(57)【要約】【課題】サーボ制御器が出力するベースアシスト量に補正制御量が加算されたアシストトルク指令を、電流制限値に対応するトルク制限値に近づけるステアリング制御装置を提供する。【解決手段】サーボ制御器４０は、操舵トルクＴｓを目標操舵トルクＴｓ*に追従させるようにベースアシスト量Ｔｂ*を演算する。「補正制御演算部」としての収斂制御演算部５１は、操舵状態量である操舵速度ωに応じて補正制御量Ｔｃｍｐを演算する。トルク換算器６４は、電流制限値Ｉｌｉｍをトルクに換算したトルク制限値±Ｔｌｉｍをサーボ制限値演算部５５１に出力する。サーボ制限値演算部５５１は、操舵速度ω又は補正制御量Ｔｃｍｐについての少なくとも一部の領域において、サーボ制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ＿ｓｖ｜がトルク制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ｜よりも大きい値となるように、サーボ制御器４０の出力に対する制限値であるサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖを演算する。【選択図】  図２
2018177026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵トルク（Ｔｓ）に対するアシストトルクをモータ（８０）に出力させるように前記モータの通電を制御するステアリング制御装置であって、
操舵トルクの目標値である目標操舵トルク（Ｔｓ*）を演算する目標操舵トルク演算部（３０）と、
操舵トルクを前記目標操舵トルクに追従させるようにベースアシスト量（Ｔｂ*）を演算するサーボ制御器（４０）と、
操舵方向に応じて正負が定義される前記サーボ制御器の出力に対する制限値であるサーボ制限値（±Ｔｌｉｍ＿ｓｖ）を演算するサーボ制限値演算部（５５１−５５４）と、
操舵状態が反映された物理量である操舵状態量に応じて補正制御量（Ｔｃｍｐ）を演算する補正制御演算部（５１、５４）と、
前記ベースアシスト量に前記補正制御量が加算されたアシストトルク指令（Ｔａ*）に基づいて、前記モータに通電する電流指令値（Ｉｍ*）を演算する電流指令値演算部（６０）と、
前記電流指令値に対する電流制限値（Ｉｌｉｍ）を演算する電流制限値演算部（６３）と、
前記電流制限値をトルクに換算したトルク制限値（±Ｔｌｉｍ）を前記サーボ制限値演算部に出力するトルク換算器（６４）と、
を備え、
前記サーボ制限値演算部は、
前記サーボ制限値を前記トルク制限値に基づいて決定するとともに、前記操舵状態量又は前記補正制御量についての少なくとも一部の領域において、前記サーボ制限値の絶対値が前記トルク制限値の絶対値よりも大きい値となるように前記サーボ制限値を演算するステアリング制御装置。
【請求項２】
前記少なくとも一部の領域における前記サーボ制限値の絶対値と前記トルク制限値の絶対値との差分は、前記補正制御量の加算による前記ベースアシスト量の絶対値の低下分を補償する量である請求項１に記載のステアリング御装置。
【請求項３】
前記サーボ制限値演算部は、前記操舵状態量又は前記補正制御量についての全領域において、前記トルク制限値の絶対値に正の拡大値（ａ）を加えた値を前記サーボ制限値の絶対値とする請求項１または２に記載のステアリング制御装置。
【請求項４】
前記サーボ制限値演算部は、前記トルク制限値及び前記補正制御量に基づいて前記サーボ制限値を演算する請求項１または２に記載のステアリング制御装置。
【請求項５】
前記サーボ制限値演算部は、
前記サーボ制限値の絶対値を前記トルク制限値の絶対値以上、且つ、前記トルク制限値の絶対値に正の拡大値（ａ）を加えた値以下に設定する請求項４に記載のステアリング制御装置。
【請求項６】
前記サーボ制限値演算部は、
前記サーボ制限値の上限値について前記補正制御量が負の値のとき、及び、前記サーボ制限値の下限値について前記補正制御量が正の値のとき、前記トルク制限値から前記補正制御量を減じた値を前記サーボ制限値とする請求項５に記載のステアリング制御装置。
【請求項７】
前記サーボ制限値演算部は、前記トルク制限値、及び、前記操舵状態量である操舵速度（ω）又は操舵角（θ）に基づいて前記サーボ制限値を演算する請求項１または２に記載のステアリング制御装置。
【請求項８】
前記サーボ制限値演算部は、
前記サーボ制限値の絶対値を前記トルク制限値の絶対値以上、且つ、前記トルク制限値の絶対値に正の拡大値（ａ）を加えた値以下に設定し、さらに、
操舵速度又は操舵角の絶対値に正の係数を乗じた値を前記トルク制限値の絶対値に加えた値を前記サーボ制限値の絶対値とする請求項７に記載のステアリング制御装置。
【請求項９】
前記補正制御演算部（５１）は、前記操舵状態量である操舵速度（ω）、及び車速に応じてアシストトルクを減衰させる収斂制御により前記補正制御量を演算する請求項１〜８のいずれか一項に記載のステアリング制御装置。
【請求項１０】
前記補正制御演算部（５４）は、前記操舵状態量である操舵角（θ）、及び車速に応じてハンドルを中立位置に向けさせるアクティブリターン制御により前記補正制御量を演算する請求項１〜８のいずれか一項に記載のステアリング制御装置。
【請求項１１】
前記サーボ制御器において、操舵トルクと前記目標操舵トルクとの偏差を積分する積分器の出力の前回値、又は、前記サーボ制御器の出力の前回値を積分した値が前記サーボ制限値により制限される請求項１〜１０のいずれか一項に記載のステアリング御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、操舵トルク（Ｔｓ）を目標操舵トルク（Ｔｓ*）に追従させるサーボ演算によりベースアシスト量（Ｔｂ*）を演算するステアリング制御装置において、サーボ制御器の出力を制限するものが知られている。例えば特許文献１に開示されたステアリング制御装置は、出力制限後のアシストコントローラ（すなわち、サーボ制御器）の出力の前回値を用いてベースアシスト量を演算することにより、積分演算におけるリセットワインドアップの抑制を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３７３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
サーボ制御器の出力制限値として、例えばモータの電流制限値が換算されたトルク制限値が用いられる。また、特許文献１のステアリング制御装置では、サーボ制御器が出力するベースアシスト量に補正制御量が加算されたアシストトルク指令に基づいて、モータの通電が制御される。このとき、例えば収斂制御による補正制御量がベースアシスト量に加算されると、アシストトルク指令は、トルク制限値よりも更に低い値に抑えられる。
