(57)【要約】【課題】エンド当て時の衝撃軽減制御を安定化し、適合自由度を大きくするステアリング制御装置を提供する。【解決手段】ステアリング制御装置（ＥＣＵ）１０は、アシストトルクＴａを生成するベースアシスト部４０と、エンド当て時衝撃軽減制御部２００と、を備える。エンド当て時衝撃軽減制御部２００は、操舵角θの絶対値が上限値であるエンドに近づき角度閾値を超えたとき、ベースアシスト部４０が生成するアシストトルクＴａの絶対値を減少させるように、操舵角θ及び操舵角速度ωに基づいて、操舵トルクＴｓの検出値又はアシストトルク制限値の補正を行う。エンド当て時衝撃軽減制御部２００は、操舵角θに応じて変化する量について、入力値をそのまま用い、操舵角速度ωに応じて変化する量について、高周波成分を除去するようにフィルタ処理した値を用いて、操舵トルクＴｓの検出値又はアシストトルク制限値の補正を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライバの操舵トルク（Ｔｓ）に応じて操舵アシストモータ（８０）が出力するアシストトルク（Ｔａ）を生成するベースアシスト部（４０）と、
操舵角の絶対値が上限値であるエンドに近づき角度閾値を超えたとき、前記ベースアシスト部が生成するアシストトルクの絶対値を減少させるように、操舵角及び操舵角速度に基づいて所定の操作量の補正を行うエンド当て時衝撃軽減制御部（２００）と、
を備え、
前記エンド当て時衝撃軽減制御部は、操舵角に応じて変化する量について、入力値をそのまま用い、操舵角速度に応じて変化する量について、高周波成分を除去するようにフィルタ処理した値を用いて前記所定の操作量の補正を行うステアリング制御装置。
【請求項２】
前記エンド当て時衝撃軽減制御部は、操舵角の絶対値が前記エンドに近いほど、且つ、前記エンドに向かう操舵角速度の絶対値が大きいほどアシストトルクの絶対値の減少補正量を大きくするように、前記所定の操作量の補正を行う請求項１に記載のステアリング制御装置。
【請求項３】
前記エンド当て時衝撃軽減制御部は、操舵角の符号が乗算された符号乗算後操舵角速度に応じて変化する量についてフィルタ処理する請求項１または２に記載のステアリング制御装置。
【請求項４】
前記エンド当て時衝撃軽減制御部は、前記所定の操作量として、操舵トルクの検出値を補正する操舵トルク補正部（２０）を含み、
前記操舵トルク検出値の絶対値の減少補正により、前記ベースアシスト部が生成するアシストトルクの絶対値が減少補正される請求項１〜３のいずれか一項に記載のステアリング制御装置。
【請求項５】
前記エンド当て時衝撃軽減制御部は、前記所定の操作量として、前記ベースアシスト部が生成するアシストトルクの制限値であるアシストトルク制限値を補正するエンドアシスト制限制御部（３０）を含み、
前記アシストトルク制限値の絶対値の減少補正により、前記ベースアシスト部が生成するアシストトルクの絶対値が減少補正される請求項１〜４のいずれか一項に記載のステアリング制御装置。
【請求項６】
前記エンド当て時衝撃軽減制御部において操舵角速度に応じて変化する量の高周波成分を除去するフィルタのカットオフ周波数は、当該ステアリング制御装置が搭載される操舵系メカの共振周波数以下に設定される請求項１〜５のいずれか一項に記載のステアリング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリング制御装置において、モータから大きなアシストトルクが与えられると、ラックエンド機構に大きな衝撃が加わって、大きな衝撃音を発生したり、ラックエンド機構の構成部品の破損や変形などを生じたりするおそれがあることが指摘されている。
【０００３】
この問題に対し、例えば特許文献１に開示された制御装置は、エンド付近で、操舵角の絶対値と操舵速度の絶対値とから演算したゲインを操舵トルクに乗算することでアシストトルクを制限する。すなわち、この制御装置のヒッティングノイズ対策部は、操舵角の絶対値｜θ｜に対応して出力されるゲインｇ１と、操舵速度の絶対値｜ω｜に対応して出力されるゲインｇ２との積に基づいてゲイン信号Ｇ１を演算する。トルクセンサからの操舵トルク値Ｔがゲイン信号Ｇ１に従ってゲインＫ１倍されることで、切増し時にエンド付近でのアシストトルクが制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６３９８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
