特許 7376290 操舵制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-30

(45)【発行日】2023-11-08

(54)【発明の名称】操舵制御装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20231031BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20231031BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20231031BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20231031BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B62D5/04

B62D101:00

B62D119:00

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019164431

(22)【出願日】2019-09-10

(65)【公開番号】P2021041784

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-07-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】片岡 伸文

(72)【発明者】

【氏名】都甲 高広

(72)【発明者】

【氏名】山口 恭史

(72)【発明者】

【氏名】江崎 之進

【審査官】田邉 学

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１０４４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０７８９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１３７４８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ６／００

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｂ６２Ｄ １０１／００

Ｂ６２Ｄ １１９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングと、前記ハウジング内に往復動可能に収容される転舵軸と、モータを駆動源として前記転舵軸を往復動させるモータトルクを付与するアクチュエータとを備える操舵装置を制御対象とし、
モータ制御信号を出力する制御回路と、前記モータ制御信号に基づいて前記モータに駆動電力を供給する駆動回路とを備える操舵制御装置において、
前記制御回路は、
前記転舵軸に連結される転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角であって、３６０°を超える範囲を含む絶対角で示される絶対舵角を検出する絶対舵角検出部と、
前記モータが出力するモータトルクの目標値に対応した電流指令値を演算する電流指令値演算部と、
前記モータに供給する実電流値を前記電流指令値に追従させる電流フィードバック演算を行う電流フィードバック制御部を有し、前記モータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部とを備え、
前記転舵軸が前記ハウジングに当接するエンド当てにより該転舵軸の移動が規制されるエンド位置を示す角度であって、前記絶対舵角と対応付けられたエンド位置対応角が記憶され、
前記電流指令値演算部は、前記絶対舵角の前記エンド位置対応角からの距離を示すエンド離間角が所定角度以下となる場合に、該エンド離間角の減少が規制されるように前記電流指令値を補正するエンド当て緩和制御を実行するものであって、
前記電流フィードバック制御部は、前記エンド当て緩和制御の実行時において、前記電流指令値と前記実電流値との電流偏差の絶対値が予め設定された第１電流偏差閾値以上であることを含む調整開始条件が成立する場合に、前記実電流値のオーバーシュートが発生すると判定して、前記電流フィードバック演算に用いる制御ゲインが大きくなるように該制御ゲインを調整する操舵制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の操舵制御装置において、
前記電流指令値演算部は、
前記エンド離間角が前記所定角度以下となる場合に、該エンド離間角の減少に基づいて小さくなる舵角制限値を演算する舵角制限値演算部と、
前記電流指令値の絶対値の上限となる制限値を前記舵角制限値以下に設定する制限値設定部とを備え、
前記電流指令値の絶対値を前記舵角制限値に制限することにより、前記エンド当て緩和制御を実行する操舵制御装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の操舵制御装置において、
前記調整開始条件には、前記電流偏差の絶対値が前記第１電流偏差閾値以上であることに加え、前記モータの角速度の絶対値が予め設定された角速度閾値以上であることが含まれる操舵制御装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記調整開始条件には、前記電流偏差の絶対値が前記第１電流偏差閾値以上であることに加え、前記モータの角速度変化量の絶対値が予め設定された角速度変化量閾値以上であることが含まれる操舵制御装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載の操舵制御装置において、
前記電流フィードバック制御部は、前記制御ゲインが大きくなるように該制御ゲインを調整した後、解除条件が成立する場合に前記制御ゲインの調整を解除する操舵制御装置。

【請求項6】

請求項５に記載の操舵制御装置において、
前記解除条件には、前記電流偏差の絶対値が前記第１電流偏差閾値よりも小さな値に予め設定された第２電流偏差閾値以下となることが含まれる操舵制御装置。

【請求項7】

請求項５又は６に記載の操舵制御装置において、
前記解除条件には、前記制御ゲインの大きい状態が所定時間継続することが含まれる操舵制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操舵制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両用操舵装置として、モータを駆動源とするアクチュエータを備えた電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が知られている。こうしたＥＰＳには、ステアリングホイールの操舵角を３６０°を超える範囲を含む絶対角で取得し、該操舵角に基づいて各種制御を行うものがある。こうした制御の一例として、例えば特許文献１，２には、ラック軸の端部であるラックエンドがラックハウジングに当たる、所謂エンド当ての衝撃を緩和するためのエンド当て緩和制御を実行するものが開示されている。特許文献１のＥＰＳでは、モータが出力するモータトルクの目標値に対応する電流指令値を、操舵角に基づく操舵反力成分によって補正することで、エンド当ての衝撃を緩和する。また、特許文献２のＥＰＳでは、モータが出力するモータトルクの目標値に対応する電流指令値を操舵角に基づく制限値以下となるように制限することで、エンド当ての衝撃を緩和する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－２０５０６号公報

