閾値を比較することにより、操舵トルク判定信号を出力する切換判定部とで構成されている、
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】
前記位置制御部が、
前記目標舵角及び前記実舵角の角度偏差１を求める第１の減算部と、前記角度偏差１を比例処理して前記舵角速度指令値を出力する第１の比例部とで構成されている請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記位置制御部が、
前記目標舵角に含まれるハンドル振動周波数成分を除去するハンドル振動除去部と、前記ハンドル振動除去部からの舵角信号１及び前記実舵角の角度偏差２を求める第２の減算部と、前記角度偏差２を比例処理して角度偏差３を求める第２の比例部と、前記目標舵角の振動成分を低減するフィードフォワード（ＦＦ）フィルタと、前記角度偏差３及び前記ＦＦフィルタからの舵角信号２を加算して前記舵角速度指令値を出力する加算部とで構成されている請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記操舵トルクのハンドル制振を行うハンドル制振部が設けられ、前記ハンドル制振部からの制振信号を前記速度制御電流値に加算するようになっている請求項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】
前記舵角指令値を前記目標舵角に変換する前処理部が設けられており、前記前処理部は、前記舵角指令値の上下限値を制限するリミッタと、前記リミッタの出力を円滑化するレートリミッタと、前記レートリミッタの出力からハンドル振動を除去するハンドル振動除去部とで構成されている請求項１、２又は４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記舵角指令値を前記目標舵角に変換する前処理部が設けられており、前記前処理部は、前記舵角指令値の上下限値を制限するリミッタと、前記リミッタの出力を円滑化するレートリミッタとで構成されている請求項１、３又は４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記徐変制限部の前記上下限値が、前記速度指令徐変ゲインに応じて可変される請求項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】
前記積分出力値は、前記舵角制御モード中で、かつ、前記絶対値に変換した前記操舵トルクが前記トルク閾値に達した時に積算を開始し、前記積分出力値が前記積分閾値に達した時に、前記舵角制御モードを前記舵角制御モードに切り換える請求項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】
前記トルク値比較部が、前記舵角制御モード中で、かつ、前記操舵トルクが前記トルク閾値よりも小さいときに、前記積分演算部を初期化する過去値初期化信号を出力する機能を具備している請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵制御において舵角制御モード（駐車支援等の自動操舵制御モード）及びアシスト制御モード（手動操舵制御モード）の切換機能を有し、モータ電流指令値によりモータを駆動し、車両の操舵系にアシスト力を付与するようにした電動パワーステアリング装置に関し、特に舵角制御モードからアシスト制御モードへの切換及びアシスト制御モードから舵角制御モードへの切換を徐変ゲインで徐変すると共に、舵角制御モード中においても手入力の判定を誤判定なく行って、円滑かつ確実にアシスト制御モードに移行するようにし、モータ電流指令値に対して意図しないハンドルの変動を抑制し、運転者への違和感を低減する高機能な電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のステアリング機構にモータの回転力で操舵補助力（アシスト力）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を付与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、操舵補助力の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（ステアリングホイール）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、ハンドル１の舵角θｒを検出する舵角センサ１４及び操舵トルクＴｈ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ＩＧ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Ｔｈと車速センサ１２で検出された車速Ｖｓとに基づいてアシスト制御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。なお、舵角センサ１４からは舵角θｒが検出されるが、モータ２０に連結されたレゾルバ等の回転センサから得ることもできる。【０００４】
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Ｖｓ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。【０００５】
コントロールユニット３０は主としてＣＰＵ(Central  Processing  Unit)（ＭＰＵ(Micro  Processor  Unit)やＭＣＵ(Micro  Controller  Unit)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。【０００６】
図２を参照してコントロールユニット３０の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈ及び車速センサ１２で検出された（若しくはＣＡＮからの）車速Ｖｓ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Ｔｈ及び車速Ｖｓ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、過熱保護条件で最大電流を制限された電流指令値Ｉｒｅｆ３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値Ｉｍとの偏差Ｉｒｅｆ４（＝Ｉｒｅｆ３−Ｉｍ）が演算され、その偏差Ｉｒｅｆ４が操舵動作の特性改善のためのＰＩ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、更に駆動部としてのインバータ３７を介してモータ２０がＰＷＭ駆動される。モータ２０の電流値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。【０００７】
また、モータ２０にはレゾルバ等の回転センサ２１が接続されており、実舵角θｓが検出される。加算部３２Ａには補償部３４からの補償信号ＣＭが加算されており、補償信号ＣＭの加算によってシステム系の補償を行い、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。【０００８】
このような電動パワーステアリング装置において、近年舵角制御モード（駐車支援等）及びアシスト制御モードを有し、これら制御モードの切換機能を有する車両が出現して来ており、自動操舵を実現する場合、舵角制御とアシスト制御を独立して保有し、これらの出力を切り換える構成が一般的である。舵角制御には、応答性や外乱抑圧性で優れた性能を持つ位置速度制御が用いられており、位置制御はＰ（比例）制御、速度制御はＰＩ（比例積分）制御等で構成される。【０００９】
舵角制御モード及びアシスト制御モードの制御機能を具備し、操舵制御モードを切り換える機能を有する一般的な電動パワーステアリング装置を図３について説明すると、モータ１５０にはモータ回転角θｓを検出するためのレゾルバ等の回転センサ１５１が接続されており、モータ１５０は車両側ＥＣＵ１３０及びＥＰＳ側ＥＣＵ１４０を介して駆動制御される。車両側ＥＣＵ１３０は、運転者の意思を示すボタン、スイッチ等に基づいて、舵角制御モード又はアシスト制御モードの切換指令ＳＷを出力する切換指令部１３１と、カメラ（画像）やレーザレーダなどの信号に基づいて目標舵角θｔとなる舵角指令値θｒｅｆを生成する舵角指令値生成部１３２とを具備している。また、コラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）に設けられた舵角センサ１４で検出された実舵角θｒは、ＥＣＵ１３０を経てＥＰＳ側ＥＣＵ１４０内の舵角制御部２００に入力される。【００１０】
切換指令部１３１は、舵角制御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など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をＥＰＳ側ＥＣＵ１４０内の切換部１４２に入力する。また、舵角指令値生成部１３２は、カメラ（画像）、レーザレーダなどのデータを基に公知の手法で舵角指令値θｒｅｆを生成し、生成された舵角指令値θｒｅｆを目標舵角θｔとしてＥＰＳ側ＥＣＵ１４０内の舵角制御部２００に入力する。【００１１】
ＥＰＳ側ＥＣＵ１４０は、操舵トルクＴｈ及び車速Ｖｓに基づいて演算されたアシスト制御指令値Ｉｔｒｅｆを出力するアシスト制御部１４１と、操舵トルクＴｈ、目標舵角θｔ、実舵角θｒ及びモータ角速度ωｒに基づいて舵角制御のための舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆを演算して出力する舵角制御部２００と、切換指令ＳＷによってアシスト制御指令値Ｉｔｒｅｆ及び舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆを切り換える切換部１４２と、切換部１４２からのモータ電流指令値Ｉｒｅｆ（＝Ｉｔｒｅｆ又はＩｍｒｅｆ）に基づいてモータ１５０を駆動制御する電流制御／駆動部１４３と、回転センサ１５１からのモータ回転角θｓに基づいてモータ速度を求め、モータ速度とギア比を用いて実舵角速度（モータ角速度）ωｒを演算するモータ角速度演算部１４４とを具備している。モータ角速度演算部１４４は、微分相当の演算の後段に高周波ノイズをカットするためのローパスフィルタ（ＬＰＦ）を備えている。【００１２】
舵角制御部２００は図４に示すように、目標舵角θｔに実舵角θｒを追従させるように舵角速度指令値ωｃを出力する位置制御部２１０と、舵角速度指令値ωｃに実舵角速度ωｒを追従させるように舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆを出力する速度制御部２２０とで構成されている。また、切換部１４２は、車両側ＥＣＵ１３０の切換指令部１３１からの切換指令ＳＷに基づいて、アシスト制御部１４１によるアシスト制御モード（手動操舵制御）と、舵角制御部２００による舵角制御モード（位置／速度制御モード）とを切り換え、アシスト制御ではアシスト制御指令値Ｉｔｒｅｆを出力し、舵角制御では舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆを出力する。【００１３】