操舵角や操舵速度が急激に変化した場合、特許文献１の制御では、安定化処理を行っていないため振動が生じやすく、適合自由度が小さいという問題がある。
【０００６】
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、エンド当て時の衝撃軽減制御を安定化し、適合自由度を大きくす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】
【０００７】
本発明のステアリング制御装置は、ベースアシスト部（４０）と、エンド当て時衝撃軽減制御部（２００）と、を備える。ベースアシスト部は、ドライバの操舵トルク（Ｔｓ）に応じて操舵アシストモータ（８０）が出力するアシストトルク（Ｔａ）を生成する。エンド当て時衝撃軽減制御部は、操舵角の絶対値が上限値であるエンドに近づき角度閾値を超えたとき、ベースアシスト部が生成するアシストトルクの絶対値を減少させるように、操舵角及び操舵角速度に基づいて所定の操作量の補正を行う。
【０００８】
エンド当て時衝撃軽減制御部は、「操舵角に応じて変化する量」について、入力値をそのまま用い、「操舵角速度に応じて変化する量」について、高周波成分を除去するようにフィルタ処理した値を用いて所定の操作量の補正を行う。操舵角速度として、例えば操舵角の符号が乗算された符号乗算後操舵角速度が用いられる。
【０００９】
エンド当て時の衝撃軽減制御にあたり、ドライバが適切な操舵感でエンド付近まで操舵可能とするには、エンド直前までアシストトルクを減少させないことが好ましく、制御開始から短時間で操舵角速度を減速させる必要がある。そのため、エンド付近でアシスト特性を急激に変化させることとなり、振動を引き起こす。
【００１０】
そこで本発明では、操舵角速度に応じて変化する量である操舵角速度ゲインや基本アシスト制限補正トルクに対しフィルタ処理を行い、高周波成分を除去することで、エンド当て時の衝撃軽減制御を安定化し、適合自由度を大きくすることができる。
【００１１】
一方、操舵角に応じて変化する量に対してフィルタ処理を行うと、応答の遅れにより、エンド保護がなされる以前にエンドに衝突してしまうおそれがある。したがって、操舵角に応じて変化する量についてはフィルタ処理せず、入力値をそのまま用いることで、エンドへの衝突を防止し、エンド保護を好適に行うことができる。
【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構成図。
【図２】一実施形態のステアリング装置のアシスト制御部の全体構成図。
【図３】エンド当て時衝撃軽減制御部の構成図。
【図４】ベースアシスト部の構成図。
【図５】操舵トルク補正部の構成図。
【図６】（ａ）操舵トルク補正操舵角ゲインマップの例、（ｂ）操舵トルク補正操舵角速度ゲインマップの例、（ｃ）フィルタの周波数特性図の例。
【図７】エンドアシスト制限制御部の構成図。
【図８】（ａ）アシスト制限補正操舵角ゲインマップの例、（ｂ）基本アシスト制限補正トルクマップの例、（ｃ）フィルタの周波数特性図の例。
【図９】エンド当て時衝撃軽減制御による実車での振動発生事例を示す図。
【図１０】操舵角ゲインに対するフィルタ処理の影響を説明する図。
【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一実施形態を図面に基づいて説明する。「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、操舵アシストモータが出力するアシストトルクを制御する。