【文献】特許第５９６２８８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記従来の各構成のようにエンド当て緩和制御を実行しても、例えば低μ路上において運転者が高速で操舵する場合には、ラックエンドがラックハウジングに衝突することがある。この場合、高速で回転していたモータが急停止するため、該モータで発生していた逆起電圧が急激に低下する。こうした逆起電圧の低下は、電流指令値の減少に伴う電圧指令値の低下よりも早いため、一時的にモータに電圧が印加されることになり、モータに供給される実電流値が電流指令値よりも大きくなるオーバーシュートが発生する。その結果、エンド当ての衝撃を十分に緩和できず、操舵装置の構成部品に加わる負荷が大きくなるおそれがある。

【0005】

本発明の目的は、モータに供給する電流のオーバーシュートを抑制できる操舵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】

上記課題を解決する操舵制御装置は、ハウジングと、前記ハウジング内に往復動可能に収容される転舵軸と、モータを駆動源として前記転舵軸を往復動させるモータトルクを付与するアクチュエータとを備える操舵装置を制御対象とし、モータ制御信号を出力する制御回路と、前記モータ制御信号に基づいて前記モータに駆動電力を供給する駆動回路とを備えるものにおいて、前記制御回路は、前記転舵軸に連結される転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角であって、３６０°を超える範囲を含む絶対角で示される絶対舵角を検出する絶対舵角検出部と、前記モータが出力するモータトルクの目標値に対応した電流指令値を演算する電流指令値演算部と、前記モータに供給する実電流値を前記電流指令値に追従させる電流フィードバック演算を行う電流フィードバック制御部を有し、前記モータ制御信号を生成するモータ制御信号生成部とを備え、前記転舵軸が前記ハウジングに当接するエンド当てにより該転舵軸の移動が規制されるエンド位置を示す角度であって、前記絶対舵角と対応付けられたエンド位置対応角が記憶され、前記電流指令値演算部は、前記絶対舵角の前記エンド位置対応角からの距離を示すエンド離間角が所定角度以下となる場合に、該エンド離間角の減少が規制されるように前記電流指令値を補正するエンド当て緩和制御を実行するものであって、前記電流フィードバック制御部は、前記エンド当て緩和制御の実行時において、前記実電流値のオーバーシュートが発生する場合に、前記電流フィードバック演算に用いる制御ゲインが大きくなるように該制御ゲインを調整する。

【0007】

上記構成によれば、エンド当て緩和制御の実行時において、実電流値のオーバーシュートが発生すると、制御ゲインが大きくなる。これにより、実電流値の電流指令値に対する応答性が高くなるため、モータに供給する電流のオーバーシュートを抑制できる。

【0008】

上記操舵制御装置において、前記電流指令値演算部は、前記エンド離間角が前記所定角度以下となる場合に、該エンド離間角の減少に基づいて小さくなる舵角制限値を演算する舵角制限値演算部と、前記電流指令値の絶対値の上限となる制限値を前記舵角制限値以下に設定する制限値設定部とを備え、前記電流指令値の絶対値を前記舵角制限値に制限することにより、前記エンド当て緩和制御を実行することが好ましい。

【0009】

上記構成によれば、電流指令値の絶対値が舵角制限値に制限される態様でエンド当て緩和制御が実行される場合に、実電流値のオーバーシュートを抑制できる。同構成では、電流指令値を最大限制限してもその絶対値がゼロとなるのみであるため、制御ゲインの調整によりオーバーシュートを抑制する効果は大である。

【0010】

上記操舵制御装置において、前記電流フィードバック制御部は、前記エンド当て緩和制御の実行時において、前記電流指令値と前記実電流値との電流偏差の絶対値が予め設定された第１電流偏差閾値以上であることを含む調整開始条件が成立する場合に、前記実電流値のオーバーシュートが発生すると判定して、前記制御ゲインが大きくなるように該制御ゲインを調整することが好ましい。