このような機能を備えた電動パワーステアリング装置において、操舵モードの切換時にスイッチなどにより急に切り換えてしまうとモータ電流指令値Ｉｒｅｆが急変動し、ハンドル挙動が不自然になるため、運転者へ違和感を与える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第３９１２２７９号公報
【特許文献２】特許第３８４５１８８号公報
【特許文献３】特開２００４−１７８８１号公報
【特許文献４】特開２０１２−１１８６２号公報
【特許文献５】特開２００４−３５１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このため、舵角制御指令値とアシスト制御指令値に徐変ゲインを乗じ、徐々に操舵モードを切り換えることによって、モータ電流指令値の急変動を抑制する手法が用いられる。しかし、この手法では、切換中は舵角制御指令値が徐変ゲインで制限されてモータ電流指令値へ出力されるため、舵角制御指令値に対し電流指令値が制限された分だけ出力が小さくなってしまう。この制限により、舵角速度指令値に対し、モータの実舵角速度が遅くなるため、舵角速度指令値と実舵角速度に偏差が発生し、速度制御内のＩ制御の積分値が蓄積してしまうことで、速度制御から更に大きな舵角制御指令値が出力されてしまう。この結果、徐変ゲインが徐々に大きくなっていく状態では、徐変ゲインによる制限が緩和されていくため、徐変ゲインが大きくなるに従って舵角制御指令値が過剰な値となり、ハンドルが舵角速度指令値に対して過剰に応答し、運転者へ違和感を与えてしまう。【００１６】
例えば特許第３９１２２７９号公報（特許文献１）では、舵角制御開始時に徐々に舵角速度を増加させるよう制御し、開始時のハンドル急変動による運転者への違和感を低減する手法が提案されている。しかし、特許文献１の手法では、徐変が始まると上限値に達するまで増加し続けるため、Ｉ制御の積分値が過剰に蓄積してしまう問題がある。【００１７】
また、従来の装置は舵角制御モード中に運転者がハンドルを操作し、その操舵トルクが予め設定した所定値を越えたと判断されると舵角制御を中止するようになっている。しかしながら、トルクセンサの出力を所定値と比較するだけでその判断を行うと、トルクセンサのノイズにより、或いはタイヤが小石を踏んだような場合やモータによる舵角制御が行われた場合のハンドルの慣性トルクにより、トルクセンサの出力が一時的に所定値を越えることがあり、その度に舵角制御が中止されてしまう問題がある。このような不都合を回避するために所定値を高めに設定すると、舵角制御モードとアシスト制御モードとが干渉し合って運転者に違和感を与えるだけでなく、舵角制御中に運転者がハンドルを操作しても舵角制御が直ちに中止されなくなる可能性がある。【００１８】
このような問題を解決する自動操舵装置として、例えば特許第３８４５１８８号公報（特許文献２）が提案されている。特許文献２に開示された装置は、目標位置までの車両の移動軌跡を記憶又は算出する移動軌跡設定手段と、車輪を転舵するアクチュエータ（モータ）と、運転者がハンドルに加える操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段（トルクセンサ）と、移動軌跡設定手段により設定された移動軌跡に基づいてアクチュエータの駆動を制御すると共に、予め設定された所定値以上の操舵トルクが所定時間以上に亘って検出されたときに移動軌跡に基づくアクチュエータの制御を中止するアクチュエータ制御手段とを備えた車両の自動操舵装置において、所定値を複数種類設定し、各所定値に対応して所定時間を変更するようになっている。【００１９】
しかしながら、特許文献２に開示された装置では、運転者の操舵トルクに応じた所定時間を経過すると、舵角制御を中止するようになっている。所定値を複数種類設定し、各所定値に対応して所定時間を変更する煩雑さがあり、演算負荷が大きいといった問題がある。【００２０】
また、特許文献３には、従来の自動操舵技術の適用範囲を低速域に拡大すると共に、運転中の操舵操作に係わる操作性、安全性及び快適性を確保することが示され、角度制御方式に従って据え切りした後、操舵トルク閾値判定手段によりトルク制御方式に切り換えることが開示されている。しかしながら、特許文献３における切り換え条件は、操舵トルクτの値が連続Ｎ＋１回だけ定数τ0（操舵トルク判定閾値）を上回った時であり、操舵トルクの絶対値をとり、その絶対値をトルク閾値で判定する点及び絶対値の積分値を積分閾値と比較する場合の優位性に関する言及や示唆はない。【００２１】
更に特許文献４は、運転者の操舵力がアシスト操舵力に対抗して保舵する力を超えたことを検出したときに、自車両のアシスト操舵力の解除と判定する障害物回避支援装置であり、特許文献４には、操舵トルクが予め決められた基準閾値を超えてからの操舵トルクの積分値を算出することが開示されている。しかしながら、特許文献４は基準閾値を超えた部分の操舵トルクの積分であり、また、操舵トルクの絶対値に関するものではない。また、特許文献５は、車輪を転舵するモータの制御状態が切り換わった瞬間にハンドルが急激に軽くなるのを防止する自動操舵装置に関するものであり、操舵トルクの変化に対して２つの閾値が設定されている。しかしながら、特許文献５の積分は、車速とヨーレートに関するものであり、操舵トルクの積分と異なり、しかも、第２の閾値は不感帯領域に設定される必要がある。【００２２】
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、舵角制御モードからアシスト制御モードへの切換及びアシスト制御モードから舵角制御モードへの切換をそれぞれ徐変ゲインを用いて徐変すると共に、絶対値と信号全体の積分を用いて、舵角制御モード中においても手入力の判定を行って円滑にアシスト制御モードに移行するようにし、モータ電流指令値に対して意図しないハンドルの変動を抑制し、運転者への違和感を低減する高機能な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】
【００２３】
本発明は、アシスト制御モードと舵角制御モードを切換指令により切り換える機能を有し、アシスト制御部で演算された第１のアシスト制御指令値と、舵角制御部で演算された第１の舵角制御指令値とでモータ電流指令値を生成し、前記モータ電流指令値によりモータを駆動して車両の操舵系をアシスト制御する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、操舵トルク及び前記切換指令に基づいて、舵角制御の位置速度制御で用いる速度指令徐変ゲイン及び速度制御徐変ゲインと、制御モードの切換時に用いる舵角制御出力徐変ゲイン及びアシスト制御出力徐変ゲインとを生成する切換判定／徐変ゲイン生成部を備え、前記舵角制御部は、舵角指令値を目標舵角として入力し、前記目標舵角及び実舵角の角度偏差に基づいて舵角速度指令値を出力する位置制御部と、前記舵角速度指令値を前記速度指令徐変ゲインに応じて徐変すると共に、上下限値を制限して出力する徐変制限部と、前記徐変制限部から出力される目標舵角速度を、実舵角速度及び前記速度徐変ゲインに基づいて処理する舵角速度制御部と、前記舵角速度制御部から出力される速度制御電流値を前記舵角制御出力徐変ゲインで徐変して第２の舵角制御指令値を出力する第１の徐変出力部とで構成され、前記アシスト制御部から出力される前記第１のアシスト制御指令値を前記アシスト制御出力徐変ゲインで徐変し、第２のアシスト制御指令値を出力する第２の徐変出力部を備え、前記第２の舵角制御指令値及び前記第２のアシスト制御指令値に基づいて前記モータ電流指令値を生成し、前記切換判定／徐変ゲイン生成部は手入力判定部を有し、前記手入力判定部は、前記操舵トルクをフィルタ処理するＬＰＦと、前記ＬＰＦを経た操舵トルクの絶対値をトルク閾値と比較すると共に、出力信号として出力するトルク値比較部と、前記出力信号の全体を積分して前記積分出力値を出力する積分演算部と、前記積分演算部からの前記積分出力値と積分閾値を比較することにより、操舵トルク判定信号を出力する切換判定部とで構成されていることにより達成される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の電動パワーステアリング装置によれば、舵角制御指令値を舵角制御出力徐変ゲインで徐変し、アシスト制御指令値をアシスト制御出力徐変ゲインで徐変し、舵角制御における舵角速度指令値及び舵角制御電流値をそれぞれ速度指令徐変ゲイン及び速度制御徐変ゲインで徐変し、ハンドル制振処理をした制振信号を舵角制御指令値に加味しているので、円滑なモード切換が可能であり、モータ電流指令値に対して意図しないハンドルの変動を抑制し、運転者への違和感を低減することができる。【００２５】
また、操舵トルクの絶対値に基づく手入力の判定を行い、徐変ゲインを生成する切換判定／徐変ゲイン生成部を設けているので、速度制御内の積分制御の積分値が過剰に蓄積することもなく、モータ電流指令値に対して意図しないハンドルの変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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制御系の構成例を示すブロック図である。
【図３】アシスト制御モード及び舵角制御モードの切換機能を有する電動パワーステアリング装置の一例を示すブロック図である。
【図４】舵角制御部の構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態の一例を示すブロック構成図である。
【図６】切換判定／徐変ゲイン生成部の構成例を示すブロック図である。
【図７】手入力判定部の構成例を示すブロック図である。
【図８】舵角制御部、前処理部及び切換部の構成例を示すブロック図である。
【図９】レートリミッタの構成例を示すブロック図である。
【図１０】レートリミッタの動作例を模式的に示す線図である。
【図１１】舵角制御部の詳細構成例を示すブロック図である。
【図１２】舵角制御部内のリミッタの特性例を模式的に示す特性図である。
【図１３】ハンドル制振部の構成例を示すブロック図である。
【図１４】切換判定／徐変ゲイン生成部の動作例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明で使用する徐変ゲインの動作例を模式的に示すタイムチャートである。
【図１６】手入力判定部の動作例を示すフローチャートである。
【図１７】手入力判定部の動作例を模式的に示すタイムチャートである。
【図１８】舵角制御部の動作例を示すフローチャートである。
【図１９】前処理部の他の構成例を示すブロック図である。
【図２０】位置制御部の他の構成例を示すブロック図である。
【図２１】前処理部及び位置制御部の他の構成による動作例を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の全体動作の例を示すフローチャートである。