つまり、アシストトルク指令が電流制限値に対応するトルク制限値に到達しないため、モータは、電流制限値の範囲内で最大限にアシストトルクを発生させることができない。その結果、切込み操舵において、モータは、ベースアシスト量より低いトルクで動作することとなり、操舵が阻害されるおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、サーボ制御器が出力するベースアシスト量に補正制御量が加算されたアシストトルク指令を、電流制限値に対応するトルク制限値に近づけるステアリング制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、操舵トルク（Ｔｓ）に対するアシストトルクをモータ（８０）に出力させるようにモータの通電を制御するステアリング制御装置に係る発明である。
このステアリング制御装置は、目標操舵トルク演算部（３０）、サーボ制御器（４０）、サーボ制限値演算部（５５１−５５４）、補正制御演算部（５１、５４）、電流指令値演算部（６０）、電流制限値演算部（６３）、トルク換算器（６４）等を備える。
【０００７】
目標操舵トルク演算部は、操舵トルクの目標値である目標操舵トルク（Ｔｓ*）を演算する。サーボ制御器は、操舵トルクを目標操舵トルクに追従させるようにベースアシスト量（Ｔｂ*）を演算する。
サーボ制限値演算部は、操舵方向に応じて正負が定義されるサーボ制御器の出力に対する制限値であるサーボ制限値（±Ｔｌｉｍ＿ｓｖ）を演算する。
好ましくは、サーボ制御器において、操舵トルクと目標操舵トルクとの偏差を積分する積分器の出力の前回値、又は、サーボ制御器の出力の前回値を積分した値がサーボ制限値により制限される。
【０００８】
補正制御演算部は、操舵状態が反映された物理量である操舵状態量に応じて補正制御量（Ｔｃｍｐ）を演算する。操舵状態量には操舵速度（ω）や操舵角（θ）等が含まれる。補正制御演算部は、操舵速度及び車速に応じてアシストトルクを減衰させる収斂制御や、操舵角及び車速に応じてハンドルを中立位置に向けさせるアクティブリターン制御により補正制御量を演算する。
【０００９】
電流指令値演算部は、ベースアシスト量に補正制御量が加算されたアシストトルク指令（Ｔａ*）に基づいて、モータに通電する電流指令値（Ｉｍ*）を演算する。
電流制限値演算部は、電流指令値に対する電流制限値（Ｉｌｉｍ）を演算する。
トルク換算器は、電流制限値をトルクに換算したトルク制限値（±Ｔｌｉｍ）をサーボ制限値演算部に出力する。
【００１０】
サーボ制限値演算部は、サーボ制限値をトルク制限値に基づいて決定するとともに、操舵状態量又は補正制御量についての少なくとも一部の領域において、サーボ制限値の絶対値がトルク制限値の絶対値よりも大きい値となるようにサーボ制限値を演算する。
つまり、サーボ制限値演算部は、補正制御量の加算によりベースアシスト量の絶対値が低下することを見越してサーボ制限値の絶対値をトルク制限値の絶対値より大きく設定することで、アシストトルク指令をトルク制限値に近づけることができる。また、上記の少なくとも一部の領域におけるサーボ制限値の絶対値とトルク制限値の絶対値との差分は、補正制御量の加算によるベースアシスト量の絶対値の低下分を補償する量であることが好ましい。これにより、アシストトルク指令をトルク制限値に到達させることができる。
【００１１】
サーボ制限値演算部は、操舵状態量又は補正制御量についての全領域において、例えばトルク制限値の絶対値に一律に正の拡大値（ａ）を加えた値をサーボ制限値の絶対値としてもよい。或いは、サーボ制限値演算部は、操舵状態量又は補正制御量についての一部の領域において、サーボ制限値の絶対値をトルク制限値の絶対値よりも大きい値とし、それ以外の領域で、サーボ制限値の絶対値をトルク制限値の絶対値以下の値としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】電動パワーステアリングシステムの概略模式図。
【図２】第１実施形態によるＥＣＵ（ステアリング制御装置）の構成図。
【図３】第１実施形態によるサーボ制御器の制御ブロック図。
【図４】第１実施形態による実車での各演算値データを示す図。
【図５】第２実施形態での第１実施形態からの改良着眼点を示す説明図。
【図６】第２実施形態によるＥＣＵ（ステアリング制御装置）の構成図。
【図７】第２実施形態での補正制御量とサーボ制限値との関係を示す図。
【図８】第２実施形態によるサーボ制御器の出力制限を説明する説明図。
【図９】第２実施形態による実車での各演算値データを示す図。
【図１０】比較例、第１、第２実施形態の操舵特性を表すリサージュ波形図。
【図１１】第３実施形態によるＥＣＵ（ステアリング制御装置）の構成図。
【図１２】第３実施形態での操舵速度とサーボ制限値との関係を示す図。
【図１３】第３実施形態による実車での各演算値データを示す図。
【図１４】第４実施形態によるＥＣＵ（ステアリング制御装置）の構成図。
【図１５】アクティブリターン制御において（ａ）操舵角、（ｂ）車速と補正制御量との関係を規定するマップ。
【図１６】比較例のＥＣＵ（ステアリング制御装置）の構成図。
【図１７】比較例でのベースアシスト量、補正制御量（収斂制御量）、アシストトルク指令の例を示す図。
【図１８】高負荷連続操舵時の電流制限値の変化を示す図。
【図１９】比較例による実車での各演算値データを示す図。
【図２０】他の実施形態によるサーボ制御器の制御ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、ステアリング制御装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。各実施形態において、「ステアリング制御装置」としてのＥＣＵは、車両の電動パワーステアリングシステムに適用され、操舵アシストトルクを発生させるモータにアシストトルク指令を出力する。複数の実施形態で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。また、以下の第１〜第４実施形態を包括して「本実施形態」という。
【００１４】
［電動パワーステアリングシステムの構成］
図１に示すように、電動パワーステアリングシステム１は、モータ８０の駆動トルクにより、ドライバによるハンドル９１の操作をアシストするシステムである。
ステアリングシャフト９２の一端にはハンドル９１が固定されており、ステアリングシャフト９２の他端側にはインターミディエイトシャフト９３が設けられている。ステアリングシャフト９２とインターミディエイトシャフト９３とは、トルクセンサ９４のトーションバーにより接続されており、これらにより操舵軸９５が構成される。トルクセンサ９４は、トーションバーの捩れ角に基づいて操舵トルクＴｓを検出する。
【００１５】
インターミディエイトシャフト９３のトルクセンサ９４と反対側の端部には、ピニオンギア９６１及びラック９６２を含むギアボックス９６が設けられている。ドライバがハンドル９１を回すと、インターミディエイトシャフト９３とともにピニオンギア９６１が回転し、ピニオンギア９６１の回転に伴って、ラック９６２が左右に移動する。
ラック９６２の両端に設けられたタイロッド９７は、ナックルアーム９８を介してタイヤ９９と接続されている。タイロッド９７が左右に往復運動し、ナックルアーム９８を引っ張ったり押したりすることで、タイヤ９９の向きが変わる。
【００１６】