【0011】

上記構成によれば、電流偏差と第１電流偏差閾値との大小比較を行うことで、実電流値のオーバーシュートの発生を正確に判定できる。
上記操舵制御装置において、前記調整開始条件には、前記電流偏差の絶対値が前記第１電流偏差閾値以上であることに加え、前記モータの角速度の絶対値が予め設定された角速度閾値以上であることが含まれることが好ましい。

【0012】

上記構成によれば、エンド当ての発生により実電流値がオーバーシュートする場合を正確に捉えて制御ゲインを大きくすることができ、好適にオーバーシュートを抑制できる。
上記操舵制御装置において、前記調整開始条件には、前記電流偏差の絶対値が前記第１電流偏差閾値以上であることに加え、前記モータの角速度変化量の絶対値が予め設定された角速度変化量閾値以上であることが含まれることが好ましい。

【0013】

上記構成によれば、エンド当ての発生により実電流値がオーバーシュートする場合を正確に捉えて制御ゲインを大きくすることができ、好適にオーバーシュートを抑制できる。
上記操舵制御装置において、前記電流フィードバック制御部は、前記制御ゲインが大きくなるように該制御ゲインを調整した後、解除条件が成立する場合に前記制御ゲインの調整を解除することが好ましい。

【0014】

制御ゲインを大きくして実電流値の電流指令値に対する応答性を高くすると、例えば電流指令値の僅かな変化に対してモータが過敏に反応し、振動や異音が発生するおそれがある。この点、上記構成によれば、解除条件が成立する場合に、制御ゲインが大きい状態、すなわち応答性が高い状態を解除する。そのため、実電流値のオーバーシュートが小さくなって高い応答性が不要となった場合に、制御ゲインを高いままにしておくことを抑制し、振動や異音の発生を抑制できる。

【0015】

上記操舵制御装置において、前記解除条件には、前記電流偏差の絶対値が前記第１電流偏差閾値よりも小さな値に予め設定された第２電流偏差閾値以下となることが含まれることが好ましい。

【0016】

上記構成によれば、実電流値のオーバーシュートが大きい状態で、制御ゲインの調整を解除することを抑制できる。
上記操舵制御装置において、前記解除条件には、前記制御ゲインの大きい状態が所定時間継続することが含まれることが好ましい。

【0017】

ここで、実電流値のオーバーシュートは、モータの急停止に伴う逆起電圧の急激な低下以外に、エンド当て緩和制御の実行による電流指令値の急激な低下に対して実電流値の応答が遅れることでも生じる。こうした実電流値の応答性に起因するオーバーシュートにより、調整開始条件が成立すれば、制御ゲインが大きくなるように調整されることで、当該オーバーシュートを抑制できる。ところで、実電流値の応答性に起因するオーバーシュートは、エンド当て緩和制御の実行により電流指令値が低下した時点で発生し、逆起電圧の低下に起因するオーバーシュートは、エンド当てによりモータが停止してから発生する。したがって、エンド当て緩和制御の実行時にエンド当てが発生する場合を想定すると、実電流値の応答性に起因するオーバーシュートが発生した後、一旦、電流偏差の絶対値が小さくなってから逆起電圧の急激な低下に起因するオーバーシュートが発生して再び電流偏差の絶対値が大きくなることがある。その結果、例えば電流偏差の絶対値が第２電流偏差閾値以下となることのみを条件に制御ゲインの調整を解除すると、制御ゲインの値が大きくなったり、小さくなったりを繰り返すおそれがある。この点、上記構成によれば、制御ゲインが大きくなる状態が所定時間は継続するため、制御ゲインが頻繁に切り替わることを防いで、操舵フィーリングの低下を抑制できる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、モータに供給する電流のオーバーシュートを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】電動パワーステアリング装置の概略構成図。

【図2】操舵制御装置のブロック図。

【図3】制限値設定部のブロック図。

【図4】モータ制御信号生成部のブロック図。

【図5】ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部による比例ゲイン及び積分ゲインの調整に係る処理手順を示すフローチャート。

【図6】エンド当てが発生する前後におけるｑ軸電流指令値、ｑ軸実電流値及びモータ角速度の変化の一例を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、操舵制御装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、操舵制御装置１の制御対象となる操舵装置としての電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）２は、運転者によるステアリングホイール３の操作に基づいて転舵輪４を転舵させる操舵機構５を備えている。また、ＥＰＳ２は、操舵機構５にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するアクチュエータとしてのＥＰＳアクチュエータ６を備えている。