【図２３】本発明の詳細動作例を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の動作例を模式的に示すタイムチャートである。
【図２５】本発明の動作例を模式的に示すタイムチャートである。
【図２６】絶対値と閾値のみで手入力判定する場合の問題点を模式的に説明するタイムチャートである。
【図２７】絶対値を用いないで積分して手入力判定する場合の問題点を模式的に説明するタイムチャートである。
【図２８】絶対値と閾値の比較、更に積分で手入力判定する場合の効果を模式的に説明するタイムチャートである。
【図２９】絶対値と閾値の比較、更に積分で手入力判定する場合の効果を模式的に説明するタイムチャートである。
【図３０】手入力判定部におけるＬＰＦ効果の検証に用いる入力波形例をシミュレーションで示す図である。
【図３１】手入力判定部におけるＬＰＦの効果例（検出波形）をシミュレーションで示す波形図である。
【図３２】手入力判定部におけるＬＰＦの効果例（積分値）をシミュレーションで示す波形図である。
【図３３】リミッタを用いない場合の問題点を模式的に説明する線図である。
【図３４】リミッタを用いた場合の効果を模式的に説明する線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は、舵角制御指令値を舵角制御出力徐変ゲインで徐変し、アシスト制御指令値をアシスト制御出力徐変ゲインで徐変し、舵角制御部内の位置制御部からの舵角速度指令値を速度指令徐変ゲインで徐変し、徐変後の舵角速度指令値の上下限値を、速度指令徐変ゲインに応じてリミッタで制限した目標舵角速度を舵角速度制御部に入力する。舵角速度制御部では更に、目標舵角速度及び実舵角速度に基づいた制御演算を行うと共に、速度制御徐変ゲインで徐変して速度制御電流値を出力し、ハンドル制振部からの制振信号を速度制御電流値に加算して舵角制御指令値を出力している。
【００２８】
また、本発明では操舵トルク及び切換指令を入力する切換判定／徐変ゲイン生成部を設けており、切換判定／徐変ゲイン生成部は操舵トルク及び切換指令に基づいて速度指令徐変ゲイン、速度制御徐変ゲイン、舵角制御出力徐変ゲイン及びアシスト制御出力徐変ゲインを生成している。速度指令徐変ゲイン及び速度制御徐変ゲインは舵角制御部にける位置速度制御で用いられ、舵角制御出力徐変ゲイン及びアシスト制御出力徐変ゲインは制御モードの切換時に用いられる。これら各徐変ゲインの生成では、操舵トルクに基づいて手入力の判定を行う手入力判定部を用いており、手入力判定部はＬＰＦを経て操舵トルクの絶対値を求め、操舵方向に関連しない絶対値の全体を積分し、絶対値をトルク閾値と比較すると共に、絶対値がトルク閾値以上となったときに絶対値全体の積分演算を開始し、その積分値を積分閾値と比較してトルク判定信号を得ている。これにより、舵角制御モード中にハンドル操舵が開始された場合、外乱トルク（ノイズ）に影響を受けることなく確実にかつ円滑にアシスト制御モードに移行することができる。
【００２９】
更に、本発明では舵角制御部の前段（若しくは舵角制御部内）に、舵角指令値に対してリミット処理及びレートリミット処理を行うと共に、ハンドル振動を除去する前処理部を設けており、前処理された目標舵角に対して位置速度制御を実施しているので、急なハンドル操舵に対しても違和感を与えることはない。また、舵角制御部内の位置制御部にハンドル振動除去部及びフィードフォワード（ＦＦ）フィルタを設けている実施形態では、ハンドル振動（１０Ｈｚ前後）を抑制した舵角制御指令値を生成できる。
【００３０】
舵角制御部からの舵角制御指令値に対しては、舵角制御出力徐変ゲインを乗じて徐変し、アシスト制御部からのアシスト制御指令値に対しては、アシスト制御出力徐変ゲインを乗じて徐変し、舵角制御出力徐変ゲインとアシスト制御出力徐変ゲインを逆の増加減特性としている。つまり、舵角制御出力徐変ゲインとアシスト制御出力徐変ゲインは制御モードの切換時に、各割合（舵角制御出力徐変ゲインは０．０（０％）〜１．０（１００％）、アシスト制御出力徐変ゲインは１．０（１００％）〜０．０（％））の合計値が原則的に１．０、つまり１００％の関係で、かつ逆の関係で増加減（線形若しくは非線形）する特性となっている。モードの切換時には舵角制御出力徐変ゲインとアシスト制御出力徐変ゲインは逆の関係で増加減するが、舵角制御モード中においては、両者の合計値は１．０（１００％）の関係でなくても良い。
【００３１】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
図５は本発明の構成例を図３に対応させて示しており、本発明では新たに、操舵トルクＴｈ及び切換指令ＳＷを入力して切換判定を行うと共に、舵角制御における速度徐変用の徐変ゲインＳＧ（ＳＧ１，ＳＧ２）及び制御モード切換徐変用の徐変ゲインＳＷＧ（ＳＷＧ１，ＳＷＧ２）を出力して管理する切換判定／徐変ゲイン生成部４００と、車両側ＥＣＵ１３０内の舵角指令値生成部１３２からの舵角指令値θｒｅｆを処理して、目標舵角θｔを出力する前処理部５００とが設けられている。速度徐変用の徐変ゲインＳＧ（ＳＧ１，ＳＧ２）は舵角制御部２００に入力され、モード切換徐変用の徐変ゲインＳＷＧ（ＳＷＧ１，ＳＷＧ２）は切換部１４２に入力される。
【００３３】
切換判定／徐変ゲイン生成部４００は例えば図６に示すような構成であり、操舵トルクＴｈを入力して後述するトルク判定信号ＴＤを出力する手入力判定部４１０と、操舵トルクＴｈ、トルク判定信号ＴＤ及び切換指令ＳＷに基づいて速度指令徐変ゲインＳＧ１及び速度制御徐変ゲインＳＧ２を生成して出力する徐変ゲイン生成部４３０と、トルク判定信号ＴＤ及び切換指令ＳＷに基づいて舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１及びアシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２を演算して出力する徐変ゲイン切換生成部４２０とで構成されている。切換指令ＳＷは舵角制御モードからアシスト制御モードへの切換、若しくはアシスト制御モードから舵角制御モードへの切換を指示し、トルク判定信号ＴＤは舵角制御モード中にハンドルが操舵された時に、アシスト制御モードへの切換を指示する。
【００３４】
手入力判定部４１０は図７に示すような構成となっており、操舵トルクＴｈの外乱トルク（ノイズ）を除去するためのＬＰＦ（ローパスフィルタ）４１１と、ＬＰＦ４１１から出力される操舵トルクＴｈａの絶対値｜Ｔｈａ｜を求める絶対値部４１２と、操舵トルクＴｈａの絶対値｜Ｔｈａ｜を所定のトルク閾値Ｔｔｈと比較して出力信号Ｃｔ又は過去値初期化信号Ｐｉを出力するトルク値比較部４１３と、出力信号Ｃｔの上下限値を制限し、過大な信号を入力しないようにするリミッタ４１４と、リミッタ４１４からの積分入力値Ｃｔａの全体を積分する積分演算部４１５と、積分演算部４１５で積分された積分出力値Ｉｏｕｔを所定の積分閾値Ｓｔｈと比較して操舵トルク判定信号ＴＤを出力する切換判定部４１６とで構成されている。積分演算部４１５は純積分でも、１次ＬＰＦで構成される擬似積分でも良い。積分演算部４１５はリミッタ４１４からの積分入力値Ｃｔａの全体、つまり値０からの積分入力値Ｃｔａ（＝Ｃｔａ−０）を時系列に沿って積分演算し、積分演算部４１５から出力される積分出力値Ｉｏｕｔを積分閾値Ｓｔｈと比較することで、外乱トルクの影響を受け難くしている。
【００３５】
タイヤが縁石や石等に衝突した場合、ハンドルの慣性トルクにより操舵トルクＴｈが一時的に所定値を超えたり、或いは操舵トルクＴｈが所定値に満たない場合に、自動操舵制御が切り換わってしまったり、切り換わり難くなるのを回避するために、操舵トルクＴｈの外乱トルク（ノイズ）を除去するＬＰＦ４１１を設けている。ＬＰＦ４１１は１次でも、２次以上でも良く、また、ＩＩＲ(Infinite  Impulse  Response)型若しくはＦＩＲ(Finite  Impulse  Response)型の外乱トルク（ノイズ）を除去するフィルタで、実装可能なものであれば良い。ＬＰＦ４１１の効果については、具体例をもって後述する。
【００３６】
トルク値比較部４１３は、操舵トルクＴｈａの絶対値｜Ｔｈａ｜をトルク閾値Ｔｔｈと比較し、絶対値｜Ｔｈａ｜がトルク閾値Ｔｔｈ以上となったときに、積分演算部４１５は、リミッタ４１４からの積分入力値Ｃｔａの積分動作を開始して積分を継続し、絶対値｜Ｔｈａ｜がトルク閾値Ｔｔｈよりも小さくなったときに、積分演算部４１５はトルク値比較部４１３からの過去値初期化信号Ｐｉによって積分値を０に初期化される。即ち、トルク値比較部４１３は下記のような動作を行う。操舵トルクＴｈａの絶対値｜Ｔｈａ｜を用いて比較しているので、ハンドルの操舵方向を考慮することなく、大きさのみで判定を行うことができる。
（数１）
｜Ｔｈａ｜≧Ｔｔｈのとき、出力信号Ｃｔ＝｜Ｔｈａ｜
｜Ｔｈａ｜＜Ｔｔｈのとき、出力信号Ｃｔ＝０、過去値初期化信号Ｐｉ出力
トルク値比較部４１３から過去値初期化信号Ｐｉが出力されると、積分演算部４１５内の過去値保持部（Ｚ−１）が０に初期化される。また、切換判定部４１６は、積分演算部４１５からの積分出力値Ｉｏｕｔを積分閾値Ｓｔｈと比較し、積分出力値Ｉｏｕｔが積分閾値Ｓｔｈ以上のときに切換条件が成立し、舵角制御モードからアシスト制御モードに切り換え、積分出力値Ｉｏｕｔが積分閾値Ｓｔｈよりも小さいときに切換条件不成立とし、舵角制御モードを継続する。即ち、切換判定部４１６は下記のような動作を行う。
（数２）
Ｉｏｕｔ≧Ｓｔｈのとき、切換条件成立の操舵トルク判定信号ＴＤ
Ｉｏｕｔ＜Ｓｔｈのとき、切換条件不成立の操舵トルク判定信号ＴＤ
手入力判定部４１０からの操舵トルク判定信号ＴＤは、操舵トルクＴｈ及び切換指令ＳＷと共に徐変ゲイン生成部４３０に入力され、徐変ゲイン生成部４３０は速度指令徐変ゲインＳＧ１及び速度制御徐変ゲインＳＧ２を生成する。速度指令徐変ゲインＳＧ１は、 主にアシスト制御から舵角制御への切換時に、円滑な切換を実現するために用いられ、位置制御部（２１０）から出力される舵角速度指令値ωｃに対して徐変と上下限値の設定に使用される。また、速度制御徐変ゲインＳＧ２は、切換時の舵角速度制御部（２２０）内の積分値の蓄積の影響を緩和するために、舵角速度制御部（２２０）の中の積分関係の信号（例えば積分出力値（Ｉｏｕｔ））に乗算され、円滑な切換を実現するために用いられる。
【００３７】
また、操舵トルク判定信号ＴＤは切換指令ＳＷと共に徐変ゲイン切換生成部４２０に入力され、徐変ゲイン切換生成部４２０で舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１及びアシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２が生成され、舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１及びアシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２は切換部１４２に入力される。舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１は、 舵角制御部２００のリミッタ２０３から出力される舵角制御指令値（電流指令値）Ｉｍｒｅｆと乗算されて徐変され、 アシスト制御と舵角制御の切換動作を円滑に行い、運転者への違和感、安全性等を実現するために用いられる。アシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２はアシスト制御部１４１から出力されるアシスト制御指令値（電流指令値）Ｉｔｒｅｆと乗算されて徐変され、舵角制御とアシスト制御の切換動作を円滑にするのと、自動運転中の運転者による操舵介入を実現するために用いられる。