モータ８０は、例えば３相交流ブラシレスモータであり、ＥＣＵ１０から出力された駆動電圧Ｖｄに応じて、ハンドル９１の操舵力をアシストするアシストトルクを出力する。３相交流モータの場合、駆動電圧Ｖｄは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相電圧を意味する。
モータ８０の回転は、ウォームギア８６及びウォームホイール８７等により構成される減速機構８５を経由して、インターミディエイトシャフト９３に伝達される。また、ハンドル９１の操舵や、路面からの反力によるインターミディエイトシャフト９３の回転は、減速機構８５を経由してモータ８０に伝達される。
【００１７】
なお、図１に示す電動パワーステアリングシステム１は、モータ８０の回転が操舵軸９５に伝達されるコラムアシスト式であるが、本実施形態のＥＣＵ１０は、ラックアシスト式の電動パワーステアリングシステム、或いは、ハンドルと操舵輪とが機械的に切り離されたステアバイワイヤシステムにも同様に適用可能である。また、他の実施形態では、操舵アシストモータとして、３相以外の多相交流モータや、ブラシ付ＤＣモータが用いられてもよい。
【００１８】
ここで、ハンドル９１からタイヤ９９に至る、ハンドル９１の操舵力が伝達される機構全体を「操舵系メカ１００」という。図１及び図２に示すように、ＥＣＵ１０は、モータ８０が操舵系メカ１００に出力する駆動トルクを制御することにより、操舵系メカ１００が発生する操舵トルクＴｓを制御する。また、ＥＣＵ１０は、操舵系メカ１００から操舵状態が反映された物理量である「操舵状態量」、及び操舵トルクＴｓの情報を取得する。
【００１９】
操舵状態量には操舵角θや操舵速度ω等が含まれる。操舵角θは、例えばハンドル９１又はモータ８０の回転を検出するセンサから取得される。操舵速度ωは、操舵角θを微分して算出されてもよいし、モータ８０の電流及び電圧から求めた誘起電圧を逆起電圧定数で除して算出された推定角速度が用いられてもよい。さらに、ＥＣＵ１０は、車両の所定の部位に設けられた車速センサ７１が検出した車速Ｖを取得する。
【００２０】
ＥＣＵ１０は、図示しない車載バッテリからの電力によって動作し、操舵状態量である操舵角θや操舵速度ω、操舵トルクＴｓ、車速Ｖ等の情報に基づき、アシストトルク指令Ｔａ*を演算する。そして、ＥＣＵ１０は、アシストトルク指令Ｔａ*に基づいて演算した駆動電圧Ｖｄをモータ８０へ印加することにより、制御対象である操舵系メカ１００に操舵トルクＴｓを発生させる。
なお、ＥＣＵ１０における各種演算処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。
【００２１】
［ＥＣＵの構成及び作用効果］
次に、各実施形態のＥＣＵ１０の具体的な構成及び作用効果について、順に説明する。各実施形態のＥＣＵの符号として、「１０」に続く３桁目に実施形態の番号を付す。
第１〜第３実施形態のＥＣＵ１０１、１０２、１０３は、「補正制御演算部」として収斂制御演算部５１を備え、第４実施形態のＥＣＵ１０４は、「補正制御演算部」としてアクティブリターン制御演算部５４を備える。収斂制御では、操舵状態量として操舵速度ωが用いられ、アクティブリターン制御では、操舵状態量として操舵角θが用いられる。
また、各実施形態のＥＣＵ１０は、サーボ制御器４０の出力制限値を演算するサーボ制限値演算部の構成が異なる。各実施形態のサーボ制限値演算部の符号として、「５５」に続く３桁目に実施形態の番号を付す。
【００２２】
（第１実施形態）
第１実施形態について、図２〜図４を参照して説明する。
図２に示すように、第１実施形態のＥＣＵ１０１は、ベースアシスト量演算部２００、収斂制御演算部５１、電流指令値演算部６０、電流制限値演算部６３、トルク換算器６４、電流フィードバック部７０、及び、サーボ制限値演算部５５１等を備える。
ベースアシスト量演算部２００は、推定負荷演算部２０、目標生成部３０、偏差演算器３９、サーボ制御器４０を含み、ベースアシスト量Ｔｂ*を演算する。
【００２３】
推定負荷演算部２０は、加算器２１及びローパスフィルタ（図中「ＬＰＦ」）２２を含み、推定負荷Ｔｘを演算する。なお、他の実施形態では、負荷が直接検出されてもよい。
図２の構成例では、特開２０１６−４９８０３号公報等に記載の構成と同様に、加算器２１はベースアシスト量Ｔｂ*と目標操舵トルクＴｓ*とを加算する。他の構成例では、特許文献１（特開２０１４−２３７３７５号公報）等に記載の構成と同様に、ベースアシスト量Ｔｂ*と操舵トルクＴｓとが加算されてもよい。
ローパスフィルタ２２は、加算されたトルクから、所定の周波数、例えば１０Ｈｚ以下の帯域の成分を抽出する。推定負荷演算部２０は、ローパスフィルタ２２により抽出された周波数成分を推定負荷Ｔｘとして出力する。
【００２４】
「目標操舵トルク演算部」を構成する目標生成部３０は、特開２０１６−４９８０３号公報等に記載の構成と同様に、推定負荷Ｔｘ及び車速Ｖに基づき、操舵トルクＴｓの目標値である目標操舵トルクＴｓ*を演算する。なお、特開２０１５−２０５６３６号公報に記載されているように、操舵角θに基づいて演算される舵角基準目標操舵トルクを加えた値が目標操舵トルクＴｓ*とされてもよい。
偏差演算器３９は、トルクセンサ９４で検出された操舵トルクＴｓと、目標操舵トルクＴｓ*との差であるトルク偏差ΔＴｓ（＝Ｔｓ*−Ｔｓ）を演算する。
【００２５】
サーボ制御器４０は、トルク偏差ΔＴｓが０になるように、つまり、操舵トルクＴｓを目標操舵トルクＴｓ*に追従させるようにサーボ制御を実行し、ベースアシスト量Ｔｂ*を演算する。サーボ制御器４０の出力は、サーボ制限値演算部５５１が演算したサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖにより制限される。
ここで、サーボ制御器４０の出力をはじめ、ＥＣＵ１０１による各トルク演算値は、操舵方向に応じて正負が定義される。各トルク演算値と制限値との関係を表すため、制限値には「＋」、「−」の符号を明示する。適宜、正の制限値を「上限値」と記し、負の制限値を「下限値」と記す。
【００２６】
収斂制御演算部５１は、操舵速度ω及び車速Ｖに応じてアシストトルクを減衰させる収斂制御により補正制御量Ｔｃｍｐを演算する。収斂制御は、ハンドルを切る際の操作感を損なわないようにしつつ、ハンドル戻し時には急な戻り感を低減して車両の収斂性を向上させる技術であり、特許５５３３８２２号公報等に記載されているように、補正トルクの演算に用いられる。例えばマップ参照により車速Ｖから求められた収斂ゲインＫ（Ｖ）が操舵速度ωに乗算されることで、補正制御量Ｔｃｍｐが演算される。
トルク加算器５９は、ベースアシスト量Ｔｂ*に補正制御量Ｔｃｍｐを加算したアシストトルク指令Ｔａ*を電流指令値演算部６０に出力する。
【００２７】
電流指令値演算部６０は、アシストトルク指令Ｔａ*に基づいて、モータ８０に通電する電流指令値Ｉｍ*を演算する。具体的に電流指令値Ｉｍ*は、３相交流電流やベクトル制御のｄｑ軸電流を包括したモータ電流Ｉｍの指令値として解釈される。
電流指令値演算部６０は、電流指令基準値演算部６１及び電流制限部６２を含む。電流指令基準値演算部６１が演算した電流指令基準値Ｉｍ*＿０は、電流制限部６２にて電流制限値Ｉｌｉｍに制限される。
