(57)【要約】【課題】  ストロークエンド付近で安定した操舵感を得ることが可能なパワーステアリング装置の制御装置を提供すること。【解決手段】  本発明のパワーステアリング装置の制御装置では、ステアリングホイールの操舵操作に伴い転舵角がストッパ角に近づくとき、転舵角がストッパ角に近づく方向とは逆方向の操舵力であるストッパトルクを操舵トルク信号に基づき演算し、車両の運転状態およびストッパトルクに基づき電動モータを駆動することとした。【選択図】      図２
2018047725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールの操舵操作に伴い転舵輪を操舵させる操舵機構と、前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、を備えたパワーステアリング装置の制御装置であって、
前記転舵輪の転舵角を示す信号である舵角信号を受信する舵角信号受信部と、
前記操舵機構の操舵トルクを示す信号である操舵トルク信号を受信する操舵トルク信号受信部と、
前記転舵角のうち、一方側のストロークエンドから他方側のストロークエンドの範囲の中に設定された角度であるストッパ角を設定するストッパ角設定部と、
前記ステアリングホイールの操舵操作に伴い前記転舵角が前記ストッパ角に近づくとき、前記転舵角が前記ストッパ角に近づく方向とは逆方向の操舵力であるストッパトルクを前記操舵トルク信号に基づき演算するストッパトルク演算部と、
車両の運転状態および前記ストッパトルクに基づき前記電動モータを駆動するモータ指令信号を演算するモータ指令信号演算部と、
を有することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
前記ストッパ角設定部は、前記一方側のストロークエンドから前記他方側のストロークエンド方向へ所定量オフセットした位置を一方側のストッパ角として設定し、前記他方側のストロークエンドから前記一方側のストロークエンド方向へ所定量オフセットした位置を他方側のストッパ角として設定することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
前記ストッパトルク演算部は、ゲインにより前記ストッパトルクを補正するゲイン補正部を有し、
前記ゲインは、前記転舵角が一方側または他方側のストロークエンドに近づくほど、前記ストッパトルクが大きくなるように設定されていることを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
前記ゲインは、前記転舵角が前記一方側のストッパ角または前記他方側のストッパ角のとき、１となるように設定されていることを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
前記ゲインは、前記転舵角が前記一方側のストッパ角より前記一方側のストロークエンドに近いとき、または前記他方側のストッパ角より前記他方側のストロークエンドに近いとき、１より大きくなるように設定されていることを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
前記ゲインは、前記転舵角が前記一方側のストッパ角よりも前記一方側のストロークエンドに近いとき、前記転舵角が前記一方側のストロークエンドに近づくほど大きくなるように設定され、前記転舵角が前記他方側のストッパ角よりも前記他方側のストロークエンドに近いとき、前記転舵角が前記他方側のストロークエンドに近づくほど大きくなるように設定されていることを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項７】
請求項２に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
前記ストッパトルク演算部は、
前記転舵角が前記一方側のストッパ角よりも前記一方側のストロークエンドに近いとき、前記電動モータが前記一方側のストッパ角側へ戻る方向のトルクを発生するように前記ストッパトルクを演算し、
前記転舵角が前記他方側のストッパ角よりも前記他方側のストロークエンドに近いとき、前記電動モータが前記他方側のストッパ角側へ戻る方向のトルクを発生するように前記ストッパトルクを演算することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項８】
請求項２に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