【００３８】
一方、舵角制御部２００、切換部１４２及び前処理部５００の構成例は図８であり、前処理部５００は、舵角指令値生成部１３２からの自動運転などのための舵角指令値θｒｅｆに対して、通信エラー等による異常な値、過剰な値が舵角制御部２００に入力するのを防止するため上下限値を制限するリミッタ５１０と、リミッタ５１０からの舵角指令値θｒｅｆ１の急変によって舵角制御出力としての舵角制御電流指令値が急激に変動することを避けるため、舵角指令値θｒｅｆ１をレートリミット処理するレートリミッタ５２０と、レートリミット後の舵角指令値θｒｅｆ２に含まれるハンドル振動周波数成分を低減するためのハンドル振動除去部５３０とで構成されている。
【００３９】
レートリミッタ５２０は、急なハンドル挙動による巻き込み等の、運転者への安全性向上にも繋がる。また、アシスト制御モードから舵角制御モードへの切換時に、レートリミッタ過去値を実舵角θｒに初期化する。これにより、切換時にハンドル振動除去部５３０から出力される目標舵角θｔと実舵角θｒとがほぼ一致することで、舵角制御電流指令値の急変の発生を抑え、結果的にハンドルの急変動を防止することができる。
【００４０】
レートリミッタ５２０は例えば図９に示すような構成となっており、舵角指令値θｒｅｆ１は減算部５２０−１に加算入力され、過去値との減算結果である舵角指令値θｔ１が変化分設定部５２０−２で変化分θｔ２の設定をされる。変化分設定部５２０−２は、保持部（Ｚ-1）５２０−４からの過去値と入力（θｒｅｆ１）の差分θｔ１を設定し、加算部５２０−３での変化分θｔ２と過去値との加算結果を新たな舵角指令値θｒｅｆ２として出力する。変化分設定部５２０−２は、変化分が設定された上限及び下限を超えないようにするものであり、その特性は演算周期Ｔ毎に入力（舵角指令値）θｒｅｆ１との差分を求め、変化分設定部５２０−２の上限及び下限の範囲外の場合には、差分を過去値に加算することを繰返し行うことにより、図１０に示すような階段状に出力θｒｅｆ２を変化させて、最終的に出力θｒｅｆ２を舵角指令値θｒｅｆ１に一致させる。また、入力（舵角指令値）θｒｅｆ１との差分が変化分設定部５２０−２の上限及び下限の範囲内の場合には、変化分θｔ２＝差分θｔ１を出力し、過去値に加算するので、その結果出力θｒｅｆ２と入力（舵角指令値）θｒｅｆ１は一致する。これらの結果、舵角指令値θｒｅｆｔが急激に変化しても、急激に変化する舵角指令値θｒｅｆ２を滑らかに変化させることができ、急激な電流変化を防止し、運転者の自動運転の不安感を低減させる機能を果たしている。
【００４１】
レートリミッタ５２０の後段のハンドル振動除去部５３０は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、ノッチフィルタ、或いは位相遅れ補償により、操舵トルクＴｈに含まれる振動周波数成分を低減させる。ハンドル振動除去部５３０からは、上述のように前処理された目標舵角θｔが出力される。
【００４２】
前処理部５００からの目標舵角θｔは、図１１に詳細構成を示す舵角制御部２００の位置制御部２１０内の減算部２１０−１に加算入力される。減算部２１０−１には実舵角θｒが減算入力されており、減算部２１０−１で目標舵角θｔ及び実舵角θｒの角度偏差θｅが求められ、角度偏差θｅは比例部２１０−２で比例処理（ゲインＫｐｐ）され、位置制御部２１０から舵角速度指令値ωｃが出力される。舵角速度指令値ωｃは乗算部２０１に入力され、乗算部２０１で速度指令徐変ゲインＳＧ１で徐変され、徐変された舵角速度指令値ωｃａは上下限値を速度指令徐変ゲインＳＧ１に応じて制限するリミッタ２０２に入力される。リミッタ２０２は例えば図１２に示すように、速度指令徐変ゲインＳＧ１に応じて正負の上下限値が制限される。即ち、速度指令徐変ゲインＳＧ１が小さくなるに従って、リミッタ２０２の制限値も小さくなるように制限され、速度指令徐変ゲインＳＧ１が大きくなればリミッタ２０２の制限値も大きく制限される。また、リミッタ２０２の動作に関しては、例を挙げて後述する。
【００４３】
リミッタ２０２で上下限値を制限された目標舵角速度ωｃｂは、実舵角速度ωｒ及び速度制御徐変ゲインＳＧ２と共に舵角速度制御部２２０に入力される。舵角速度制御部２２０は図１１に詳細を示すように、目標舵角速度ωｃｂから実舵角速度ωｒを減算する減算部２２１と、減算部２２１の減算結果である速度偏差Ｄｆを積分処理（Ｋｖｉ／ｓ）して補償する積分部２２２と、実舵角速度ωｒを比例処理（Ｋｖｐ）して補償する比例部２２５と、積分部２２２の積分結果である舵角制御電流値Ｉｒ１から比例部２２５の比例結果である舵角制御電流値Ｉｒ２を減算する減算部２２３と、減算部２２３の減算結果である速度制御電流値Ｉｍｒｅｆ０を速度制御徐変ゲインＳＧ２により徐変し、速度制御電流値Ｉｍｒｅｆ１を出力する乗算部２２４とで構成されている。乗算部２２４からの速度制御電流値Ｉｍｒｅｆ１は加算部２０４に入力され、ハンドル制振部４４０からの制振処理された制振信号（電流値）Ｔｈｄと加算され、加算結果である舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆ２が、過出力防止のためのリミッタ２０３で上下限値を制限され、舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆが出力される。
【００４４】
ハンドル制振部４４０は、コラム軸の トーションバーに基づく操舵トルクＴｈを制振処理し、自動操舵中のハンドル振動の制振効果を一層向上するために設けられている。 ハンドル制振部４４０の構成は例えば図１３であり、操舵トルクＴｈをゲイン（Ｋｖ）するゲイン部４４１と、ゲイン部４４１からの操舵トルクＫｖ・Ｔｈを位相補償する位相補償部４４２とで構成されている。位相補償部４４２は例えば１次フィルタで構成され、トーションバーの捩れを解消する方向に制振信号Ｔｈｄが出力される。 また、１次フィルタ以外にも、ハンドルの制振効果が出るものであれば適用可能である。
【００４５】
切換部１４２は図８に示すように、舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆに舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１を乗算する乗算部１４２−１と、アシスト制御指令値Ｉｔｒｅｆにアシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２を乗算する乗算部１４２−２と、乗算部１４２−１からの舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆｇ及び乗算部１４２−２からのアシスト制御指令値Ｉｔｒｅｆｇを加算してモータ電流指令値Ｉｒｅｆを出力する加算部１４２−３とで構成されている。
【００４６】
このような構成において、先ず切換判定／徐変ゲイン生成部４００の動作例を図１４のフローチャートを参照して説明する。
【００４７】
先ず切換指令部１３１から切換指令ＳＷが入力された否かが判定され（ステップＳ１）、切換指令ＳＷが入力されていない場合には、舵角制御モードにおいて運転者によりハンドルが操舵（左右）されると、操舵トルクＴｈが手入力判定部４１０に入力され（ステップＳ２）、手入力判定部４１０は前述の数２及び後述するような手入力の判定を行い（ステップＳ１０）、判定の結果、制御モードの切換となるトルク判定信号ＴＤが出力されない場合は（ステップＳ２０）、切換判定／徐変ゲイン生成部４００で速度指令徐変ゲインＳＧ１及び速度制御徐変ゲインＳＧ２、舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１及びアシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２を生成して舵角制御モードの値に遷移し（ステップＳ２１）、速度指令徐変ゲインＳＧ１及び速度制御徐変ゲインＳＧ２は舵角制御部２００に入力され（ステップＳ２２）、舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１及びアシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２は切換部１４２に入力される（ステップＳ２５）。これにより、舵角制御部２００による舵角制御が継続される。
【００４８】
また、上記ステップＳ１において切換指令ＳＷが入力されている場合、或いは上記ステップＳ２０において操舵トルク判定信号ＴＤにより制御モードの切換と判断された場合、切換判定／徐変ゲイン生成部４００で速度指令徐変ゲインＳＧ１及び速度制御徐変ゲインＳＧ２、舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１及びアシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２を生成してアシスト制御モードの値に遷移し（ステップＳ２４）、速度指令徐変ゲインＳＧ１及び速度制御徐変ゲインＳＧ２は舵角制御部２００に入力され（ステップＳ２２）、舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１及びアシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２は切換部１４２に入力される（ステップＳ２５）。これにより、アシスト制御部１４１によるアシスト制御が実施される。
【００４９】