【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、操舵アシストモータ（以下、単に「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。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から操舵トルクＴｓ、操舵角θ及び操舵角速度ωを取得する。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。
【００１９】
ＥＣＵ１０は、アシスト制御部１５及び電流フィードバック部７０を備え、図示しない車載バッテリからの電力によって動作する。アシスト制御部１５は、ドライバの操舵をアシストするアシストトルクＴａを演算する。電流フィードバック部７０は、アシストトルクＴａに基づく目標電流に対し、モータ８０に流れる実電流をフィードバック制御することにより、モータ８０へ印加する駆動電圧Ｖｄを演算する。ＥＣＵ１０は、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。
【００２０】
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］
（一実施形態）
まず、図２〜図４を参照し、一実施形態のＥＣＵ１０におけるアシスト制御部の概略構成を説明する。図２に示すように、アシスト制御部１５は、エンド当て時衝撃軽減制御部２００及びベースアシスト部４０を含み、車両１００に対しアシストトルクＴａを出力する。なお、「エンド当て」とはハンドル９１の回転限界位置での衝突を意味し、詳しくは後述する。
【００２２】
エンド当て時衝撃軽減制御部２００は、エンド当て時のアシストトルクＴａ及び操舵角速度ωを低減し、インターミディエイトシャフト９３にかかる衝撃負荷を軽減する。エンド当て時衝撃軽減制御部２００には、操舵トルクＴｓ、操舵角θ及び操舵角速度ωが入力される。エンド当て時衝撃軽減制御部２００は、エンド当て時に、ベースアシスト部４０が生成するアシストトルクＴａの絶対値を減少させるように、操舵角θ及び操舵角速度ωに基づいて「所定の操作量」の補正を行う。
【００２３】
図３に示すように、エンド当て時衝撃軽減制御部２００は、操舵トルク補正部２０及びエンドアシスト制限制御部３０を含む。操舵トルク補正部２０は、操舵トルクＴｓ、操舵角θ及び操舵角速度ωに基づき、所定の操作量として操舵トルクＴｓの検出値を補正し、「エンド当て補正後操舵トルク」を演算する。詳しくは図５、図６を参照して後述する。エンドアシスト制限制御部３０は、操舵角θ及び操舵角速度ωに基づき、所定の操作量としてアシストトルク制限値を補正し、「エンド当て補正後アシストトルク制限値」を演算する。詳しくは図７、図８を参照して後述する。
【００２４】
図２に戻り、ベースアシスト部４０は、操舵角θ及び操舵角速度ωに加え、エンド当て時衝撃軽減制御部２００から取得した「エンド当て補正後操舵トルク」及び「エンド当て補正後アシストトルク制限値」に基づいて、アシストトルクＴａを生成する。なお、ベースアシスト部４０の出力に対し更に補正トルクが加算された最終的なアシストトルクＴａが電流フィードバック制御部７０に出力されてもよい。その構成では、補正トルクが加算される前のベースアシスト部４０の出力を「基本アシストトルクＴｂ」と言い換えることができる。以下では補正トルクを考慮せず、基本アシストトルクＴｂが最終的なアシストトルクＴａに等しいものとして扱う。
【００２５】
図４に、ベースアシスト部４０の構成例を示す。ベースアシスト部４０は、ドライバがハンドル９１を操作した時に手に感じる、「ハンドルが重い／軽い」、「手応えがある／ない」、「粘性感がある／ない」等の操舵感覚が適正となるように目標操舵トルクＴｓ*を定め、それを実現するアシストトルクＴａを演算する。
【００２６】
ベースアシスト部４０は、入力加算器４１、フィルタ４２、目標操舵トルク演算部４４、トルク偏差算出器５０、及びサーボ制御器５５を有する。入力加算器４１は、サーボ制御器５５の出力であるアシストトルクＴａと目標操舵トルクＴｓ*とを加算する。なお、他の実施例では、サーボ制御器５５の出力であるアシストトルクＴａと操舵トルクＴｓとが加算されてもよい。また、サーボ制御器５５の出力が基本アシストトルクＴｂである構成の場合、入力加算器４１は、基本アシストトルクＴｂと目標操舵トルクＴｓ*又は操舵トルクＴｓとを加算する。