前記モータ指令信号演算部は、車両速度が所定車速以上のとき、前記ストッパトルクに基づく前記モータ指令信号の演算を行わないことを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項９】
請求項１に記載のパワーステアリング装置の制御装置は、前記転舵角の目標角度である目標転舵角の信号受信する目標転舵角受信部を備え、
前記ストッパ角設定部は、前記目標転舵角を前記ストッパ角として設定することを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のパワーステアリング装置の制御装置において、
前記ストッパトルク演算部は、ゲインにより前記ストッパトルクを補正するゲイン補正部を有し、
前記ゲインは、前記転舵角が前記ストッパ角に近づくほど、前記ストッパトルクが大きくなるように設定されていることを特徴とするパワーステアリング装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングホイールの操舵力をアシストするパワーステアリング装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載の技術では、パワーステアリング装置において、機械的な最大操舵位置（以下、ストロークエンドと記載する。）まで操舵し、急激に操舵が止められることによる衝撃等を抑制するために、ストロークエンドに向けてアシストトルクを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１７４５６５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では舵角速度や車速からアシストトルク制御量を演算するため、制御中の操舵感に違和感を生じやすいという問題があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ストロークエンド付近で安定した操舵感を得ることが可能なパワーステアリング装置の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明のパワーステアリング装置の制御装置では、ステアリングホイールの操舵操作に伴い転舵角がストッパ角に近づくとき、転舵角がストッパ角に近づく方向とは逆方向の操舵力であるストッパトルクを操舵トルク信号に基づき演算し、車両の運転状態およびストッパトルクに基づき電動モータを駆動することとした。
【発明の効果】
【０００６】
すなわち、ストッパ角に近づく操舵操作を抑制するストッパトルクを、操舵操作のトルクである操舵トルクに基づいて演算するため、適切なストッパトルクを付与することができ、操舵フィーリングを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１のパワーステアリング装置を表す概略システム図である。
【図２】実施例１のパワーステアリング装置の制御構成を表す制御ブロック図である。
【図３】実施例１のストロークエンド制御において使用するゲインマップである。
【図４】実施例１の切り込み判断マップである。
【図５】実施例１のストロークエンド制御処理を表すフローチャートである。
【図６】実施例２のストロークエンド制御処理を表すフローチャートである。
【図７】実施例３のストロークエンド制御処理を表すフローチャートである。
【図８】実施例３ストロークエンド制御において使用するゲインマップである。
【図９】実施例４のストロークエンド制御処理を表すフローチャートである。
【図１０】実施例５の目標舵角と境界舵角との関係を表す特性図である。
【図１１】実施例５の走行レーンと自車両との関係を表す概略図である。
【図１２】実施例５のラックストローク制御を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施例１〕
図１は実施例１のパワーステアリング装置を表す概略システム図である。ステアリングホイール１には、ステアリングシャフト２が接続されている。ステアリングシャフト２のステアリングホイール１と反対側の端部にはトーションバー１１ａを介してピニオンシャフト２ｂが接続されている。ピニオンシャフト２ｂは、ピニオン２ａを有する。ピニオン２ａとラックバー４を収容するラック収装部４０との接続部位には、ピニオン２ａとラック歯４ａとが噛合うラック&ピニオン機構３を有する。これにより、ステアリングホイール１の回転方向運動を軸方向運動に変換し、転舵輪３０を転舵する。ラック収装部４０には、ラックバー４の軸力をアシストするパワーステアリング機構５を有する。パワーステアリング機構５は、電動モータ５ａと、電動モータ５ａのトルクを軸力に変換してラックバー４にアシスト力を付与するギヤ機構５ｂとを有する。