ここで、本発明で使用する各徐変ゲインに関して、自動運転状態（舵角制御とアシスト制御の両方が介在している状態）中に、運転者による手入力の検知後の各徐変ゲインについて、アシスト制御モードに移行する実施例を図１５に示して説明する。図１５（Ａ）は舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１、速度指令徐変ゲインＳＧ１及び速度制御徐変ゲインＳＧ２の徐変動作を示しており、図１５（Ｂ）はアシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２の徐変動作を示している。時点ｔ１０において手入力判定が完了し、舵角制御モードからアシスト制御モードへ移行する状態を示し、時点ｔ１１に移行が完了してアシスト制御モードに切り換わる様子である。徐変ゲインＳＧ１，ＳＧ２及びＳＷＧ１については、手入力判定後、図１５（Ａ）に示すように１００％から徐々に減少していき、０％に遷移する。本実施形態では直線的に変化させているが、切換動作を円滑にするために、クロソイド曲線などによるＳ字曲線で遷移させても良いし、１次のＬＰＦ（カットオフ周波２[Hz]）を通した値を各徐変ゲインとしても良い。ただし、徐変ゲインＳＧ１，ＳＧ２，ＳＷＧ１は同じ特性で連動させる必要はなく、アシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２も含めてそれぞれ独立させた特性にしても良い。また、アシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２については、自動運転状態においては常に０％である必要はなく、０％より大きい値、例えば図１５（Ｂ）に示すように５０％としても良い。アシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２を調整要素として、例えば５０％に設定することで、舵角制御モードにおける操舵介入時の引っ掛かり感を抑えることが可能となる。手入力判定後は、５０％から１００％へ遷移する。
【００５０】
次に、図７に示す手入力判定部４１０の動作例（図１４のステップＳ１０）を図１６のフローチャートを参照して説明する。
【００５１】
操舵トルクＴｈが入力されると（ステップＳ１０−１）、ＬＰＦ４１１で外乱トルク（ノイズ）の除去を行い（ステップＳ１０−２）、絶対値部４１２でＬＰＦ４１１からの操舵トルクＴｈａの絶対値｜Ｔｈａ｜を求める（ステップＳ１０−３）。トルク値比較部４１３にはトルク閾値Ｔｔｈが予め入力されており、トルク値比較部４１３は絶対値｜Ｔｈａ｜がトルク閾値Ｔｔｈ以上であるか否かを判定し（ステップＳ１０−４）、絶対値｜Ｔｈａ｜がトルク閾値Ｔｔｈ以上である場合には、出力信号Ｃｔを絶対値｜Ｔｈａ｜として積分演算部４１５に入力し、積分演算部４１５で積分動作を行う（ステップＳ１０−５）。また、絶対値｜Ｔｈａ｜がトルク閾値Ｔｔｈよりも小さい場合には、出力信号Ｃｔを０にして積分しないようにすると共に、過去値初期化信号Ｐｉを出力して積分演算部４１５を初期化して０にする（ステップＳ１０−６）。初期化は積分演算部４１５内の過去値保持部（Ｚ−１）を０にリセットすることにより行われる。
【００５２】
積分演算部４１５からの積分出力値Ｉｏｕｔは切換判定部４１６に入力され、切換判定部４１６において積分出力値Ｉｏｕｔが積分閾値Ｓｔｈ以上であるか否かが判定される（ステップＳ１０−７）。積分出力値Ｉｏｕｔが積分閾値Ｓｔｈ以上である場合には数２の切換条件が成立し（ステップＳ１０−８）、操舵トルク判定信号ＴＤにより各徐変ゲインＳＧ１，ＳＧ２，ＳＷＧ１，ＳＷＧ２を更新し（ステップＳ１０−９）、舵角制御モードからアシスト制御モードに切り換える（ステップＳ１０−１０）。また、積分出力値Ｉｏｕｔが積分閾値Ｓｔｈよりも小さい場合には数２の切換条件が不成立であり、制御モードの切換は行われない（ステップＳ１０−１１）。
【００５３】
図１７は、ＬＰＦ４１１で外乱トルク（ノイズ）を除去された操舵トルクＴｈ（Ｔｈａ）のトルク閾値Ｔｔｈに対する時間変化の一例を積分動作の関連で示しており、スタートから時点ｔ１までは操舵トルクＴｈがトルク閾値Ｔｔｈよりも小さいので積分は行われない。時点ｔ１から時点ｔ２までの間は、操舵トルクＴｈがトルク閾値Ｔｔｈ以上であるので入力信号全体の積分が行われるが、全体の積分値が積分閾値Ｓｔｈよりも小さいので切換条件は不成立となっている。積分出力値Ｉｏｕｔは図１７における斜線部の面積に相当しており、操舵トルクＴｈ（絶対値）の総計となっている。そして、時点ｔ２から時点ｔ３までは操舵トルクＴｈがトルク閾値Ｔｔｈよりも小さいので積分は行われず、時点ｔ３以降は操舵トルクＴｈがトルク閾値Ｔｔｈ以上であるので積分が行われる。時点ｔ４において積分値が所定値（積分閾値Ｓｔｈ）以上となり、切換条件が成立する様子を示している。つまり、図１７の斜線部の面積が積分値相当となっているが、時点ｔ２においては積分値が積分閾値Ｓｔｈよりも小さくて切換条件は不成立、時点ｔ４において積分値が積分閾値Ｓｔｈ以上となり、切換条件が成立する例を示している。
【００５４】
次に、図８及び図１１に示す舵角制御部２００の動作例を、図１８のフローチャートを参照して説明する。本例では舵角指令値θｒｅｆは前処理部５００で前処理され、前処理された目標舵角θｔが舵角制御部２００に入力されているが、前処理部５００を舵角制御部２００に含めた構成でも良い。
【００５５】
目標舵角θｔ、実舵角θｒ、実舵角速度ωｒ、操舵トルクＴｈ、速度指令徐変ゲインＳＧ１、速度制御徐変ゲインＳＧ２が入力され（ステップＳ３０）、位置制御部２１０で位置制御される（ステップＳ３１）。即ち、目標舵角θｔと実舵角θｒの角度偏差θｅが減算部２１１で求められ、角度偏差θｅが比例部２１２で比例処理される。位置制御部２１０で位置制御された舵角速度指令値ωｃは乗算部２０１において速度指令徐変ゲインＳＧ１で徐変され（ステップＳ３２）、徐変された舵角速度指令値ωｃａはリミッタ２０２において、速度指令徐変ゲインＳＧ１に応じてリミット処理される（ステップＳ３３）。リミット処理された目標舵角速度ωｃｂは舵角速度制御部２２０内の減算部２２１に入力され、実舵角速度ωｒとの速度偏差Ｄｆが演算される（ステップＳ３４）。速度偏差Ｄｆは積分部２２２に入力されて積分処理され（ステップＳ３５）、実舵角速度ωｒは比例部２２５で比例処理され（ステップＳ３６）、積分処理された舵角制御電流値Ｉｒ１から比例処理された舵角制御電流値Ｉｒ２が減算部２２３で減算され（ステップＳ３７）、減算で求められた速度制御電流値Ｉｍｒｅｆ０が乗算部２２４に入力され、速度制御徐変ゲインＳＧ２で徐変される（ステップＳ４０）。徐変された速度制御電流値Ｉｍｒｅｆ１は加算部２０４に入力される。
【００５６】
また、操舵トルクＴｈはハンドル制振部４４０に入力されて制振処理され（ステップＳ４１）、制振処理された制振信号Ｔｈｄは加算部２０４に入力されて速度制御電流値Ｉｍｒｅｆ１と加算される（ステップＳ４２）。加算された舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆ２はリミッタ２０３で上下限値を制限され（ステップＳ４３）、舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆが出力される（ステップＳ４４）。
【００５７】
なお、目標舵角θｔ、実舵角θｒ、実舵角速度ωｒ、操舵トルクＴｈ、速度指令徐変ゲインＳＧ１、速度制御徐変ゲインＳＧ２の入力順番は適宜変更可能である。
【００５８】
上述の実施形態では前処理部５００内にハンドル振動除去部５３０を設けているが、図１９に示すようにハンドル振動除去部５３０を削除した前処理部５００Ａとし、図２０に示すような位置制御部２００Ａの構成としても良い。即ち、前処理部５００Ａは、リミッタ４１０及びレートリミッタ４２０で構成されており、位置制御部２００Ａは、ハンドル振動除去部２１１、減算部２１２、フィードフォワード（ＦＦ）フィルタ２１３、ゲイン（Ｋｐｐ）部２１４及び加算部２１５で構成されている。
【００５９】
前処理部５００Ａからの目標舵角θｔは、位置制御部２１０Ａ内のハンドル振動除去部２１１及びＦＦフィルタ２１３に入力される。自動操舵中、舵角指令が変化しているときに、舵角指令値θｒｅｆに、トーションバーのバネ性やハンドルの慣性モーメントによる振動を励起する周波数（約１０Ｈｚ前後）成分が発生する。 舵角指令値θｒｅｆの前処理部５００Ａ（リミッタ５１０、レートリミッタ５２０）の後の舵角指令値である目標舵角θｔに含まれるハンドル振動周波数成分を低減するために、ハンドル振動除去部２１１が設けられている。ハンドル振動除去部２１１はＬＰＦ、ノッチフィルタ又は位相遅れ補償により、振動周波数成分を低減させる。ハンドル振動除去部２１１からの舵角信号θｔ１は減算部２１２に加算入力される。また、ＦＦフィルタ２１３は、舵角制御の追従性を向上させる舵角速度指令値を演算するために用いられているが、擬似的な微分演算とゲイン部を直列に組み合わせて設定しても良い。この場合、微分演算によるノイズ除去のために、ＬＰＦを微分演算の後ろに配置する。更に後退差分やＨＰＦ（ハイパスフィルタ）によるものでも良く、ハンドル振動除去部２１１同様に、目標舵角θtに含まれる、ンドル振動の周波数成分（１０Ｈｚ前後）を低減するフィルタを含ませても良い。例えば１次ＬＰＦ（カットオフ周波数２Ｈｚ）、ノッチフィルタ（中心周波数１０Ｈｚ）、位相遅れ補償フィルタなどを直列に接続した構成である。
【００６０】
このような構成において、前処理部５００Ａ及び位置制御部２１０Ａの動作例を、図２１のフローチャートを参照して説明する。
【００６１】
先ず舵角指令値θｒｅｆが入力され（ステップＳ３０−１）、前処理部５００Ａはリミッタ５１０及びレートリミッタ５２０で前処理され（ステップＳ３０−２）、前処理された目標舵角θｔが出力される（ステップＳ３０−３）。目標舵角θｔは位置制御部２１０Ａ内のハンドル振動除去部２１１に入力され、目標舵角θｔのハンドル振動周波数成分がハンドル振動除去部２１１で除去され（ステップＳ３１−１）、減算部２１２でハンドル振動除去部２１１からの舵角信号θｔ１と実舵角θｔとの角度偏差θｅが求められ（ステップＳ３１−２）、角度偏差θｅは比例部２１４で比例処理（ゲインＫｐｐ）される（ステップＳ３１−３）。比例処理された角度偏差θｅｇは加算部２１５に入力される。また、目標舵角θｔはＦＦフィルタ２１３に入力されフィルタリング処理され（ステップＳ３１−４）、フィルタリング処理された角度信号θｔ２が加算部２１５に入力されて角度偏差θｅｇと加算され（ステップＳ３１−５）、加算された舵角速度指令値ωｃが出力される（ステップＳ３１−６）。
【００６２】
以上では各部の詳細動作例を説明したが、本発明の全体動作を、図５の構成図及び図２２のフローチャートを参照して説明する。
【００６３】
操舵系の動作がスタートすると、アシスト制御部１４１によるアシスト制御が実施され（ステップＳ１００）、アシスト制御指令値Ｉｔｒｅｆを用いて電流制御/駆動部１４３によりモータ１５０が駆動される（ステップＳ１０１）。上記動作は切換指令部１３１より切換指令ＳＷが出力されるまで繰り返される（ステップＳ１０２）。切換指令ＳＷは、操舵トルクＴｈと共に切換判定／徐変ゲイン生成部４００に入力される。
【００６４】