【００２７】
フィルタ４２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し、推定負荷Ｔｘとして出力する。目標操舵トルク演算部４４は、推定負荷Ｔｘに基づいて目標操舵トルクＴｓ*を演算する。なお、目標操舵トルク演算部４４は、更に車速に応じて目標操舵トルクＴｓ*を演算してもよい。
【００２８】
トルク偏差算出器５０は、目標操舵トルクＴｓ*からエンド当て補正後操舵トルクを差し引いてトルク偏差ΔＴｓを算出する。サーボ制御器５５は、目標操舵トルクＴｓ*にエンド当て補正後操舵トルクを追従させるように、すなわち、トルク偏差ΔＴｓを０に近づけるようにアシストトルクＴａを演算する。サーボ制御器５５が演算するアシストトルクＴａの絶対値は、エンド当て補正後アシストトルク制限値により制限される。
【００２９】
次に、エンド当て時衝撃軽減制御部２００の操舵トルク補正部２０及びエンドアシスト制限制御部３０の詳細構成について、図５〜図８を参照して説明する。
【００３０】
ここで、操舵角θ、操舵角速度ω及び操舵トルクＴｓの符号の定義について説明する。操舵角θの符号は、中立位置に対する現在のハンドル９１の位置により定義される。例えば、中立位置に対し左側の操舵角θが正、中立位置に対し右側の操舵角θが負と定義される。操舵角速度ωの符号は、操舵角θの符号に応じた回転方向により定義される。すなわち、操舵角θの符号を上記のように定義したとき、左回転方向の操舵角速度ωが正、右回転方向の操舵角速度ωが負と定義される。
【００３１】
操舵トルクＴｓの符号は操舵角速度ωの符号と同様に定義される。ここで、操舵トルクＴｓの符号は、ハンドル９１が実際にその方向に回転しているか否かに関係なく、あくまでトルクが加わっている方向を表す。例えば路面負荷や慣性トルク等により、操舵トルクＴｓが加わっていてもハンドル９１が停止している場合や、操舵トルクＴｓとは逆方向にハンドル９１が回転している場合があり得る。
【００３２】
なお、他の実施形態では、上記とは逆に、中立位置に対し右側の操舵角θ、右回転方向の操舵速度ω及び操舵トルクＴｓが正と定義され、中立位置に対し左側の操舵角θ、左回転方向の操舵速度ω及び操舵トルクＴｓが負と定義されてもよい。
【００３３】
以下、操舵角θの絶対値の上限値、すなわちハンドル９１の回転限界位置を「エンド」という。エンドは、例えばラック９６２の端部が相手部品に機械的に衝突する位置に対応する。また、ハンドル９１が中立位置からエンドに向かう回転方向の動作を「切り込み」といい。エンドから中立位置に向かう回転方向の動作を「切り戻し」という。切り込み又は切り戻しの状態は、操舵角θ、操舵角速度ω及び操舵トルクＴｓの符号によって判定可能である。
【００３４】
例えば、操舵角θと操舵角速度ωとが同符号のとき、切り込み状態であり、操舵角θと操舵角速度ωとが異符号のとき、切り戻し状態であると判定される。同様に、操舵角θと操舵トルクＴｓ、操舵角速度ωと操舵トルクＴｓ、操舵角θと操舵角速度ωと操舵トルクＴｓの組合せを用いても判定が可能である。
【００３５】
ところで、従来、エンド当て衝撃を軽減し、エンドを保護する技術として、エンド付近で、操舵角の絶対値と操舵速度の絶対値とから演算したゲインを操舵トルクに乗算することでアシストトルクを制限する技術が知られている。しかし、従来技術の制御では安定化処理を行っていないため、振動が生じやすく、適合自由度が小さいという問題がある。そこで、本実施形態は、エンド当て時の衝撃軽減制御を安定化して振動を抑制し、適合自由度を大きくすることを目的とする。
【００３６】
図５に、操舵トルク補正部２０の構成例を示す。操舵トルク補正部２０は、操舵トルクＴｓの検出値の補正に関し、操舵トルク補正操舵角速度ゲイン演算部２３及び操舵トルク補正操舵角ゲイン演算部２４を有する。操舵トルク補正操舵角速度ゲイン演算部２３は、操舵角速度ωに応じて変化する操舵角速度ゲインｇωｓを演算する。操舵トルク補正操舵角ゲイン演算部２４は、操舵角θに応じて変化する操舵角ゲインｇθｓを演算する。