【0021】

操舵機構５は、ステアリングホイール３が固定されるステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１に連結された転舵軸としてのラック軸１２と、ラック軸１２が往復動可能に挿通されるハウジングとしてのラックハウジング１３と、ステアリングシャフト１１の回転をラック軸１２に変換するラックアンドピニオン機構１４とを備えている。なお、ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール３が位置する側から順にコラム軸１５、中間軸１６、及びピニオン軸１７を連結することにより構成されている。

【0022】

ラック軸１２とピニオン軸１７とは、ラックハウジング１３内に所定の交差角をもって配置されている。ラックアンドピニオン機構１４は、ラック軸１２に形成されたラック歯１２ａとピニオン軸１７に形成されたピニオン歯１７ａとが噛合されることで構成されている。また、ラック軸１２の両端には、その軸端部に設けられたボールジョイントからなるラックエンド１８を介してタイロッド１９がそれぞれ回動自在に連結されている。タイロッド１９の先端は、転舵輪４が組付けられた図示しないナックルに連結されている。したがって、ＥＰＳ２では、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト１１の回転がラックアンドピニオン機構１４によりラック軸１２の軸方向移動に変換され、この軸方向移動がタイロッド１９を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪４の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。

【0023】

なお、ラックエンド１８がラックハウジング１３の左端に当接するラック軸１２の位置が右方向に最大限操舵可能な位置であり、同位置が右側のエンド位置としてのラックエンド位置に相当する。また、ラックエンド１８がラックハウジング１３の右端に当接するラック軸１２の位置が左方向に最大限操舵可能な位置であり、同位置が左側のエンド位置としてのラックエンド位置に相当する。

【0024】

ＥＰＳアクチュエータ６は、駆動源であるモータ２１と、ウォームアンドホイール等の減速機構２２とを備えている。モータ２１は減速機構２２を介してコラム軸１５に連結されている。そして、ＥＰＳアクチュエータ６は、モータ２１の回転を減速機構２２により減速してコラム軸１５に伝達することによって、モータトルクをアシスト力として操舵機構５に付与する。なお、本実施形態のモータ２１には、三相のブラシレスモータが採用されている。

【0025】

操舵制御装置１は、モータ２１に接続されており、その作動を制御する。なお、操舵制御装置１は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えており、所定の演算周期ごとにメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行する。これにより、各種の制御が実行される。

【0026】

操舵制御装置１には、車両の車速ＳＰＤを検出する車速センサ３１、及び運転者の操舵によりステアリングシャフト１１に付与された操舵トルクＴhを検出するトルクセンサ３２が接続されている。また、操舵制御装置１には、モータ２１の回転角θmを３６０°の範囲内の相対角で検出する回転センサ３３が接続されている。なお、操舵トルクＴh及び回転角θmは、例えば右方向に操舵した場合に正の値、左方向に操舵した場合に負の値として検出する。そして、操舵制御装置１は、これら各センサから入力される各状態量を示す信号に基づいて、モータ２１に駆動電力を供給することにより、ＥＰＳアクチュエータ６の作動、すなわち操舵機構５にラック軸１２を往復動させるべく付与するアシスト力を制御する。

【0027】

次に、操舵制御装置１の構成について説明する。
図２に示すように、操舵制御装置１は、モータ制御信号Ｓmを出力する制御回路としてのマイコン４１と、モータ制御信号Ｓmに基づいてモータ２１に駆動電力を供給する駆動回路４２とを備えている。なお、本実施形態の駆動回路４２には、ＦＥＴ等の複数のスイッチング素子を有する周知のＰＷＭインバータが採用されている。そして、マイコン４１の出力するモータ制御信号Ｓmは、各スイッチング素子のオンオフ状態を規定するものとなっている。これにより、モータ制御信号Ｓmに応答して各スイッチング素子がオンオフし、各相のモータコイルへの通電パターンが切り替わることにより、車載電源４３の直流電力が三相の駆動電力に変換されてモータ２１へと出力される。

【0028】

なお、以下に示す各制御ブロックは、マイコン４１が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものであり、所定のサンプリング周期で各状態量を検出し、所定の演算周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理が実行される。