【０００９】
ステアリングシャフト２上には、運転者のステアリングホイール操舵操作量である転舵角θを検出する操舵角センサ１０を有する。ステアリングシャフト２とピニオンシャフト２ｂとの間には、トーションバー１１ａの捩れ量に基づいて運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサ１１を有する。電動モータ５ａには、電動モータ５ａの回転角を検出するモータ回転角センサ１３を有する。また、車速VSPを検出する車速センサ１２を有する。制御装置２０は、操舵角センサ１０、トルクセンサ１１、車速センサ１２、モータ回転角センサ１３からの信号を受信する受信部を有する。制御装置２０は、各種信号に基づいて電動モータ５ａの電流を制御し、最適なアシスト力を付与する。
【００１０】
図２は実施例１のパワーステアリング装置の制御構成を表す制御ブロック図である。
トルク演算部201では、トルクセンサ１１の検出信号に基づいて運転者の操舵トルクTsを演算する。アシスト演算部202では、操舵トルクTsに基づいて基準となるアシストトルクTasを演算し、加算部209に出力する。位相補償演算部203では、トルクセンサ１１に内蔵される低剛性のトーションバー１１ａにより生じる位相差を補償し、システムの振動を抑制する位相補償トルクTxを演算し、加算部209に出力する。操舵角演算部204では、操舵角センサ１０の検出信号に基づいて転舵輪３０の転舵角θsを演算する。操舵速度演算部205では、操舵角センサ１０の検出信号に基づいてステアリングホイール１の操舵速度Δθsを演算する。ダンピングトルク演算部206では、操舵速度Δθｓに基づいて車両の収斂性及び安定性を向上する粘性抵抗を付与するダンピングトルクTdを演算し、加算部209に出力する。
【００１１】
ソフトウェアラックストッパ設定部207は、操舵トルクTs、車速VSP及び転舵角θsを受信する信号受信部2071と、物理的なストロークエンドを設定するストロークエンド設定部207aと、設定されたストロークエンドを受信するストロークエンド信号受信部2072と、を有する。ストロークエンド設定部207aは、予め設定された物理的なストロークエンドに相当するストロークエンド基準値θrealend_defaultを記憶する基準値情報記憶部を有する。ソフトウェアラックストッパ設定部207は、操舵トルクTsと、車速VSPと、転舵角θsとに基づいて制御上のストロークエンドである右側ソフトウェアラックストッパθRendと、左側ソフトウェアラックストッパθLendとを演算する。尚、右側ソフトウェアラックストッパθRendと左側ソフトウェアラックストッパθLendの両方を、総称してソフトウェアラックストッパθendとも記載し、右側ストロークエンドθRrealendと左側ストロークエンドθLrealendの両方を、総称してストロークエンドθrealendとも記載する。
【００１２】
ストロークエンド制御部208は、ソフトウェアラックストッパθendと、車速VSPと、転舵角θsと、操舵トルクTsに基づいて、ストッパトルクTendを演算する。そして、ストッパトルクTendを、後述するアシスト相殺部208aと、加算部209に出力する。具体的には、操舵トルクTsにゲインを乗算し、符号を反転した値をTendとして出力する。
【００１３】
図３は実施例１のストロークエンド制御において使用するゲインマップである。横軸には転舵角θが設定され、縦軸にゲインが設定されている。横軸には、右側ストロークエンドθRrealendから所定乖離角θxだけ左側ソフトウェアラックストッパθLend側にオフセットした右側ソフトウェアラックストッパθRendが設定されている。更に、右側ソフトウェアラックストッパθRendから所定量θ１だけ左側ソフトウェアラックストッパθLend側にオフセットした右側制御開始値θRが設定されている。同様に、横軸には、左側ストロークエンドθLrealendから所定乖離角θxだけ右側ソフトウェアラックストッパθRend側にオフセットした左側ソフトウェアラックストッパθLendが設定されている。更に、左側ソフトウェアラックストッパθLendから所定量θ１だけ右側ソフトウェアラックストッパθRendにオフセットした左側制御開始値θLが設定されている。以下、右側制御開始値θR及び左側制御開始値θLを総称して制御開始値θstとも記載する。