【００２８】
電流制限値演算部６３は、モータ電流Ｉｍ、モータ回転数Ｎｍ、インバータのスイッチング素子等の素子温度、又は、駆動回路のショート、オープン故障等の故障情報に基づいて電流制限値Ｉｌｉｍを演算し、電流制限部６２に出力する。
トルク換算器６４は、電流制限値Ｉｌｉｍをトルク制限値±Ｔｌｉｍに換算し、サーボ制限値演算部５５１に出力する。
【００２９】
電流フィードバック部７０は、アシストトルク指令Ｔａ*に応じたアシストトルクが、特にトルクセンサ９４よりもタイヤ９９側の操舵軸９５に付与されるように、モータ８０へ駆動電圧Ｖｄを印加する。
具体的に電流フィードバック部７０は、電流フィードバック制御回路、駆動回路、及びインバータ等の電力変換回路を含む。
【００３０】
電流フィードバック制御回路は、電流指令値Ｉｍ*及びフィードバック電流Ｉｍに基づいて、モータ８０の各相に印加する電圧指令を演算する。駆動回路は、電圧指令に基づくＰＷＭ制御等により、インバータをスイッチング動作させる駆動信号を指令する。インバータは、駆動信号に従ってスイッチング動作することにより、バッテリ等から入力された電力を変換し、操舵軸９５に所望のアシストトルクを発生させるように駆動電圧Ｖｄを出力する。
このような電流フィードバック制御の技術は、モータ制御分野における周知技術であるため、詳細な説明を省略する。
【００３１】
続いて、サーボ制御器４０の詳細な制御構成について、図３を参照する。
特開２０１５−３３９４１号公報には、一般的なサーボ制御であるＰＩＤ制御の制御構造について、以下の通り開示されている。
ベースアシスト指令Ｔｂ*は、操舵トルク偏差ΔＴｓ、比例ゲインＫｐ、積分ゲインＫｉ、微分ゲインＫｄ、ラプラス演算子ｓ、擬似微分演算の伝達関数Ｄを用いて、式（１）で表される。
【数１】
2018177026.tif 000003
【００３２】
式（１）を演算周期Ｔで離散化するにあたり、双一次変換の式（２）を式（１）に代入する。
【数２】
2018177026.tif 000004
【００３３】
さらに、今回値を添字ｎ、前回値を添字ｎ−１で表すと、式（３）が得られる。
【数３】
2018177026.tif 000005
【００３４】
式（３）右辺の第１項は比例項、第２項は積分項、第３項は微分項であり、第４項は、サーボ制御器４０の出力の前回値である。ここで、積分項の（Ｔ／２）Ｋｉを改めてＫｉと書き換える。また、式（３）の加算を実行後、今回値Ｔｂ*nに格納する前に絶対値をサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖで制限する構成が図３に示されるものである。
図３において、比例項は、遅延素子４２１、減算器４３１及びＫｐ乗算器４４により演算される。積分項は、遅延素子４２２、加算器４３２及びＫｉ乗算器４５により演算される。微分項は、擬似微分演算器４１、遅延素子４２３、減算器４３３及びＫｄ乗算器４６により演算される。
【００３５】
比例項、積分項、微分項は加算器４３５で加算され、さらに加算器４３６で、遅延素子４２６を介して入力される前回値Ｔｂ*n-1が加算される。この加算値は、出力制限器４６においてサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖで制限され、ベースアシスト指令Ｔｂ*として出力される。このように図３の構成では、サーボ制御器４０の出力の前回値Ｔｂ*n-1を積分した値がサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖで制限される。
図３において、遅延素子４２２、加算器４３２、Ｋｉ乗算器４５、遅延素子４２６及び加算器４３６の集まりが「積分器」を構成する。また、遅延素子４２６は「出力の前回値」を表し、加算器４３６は「前回値を積分した値」を表す。
このサーボ演算により、ベースアシスト指令Ｔｂ*はサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖで制限されるとともに、制限が掛かった後に操舵トルク偏差ΔＴｓの符号が変化するとき、速やかに制限値未満となるため、リセットワインドアップが抑制される。
【００３６】
本実施形態では、サーボ制御器４０の出力制限値として、サーボ制限値演算部５５１で演算されたサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖが用いられる。ここで、本実施形態と対比される比較例について、図１６〜図１９を参照して説明する。
図１６に示すように、比較例のＥＣＵ１０９は、サーボ制限値演算部５５１を備えておらず、トルク換算器６４で電流制限値Ｉｌｉｍから換算されたトルク制限値±Ｔｌｉｍがそのままサーボ制御器４０に入力される。サーボ制御器４０の出力は、単純にトルク制限値±Ｔｌｉｍで制限される。図１６中、矢印［Ｉ］で示すベースアシスト量Ｔｂ*、矢印［ＩＩ］で示す収斂制御の補正制御量Ｔｃｍｐ、及び、矢印［ＩＩＩ］で示すアシストトルク指令Ｔａ*のイメージを図１７に示す。ここでは、操舵トルクが正の範囲、補正制御量Ｔｃｍｐが負の範囲での変化を示す。
【００３７】
サーボ制御器４０の出力であるベースアシスト量Ｔｂ*は、電流制限値Ｉｌｉｍが換算されたトルク制限値＋Ｔｌｉｍにより制限される。このベースアシスト量Ｔｂ*に収斂制御による負の補正制御量Ｔｃｍｐが加算されるため、アシストトルク指令Ｔａ*は、トルク制限値＋Ｔｌｉｍを下回る。つまり、アシストトルク指令Ｔａ*に基づくモータ８０の出力は、トルク制限値＋Ｔｌｉｍよりも更に低い値に抑えられる。アシストトルク指令Ｔａ*がトルク制限値＋Ｔｌｉｍに到達しないため、モータ８０は、電流制限値Ｉｌｉｍの範囲内で最大限にアシストトルクを発生させることができない。
【００３８】
図１８に、高負荷連続操舵時、具体的には据え切りで操舵角３６０〜４０５ｄｅｇ間を繰り返し操舵したときにおける電流指令値Ｉｍ*、電流制限値Ｉｌｉｍ、及び、インバータのスイッチング素子であるＭＯＳの推定温度の変化を示す。このような操舵は、例えば車庫入れ時にハンドルを繰り返して切り返す場面で想定される。
なお、図１８の縦軸における［℃］、［Ａ］は、数値単位としての意味ではなく、物理量の次元を明示するためのものである。後述の図１０においても同様とする。
【００３９】
モータ８０が連続通電されＭＯＳ推定温度が次第に上昇すると、電流制限値演算部６３は、素子の過熱保護のため、Ｐ部に示すように電流制限値Ｉｌｉｍを低下させる。こうして、過熱保護やモータ駆動制御システム内の故障によって電流制限値Ｉｌｉｍが低下した状態で速い切り込み操舵をしたとき、補正制御量Ｔｃｍｐが加算されたアシストトルク指令Ｔａ*に基づく操舵力は、粘性感が強く、重たいものとなる。
【００４０】
図１９に、実車にて所定の制限値（例えば２０Ａ）で電流制限を行いつつ左右に１Ｈｚ強の周波数で操舵したときの比較例の制御による各演算値の時間変化データを示す。
図１９の上側の図には、サーボ制御器４０の出力であるベースアシスト量Ｔｂ*が実線で示され、収斂制御の補正制御量Ｔｃｍｐが破線で示される。下側の図には、ベースアシスト指令Ｔｂ*に補正制御量Ｔｃｍｐが加算されたアシストトルク指令Ｔａ*が実線で示される。また、上下の図に共通にトルク制限値±Ｔｌｉｍが二点鎖線で示される。