【0029】

マイコン４１には、上記車速ＳＰＤ、操舵トルクＴh、及びモータ２１の回転角θmが入力される。また、マイコン４１には、電流センサ４４により検出されるモータ２１の各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、及び電圧センサ４５により検出される車載電源４３の電源電圧Ｖbが入力される。電流センサ４４は、駆動回路４２と各相のモータコイルとの間の接続線４６に設けられている。電圧センサ４５は、車載電源４３と駆動回路４２との間の接続線４７に設けられている。なお、図２では、説明の便宜上、各相の電流センサ４４及び各相の接続線４６をそれぞれ１つにまとめて図示している。そして、マイコン４１は、これら各状態量に基づいてモータ制御信号Ｓmを出力する。

【0030】

詳しくは、マイコン４１は、電流指令値Ｉd*，Ｉq*を演算する電流指令値演算部５１と、電流指令値Ｉd*，Ｉq*に基づいてモータ制御信号Ｓmを出力するモータ制御信号生成部５２と、絶対舵角θsを検出する絶対舵角検出部５３とを備えている。

【0031】

電流指令値演算部５１には、操舵トルクＴh、車速ＳＰＤ及び絶対舵角θsが入力される。電流指令値演算部５１は、これらの状態量に基づいて電流指令値Ｉd*，Ｉq*を演算する。電流指令値Ｉd*，Ｉq*は、モータ２１に供給すべき電流の目標値であり、ｄ／ｑ座標系におけるｄ軸上の電流指令値及びｑ軸上の電流指令値をそれぞれ示す。このうち、ｑ軸電流指令値Ｉq*は、モータ２１が出力するモータトルクの目標値を示す。なお、本実施形態では、ｄ軸電流指令値Ｉd*は、基本的にゼロに固定されている。電流指令値Ｉd*，Ｉq*は、例えば右方向への操舵をアシストする場合に正の値、左方向への操舵をアシストする場合に負の値とする。

【0032】

モータ制御信号生成部５２には、電流指令値Ｉd*，Ｉq*、各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、モータ２１の回転角θm、後述する舵角制限値Ｉen及び回転角θmが入力される。モータ制御信号生成部５２は、これらの状態量に基づいてｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することにより、モータ制御信号Ｓmを生成し、駆動回路４２に出力する。これにより、モータ２１には、モータ制御信号Ｓmに応じた駆動電力が供給される。そして、モータ２１からｑ軸電流指令値Ｉq*に対応したモータトルクが出力され、操舵機構５にアシスト力が付与される。

【0033】

絶対舵角検出部５３には、回転角θmが入力される。絶対舵角検出部５３は、回転角θmに基づいて、３６０°を超える範囲を含む絶対角で表されるモータ絶対角を検出する。本実施形態の絶対舵角検出部５３は、例えば車載電源４３の交換後、イグニッションスイッチ等の起動スイッチが初めてオンされた時の回転角θmを原点としてモータ２１の回転数を積算し、この回転数及び回転角θmに基づいてモータ絶対角を検出する。そして、絶対舵角検出部５３は、モータ絶対角に減速機構２２の減速比に基づく換算係数を乗算することにより、ステアリングシャフト１１の操舵角を示す絶対舵角θsを検出する。本実施形態の操舵制御装置１では、起動スイッチのオフ時にもモータ２１の回転の有無を監視しており、モータ２１の回転数が常時積算されている。これにより、車載電源４３が交換されてから２回目以降、起動スイッチがオンされた時でも、絶対舵角θsの原点は、起動スイッチが初めてオンされた時に設定された原点と同じになる。

【0034】

なお、上記のようにステアリングシャフト１１の回転により転舵輪４の転舵角が変更されることから、絶対舵角θsは、転舵輪４の転舵角に換算可能な回転軸の回転角を示す。また、モータ絶対角及び絶対舵角θsは、例えば原点から右方向の回転角である場合に正の値、左方向の回転角である場合に負の値とする。

【0035】

次に、電流指令値演算部５１の構成について詳細に説明する。
電流指令値演算部５１は、ｑ軸電流指令値Ｉq*の基礎成分であるアシスト指令値Ｉas*を演算するアシスト指令値演算部６１を備えている。また、電流指令値演算部５１は、ｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値の上限となる制限値Ｉgを設定する制限値設定部６２と、アシスト指令値Ｉas*の絶対値を制限値Ｉg以下に制限するガード処理部６３とを備えている。制限値設定部６２には、メモリ６４が接続されている。

【0036】

アシスト指令値演算部６１には、操舵トルクＴh及び車速ＳＰＤが入力される。アシスト指令値演算部６１は、操舵トルクＴh及び車速ＳＰＤに基づいてアシスト指令値Ｉas*を演算する。具体的には、アシスト指令値演算部６１は、操舵トルクＴhの絶対値が大きいほど、また車速ＳＰＤが遅いほど、より大きな絶対値を有するアシスト指令値Ｉas*を演算する。このように演算されたアシスト指令値Ｉas*は、ガード処理部６３に出力される。