【００１４】
転舵角θの中立位置は、θLとθRとの間に存在し、この範囲内ではゲインを０として特に制御は行わない。一方、転舵角θがθRを超えてθRendに近づくと、ゲインが１に向けて徐々に大きくなる。同様に、転舵角θがθLを超えてθLendに近づくと、ゲインが１に向けて徐々に大きくなる。大きなゲインが出力されると、ストッパトルクTendは、絶対値が大きな負値として出力され、最終的なアシストトルクが小さくなる。よって、ゲインが１のときは、操舵トルクTsを打ち消すトルクが電動モータ５ａから出力される。これにより、制御開始位置θstからソフトウェアラックストッパθendに向けてアシストトルクを低減する一方、ソフトウェアラックストッパθendから制御開始位置θstに向けてアシストトルクを通常のアシストトルクとなるように増大させる。
【００１５】
アシスト相殺部208aでは、ストッパトルクTendを加算する。すなわち、ストロークエンド制御が開始されると、操舵トルクTsにゲインを乗算し、符号を反転したTendが出力される。すると、ストッパトルクTendは、操舵トルクTsを打ち消すように作用するため、例えばゲインが１の場合、アシスト演算部202や位相補償演算部203に操舵トルクTsが入力されることはない。よって、アシストトルクTasや位相補償トルクTxが出力されることがなく、不要なアシストを防止できる。一方、加算部209にも、ストッパトルクTendが出力される。これにより、ストッパトルクTendは、運転者の筋力によって生じる操舵トルク（以下、マニュアルトルクTmanと記載する。）を打ち消すトルクとして作用するため、運転者に与える違和感を抑制しつつ、転舵角θsが、ソフトウェアラックストッパθendを越えないように制御できる。
【００１６】
モータトルク指令演算部210では、各種トルク指令から最終的に演算されたアシストトルクTに基づいて、電動モータ５ａに指令する電流値を決定し、電動モータ５ａに出力する。
【００１７】
図５は、実施例１のストロークエンド制御処理を表すフローチャートである。
ステップＳ１では、転舵角θｓが制御開始値θstを越えたか否かを判断し、越えた場合はステップＳ２に進み、それ以外の場合は本制御フローを終了する。
ステップＳ２では、切り込み状態か否かを判断し、切り込み状態のときはステップＳ４に進み、それ以外の場合はステップＳ３に進む。図４は、実施例１の切り込み判断マップである。横軸に操舵速度Δθsを取り、縦軸に操舵トルクTsを取ったマップのうち、操舵速度Δθs及び操舵トルクTsが共に正の領域、もしくは共に負の領域では、切り込み状態と判断する。
ステップＳ３では、ストロークエンド制御を解除する。これにより、ストロークエンドrealendから離間する操作が行われたときは、速やかに通常のアシスト制御が実行されるため、運転者に違和感を与えることがない。
ステップＳ４では、ストロークエンド制御処理を実行する。具体的には、アシストトルク等の演算に使用する操舵トルクTsを相殺するとともに、操舵トルクTsに応じた反力トルクを電動モータ５ａにより付与する。これにより、不要なアシストトルクTas等を与えず、かつ、マニュアルトルクTmanを打ち消すことができる。
【００１８】
〔実施例１の効果〕
以下、実施例１にあっては、下記の作用効果が得られる。
（１）ステアリングホイール１の操舵操作に伴い転舵輪３０を操舵させるラック＆ピニオン機構３（操舵機構）と、ラック＆ピニオン機構３に操舵力を付与する電動モータ５ａと、を備えたパワーステアリング装置の制御装置であって、転舵輪３０の転舵角θsを示す信号である舵角信号を受信する信号受信部2071（舵角信号受信部）と、ラック＆ピニオン機構３の操舵トルクTsを示す信号である操舵トルク信号を受信する信号受信部2071（操舵トルク信号受信部）と、転舵角θsのうち、一方側のストロークエンドから他方側のストロークエンドの範囲の中に設定された角度であるソフトウェアラックストッパθend（ストッパ角）を設定するソフトウェアラックストッパ設定部207（ストッパ角設定部）と、ステアリングホイール１の操舵操作に伴い転舵角θsがソフトウェアラックストッパθendに近づくとき、転舵角θsがソフトウェアラックストッパθendに近づく方向とは逆方向の操舵力であるストッパトルクTendを操舵トルクTsに基づき演算するストロークエンド制御部208（ストッパトルク演算部）と、車両の運転状態およびストッパトルクTendに基づき電動モータ５ａを駆動するモータ指令信号を演算するモータトルク指令演算部210（モータ指令信号演算部）と、を有する。