以下、第１〜第３実施形態の説明に用いられる図４、図９、図１３では、サーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖが一点鎖線で更に示されることを除き、実車での試験条件や各演算値の図示方法は、図１９の比較例に準ずる。
【００４１】
比較例では、サーボ制御器４０の出力は、トルク制限値±Ｔｌｉｍそのままの値で制限される。そのため、楕円で囲んだＵ９、Ｌ９部において、補正制御量Ｔｃｍｐの符号反転直前時を除くほとんどの期間で、アシストトルク指令Ｔａ*はトルク制限値±Ｔｌｉｍに到達しない、又は到達しにくい状況が生じている。
その結果、ドライバが一定の重さ以下に感じるトルクの範囲で操舵した場合に絶対的なアシストトルクが不足し、操舵角θが小さめになる、言い換えれば、所定の操舵角θまでハンドル９１を切ろうとすると重くなってしまう、という現象が起こる。この現象については、第２実施形態の説明において図１０のリサージュ波形図を参照して後述する。
【００４２】
比較例による上記の問題を解決するため、図２に示す第１実施形態のＥＣＵ１０１は、サーボ制限値演算部５５１を備える。サーボ制限値演算部５５１は、補正制御量Ｔｃｍｐの加算によるベースアシスト指令Ｔｂ*の絶対値の低下分を補償するようにサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖを演算し、サーボ制御器４０に出力する。
全実施形態の共通事項として、サーボ制限値演算部５５１は、サーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖをトルク制限値±Ｔｌｉｍに基づいて決定する。それとともに、第１実施形態のサーボ制限値演算部５５１は、トルク制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ｜に所定の正の拡大値ａ（＞０）を加えた値を、サーボ制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ＿ｓｖ｜とする。拡大値ａは、例えば収斂制御の最大ゲインに対応する正の値に設定される。
なお、自明事項として、サーボ制御器４０の出力は、操舵方向と同一方向の制限トルクにより制限される。すなわち、サーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖの符号は、トルク制限値±Ｔｌｉｍの符号と一致するように設定される。
【００４３】
第１実施形態では、操舵速度ωや補正制御量Ｔｃｍｐの値にかかわらず、言い換えれば操舵速度ω及び補正制御量Ｔｃｍｐの全領域において、トルク制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ｜に一律に拡大値ａが加算されることで、サーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖが演算される。
詳しくは、サーボ制限値演算部５５１は、式（４）により、トルク制限値の上限値＋Ｔｌｉｍに拡大値ａを加えた値をサーボ制限値の上限値＋Ｔｌｉｍ＿ｓｖとし、トルク制限値の下限値−Ｔｌｉｍから拡大値ａを減じた値をサーボ制限値の下限値−Ｔｌｉｍ＿ｓｖとする。
【数４】
2018177026.tif 000006
【００４４】
図４に、第１実施形態の制御による実車での各演算値データを示す。
サーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖの範囲をトルク制限値±Ｔｌｉｍの範囲に対し上下限につきそれぞれ拡大値ａだけ広く設定することで、サーボ制御器４０が出力するベースアシスト量Ｔｂ*は、トルク制限値±Ｔｌｉｍの範囲より広い範囲で変動する。
したがって、ベースアシスト量Ｔｂ*に補正制御量Ｔｃｍｐが加算されたアシストトルク指令Ｔａ*は、連続する期間にわたってトルク制限値±Ｔｌｉｍに到達する。楕円で囲んだＵ１、Ｌ１部において、アシストトルク指令値Ｔａ*がトルク制限値±Ｔｌｉｍに到達していることがわかる。なお、図４中に示す時刻ｔ２、ｔ５及び期間Ｗの意味は、第２実施形態の図８、図９の説明で後述する。
【００４５】
第１実施形態のＥＣＵ１０１は、サーボ制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ＿ｓｖ｜をトルク制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ｜より大きく設定することで、アシストトルク指令Ｔａ*を、電流制限値Ｉｌｉｍに対応するトルク制限値±Ｔｌｉｍに近づけることができる。
また、サーボ制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ＿ｓｖ｜とトルク制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ｜との差分は、補正制御量Ｔｃｍｐの加算によるベースアシスト指令Ｔｂ*の絶対値の低下分を補償する量である。これにより、ＥＣＵ１０１は、アシストトルク指令Ｔａ*を、電流制限値Ｉｌｉｍに対応するトルク制限値±Ｔｌｉｍに到達させることができる。
【００４６】
このように、ＥＣＵ１０１は、収斂制御の補正制御量Ｔｃｍｐによってベースアシスト指令Ｔｂ*の絶対値が低下する構成において、切り込み操舵時に電流制限値Ｉｌｉｍの範囲内で最大限のアシストトルクをモータ８０に発生させることができる。したがって、ドライバの操舵フィールが向上する。
【００４７】
（第２実施形態）
第２実施形態について、図５〜図１０を参照して説明する。
最初に図５を参照し、第１実施形態に対する改良着眼点を説明する。図５において、細破線はサーボ制御器４０が出力するベースアシスト量Ｔｂ*を示し、太破線はアシストトルク指令Ｔａ*の理想イメージ、太実線は実際に演算されるアシストトルク指令Ｔａ*を示す。
第１実施形態では、トルク制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ｜に対し一律に拡大値ａを加えた値がサーボ制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ＿ｓｖ｜とされる。ここで、トルク制限値±Ｔｌｉｍの範囲を超えるサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖは、サーボ制御器４０によるワインドアップ量に他ならない。
【００４８】
このワインドアップ量が大きいと、サーボ制御器４０の入力である操舵トルク偏差ΔＴｓ（＝Ｔｓ*−Ｔｓ）の符号が変わっても、ベースアシスト量Ｔｂ*の絶対値がトルク制限値±Ｔｌｉｍを下回るまでに時間を要する。したがって、アシストトルク指令Ｔａ*の追従遅れが発生する。その影響として、図１０のリサージュ波形図を参照して後述するように、ドライバの操舵フィールにおいて引っ掛かり感が現れる可能性がある。
【００４９】