舵角制御モードとなり、切換指令部１３１より切換指令ＳＷが出力されると、舵角指令値生成部１３２から前処理部５００（若しくは５００Ａ）に舵角指令値θｒｅｆが入力され（ステップＳ１０３）、前処理部５００で前処理された目標舵角θｔが舵角制御部２００に入力され（ステップＳ１０４）、舵角センサ１４から実舵角θｒが、車両側ＥＣＵ１３０を経由して舵角制御部２００に入力され（ステップＳ１０５）、モータ角速度演算部１４４からの実舵角速度ωｒが舵角制御部２００に入力される（ステップＳ１０６）。また、操舵トルクＴｈは切換判定／徐変ゲイン生成部４００へ入力され（ステップＳ１０７）、切換判定／徐変ゲイン生成部４００は上述した手法で速度指令徐変ゲインＳＧ１、速度制御徐変ゲインＳＧ２、舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１及びアシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２を生成し（ステップＳ１０８）、速度指令徐変ゲインＳＧ１及び速度制御徐変ゲインＳＧ２を舵角制御部２００に入力し、舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１及びアシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２を切換部１４２に入力する。舵角制御部２００は上述した演算処理で舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆを生成し（ステップＳ１１０）、舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆは切換部１４２に入力される。
【００６５】
切換部１４２には、アシスト制御部１４１からのアシスト制御指令値Ｉｔｒｅｆ及び舵角制御部２００からの舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆが入力されていると共に、舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１及びアシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２が入力されており、前述した関係で徐変されてアシスト制御から舵角制御に切り換えられる（ステップＳ１１１）。そして、舵角制御に切り換えられ、舵角制御の操舵が実施され（ステップＳ１１２）、前述した手入力の判定が行われ（ステップＳ１１３）、積分値が積分閾値Ｓｔｈに達するまで上記動作が繰り返される（ステップＳ１１４）。積分値が積分閾値Ｓｔｈに達すると、舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１及びアシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２による徐変により、舵角制御からアシスト制御に切り換えられる（ステップＳ１２０）。
【００６６】
上記動作の更に詳細な動作例、特にリミッタ２０２及び切換部１４２の動作例を図２３のフローチャートを参照して説明する。ここでは、前処理部５００（若しくは５００Ａ）及び切換判定／徐変ゲイン生成部４００の動作は、上述の説明と重複しているので省略している。図１５の例では、舵角制御状態でのアシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２を５０％として説明しているが、図２３では０％として説明する。
【００６７】
先ず目標舵角θｔ、実舵角θｒ、実舵角速度ωｒが入力され（ステップＳ２００）、次いで速度指令徐変ゲインＳＧ１、速度制御徐変ゲインＳＧ２、舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１、アシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２が入力される（ステップＳ２０１）。これら入力の順序は適宜変更可能である。位置制御部２１０は目標舵角θｔに実舵角θｒを追従するように位置制御され、位置制御部２１０から舵角速度指令値ωｃが出力される（ステップＳ２０２）。舵角速度指令値ωｃは乗算部２０１に入力され、乗算部２０１からの舵角速度指令値ωｃａがリミッタ２０２に入力される。舵角速度指令値ωｃａはリミッタ２０２に入力され、以下のようにリミッタ２０２で上下限値を制限される。即ち、リミッタ２０２には速度指令徐変ゲインＳＧ１が入力されており、速度指令徐変ゲインＳＧ１を先ず前回値から加算（演算初回の前回値＝０％）し（ステップＳ２０３）（後述する図２４及び図２５のように時系列に対して線形に速度指令徐変ゲインＳＧ１を変化させる場合、加算値は一定値で良い。）、速度指令徐変ゲインＳＧ１が１００％以上の場合は、１００％に制限する（ステップＳ２０４、Ｓ２０５）。速度指令徐変ゲインＳＧ１が閾値以上であるか否かを判定し（ステップＳ２０６）、速度指令徐変ゲインＳＧ１が閾値以上である場合には、リミッタ制限値を前回値から加算し（ステップＳ２０７）（後述する図２４及び図２５のように時系列に対して線形に速度指令徐変ゲインＳＧ１を変化させる場合、加算値は一定値で良い。）、リミッタ制限値が制限値２以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０８）。リミッタ制限値が制限値２以上である場合には、リミッタ制限値を制限値２とする（ステップＳ２０９）。
【００６８】
その後、乗算部２０１において速度指令徐変ゲインＳＧ１で徐変する（ステップＳ２１０）。乗算部２０１からの徐変後の舵角速度指令値ωｃａはリミッタ２０２に入力されて上下限値を制限される（ステップＳ２１１）。リミッタ２０２からの目標舵角速度ωｃｂは、実舵角速度ωｒと共に舵角速度制御部２２０に入力され、実舵角速度ωｒを目標舵角速度ωｃｂに追従させる速度制御が実施される。
【００６９】
舵角速度制御部２２０では速度偏差Ｄｆが演算されると共に、前述のように積分補償された舵角制御電流値Ｉｒ１及び比例補償された舵角制御電流値Ｉｒ２が演算され、その偏差である速度制御電流値Ｉｍｒｅｆ０が演算される（ステップＳ２１２）。速度制御電流値Ｉｍｒｅｆ０は速度制御徐変ゲインＳＧ２により乗算部２２４で徐変され、徐変された速度制御電流値Ｉｍｒｅｆ１が出力され、速度制御電流値Ｉｍｒｅｆ１は加算部２０４に入力される（ステップＳ２１３）。また、操舵トルクＴｈに基づく制振処理が実施され、制振処理後の制振信号Ｔｈｄが加算部２０４で速度制御電流値Ｉｍｒｅｆ１と加算され、加算された舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆ２がリミッタ２０３でリミット処理され、舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆが出力される（ステップＳ２１４）。舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆは乗算部１４２−１において舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１で徐変され（ステップＳ２１５）、徐変された舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆｇは加算部１４２−３に入力される。
【００７０】
切換部１４２にはアシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２が入力されており、アシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２を前回値から減算（演算初回の前回値＝１００％）し（ステップＳ２２０）、アシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２が０％以下の場合は、０％に制限する（ステップＳ２２１、Ｓ２２２）。アシスト制御指令値Ｉｔｒｅｆを演算すると共に、乗算部１４２−２においてアシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２で徐変し、アシスト制御指令値Ｉｔｒｅｆｇを出力する（ステップＳ２２３）。
【００７１】
その後、徐変されたアシスト制御指令値Ｉｔｒｅｆｇが加算部１４２−３に入力され、舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆｇと加算されてモータ電流指令値Ｉｒｅｆが演算される（ステップＳ２２４）。モータ電流指令値Ｉｒｅｆによりモータが駆動される。そして、舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１の前回値を舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１に更新し、アシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２の前回値をアシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２に更新すると共に、速度指令徐変ゲインＳＧ１の前回値を速度指令徐変ゲインＳＧ１に更新し、速度制御徐変ゲインＳＧ２の前回値を速度指令徐変ゲインＳＧ２に更新し、更にリミッタ２０２のリミッタ制限値の前回値をリミッタ制限値に更新する（ステップＳ２２５）。速度指令徐変ゲインＳＧ１及び速度制御徐変ゲインＳＧ２についても同様に、前回値を更新する。
【００７２】
図２４及び図２５は、リミッタ２０２後の目標舵角速度ωｃｂ、舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１、アシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２及びリミッタ２０２の制限値１、制限値２の関係を示すタイムチャートである。図１５の例では、舵角制御状態でのアシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２を５０％として説明しているが、図２４及び図２５では０％として説明する。図２４の例では、時点ｔ０でアシスト制御から舵角制御に移行し、時点ｔ３に完全に舵角制御になる様子を示している。リミッタ２０２の制限値は、完全に舵角制御になる時点ｔ３より少し前の時点ｔ２（閾値により設定）から、時点ｔ３以降の時点ｔ４の間に制限値１から制限値２（＞制限値１）に徐々に変わるようになっている。図２５の例も、時点ｔ１０でアシスト制御から舵角制御に移行し、時点ｔ１２に完全に舵角制御になる様子を示している。本例では、リミッタ２０２の制限値は、完全に舵角制御になった時点１２から以降時点ｔ１３の間に、制限値１から制限値２に変わるようになっている。
【００７３】
図２４（Ｂ）及び（Ｃ）の時点ｔ０〜ｔ３に示すように、また、図２５（Ｂ）及び（Ｃ）の時点ｔ１０〜ｔ１２に示すように、舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１とアシスト制御出力徐変ゲインＳＷＧ２はその割合の合計値が原則的に１．０（１００％）の関係で、かつ逆の関係で増加減するようになっている。増加減の波形（特性）は任意であり、線形であっても、非線形であっても良い。
【００７４】