よって、ソフトウェアラックストッパθendに近づく操舵操作を抑制するストッパトルクTendを、操舵操作のトルクである操舵トルクTsに基づき演算するため、適切なストッパトルクTendを付与することができ、操舵フィーリングを向上させることができる。
尚、信号受信部2071は、操舵角センサ１０から直接舵角情報を受信するものであってもよいし、モータ回転角信号から舵角を演算で推定するものであってもよい。また、信号受信部2071は、制御装置２０がトルクセンサ１１から操舵トルク信号を受信する部分であってもよいし、制御装置２０内で操舵トルク信号を受信する部分であってもよい。また、ソフトウェアラックストッパ設定部207は、運転中にストッパ角を設定するものであってもよいし、所定角を記憶するメモリ等であってもよい。
【００１９】
（２）ソフトウェアラックストッパ設定部207は、一方側のストロークエンドθrealendから他方側のストロークエンド方向へ所定乖離角θxだけオフセットした位置を一方側のソフトウェアラックストッパθendとして設定し、他方側のストロークエンドθrealendから一方側のストロークエンド方向へ所定乖離角θxだけオフセットした位置を他方側のソフトウェアラックストッパθendとして設定する。
よって、ストロークエンド方向への操舵操作に対し、ストロークエンド付近で操舵操作を抑制する方向の操舵力を付与することにより、ストロークエンドにおける衝撃を抑制することができる。
（３）ストロークエンド制御部208は、ゲインによりストッパトルクTendを補正するゲイン補正部を有し、ゲインは、転舵角θsが一方側または他方側のストロークエンドθrealendに近づくほど、ストッパトルクTendが大きくなるように設定されている。
よって、ストロークエンドθrealendに近づくほど徐々にストッパトルクTendを増大させることで、操舵違和感を抑制することができる。
（４）ゲインは、転舵角θsが一方側のソフトウェアラックストッパθendまたは他方側のソフトウェアラックストッパθendのとき、１となるように設定されている。
よって、ソフトウェアラックストッパθendのとき、操舵力と釣り合うようにストッパトルクTendを付与することで、更に切り込み操作が行われ、ストロークエンドθrealendで衝撃が発生することを抑制することができる。
【００２０】
〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図６は、実施例２のストロークエンド制御処理を表すフローチャートである。実施例２では、ステップＳ２１において、車速VSPが所定車速VSP1未満か否かを判断し、所定車速VSP1未満のときは、ステップＳ４に進んでストロークエンド制御処理を実施し、所定車速VSP1以上のときは、ステップＳ３に進んでストロークエンド制御処理を解除する。ここで、所定車速VSP1は、駐車場での車庫入れ操作等に伴う車速であり、仮に操舵操作を抑制したとしても車両挙動に大きな影響を与えない程度の車速である。言い換えると、車速VSPが所定車速VSP1以上のときは、ストッパトルクTendに基づくストロークエンド制御処理を行わない。よって、所定車速VSP1以上のとき、装置の異常により、転舵角θsがストロークエンド付近ではないにも関わらず操舵操作が抑制されるとことを回避できる。
【００２１】
〔実施例３〕
次に、実施例３について説明する。基本的な構成は実施例２と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図７は、実施例３のストロークエンド制御処理を表すフローチャートである。実施例３では、ステップＳ２２において、転舵角θsがソフトウェアラックストッパθendより大きいか否かを判断し、転舵角θsがソフトウェアラックストッパθend以下のときはステップＳ４１に進み、第１ストロークエンド制御として、実施例１，２のステップＳ４と同様のストロークエンド制御を実施する。一方、転舵角θsがソフトウェアラックストッパθendより大きいときは、ステップＳ４２に進んで、第２ストロークエンド制御を実施する。図８は、実施例３ストロークエンド制御において使用するゲインマップである。実施例１，２では、転舵角θsがソフトウェアラックストッパθendより大きいときは、ゲインを１に固定していた。これに対し、実施例３の第２ストロークエンド制御では、第１ストロークエンド制御で使用するゲインの勾配よりも大きな勾配が設定され、かつ、１より大きなゲインが設定されている。