そこで第２実施形態では、ワインドアップ量を減らし、引っ掛かり感を解消することを狙い、サーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖの演算構成を改良する。
図６に示すように、第２実施形態のＥＣＵ１０２では、サーボ制限値演算部５５２は、トルク制限値±Ｔｌｉｍ、及び、収斂制御演算部５１が出力した補正制御量Ｔｃｍｐに基づいて、サーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖを演算する。
具体的にサーボ制限値演算部５５２は、式（５）によりサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖを演算する。
【００５０】
【数５】
2018177026.tif 000007
式（５）のＧＵＡＲＤ（Ａ，ＵＢ，ＬＢ）は、入力信号ＡをＵＢ以下ＬＢ以上に制限する関数を表す。拡大値ａは、サーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖが過剰に拡がらないようにするための規制量であり、例えば収斂制御の最大ゲインに対応する正の値に設定される。
つまり、通常に想定されるトルク変動範囲の限界付近に拡大値ａが設定されることで、演算系統に異常が生じたとき、ベースアシスト指令Ｔｂ*が異常な制限値により制限されることが防止される。
【００５１】
式（５）による補正制御量Ｔｃｍｐとサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖとの関係を図７に示す。
サーボ制限値の上限値＋Ｔｌｉｍ＿ｓｖは、「Ｔｃｍｐ≦−ａ」の領域で、トルク制限値の上限値に拡大値ａを加えた値（＋Ｔｌｉｍ＋ａ）が最大値となり、「０≦Ｔｃｍｐ」の領域で、トルク制限値の上限値＋Ｔｌｉｍが最小値となる。
また、サーボ制限値の上限値＋Ｔｌｉｍ＿ｓｖは、「−ａ＜Ｔｃｍｐ＜０」の領域で、トルク制限値の上限値＋Ｔｌｉｍから補正制御量Ｔｃｍｐを減じた値（＋Ｔｌｉｍ−Ｔｃｍｐ）として演算される。
【００５２】
サーボ制限値の下限値−Ｔｌｉｍ＿ｓｖは、「ａ≦Ｔｃｍｐ」の領域で、トルク制限値の下限値から拡大値ａを減じた値（−Ｔｌｉｍ−ａ）が最小値となり、「Ｔｃｍｐ≦０」の領域で、トルク制限値の下限値−Ｔｌｉｍが最大値となる。
また、サーボ制限値の下限値−Ｔｌｉｍ＿ｓｖは、「０＜Ｔｃｍｐ＜ａ」の領域で、トルク制限値の下限値−Ｔｌｉｍから補正制御量Ｔｃｍｐを減じた値（−Ｔｌｉｍ−Ｔｃｍｐ）として演算される。
【００５３】
まとめると、サーボ制限値演算部５５２は、サーボ制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ＿ｓｖ｜を、トルク制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ｜以上、且つ、トルク制限値の絶対値に拡大値ａを加算した値（｜Ｔｌｉｍ｜＋ａ）以下に設定する。
さらに、第２実施形態のサーボ制限値演算部５５２は、上限値＋Ｔｌｉｍ＿ｓｖについて補正制御量Ｔｃｍｐが負の値のとき、及び、下限値−Ｔｌｉｍ＿ｓｖについて補正制御量Ｔｃｍｐが正の値のとき、「トルク制限値から補正制御量Ｔｃｍｐを減じた値（±Ｔｌｉｍ−Ｔｃｍｐ）」をサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖとして演算する。
【００５４】
つまり、サーボ制限値演算部５５２は、補正制御量Ｔｃｍｐについての一部の領域において、サーボ制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ＿ｓｖ｜がトルク制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ｜よりも大きい値となるようにサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖを演算する。これにより、ベースアシスト量Ｔｂ*に補正制御量Ｔｃｍｐが加算されたアシストトルク指令Ｔａ*は、トルク制限値±Ｔｌｉｍまで到達可能となる。
なお、この例では、サーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖは補正制御量Ｔｃｍｐに対し傾きが−１の線形相関を有しているが、重み付けをすること等により、傾きが−１以外の線形、或いは非線形の相関を有するようにしてもよい。
【００５５】
図８に、第２実施形態によるベースアシスト量Ｔｂ*、収斂制御の補正制御量Ｔｃｍｐ、アシストトルク指令Ｔａ*の演算値例を模式的に示す。網掛け部は、ベースアシスト量Ｔｂ*及びアシストトルク指令Ｔａ*が取り得る範囲を表す。
ここで、ベースアシスト量Ｔｂ*のピーク付近でアシストトルク指令Ｔａ*がトルク制限値±Ｔｌｉｍに到達する時刻をｔ１、ｔ４とし、補正制御量Ｔｃｍｐの符号が変わり、戻し状態に転じる時刻をｔ２、ｔ５とする。
【００５６】
時刻ｔ２以前、サーボ制限値の上限値＋Ｔｌｉｍ＿ｓｖは、トルク制限値の上限値＋Ｔｌｉｍから負の補正制御量Ｔｃｍｐが減じられることにより、トルク制限値の上限値＋Ｔｌｉｍを上回る。
時刻ｔ２から時刻ｔ５までの期間、サーボ制限値の下限値−Ｔｌｉｍ＿ｓｖは、トルク制限値の下限値−Ｔｌｉｍから正の補正制御量Ｔｃｍｐが減じられることにより、トルク制限値の下限値−Ｔｌｉｍを下回る。
【００５７】
また、時刻ｔ２以後、ベースアシスト量Ｔｂ*がトルク制限値の上限値＋Ｔｌｉｍ以下となる時刻ｔ３まで、サーボ制限値の上限値＋Ｔｌｉｍ＿ｓｖは、トルク制限値の上限値＋Ｔｌｉｍに維持される。そのため、時刻ｔ２に戻し状態に転じたとき、概ねトルク制限値＋Ｔｌｉｍからサーボ演算が実行されることにより、ワインドアップ量が小さくなる。時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間についても同様である。その結果、アシストトルク指令Ｔａ*の追従遅れが防止される。
【００５８】
図９に、第２実施形態の制御による実車での各演算値データを示す。時刻ｔ１、ｔ２、ｔ４、ｔ５の意味は図８に準ずる。サーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖは、時刻ｔ１〜ｔ２、及び、時刻ｔ４〜ｔ５の期間、トルク制限値±Ｔｌｉｍを超えた範囲でベースアシスト量Ｔｂ*に一致する。
楕円で囲んだＵ２、Ｌ２部において、アシストトルク指令値Ｔａ*がトルク制限値±Ｔｌｉｍに到達していることがわかる。また、時刻ｔ２及び時刻ｔ５から、アシストトルク指令値Ｔａ*がトルク制限値±Ｔｌｉｍに一致している期間Ｗ、すなわちワインドアップが発生している期間が、図４に示す第１実施形態に比べて小さくなっている。
【００５９】
図１０に、「据え切り、電流制限２０Ａ、操舵周波数１．３Ｈｚ」の試験条件で得られた、操舵角θと操舵トルクＴｓとのリサージュ波形図を示す。破線は比較例、一点鎖線は第１実施形態、実線は第２実施形態の波形である。
比較例では、電流制限値Ｉｌｉｍよりも低い電流でモータ８０が動作するため、左右操舵時の操舵角θが比較的小さくなる。
【００６０】