舵角制御開始時（アシスト制御からの切換時）は、位置制御部２１０の出力の舵角速度指令値ωｃに対して速度指令徐変ゲインＳＧ１を乗じる。この徐変ゲインＳＧ１は、舵角制御指令値Ｉｍｒｅｆに乗じる舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１と同期している（完全に同期でなくても良い）。加えて、速度指令徐変ゲインＳＧ１の乗算後の舵角速度指令値ωｃａに対して上下限可変のリミッタ２０２を設けている。このリミッタ２０２は舵角速度指令値ωｃａの制限値を逐次切換え可能で、この制限値を徐変ゲインＳＧ１が設定閾値未満では小さい値で固定し、閾値以上で徐々に大きくすることにより、舵角速度指令値ωｃａが制限され、目標舵角速度ωｃｂとして舵角速度制御部２２０に入力される。さらに、速度制御部２２０内の信号に速度制御徐変ゲインＳＧ２（ＳＧ１と同期でも良い）を乗じる。結果的に、舵角速度制御部２２０内の積分値の過剰な蓄積を抑制し、運転者への違和感を生じる舵角制御出力としての電流指令値を低減する。また、徐変完了後は、速度指令徐変ゲインＳＧ１と上下限可変リミッタ２０２により舵角速度指令値ωｃａが制限されず、速度制御徐変ゲインＳＧ２により舵角速度制御部２２０内の信号が制限されないため、通常の舵角制御にシフトすることができる。ただし、本実施形態では、速度制御徐変ゲインＳＧ２、速度指令徐変ゲインＳＧ１は図２４及び図２５には表示せず、舵角制御出力徐変ゲインＳＷＧ１と一致させている。また、舵角制御モードへの切換時の初回の演算で、舵角指令値のレートリミッタの過去値Ｚ−１の値を検出した実操舵角で上書きする。これにより、切換時にハンドル振動除去部４３０の段後の目標舵角θｔと実舵角θｒがほぼ一致することで、舵角制御電流指令値の発生を抑え、結果的にハンドルの急変動を防止する。
【００７５】
本発明では、手入力判定部４１０の入力部にＬＰＦ４１１（１次フィルタでカットオフ周波数２Ｈｚ）を用いると共に、操舵トルクＴｈの絶対値｜Ｔｈａ｜を求める絶対値部４１２を備え、操舵トルクＴｈの絶対値｜Ｔｈａ｜をトルク閾値Ｔｔｈと比較し、更に積分値を積分閾値Ｓｔｈと比較しており、これらの要素に基づく効果を以下に説明する。
【００７６】
図２６は模式的に示したものであり、特許文献３で示されるように、絶対値とトルク閾値のみで手入力を判定する場合の問題を示しており、悪路などを走行中に過渡的な大きな路面外乱の影響により、コラム軸周りに図２６（Ａ）に示すような外乱トルクＴｄが発生する。路面外乱（外乱トルク）の影響により、操舵トルク（トーションバートルク）にその外乱成分が乗ってしまい、図２６（Ｂ）に示すように、一瞬でもトルク閾値以上になると、手入力「有り」の判定になってしまう問題がある。つまり、路面外乱の影響を受け易く、誤判定し易い機能である。
【００７７】
また、絶対値を用いないで、特許文献４で示されるようにトルク閾値と積分閾値のみで手入力を判定する場合には、図２７（Ａ）に示すように操舵トルクＴｈに対して正負のトルク閾値を設定する必要があると共に、図２７（Ｂ）に示すように積分出力値Ｉｏｕｔに対して正負の積分閾値を設定する必要がある。本発明のように操舵トルクＴｈの絶対値｜Ｔｈａ｜を求め、絶対値｜Ｔｈａ｜をトルク閾値Ｔｔｈと比較し、更に積分出力値を積分閾値Ｓｔｈと比較することにより、図２８（Ａ）に示すように路面外乱が発生し、トルク閾値Ｔｔｈを超えた場合においても、トルクに対する積分出力値Ｉｏｕｔは積分閾値Ｓｔｈに到達しない。つまり、本発明は路面外乱の影響を受け難く、誤判定を起こし難い利点がある。
【００７８】
図２９は本発明が特許文献４に示される装置よりも優れていることを示しており、本発明では図２９（Ａ）に示すように操舵トルクＴｈに対して１個のトルク閾値Ｔｔｈを設定すれば良く、絶対値化しない場合と比べ、分岐処理を簡略化できる。また、積分演算部４１５の入力は絶対値であるため、操舵トルクＴｈが負（細線）であっても、図２９（Ｂ）に示すように積分出力値Ｉｏｕｔは必ず０以上の値となり、積分出力値Ｉｏｕｔに対して１個の積分閾値Ｓｔｈを設定すれば良い。絶対値化しない場合と比べ、分岐処理を簡略化できる利点がある。本発明の絶対値化はトルク値比較部４１３の前段であることで、トルク閾値Ｔｔｈ及び積分閾値Ｓｔｈはそれぞれ１個で良くなる。
【００７９】
シミュレーションの図３０に示すように、舵角制御中に舵角指令値が発生した場合の操舵トルクＴｈに対して外乱トルクＴｄ（コラム軸のトルク換算）を入力した場合、トーションバー検出トルク（操舵トルクＴｈ）は図３１（シミュレーション）の太線に示すようになり、ＬＰＦ４１１を経た操舵トルクＴｈａは図３１の細線のように振幅幅が減衰される。図３１には、積分（積算）演算を実行する条件に使用されるトルク閾値Ｔｔｈも示されている。そして、図３１のＬＰＦ４１１の有無に対応する信号を積分演算部４１５で同一の時間軸で積分した結果を、シミュレーションの図２９に示す。図３２の細線はＬＰＦ無しの操舵トルクＴｈ（絶対値）の積算値で、太線はＬＰＦ後（絶対値）の積算値である。積算演算は、演算周期0.001[s]と操舵トルクＴｈ（絶対値）を乗算したものを前回値に加算しており、積分閾値Ｓｔｈは3.5[Nm]と設定した。外乱トルクＴｄの影響で操舵トルクＴｈが変動し、操舵トルクＴｈ（Ｔｈａ）の絶対値が、トルク閾値Ｔｔｈを下回ることで積算値が０にリセットされ積算閾値Ｓｔｈに到達するまでに遅れが発生している。結果的に、ＬＰＦ４１１を介挿したものの方が、外乱トルクＴｄの影響を緩和し、積分閾値Ｓｔｈに早く到達し、手入力判定が速くされている。
【００８０】
操舵トルクＴｈの絶対値が一時的なメモリ異常などにより、異常な過大値となった場合に、異常な過大値の積分入力値Ｉｏｕｔを積分演算し、積分出力値Ｉｏｕｔが積分閾値Ｓｔｈを超えて誤判定を起こす場合がある。そこで、本発明では積分入力値Ｃｔａ前にリミッタ４１４を設けることによって、操舵トルクＴｈの絶対値が異常な過大値となった場合でも、積分出力値Ｉｏｕｔが積分閾値Ｓｔｈを超えず、手入力の誤判定を防ぐようにしている。リミッタ無しの場合、模式的に示す図３３に示すように、操舵トルクＴｈの絶対値｜Ｔｈａ｜がトルク閾値Ｔｔｈより小さい場合においては、積分値は０にリセット処理され続けるため、積分出力値Ｉｏｕｔは０である。当然、積分出力値Ｉｏｕｔは積分閾値Ｓｔｈより小さいため、手入力「無し」の判定となる。しかし、メモリ異常などにより、図３３（Ａ）のように操舵トルクＴｈの絶対値｜Ｔｈａ｜が異常に過大な値となった場合にトルク閾値Ｔｔｈを超え、異常に過大な値に対して積分演算を実施する。このため、図３３（Ｃ）のように積分出力値Ｉｏｕｔが積分閾値Ｓｔｈを超え、手入力「有り」の判定となってしまう。
【００８１】
これに対し、リミッタ有りの場合、模式的に示す図３４に示すように操舵トルクＴｈの絶対値｜Ｔｈａ｜が異常に過大な値となった場合にトルク閾値を超え（図３４（Ａ））、異常に過大な値に対して積分演算を実施する。しかし、リミッタ４１４で図３４（Ｂ）に示すように積分入力値Ｃｔａを制限することにより、異常に過大な値に対して積分演算を行わなくて済む。このため、図３４（Ｃ）に示すように積分出力値Ｉｏｕｔが過大な値とならなくなり、手入力の誤判定を防ぐことが可能となる。
【００８２】
また、上述では対象を速度制御としているが、要求舵角などの入力を蓄積し、電流指令値などの出力へ利用する構成を持つ制御方式に対しても有効であり、位置制御及び速度制御に前記機能が組み込まれていれば、その他の構成は適宜変更可能である。更に、実舵角速度はモータ速度と減速比から求めても良く、ハンドル舵角センサから求めても良い。
【００８３】
上述では前処理部と舵角制御部を分けた構成としているが、舵角制御部内に前処理部を含むようにしても良い。図１０、図１２、図１５、図１７、図２４〜図２９、図３３、図３４はいずれも模式図であり、分かり易く説明するための図である。
【符号の説明】
【００８４】
１                    ハンドル（ステアリングホイール）
２                    コラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）
１０                  トルクセンサ
２０、１５０          モータ
３０                  コントロールユニット（ＥＣＵ）
３１                  電流指令値演算部
１３０                車両側ＥＣＵ
１４０                ＥＰＳ側ＥＣＵ
１４１                アシスト制御部
１４２                切換部
２００                舵角制御部
２０２                リミッタ
２１０、２１０Ａ      位置制御部
２２０                舵角速度制御部
４００                切換判定／徐変ゲイン生成部
４１０                手入力判定部
４２０                徐変ゲイン切換生成部
４４０                ハンドル制振部
５００、５００Ａ      前処理部
【図１】
2018230609.tif 000003
【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】
2018230609.tif 000013
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年4月4日(2019.4.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アシスト制御モードと舵角制御モードを切換指令により切り換える機能を有し、アシスト制御部で演算された第１のアシスト制御指令値と、舵角制御部で演算された第１の舵角制御指令値とでモータ電流指令値を生成し、前記モータ電流指令値によりモータを駆動して車両の操舵系をアシスト制御する電動パワーステアリング装置において、
操舵トルク及び前記切換指令に基づいて、舵角制御の位置速度制御で用いる速度指令徐変ゲイン及び速度制御徐変ゲインと、制御モードの切換時に用いる舵角制御出力徐変ゲイン及びアシスト制御出力徐変ゲインとを生成する切換判定／徐変ゲイン生成部を備え、
前記舵角制御部は、
舵角指令値を目標舵角として入力し、前記目標舵角及び実舵角の角度偏差に基づいて舵角速度指令値を出力する位置制御部と、前記舵角速度指令値を前記速度指令徐変ゲインに応じて徐変すると共に、上下限値を制限して出力する徐変制限部と、前記徐変制限部から出力される目標舵角速度を、実舵角速度及び前記速度徐変ゲインに基づいて処理する舵角速度制御部と、前記舵角速度制御部から出力される速度制御電流値を前記舵角制御出力徐変ゲインで徐変して第２の舵角制御指令値を出力する第１の徐変出力部とで構成され、
前記アシスト制御部から出力される前記第１のアシスト制御指令値を前記アシスト制御出力徐変ゲインで徐変し、第２のアシスト制御指令値を出力する第２の徐変出力部を備え、
前記第２の舵角制御指令値及び前記第２のアシスト制御指令値に基づいて前記モータ電流指令値を生成し、
前記切換判定／徐変ゲイン生成部は手入力判定部を有し、
前記手入力判定部は、前記操舵トルクをフィルタ処理するＬＰＦと、前記ＬＰＦを経た操舵トルクの絶対値をトルク閾値と比較すると共に、出力信号として出力するトルク値比較部と、前記出力信号の全体を積分して前記積分出力値を出力する積分演算部と、前記積分演算部からの前記積分出力値と積分閾値を比較することにより、操舵トルク判定信号を出力する切換判定部とで構成され、