【００２２】
よって、ソフトウェアラックストッパθendからストロークエンドθrealendに向けて、運転者が更にステアリングホイール１を切り込むと、更に大きなゲインが設定され、ソフトウェアラックストッパθendに向けてステアリングホイール１を戻すようなトルクが電動モータ５ａにより付与される。
【００２３】
以上説明したように、実施例３にあっては、下記の作用効果が得られる。
（５）ゲインは、転舵角θsが一方側のソフトウェアラックストッパθendより一方側のストロークエンドθrealendに近いとき、または他方側のソフトウェアラックストッパθendより他方側のストロークエンドθrealendに近いとき、１より大きくなるように設定されている。
よって、ストロークエンドθrealendでの衝撃の発生を抑制することができる。また、ストロークエンドθrealendに到達した状態で、更に切り込み操作されるとき、トルクセンサ１１の検出範囲を超えてしまい、操舵トルク信号に応じたストッパトルクが適切に演算できなくなる虞があるが、この状態において、ゲインを1より大きく設定しておくことにより、過大な操舵トルクに対して適切なストッパトルクを付与することができる。
（６）ゲインは、転舵角θsが一方側のソフトウェアラックストッパθendよりも一方側のストロークエンドθrealendに近いとき、転舵角θsが一方側のストロークエンドθrealendに近づくほど大きくなるように設定され、転舵角θsが他方側のソフトウェアラックストッパθendよりも他方側のストロークエンドθrealendに近いとき、転舵角θsが他方側のストロークエンドθrealendに近づくほど大きくなるように設定されている。
よって、転舵角θsをより積極的にソフトウェアラックストッパθend側へ戻すことができる。
【００２４】
〔実施例４〕
次に、実施例４について説明する。基本的な構成は実施例３と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図９は、実施例４のストロークエンド制御処理を表すフローチャートである。実施例３では、転舵角θsがソフトウェアラックストッパθendより大きいときは、１より大きなゲインを設定した。これに対し、実施例４では、転舵角θsがソフトウェアラックストッパθendより大きいときは、目標舵角としてソフトウェアラックストッパθendを設定し、転舵角θsが目標舵角となるようにPID制御を行うものである。
【００２５】
ステップＳ５では、転舵角PID制御を実施する。ここで、PID制御とは、目標舵角と転舵角θsとの偏差Δθに対し、比例ゲインKp,積分ゲインKi,微分ゲインKdを用いて、以下の関係式に基づくストッパトルクTend(pid)を算出する。
Tend(PID)＝Kp×Δθ＋Ki×（∫Δθdt）＋Kd×（d(Δθ)/dt）
ステップＳ６では、転舵角θsがソフトウェアラックストッパθendより大きく、かつ、切り込み状態か否かを判断し、両条件が成立しているときはステップＳ５を繰り返し、いずれかの条件が不成立のときは、ストロークエンド制御を解除する。
【００２６】
以上説明したように、実施例４にあっては、下記の作用効果が得られる。
（７）ストロークエンド制御部208は、転舵角θsが一方側のソフトウェアラックストッパθendよりも一方側のストロークエンドθrealendに近いとき、電動モータ５ａが一方側のソフトウェアラックストッパθend側へ戻る方向のトルクを発生するようにストッパトルクTendを演算し、転舵角θsが他方側のソフトウェアラックストッパθendよりも他方側のストロークエンドθrealendに近いとき、電動モータ５ａが他方側のソフトウェアラックストッパθend側へ戻る方向のトルクを発生するようにストッパトルクTendを演算する。
よって、転舵角θsをより積極的にソフトウェアラックストッパθend側へ戻すことができる。
【００２７】
〔実施例５〕