第１実施形態の波形は、比較例に対し操舵角θが大きくなっており、ドライバが一定の重さ以下に感じるトルクの範囲で操舵した場合に、ハンドル９１をより大きく切ることができる。ただし、Ｂ１、Ｂ２部に示すように、操舵角θを小さくしていく戻し過程で符号反転した操舵トルクＴｓがワインドアップの影響で大きくなる。そのため、ドライバが引っ掛かり感を感じるという特徴が現れる。
第２実施形態の波形は、比較例に対し操舵角θが大きくなっていることに加え、切り返し時に操舵角θを小さくしていくと、操舵トルクＴｓが追従して滑らかに小さくなっている。これにより、引っ掛かり感のない良好な操舵が可能となる。
【００６１】
（第３実施形態）
第３実施形態について、図１１〜図１３を参照して説明する。
図１１に示すように、第３実施形態のＥＣＵ１０３では、サーボ制限値演算部５５３は、トルク制限値±Ｔｌｉｍ、及び、操舵状態量である操舵速度ωに基づいて、サーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖを演算する。
具体的にサーボ制限値演算部５５３は、式（６）によりサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖを演算する。
【００６２】
【数６】
2018177026.tif 000008
関数ＧＵＡＲＤ（Ａ，ＵＢ，ＬＢ）及び拡大値ａの意味は、式（５）の説明に準ずる。また、Ｋは正の係数である。
【００６３】
式（６）による操舵速度ωとサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖとの関係を図１２に示す。
サーボ制限値の上限値＋Ｔｌｉｍ＿ｓｖは、「Ｋω≦−ａ、ａ≦Ｋω」の領域で、トルク制限値の上限値に拡大値ａを加えた値（＋Ｔｌｉｍ＋ａ）が最大値となり、「Ｋω＝０」のとき、トルク制限値の上限値＋Ｔｌｉｍが最小値となる。
また、サーボ制限値の上限値＋Ｔｌｉｍ＿ｓｖは、「−ａ＜Ｋω＜ａ、Ｋω≠０」の領域で、操舵速度ωの絶対値に係数Ｋを乗じた値をトルク制限値の上限値＋Ｔｌｉｍに加えた値（＋Ｔｌｉｍ＋Ｋ｜ω｜）として演算される。
【００６４】
サーボ制限値の下限値−Ｔｌｉｍ＿ｓｖは、「Ｋω≦−ａ、ａ≦Ｋω」の領域で、トルク制限値の下限値から拡大値ａを減じた値（−Ｔｌｉｍ−ａ）が最小値となり、「Ｋω＝０」のとき、トルク制限値の下限値−Ｔｌｉｍが最大値となる。
また、サーボ制限値の下限値−Ｔｌｉｍ＿ｓｖは、「−ａ＜Ｋω＜ａ、Ｋω≠０」の領域で、操舵速度ωの絶対値に係数Ｋを乗じた値をトルク制限値の下限値−Ｔｌｉｍに加えた値（−Ｔｌｉｍ＋Ｋ｜ω｜）として演算される。
【００６５】
まとめると、サーボ制限値演算部５５３は、サーボ制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ＿ｓｖ｜を、トルク制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ｜以上、且つ、トルク制限値の絶対値に拡大値ａを加えた値｜Ｔｌｉｍ＋ａ｜以下に設定する。さらに、第３実施形態のサーボ制限値演算部５５３は、「操舵速度ωの絶対値に正の係数Ｋを乗じた値（Ｋ｜ω｜）をトルク制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ｜に加えた値」をサーボ制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ＿ｓｖ｜として演算する。
【００６６】
つまり、サーボ制限値演算部５５３は、操舵速度ωについての一部の領域において、サーボ制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ＿ｓｖ｜がトルク制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ｜よりも大きい値となるようにサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖを演算する。これにより、第２実施形態と同様に、サーボ制御器４０が出力したベースアシスト量Ｔｂ*に補正制御量Ｔｃｍｐが加算されたアシストトルク指令Ｔａ*は、トルク制限値±Ｔｌｉｍまで到達可能となる。
【００６７】
図１３に、第３実施形態の制御による実車での各演算値データを示す。
図９に示す第２実施形態に対し、ベースアシスト量Ｔｂ*の１周期に２回、サーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖの範囲がトルク制限値±Ｔｌｉｍの範囲を超える点が異なるが、それ以外の波形は類似している。楕円で囲んだＵ３、Ｌ３部において、アシストトルク指令値Ｔａ*がトルク制限値±Ｔｌｉｍに到達していることがわかる。
なお、操舵角θと操舵トルクＴｓとのリサージュ波形は、図１０に実線で示す第２実施形態の波形とほとんど同じであるため省略する。第３実施形態では、第２実施形態と同様に引っ掛かりのない操舵が可能である。
【００６８】
ところで、特許文献１の段落［００４９］には、サーボ制御器における積分上限値に関して、「操舵トルクＴｓ以外に、例えばハンドルの回転角、モータの回転角、又はベースアシスト指令Ｔｂ*などの状態量」に基づいて設定することが記載されている。モータ回転角の微分量である操舵速度ωに基づいてサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖを演算するという点で、第３実施形態の思想は、特許文献１の記載事項に類似するようにも思われる。
【００６９】
しかし、特許文献１には、電流制限値Ｉｌｉｍによってモータ通電量が制限されるという、本実施形態の課題に着眼する上での前提事項について、何ら記載がない。要するに、特許文献１に記載の発明は、電流が制限されたときのワインドアップ問題や、補正制御量Ｔｃｍｐの加算後のアシストトルク指令Ｔａ*がトルク制限値±Ｔｌｉｍに到達しないという問題を解決していない。
【００７０】
それに対し、第３実施形態では、補正制御量Ｔｃｍｐの加算後のアシストトルク指令Ｔａ*を、電流制限値Ｉｌｉｍが換算されたトルク制限値±Ｔｌｉｍに到達させるように、操舵速度ωに基づいてサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖを演算する。したがって、第３実施形態は、特許文献１の技術を単純に踏襲したものではない。
【００７１】
（第４実施形態）
第４実施形態について、図１４、図１５を参照して説明する。
図１４に示すように、第４実施形態のＥＣＵ１０４は、「補正制御演算部」としてアクティブリターン制御演算部５４を備える。アクティブリターン制御演算部５４は、操舵角θ及び車速Ｖに応じてハンドル９１を中立位置に向けさせる「アクティブリターン制御」により補正制御量Ｔｃｍｐを演算する。
【００７２】
図１５（ａ）、（ｂ）にアクティブリターン制御のマップを示す。
図１５（ａ）に示すように、操舵角θと補正制御量Ｔｃｍｐ量との関係は原点対称で表され、操舵角θが正領域では補正制御量Ｔｃｍｐは０又は負の値、操舵角θが負領域では補正制御量Ｔｃｍｐは０又は正の値となる。すなわち、操舵角θの方向と逆方向の中立位置に向かう補正制御量Ｔｃｍｐが、ベースアシスト量Ｔｂ*に対して加算される。