【0037】

ガード処理部６３には、アシスト指令値Ｉas*に加え、後述するように制限値設定部６２において設定される制限値Ｉgが入力される。ガード処理部６３は、入力されるアシスト指令値Ｉas*の絶対値が制限値Ｉg以下の場合には、アシスト指令値Ｉas*の値をそのままｑ軸電流指令値Ｉq*としてモータ制御信号生成部５２に出力する。一方、入力されるアシスト指令値Ｉas*の絶対値が制限値Ｉgよりも大きい場合には、アシスト指令値Ｉas*の絶対値を制限値Ｉgの値に制限した値をｑ軸電流指令値Ｉq*としてモータ制御信号生成部５２に出力する。

【0038】

メモリ６４には、モータ２１が出力可能なモータトルクとして予め設定された定格トルクに対応する定格電流Ｉr、及びエンド位置対応角θs_le，θs_re等が記憶されている。左側のエンド位置対応角θs_leは、左側のラックエンド位置に対応する絶対舵角θsであり、右側のエンド位置対応角θs_reは、右側のラックエンド位置に対応する絶対舵角θsである。なお、エンド位置対応角θs_le，θs_reは、例えば運転者による操舵に基づいて行われる適宜の学習により設定される。

【0039】

次に、制限値設定部６２の構成について説明する。
制限値設定部６２には、絶対舵角θs、車速ＳＰＤ、電源電圧Ｖb、定格電流Ｉr及びエンド位置対応角θs_le，θs_reが入力される。そして、制限値設定部６２は、これらの状態量に基づいて制限値Ｉgを設定する。

【0040】

詳しくは、図３に示すように、制限値設定部６２は、絶対舵角θsに基づく舵角制限値Ｉenを演算する舵角制限値演算部７１と、電源電圧Ｖbに基づく他の制限値としての電圧制限値Ｉvbを演算する電圧制限値演算部７２と、舵角制限値Ｉen及び電圧制限値Ｉvbのいずれか小さい方を選択する最小値選択部７３とを備えている。

【0041】

舵角制限値演算部７１には、絶対舵角θs、車速ＳＰＤ、定格電流Ｉr及びエンド位置対応角θs_le，θs_reが入力される。舵角制限値演算部７１は、これらの状態量に基づいて、後述するように絶対舵角θsのエンド位置対応角θs_le，θs_reからの距離を示すエンド離間角Δθが所定角度θ1以下となる場合に、該エンド離間角Δθの減少に基づいて小さくなる舵角制限値Ｉenを演算する。このように演算された舵角制限値Ｉenは、最小値選択部７３に出力される。

【0042】

電圧制限値演算部７２には、電源電圧Ｖbが入力される。電圧制限値演算部７２は、電源電圧Ｖbの絶対値が予め設定された電圧閾値Ｖth以下になった場合に、定格電流Ｉrを供給するための定格電圧よりも小さな電圧制限値Ｉvbを演算する。具体的には、電圧制限値演算部７２は、電源電圧Ｖbの絶対値が電圧閾値Ｖth以下になった場合、該電源電圧Ｖbの絶対値の低下に基づいてより小さな絶対値を有する電圧制限値Ｉvbを演算する。このように演算された電圧制限値Ｉvbは、最小値選択部７３に出力される。

【0043】

最小値選択部７３は、入力される舵角制限値Ｉen及び電圧制限値Ｉvbのいずれか小さい方を制限値Ｉgとして選択し、ガード処理部６３に出力する。
そして、舵角制限値Ｉenが制限値Ｉgとしてガード処理部６３に出力されることにより、ｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値が舵角制限値Ｉenに制限される。これにより、エンド離間角Δθが所定角度θ1以下となる場合に、該エンド離間角Δθの減少に基づいてｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値を小さくすることで、ラックエンド１８がラックハウジング１３に衝突するエンド当ての衝撃を緩和するエンド当て緩和制御が実行される。

【0044】

また、電圧制限値Ｉvbが制限値Ｉgとしてガード処理部６３に出力されることにより、ｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値が電圧制限値Ｉvbに制限される。これにより、電源電圧Ｖbの絶対値が電圧閾値Ｖth以下となる場合に、該電源電圧Ｖbの絶対値の低下に基づいてｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値を小さくする電源保護制御が実行される。