次に、実施例５について説明する。実施例４では、ストロークエンド制御をストロークエンドθrealend付近で適用するにあたり、目標舵角をソフトウェアラックストッパθendに設定した。これに対し、実施例５では、車両が走行レーンを走行中に、レーン内を維持して走行可能なLDP制御（Lane Departue Prevention Control）に、本発明を適用した。図１０は、実施例５の目標舵角と境界舵角との関係を表す特性図、図１１は、実施例５の走行レーンと自車両との関係を表す概略図である。図１１に示すように、ある走行レーンを走行中、LDP制御が起動すると、レーン幅内に目標レーン幅が設定され、この目標レーン幅内を車両が走行するように目標舵角が演算され、転舵角θsが目標舵角となるように制御される。具体的には、目標レーン幅の中央を目標レーンに沿って走行する際の転舵角を目標舵角とする。このとき、制御開始値θst（＝θL，θR）は、左右共に目標舵角として設定する。次に、目標舵角から所定量θを加算した値を右側のソフトウェアラックストッパθRendに相当する右側境界舵角とし、目標舵角から所定量θを減算した値を左側のソフトウェアラックストッパθLendに相当する左側境界舵角とする。これにより、操舵トルクTsによって、転舵角θsが目標舵角から左右のいずれかにずれた場合には、操舵トルクTsにゲインを乗算したストッパトルクTendが算出され、転舵角θsが目標舵角となるように制御する。以下、この制御を、ラックストローク制御という。
【００２８】
図１２は、実施例５のラックストローク制御を表すフローチャートである。
ステップＳ１０１では、転舵角θsが目標舵角である制御開始値θstと一致しているか否かを判断し、一致しているときはステップＳ１０２に進んでラックストローク制御を解除する。一方、不一致のときは、ステップＳ１０３に進む。
ステップＳ１０３では、切り込み状態か否かを判断し、切り込み状態のときはステップＳ１０４に進み、それ以外の場合はステップＳ１０２に進んでラックストローク制御を解除する。
【００２９】
ステップＳ１０４では、操舵トルクTsが所定トルクTs1以上か否かを判断し、所定トルクTs1以上のときはステップＳ１０５に進み、所定トルクTs1未満のときはステップＳ１０２に進んでラックストローク制御を解除する。所定トルクTs1とは、運転者がステアリングホイール１に設定された遊びの範囲を越えて、ある程度操舵トルクTsを発生した場合を表す。例えば、ゆっくりと操舵している状態で、不意に大きな操舵トルクTsが入力され、走行レーンから外れてしまうような場面に対し、LDP制御による介入を行うものである。
ステップＳ１０５では、ラックストローク制御を実施する。ラックストローク制御は、ストロークエンド制御と同様の制御であり、目標舵角をθstとし、ソフトウェアラックストッパθendに境界舵角を設定して制御する。尚、転舵角θsが境界舵角θendを越えたときは、ゲインによる制御に代えてPID制御を実施し、より積極的に境界舵角θendの範囲内となるように電動モータ５ａを作動させてもよい。
ステップＳ１０６では、転舵角θsが目標舵角θstと不一致である、かつ、切り込み状態か否かを判断し、両条件が成立しているときはステップＳ１０５を繰り返し、いずれかの条件が不成立のときは、ラックストローク制御を解除する。
これにより、転舵角θsを走行レーンに沿って安定的に制御することができる。
【００３０】
尚、実施例４では、LDP制御に適用した例を示したが、LDP制御に限らず、自動運転制御において、目標舵角となるように制御する際、運転者からの操舵トルクTsの入力を効果的に制限するために、本制御を適用してもよい。また、実施例５では、目標舵角をθstとして設定したが、境界舵角をθstに設定し、境界舵角を越えたときに、ゲインによる操舵トルクTsの相殺を行ってもよい。また、ブレーキ制御装置を備え、車両挙動制御や車両横滑り防止制御を行っているときに、運転者の操舵ミスに伴う不意な操舵を回避するために、本発明を適用し、操舵トルクTsを相殺するようにしてもよい。
【００３１】
以上説明した実施形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。
パワーステアリング装置の制御装置は、ステアリングホイールの操舵操作に伴い転舵輪を操舵させる操舵機構と、前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、を備えたパワーステアリング装置の制御装置であって、前記転舵輪の転舵角を示す信号である舵角信号を受信する舵角信号受信部と、前記操舵機構の操舵トルクを示す信号である操舵トルク信号を受信する操舵トルク信号受信部と、前記転舵角のうち、一方側のストロークエンドから他方側のストロークエンドの範囲の中に設定された角度であるストッパ角を設定するストッパ角設定部と、前記ステアリングホイールの操舵操作に伴い前記転舵角が前記ストッパ角に近づくとき、前記転舵角が前記ストッパ角に近づく方向とは逆方向の操舵力であるストッパトルクを前記操舵トルク信号に基づき演算するストッパトルク演算部と、車両の運転状態および前記ストッパトルクに基づき前記電動モータを駆動するモータ指令信号を演算するモータ指令信号演算部と、を有する。