【００７３】
操舵角θがθｂ（＜０）であるときの車速Ｖと補正制御量Ｔｃｍｐとの関係を規定する図１５（ｂ）において、補正制御量Ｔｃｍｐは、車速Ｖに対し、低速域及び高速域で０であり、中速域で最大値Ｔｃｍｐ＿ｍａｘまで立ち上がる台形状の関係を有する。補正制御量Ｔｃｍｐが０のとき、立ち上がり途中、最大値Ｔｃｍｐ＿ｍａｘのときの各車速Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３に応じて、図１５（ａ）により、操舵角θと補正制御量Ｔｃｍｐとの関係が規定される。
【００７４】
図１４において、サーボ制限値演算部５５４は、トルク制限値±Ｔｌｉｍに加え、アクティブリターン制御演算部５４が出力した実線矢印で示される補正制御量Ｔｃｍｐを取得する。この構成では、サーボ制限値演算部５５４は、第２実施形態と同様にサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖを演算する。
或いは、図１４に二点鎖線矢印で示すように、サーボ制限値演算部５５４は、第３実施形態と同様に操舵状態量である操舵角θを取得し、トルク制限値±Ｔｌｉｍ及び操舵角θに基づいて、サーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖを演算してもよい。
【００７５】
少なくとも一部の領域で、サーボ制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ＿ｓｖ｜がトルク制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ｜より大きい値に設定されることで、アクティブリターン制御の補正制御量Ｔｃｍｐの加算によるベースアシスト指令Ｔｂ*の絶対値の低下分が補償される。よって、ＥＣＵ１０４は、アシストトルク指令Ｔａ*をトルク制限値±Ｔｌｉｍまで到達させることができる。
第４実施形態のＥＣＵ１０４は、アクティブリターン制御の補正制御量Ｔｃｍｐによってベースアシスト指令Ｔｂ*の絶対値が低下する構成において、第１〜第３実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、ＥＣＵ１０４は、切り込み操舵時に電流制限値Ｉｌｉｍの範囲内で最大限のアシストトルクをモータ８０に発生させることができる。したがって、ドライバの操舵フィールが向上する。
【００７６】
また、収斂制御とアクティブリターン制御との両方を行うＥＣＵでは、収斂制御の補正制御量と、アクティブリターン制御の補正制御量とを合計した補正制御量Ｔｃｍｐに基づいて、サーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖが演算されてもよい。或いは、収斂制御に用いられる操舵速度ω、及び、アクティブリターン制御に用いられる操舵角θの両方に基づいて、サーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖが演算されてもよい。
【００７７】
（その他の実施形態）
（１）図２０に、図３とは別のサーボ制御器４０の制御構成を示す。図２０の制御構成では、Ｋｉ乗算器４５が演算した積分項の今回値に、加算器４３６で、遅延素子４２６を介して入力される積分項の前回値が加算され、この加算値が、出力制限器４６においてサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖで制限される。そして、制限後の積分項の値に、Ｋｐ乗算器４４で演算された比例項、及び、Ｋｄ乗算器４６で演算された微分項が加算され、ベースアシスト指令Ｔｂ*として出力される。このように、図２０の構成では、サーボ制御器４０において、積分項がサーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖで制限される。この構成でも、リセットワインドアップが抑制される。
【００７８】
（２）上記第２、第３実施形態では、サーボ制限値±Ｔｌｉｍ＿ｓｖは、操舵速度ω又は補正制御量Ｔｃｍｐについての一部の領域において、サーボ制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ＿ｓｖ｜がトルク制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ｜よりも大きい値となるように演算される。また、それ以外の領域では、サーボ制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ＿ｓｖ｜は、トルク制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ｜と等しく設定される。これに対し、他の実施形態では、それ以外の領域で、サーボ制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ＿ｓｖ｜がトルク制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ｜より小さい値に設定されてもよい。
【００７９】
（３）サーボ制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ＿ｓｖ｜とトルク制限値の絶対値｜Ｔｌｉｍ｜との差分は、補正制御量Ｔｃｍｐの加算によるベースアシスト指令Ｔｂ*の絶対値の低下分を補償する量であることが好ましい。ただし、必ずしも補正制御量Ｔｃｍｐによる低下分が完全に補償されなくてもよい。その場合、アシストトルク指令Ｔａ*がトルク制限値±Ｔｌｉｍに到達しない場合もあるが、少なくとも、アシストトルク指令Ｔａ*がトルク制限値±Ｔｌｉｍに近づくという効果が得られる。したがって、サーボ制御器４０の出力がトルク制限値±Ｔｌｉｍそのままの値で制限される比較例に対し、モータ８０の出力を増大させることができ、切り込み操舵時における操舵フィールが向上する。
【００８０】
（４）ＥＣＵが実行する補正制御は、収斂制御及びアクティブリターン制御に限らず、それ以外のどのような補正制御であってもよい。また、補正制御に用いられる操舵状態量は、操舵速度ω、操舵角θやそれらの相関量の他、操舵状態が反映された物理量であればよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１０（１０１−１０４）・・・ＥＣＵ（ステアリング制御装置）
３０・・・目標操舵トルク演算部
４０・・・サーボ制御器
５１・・・収斂制御演算部（補正制御演算部）
５４・・・アクティブリターン制御演算部（補正制御演算部）
５５１−５５４・・・サーボ制限値演算部
６０・・・電流指令値演算部
６３・・・電流制限値演算部
６４・・・トルク換算器
８０・・・モータ
【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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