【００３７】
操舵角速度ωは、符号取得部２１で取得された操舵角θの符号が符号乗算器２２で乗算される。そして、符号乗算後操舵角速度ωｓｇｎが操舵トルク補正操舵角速度ゲイン演算部２３に入力される。つまり、操舵角速度ゲインｇωｓは、符号乗算後操舵角速度ωｓｇｎに応じて変化する。操舵角θと操舵角速度ωとが同符号で符号乗算後操舵角速度ωｓｇｎが正のとき、エンド方向にハンドル９１が回転している切り込み状態であることを意味する。一方、操舵角θと操舵角速度ωとが異符号で符号乗算後操舵角速度ωｓｇｎが負のとき、中立位置方向にハンドル９１が回転している切り戻し状態であることを意味する。
【００３８】
このように操舵トルク補正部２０は、符号乗算後操舵角速度ωｓｇｎを用いることで、切り込み状態であるか切り戻し状態であるか、すなわち、エンドに衝突する可能性があるか否かを判定する。そして、エンドに衝突する可能性が有る切り込み状態の場合、操舵トルク補正部２０は、以下に説明する通り、操舵トルクＴｓの検出値の絶対値を減少補正したエンド当て補正後操舵トルクを出力し、エンド衝突時の衝撃を抑制する。一方、エンドに衝突する可能性が無い切り戻し状態の場合、操舵トルク補正部２０は、減少補正を行わず、操舵トルクＴｓの検出値をそのまま出力する。したがって、切り戻し時に無用に操舵トルクＴｓを増加させることが回避される。
【００３９】
操舵角速度ゲインｇωｓ及び操舵角ゲインｇθｓは、０から１までの範囲で設定され、操舵トルクＴｓを減少補正しないとき０、操舵トルクＴｓを減少補正するとき、減少量に応じて０より大きく１以下の値を取る。フィルタ２５は、操舵角速度ゲインｇωｓの高周波成分をフィルタ処理により除去し、高周波変動を減衰させる。積ゲイン演算器２６は、フィルタ後の操舵角速度ゲインｇωｓと操舵角ゲインｇθｓとを乗算し、積ゲインｇｍｓを演算する。ここで、図中に（×）印で示すように、操舵角ゲインｇθｓ及び積ゲインｇｍｓはフィルタ処理されず、入力値がそのまま用いられる。その理由は後述する。
【００４０】
ゲイン減算器２７は、１から積ゲインｇｍｓを減じて操舵トルク補正ゲインを演算し、補正ゲイン乗算器２９は、操舵トルクＴｓに操舵トルク補正ゲインを乗じて、エンド当て補正後操舵トルクを演算する。つまり、積ゲインｇｍｓが増加すると操舵トルク補正ゲインが減少し、その結果、エンド当て補正後操舵トルクは減少する。
【００４１】
図６（ａ）、図６（ｂ）にそれぞれ、操舵角ゲインｇθｓ及び操舵角速度ゲインｇωｓのマップ例を示す。図６（ａ）の例で、操舵角θが±４６０［ｄｅｇ］の位置がエンドであり、±４００［ｄｅｇ］が角度閾値である。操舵角ゲインｇθｓは、操舵角θの絶対値が４００［ｄｅｇ］以下のとき０であり、エンドに接近する４００［ｄｅｇ］から４２０［ｄｅｇ］までの区間で０から１まで増加し、４２０［ｄｅｇ］以上のとき１である。したがって、操舵トルク補正部２０は、操舵角θの絶対値がエンドに近づき角度閾値を超えたとき、エンド当て補正後操舵トルクの絶対値を減少させる。
【００４２】
図６（ｂ）の例で操舵角速度ゲインｇωｓは、符号乗算後操舵角速度ωｓｇｎが３００［ｄｅｇ／ｓ］以下のとき０であり、３００［ｄｅｇ／ｓ］から４００［ｄｅｇ／ｓ］までの区間で０から１まで増加し、４００［ｄｅｇ／ｓ］以上のとき１である。
【００４３】
このようなマップにより、操舵トルク補正部２０は、操舵角θの絶対値がエンドに近いほど、且つ、エンドに向かう操舵角速度ωの絶対値が大きいほど、エンド当て補正後操舵トルクの絶対値を減少させる。すなわち、エンド当て補正後操舵トルクは、絶対値が操舵トルクＴｓの検出値の絶対値より小さくなるように減少補正された値となる。
【００４４】
図６（ｃ）に、フィルタ２５の一次遅れ型の周波数特性図を示す。ゲインが−３ｄＢとなるカットオフ周波数ｆCOは約５Ｈｚであり、操舵系メカ１００の共振周波数に相当する「１０Ｈｚ〜数十Ｈｚ」以下に設定されている。これにより、操舵系メカ１００の共振周波数に対し適切に遅れ補償が行われ、安定化が実現される。
【００４５】