【0045】

次に、舵角制限値演算部７１の構成について説明する。
舵角制限値演算部７１は、エンド離間角Δθを演算するエンド離間角演算部８１と、エンド離間角Δθに応じて定まる電流制限量である角度制限成分Ｉgaを演算する角度制限成分演算部８２とを備えている。また、舵角制限値演算部７１は、上限角速度ωlimに対する操舵速度ωsの超過分である超過角速度ωoを演算する超過角速度演算部８３と、超過角速度ωoに応じて定まる電流制限量である速度制限成分Ｉgsを演算する速度制限成分演算部８４とを備えている。

【0046】

エンド離間角演算部８１には、絶対舵角θs及びエンド位置対応角θs_le，θs_reが入力される。エンド離間角演算部８１は、最新の演算周期での絶対舵角θsと左側のエンド位置対応角θs_leとの間の差分、及び最新の演算周期での絶対舵角θsと右側のエンド位置対応角θs_reとの間の差分を演算する。そして、エンド離間角演算部８１は、演算した差分のうちの小さい方の絶対値をエンド離間角Δθとして角度制限成分演算部８２及び超過角速度演算部８３に出力する。

【0047】

角度制限成分演算部８２には、エンド離間角Δθ及び車速ＳＰＤが入力される。角度制限成分演算部８２は、エンド離間角Δθ及び車速ＳＰＤと角度制限成分Ｉgaとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することによりエンド離間角Δθ及び車速ＳＰＤに応じた角度制限成分Ｉgaを演算する。

【0048】

このマップでは、角度制限成分Ｉgaは、エンド離間角Δθがゼロの状態からその増大に比例して減少し、エンド離間角Δθが所定角度θ1よりも大きくなると、ゼロになるように設定されている。また、このマップでは、エンド離間角Δθが負の領域も設定されており、角度制限成分Ｉgaは、エンド離間角Δθがゼロよりも小さくなると、その減少に比例して増大し、定格電流Ｉrと同じ大きなになった以降は一定となる。マップにおける負の領域は、ラックエンド１８がラックハウジング１３に当接した状態からさらに切り込み操舵を行うことにより、ＥＰＳ２が弾性変形してモータ２１が回転する分を想定している。なお、所定角度θ1は、エンド位置対応角θs_le，θs_re近傍の範囲を示す小さな角度に設定されている。すなわち、角度制限成分Ｉgaは、絶対舵角θsがエンド位置対応角θs_le，θs_reからステアリング中立側に向かうにつれて小さくなり、エンド位置対応角θs_le，θs_re近傍よりもステアリング中立位置側にある場合には、ゼロになるように設定されている。

【0049】

また、このマップは、エンド離間角Δθが所定角度θ1以下の領域では、車速ＳＰＤの増大に基づいて、角度制限成分Ｉgaが小さくなるように設定されている。具体的には、車速ＳＰＤが低速域である場合は角度制限成分Ｉgaがゼロよりも大きくなるが、車速ＳＰＤが中高速域である場合は角度制限成分Ｉgaがゼロとなるように設定されている。このように演算された角度制限成分Ｉgaは、減算器８５に出力される。

【0050】

超過角速度演算部８３には、エンド離間角Δθ、及び絶対舵角θsを微分することにより得られる操舵速度ωsが入力される。そして、超過角速度演算部８３は、これらの状態量に基づいて超過角速度ωoを演算する。

【0051】

詳しくは、超過角速度演算部８３は、上限角速度ωlimを演算する上限角速度演算部８６を備えている。上限角速度演算部８６には、エンド離間角Δθが入力される。上限角速度演算部８６は、エンド離間角Δθと上限角速度ωlimとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することによりエンド離間角Δθに応じた上限角速度ωlimを演算する。

【0052】

このマップでは、上限角速度ωlimは、エンド離間角Δθがゼロの場合に上限角速度ωlimが最も小さくなり、エンド離間角Δθの増大に比例して上限角速度ωlimが大きくなるように設定されている。また、上限角速度ωlimは、エンド離間角Δθが所定角度θ2よりも大きくなると、モータ２１が回転可能な最大の角速度として予め設定された値で一定となるように設定されている。なお、所定角度θ2は、上記所定角度θ1よりも大きな角度に設定されている。