より好ましい態様では、上記態様において、前記ストッパ角設定部は、前記一方側のストロークエンドから前記他方側のストロークエンド方向へ所定量オフセットした位置を一方側のストッパ角として設定し、前記他方側のストロークエンドから前記一方側のストロークエンド方向へ所定量オフセットした位置を他方側のストッパ角として設定する。
別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ストッパトルク演算部は、ゲインにより前記ストッパトルクを補正するゲイン補正部を有し、前記ゲインは、前記転舵角が一方側または他方側のストロークエンドに近づくほど、前記ストッパトルクが大きくなるように設定されている。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ゲインは、前記転舵角が前記一方側のストッパ角または前記他方側のストッパ角のとき、１となるように設定されている。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ゲインは、前記転舵角が前記一方側のストッパ角より前記一方側のストロークエンドに近いとき、または前記他方側のストッパ角より前記他方側のストロークエンドに近いとき、１より大きくなるように設定されている。
【００３２】
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ゲインは、前記転舵角が前記一方側のストッパ角よりも前記一方側のストロークエンドに近いとき、前記転舵角が前記一方側のストロークエンドに近づくほど大きくなるように設定され、前記転舵角が前記他方側のストッパ角よりも前記他方側のストロークエンドに近いとき、前記転舵角が前記他方側のストロークエンドに近づくほど大きくなるように設定されている。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ストッパトルク演算部は、前記転舵角が前記一方側のストッパ角よりも前記一方側のストロークエンドに近いとき、前記電動モータが前記一方側のストッパ角側へ戻る方向のトルクを発生するように前記ストッパトルクを演算し、前記転舵角が前記他方側のストッパ角よりも前記他方側のストロークエンドに近いとき、前記電動モータが前記他方側のストッパ角側へ戻る方向のトルクを発生するように前記ストッパトルクを演算する。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記モータ指令信号演算部は、車両速度が所定車速以上のとき、前記ストッパトルクに基づく前記モータ指令信号の演算を行わない。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、パワーステアリング装置の制御装置は、前記転舵角の目標角度である目標転舵角の信号受信する目標転舵角受信部を備え、前記ストッパ角設定部は、前記目標転舵角を前記ストッパ角として設定する。
更に別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ストッパトルク演算部は、ゲインにより前記ストッパトルクを補正するゲイン補正部を有し、前記ゲインは、前記転舵角が前記ストッパ角に近づくほど、前記ストッパトルクが大きくなるように設定されている。
【符号の説明】
【００３３】
１    ステアリングホイール
２    ステアリングシャフト
２ａ    ピニオン
２ｂ    ピニオンシャフト
３    ラック&ピニオン機構
４    ラックバー
４ａ    ラック歯
５    パワーステアリング機構
５ａ    電動モータ
１０    操舵角センサ
１１    トルクセンサ
１１ａ    トーションバー
１２    車速センサ
１３    モータ回転角センサ
２０    制御装置
３０    転舵輪
４０    ラック収装部
207    ソフトウェアラックストッパ設定部
207a    ストロークエンド設定部
208    ストロークエンド制御部
209    加算部
210    モータトルク指令演算部
2071    信号受信部
2072    ストロークエンド信号受信部
【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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