図７に、エンドアシスト制限制御部３０の構成例を示す。エンドアシスト制限制御部３０は、アシストトルク制限値の補正に関し、基本アシスト制限補正トルク演算部３３及びアシスト制限補正操舵角ゲイン演算部３４を有する。基本アシスト制限補正トルク演算部３３は、操舵角速度ωに応じて変化する基本アシスト制限補正トルクを演算する。
【００４６】
操舵トルク補正部２０と同様に、操舵角速度ωは、符号取得部３１で取得された操舵角θの符号が符号乗算器３２で乗算され、符号乗算後操舵角速度ωｓｇｎが基本アシスト制限補正トルク演算部３３に入力される。つまり、基本アシスト制限補正トルクは、符号乗算後操舵角速度ωｓｇｎに応じて変化する。これにより、操舵トルク補正部２０と同様に、切り込み状態であるか切り戻し状態であるかが判定され、切り込み状態でのみ、エンド当て時衝撃軽減制御が実行される。
【００４７】
アシスト制限補正操舵角ゲイン演算部３４は、操舵角θに応じて変化するアシスト制限補正操舵角ゲインｇθｌｉｍを演算する。ゲインｇθｌｉｍは、０から１までの範囲で設定され、操舵トルクＴｓを減少補正しないとき０、操舵トルクＴｓを減少補正するとき、減少量に応じて０より大きく１以下の値を取る。
【００４８】
フィルタ３５は、基本アシスト制限補正トルクの高周波成分をフィルタ処理により除去し、高周波変動を減衰させる。乗算器３６は、フィルタ後の基本アシスト制限補正トルクにアシスト制限補正操舵角ゲインｇθｌｉｍを乗じ、アシスト制限補正トルクを演算する。操舵トルク補正部２０と同様、図中に（×）印で示すように、操舵角ゲインｇθｌｉｍ及びアシスト制限補正トルクはフィルタ処理されず、入力値がそのまま用いられる。その理由は後述する。
【００４９】
制限値算出器３９は、乗算器３８で算出されたモータ定格トルクとギヤ比との積からアシスト制限補正トルクを減算し、エンド当て補正後アシストトルク制限値を算出する。つまり、アシスト制限補正トルクの絶対値が増加すると、エンド当て補正後アシストトルク制限値の絶対値は減少する。
【００５０】
図８（ａ）には、操舵角ゲインｇθｌｉｍのマップ例として、図６（ａ）に示す操舵トルク補正部２０の操舵角ゲインｇθｓのマップと同じマップを示す。ただし、図６（ａ）とは異なる特性のマップを用いてもよい。エンドアシスト制限制御部３０は、操舵角θの絶対値がエンドに近づき角度閾値を超えたとき、エンド当て補正後アシストトルク制限値の絶対値を減少させる。
【００５１】
図８（ｂ）の例で基本アシスト制限補正トルクは、符号乗算後操舵角速度ωｓｇｎが３００［ｄｅｇ／ｓ］以下のとき０［Ｎｍ］であり、３００［ｄｅｇ／ｓ］から４００［ｄｅｇ／ｓ］までの区間で０から５０［Ｎｍ］まで増加し、４００［ｄｅｇ／ｓ］以上のとき５０［Ｎｍ］である。
【００５２】
このような特性のマップにより、エンドアシスト制限制御部３０は、操舵角θの絶対値がエンドに近いほど、且つ、エンドに向かう操舵角速度ωの絶対値が大きいほど、アシスト制限補正トルクの絶対値を増加させ、その結果、エンド当て補正後アシストトルク制限値の絶対値を減少させる。
【００５３】
図８（ｃ）には、フィルタ３５の一次遅れ型の周波数特性図の例として、図６（ｃ）に示すフィルタ２５の周波数特性図と同じ図を示す。ただし、図６（ｃ）とは異なる周波数特性図を用いてもよい。カットオフ周波数ｆCOは約５Ｈｚであり、操舵系メカ１００の共振周波数に相当する「１０Ｈｚ〜数十Ｈｚ」以下に設定されている。これにより、操舵系メカ１００の共振周波数に対し適切に遅れ補償が行われ、安定化が実現される。
【００５４】
次に、操舵トルク補正部２０及びエンドアシスト制限制御部３０にフィルタ２５、３５を設ける意義について、図６（ａ）、図８（ａ）の操舵角ゲインマップ、及び、図９の実車データを参照して説明する。
【００５５】
図６（ａ）、図８（ａ）に示すように、操舵角ゲインは、操舵角の絶対値｜θ｜が角度閾値である４００［ｄｅｇ］から４２０［ｄｅｇ］までの区間で０から１まで増加する。このように、制御非作動領域から制御作動領域までの遷移中の操舵角ゲインの勾配を急峻にすることで、ドライバは、エンド付近まで適切な操舵感で操舵可能となる。ドライバが大舵角を操舵するときの操舵角速度は最大６００［ｄｅｇ／ｓ］程度である。仮に６００［ｄｅｇ／ｓ］の操舵角速度で減速せずに２０［ｄｅｇ］の区間を操舵する場合、制御が完全に動作している時間は０．０７［ｓ］程度である。０．０７［ｓ］という短時間で操舵角速度を減速させるには、エンド付近でアシスト特性を急激に変化させる必要があり、振動を引き起こす要因となる。