前記位置制御部が、前記目標舵角に含まれるハンドル振動周波数成分を除去するハンドル振動除去部と、前記ハンドル振動除去部からの第１の舵角信号及び前記実舵角の第１の角度偏差を求める減算部と、前記第１の角度偏差を比例処理して第２の角度偏差を求める比例部と、
前記目標舵角の振動成分を低減するフィードフォワード（ＦＦ）フィルタと、前記第２の角度偏差及び前記ＦＦフィルタからの第２の舵角信号を加算して前記舵角速度指令値を出力する加算部とを備える、
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】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
前記操舵トルクのハンドル制振を行うハンドル制振部が設けられ、前記ハンドル制振部からの制振信号を前記速度制御電流値に加算するようになっている請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
前記舵角指令値を前記目標舵角に変換する前処理部が設けられており、前記前処理部は、前記舵角指令値の上下限値を制限するリミッタと、前記リミッタの出力を円滑化するレートリミッタとで構成されている請求項１又は４に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記徐変制限部の前記上下限値が、前記速度指令徐変ゲインに応じて可変される請求項１、４、及び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】
前記積分出力値は、前記舵角制御モード中で、かつ、前記絶対値に変換した前記操舵トルクが前記トルク閾値に達した時に積算を開始し、前記積分出力値が前記積分閾値に達した時に、前記舵角制御モードを前記舵角制御モードに切り換える請求項１、４及び６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】
前記トルク値比較部が、前記舵角制御モード中で、かつ、前記操舵トルクが前記トルク閾値よりも小さいときに、前記積分演算部を初期化する過去値初期化信号を出力する機能を具備している請求項１、４及び６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。
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月16日(2019.7.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アシスト制御モードと舵角制御モードを切換指令により切り換える機能を有し、アシスト制御部で演算された第１のアシスト制御指令値と、舵角制御部で演算された第１の舵角制御指令値とでモータ電流指令値を生成し、前記モータ電流指令値によりモータを駆動して車両の操舵系をアシスト制御する電動パワーステアリング装置において、
操舵トルク及び前記切換指令に基づいて、舵角制御の位置速度制御で用いる速度指令徐変ゲイン及び速度制御徐変ゲインと、制御モードの切換時に用いる舵角制御出力徐変ゲイン及びアシスト制御出力徐変ゲインとを生成する切換判定／徐変ゲイン生成部を備え、
前記舵角制御部は、
舵角指令値を目標舵角として入力し、前記目標舵角及び実舵角の角度偏差に基づいて舵角速度指令値を出力する位置制御部と、前記舵角速度指令値を前記速度指令徐変ゲインに応じて徐変すると共に、上下限値を制限して出力する徐変制限部と、前記徐変制限部から出力される目標舵角速度を、実舵角速度及び前記速度制御徐変ゲインに基づいて処理する舵角速度制御部と、前記操舵トルクのハンドル制振を行うハンドル制振部と、前記舵角速度制御部から出力される速度制御電流値に前記ハンドル制振部から出力される制振信号を加算する加算部と、前記加算部から出力される前記加算された速度制御電流値を前記舵角制御出力徐変ゲインで徐変して第２の舵角制御指令値を出力する第１の徐変出力部と、前記アシスト制御部から出力される前記第１のアシスト制御指令値を前記アシスト制御出力徐変ゲインで徐変し、第２のアシスト制御指令値を出力する第２の徐変出力部を備え、
前記第２の舵角制御指令値及び前記第２のアシスト制御指令値に基づいて前記モータ電流指令値を生成し、
前記切換判定／徐変ゲイン生成部は手入力判定部を有し、
前記手入力判定部は、前記操舵トルクをフィルタ処理するＬＰＦと、前記ＬＰＦを経た操舵トルクの絶対値をトルク閾値と比較すると共に、出力信号として出力するトルク値比較部と、前記出力信号の全体を積分して前記積分出力値を出力する積分演算部と、前記積分演算部からの前記積分出力値と積分閾値を比較することにより、操舵トルク判定信号を出力する切換判定部とで構成され、
前記位置制御部が、前記目標舵角に含まれるハンドル振動周波数成分を除去するハンドル振動除去部と、前記ハンドル振動除去部からの第１の舵角信号及び前記実舵角の第１の角度偏差を求める減算部と、前記第１の角度偏差を比例処理して第２の角度偏差を求める比例部と、前記目標舵角の振動成分を低減するフィードフォワード（ＦＦ）フィルタと、前記第２の角度偏差及び前記ＦＦフィルタからの第２の舵角信号を加算して前記舵角速度指令値を出力する加算部とを備える、
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】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
前記舵角指令値を前記目標舵角に変換する前処理部が設けられており、前記前処理部は、前記舵角指令値の上下限値を制限するリミッタと、前記リミッタの出力を円滑化するレートリミッタとで構成されている請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記徐変制限部の前記上下限値が、前記速度指令徐変ゲインに応じて可変される請求項１又は６に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記積分出力値は、前記舵角制御モード中で、かつ、前記絶対値に変換した前記操舵トルクが前記トルク閾値に達した時に積算を開始し、前記積分出力値が前記積分閾値に達した時に、前記舵角制御モードを前記舵角制御モードに切り換える請求項１及び６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】
前記トルク値比較部が、前記舵角制御モード中で、かつ、前記操舵トルクが前記トルク閾値よりも小さいときに、前記積分演算部を初期化する過去値初期化信号を出力する機能を具備している請求項１及び６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。
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月21日(2019.11.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アシスト制御モードと舵角制御モードを切換指令により切り換える機能を有し、アシスト制御部で演算された第１のアシスト制御指令値と、舵角制御部で演算された第１の舵角制御指令値とでモータ電流指令値を生成し、前記モータ電流指令値によりモータを駆動して車両の操舵系をアシスト制御する電動パワーステアリング装置において、
操舵トルク及び前記切換指令に基づいて、舵角制御の位置速度制御で用いる速度指令徐変ゲイン及び速度制御徐変ゲインと、制御モードの切換時に用いる舵角制御出力徐変ゲイン及びアシスト制御出力徐変ゲインとを生成する切換判定／徐変ゲイン生成部を備え、
前記舵角制御部は、
舵角指令値を目標舵角として入力し、前記目標舵角及び実舵角の角度偏差に基づいて舵角速度指令値を出力する位置制御部と、前記舵角速度指令値を前記速度指令徐変ゲインに応じて徐変すると共に、上下限値を制限して出力する徐変制限部と、前記徐変制限部から出力される目標舵角速度と、実舵角速度とに基づいて決定される値を、前記速度制御徐変ゲインにより徐変して速度制御電流値を出力する舵角速度制御部と、前記操舵トルクのハンドル制振を行うハンドル制振部と、前記舵角速度制御部から出力される速度制御電流値に前記ハンドル制振部から出力される制振信号を加算する加算部と、前記加算部から出力される前記加算された速度制御電流値を前記舵角制御出力徐変ゲインで徐変して第２の舵角制御指令値を出力する第１の徐変出力部と、前記アシスト制御部から出力される前記第１のアシスト制御指令値を前記アシスト制御出力徐変ゲインで徐変し、第２のアシスト制御指令値を出力する第２の徐変出力部を備え、
前記第２の舵角制御指令値及び前記第２のアシスト制御指令値に基づいて前記モータ電流指令値を生成し、
前記切換判定／徐変ゲイン生成部は手入力判定部を有し、
前記手入力判定部は、前記操舵トルクをフィルタ処理するＬＰＦと、前記ＬＰＦを経た操舵トルクの絶対値をトルク閾値と比較すると共に、出力信号として出力するトルク値比較部と、前記出力信号の全体を積分して前記積分出力値を出力する積分演算部と、前記積分演算部からの前記積分出力値と積分閾値を比較することにより、操舵トルク判定信号を出力する切換判定部とで構成され、
前記位置制御部が、前記目標舵角に含まれるハンドル振動周波数成分を除去するハンドル振動除去部と、前記ハンドル振動除去部からの第１の舵角信号及び前記実舵角の第１の角度偏差を求める減算部と、前記第１の角度偏差を比例処理して第２の角度偏差を求める比例部と、前記目標舵角の振動成分を低減するフィードフォワード（ＦＦ）フィルタと、前記第２の角度偏差及び前記ＦＦフィルタからの第２の舵角信号を加算して前記舵角速度指令値を出力する加算部とを備える、
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】
前記舵角指令値を前記目標舵角に変換する前処理部が設けられており、前記前処理部は、前記舵角指令値の上下限値を制限するリミッタと、前記リミッタの出力を円滑化するレートリミッタとで構成されている請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記徐変制限部の前記上下限値が、前記速度指令徐変ゲインに応じて可変される請求項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】
前記積分出力値は、前記舵角制御モード中で、かつ、前記絶対値に変換した前記操舵トルクが前記トルク閾値に達した時に積算を開始し、前記積分出力値が前記積分閾値に達した時に、前記舵角制御モードを前記アシスト制御モードに切り換える請求項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】
前記トルク値比較部が、前記舵角制御モード中で、かつ、前記操舵トルクが前記トルク閾値よりも小さいときに、前記積分演算部を初期化する過去値初期化信号を出力する機能を具備している請求項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。
【国際調査報告】
2018230609.tif 000037
2018230609.tif 000038
2018230609.tif 000039
2018230609.tif 000040