【００５６】
図９に、エンド当て時衝撃軽減制御による実車での振動発生事例を示す。この例では、操舵角θは負の値であり、操舵角速度ω及び操舵トルクＴｓも負の値である。時刻ｔｅにエンド当て制御により、アシストトルクＴａの絶対値が減少し、操舵角速度ωが減速に移行する。その後、アシストトルクＴａに、操舵系メカ１００の共振周波数である１０〜数１０Ｈｚの振動が発生する。
【００５７】
そこで本実施形態のエンド当て時衝撃軽減制御部２００では、操舵トルク補正部２０及びエンドアシスト制限制御部３０は、操舵角速度ωに応じて変化する量である操舵角速度ゲインｇωｓ及び基本アシスト制限補正トルクをフィルタ処理する。こうして、高周波成分を除去し、変動を減衰させて安定化することで、振動の発生を抑制する。よって、適合自由度を大きくすることができる。一方、操舵トルク補正部２０及びエンドアシスト制限制御部３０は、操舵角θに応じて変化する操舵角ゲインｇθｓ、ｇθｌｉｍについてはフィルタ処理せず、入力値をそのまま用いる。
【００５８】
続いて図１０を参照し、操舵トルク補正部２０及びエンドアシスト制限制御部３０の操舵角ゲインをＬＰＦ（ローパスフィルタ）でフィルタ処理しない理由について説明する。実線はＬＰＦなしの場合、破線はカットオフ周波数５ＨｚのＬＰＦを用いた場合のゲイン応答のシミュレーション結果を示す。約０．７５秒の位置がエンド衝突時刻に相当する。
【００５９】
ＬＰＦなしの場合、操舵角ゲインはエンド衝突時刻前に１に到達しており、エンド衝突前にアシストトルクが十分に抑制される。一方、ＬＰＦを用いた場合、操舵角ゲインの立ち上がりが遅れ、１に到達する前にエンド衝突時刻となるため、エンド衝突時に十分な保護効果が得られない。
【００６０】
そこで、操舵角速度ωに応じて変化する量として、操舵トルク補正部２０では操舵角速度ゲインｇωｓのみ、エンドアシスト制限制御部３０では基本アシスト制限補正トルクのみをフィルタ処理し、操舵角ゲインｇθｓ、ｇθｌｉｍをフィルタ処理しない。これにより本実施形態では、操舵角ゲインｇθｓ、ｇθｌｉｍの立ち上がり時に、１に到達する前のエンド衝突を回避し、安定化とエンド保護との両立を実現することができる。
【００６１】
（その他の実施形態）
（ａ）エンド当て時衝撃軽減制御部２００は、操舵トルク補正部２０及びエンドアシスト制限制御部３０の両方を備える構成に限らず、いずれか一方のみを備えてもよい。また、エンドアシスト制限制御部３０においてアシストトルクを制限する手法は、制限値により絶対値の上限をガードするものに限らない。例えば、アシストトルクや操舵トルクにゲインを乗じる構成や、アシストトルクに加算することにより制限する構成としてもよい。
【００６２】
（ｂ）ベースアシスト部４０は、目標操舵トルクＴｓ*にエンド当て補正後操舵トルクを追従させるようにアシストトルクＴａを演算するサーボ制御器５５を備えなくてもよく、「操舵トルクＴｓに応じて操舵アシストモータ８０が出力するアシストトルクＴａを生成する」ものであればよい。その具体的な構成は、上記実施形態のものに限らない。
【００６３】
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、そ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】
【００６４】
１０・・・ＥＣＵ（ステアリング制御装置）、
２００・・・エンド当て時衝撃軽減制御部、
２０・・・操舵トルク補正部、
３０・・・エンドアシスト制限制御部、
４０・・・ベースアシスト部、
８０・・・操舵アシストモータ。
【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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