【0053】

超過角速度演算部８３は、操舵速度ωsの絶対値がエンド離間角Δθに応じた上限角速度ωlimよりも大きい場合には、操舵速度ωsの上限角速度ωlimに対する超過分を超過角速度ωoとして速度制限成分演算部８４に出力する。一方、超過角速度演算部８３は、操舵速度ωsの絶対値が上限角速度ωlim以下の場合には、ゼロを示す超過角速度ωoを速度制限成分演算部８４に出力する。

【0054】

具体的には、超過角速度演算部８３は、上限角速度ωlim及び操舵速度ωsが入力される最小値選択部８７を備えている。最小値選択部８７は、上限角速度ωlim及び操舵速度ωsの絶対値のうちの小さい方を選択して減算器８８に出力する。そして、超過角速度演算部８３は、減算器８８において、操舵速度ωsの絶対値から最小値選択部８７の出力値を差し引くことで超過角速度ωoを演算する。このように最小値選択部８７において上限角速度ωlim及び操舵速度ωsの絶対値のうちの小さい方を選択することで、操舵速度ωsが上限角速度ωlim以下の場合には、減算器８８において操舵速度ωsから操舵速度ωsが差し引かれることとなり、超過角速度ωoがゼロとなる。一方、操舵速度ωsが上限角速度ωlimよりも大きい場合には、減算器８８において操舵速度ωsの絶対値から上限角速度ωlimが差し引かれることとなり、超過角速度ωoが操舵速度ωsの上限角速度ωlimに対する超過分となる。

【0055】

速度制限成分演算部８４には、超過角速度ωo及び車速ＳＰＤが入力される。速度制限成分演算部８４は、超過角速度ωo及び車速ＳＰＤと速度制限成分Ｉgsとの関係を定めたマップを備えており、同マップを参照することにより超過角速度ωo及び車速ＳＰＤに応じた速度制限成分Ｉgsを演算する。

【0056】

このマップでは、速度制限成分Ｉgsは、超過角速度ωoがゼロの場合に速度制限成分Ｉgsが最も小さくなり、超過角速度ωoの増大に比例して速度制限成分Ｉgsが大きくなるように設定されている。また、このマップは、車速ＳＰＤの増大に基づいて、速度制限成分Ｉgsが小さくなるように設定されている。なお、このマップでは、速度制限成分Ｉgsの絶対値が角度制限成分Ｉgaの絶対値に比べて小さくなるように設定されている。このように演算された速度制限成分Ｉgsは、減算器８９に出力される。

【0057】

上記した角度制限成分Ｉgaが入力される減算器８５には、定格電流Ｉrが入力される。舵角制限値演算部７１は、減算器８５において定格電流Ｉrから角度制限成分Ｉgaを差し引いた値を、速度制限成分Ｉgsが入力される減算器８９に出力する。そして、舵角制限値演算部７１は、減算器８９において、減算器８５の出力値から速度制限成分Ｉgsを差し引いた値、すなわち定格電流Ｉrから角度制限成分Ｉga及び速度制限成分Ｉgsを差し引いた値を舵角制限値Ｉenとして上記最小値選択部７３に出力する。なお、舵角制限値Ｉenは、上記モータ制御信号生成部５２にも出力される。

【0058】

次に、モータ制御信号生成部５２について説明する。
図４に示すように、モータ制御信号生成部５２は、電流指令値Ｉd*，Ｉq*に基づいてｄｑ座標系における電流フィードバック演算を実行することにより、モータ制御信号Ｓmを演算する。なお、以下では、フィードバックという文言を「Ｆ／Ｂ」と記すことがある。

【0059】

詳しくは、モータ制御信号生成部５２は、ｄ軸実電流値Ｉd及びｑ軸実電流値Ｉqを演算する三相二相変換部９１を備えている。また、モータ制御信号生成部５２は、電流Ｆ／Ｂ演算の実行によりｄ軸電圧指令値Ｖd*を演算するｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９２と、電流Ｆ／Ｂ演算の実行によりｑ軸電圧指令値Ｖq*を演算するｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３とを備えている。また、モータ制御信号生成部５２は、三相の電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*を演算する二相三相変換部９４と、モータ制御信号Ｓmを生成するＰＷＭ変換部９５とを備えている。

【0060】

三相二相変換部９１には、各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw及び回転角θmが入力される。三相二相変換部９１は、回転角θmに基づいて各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwをｄｑ座標上に写像することにより、ｄ軸実電流値Ｉd及びｑ軸実電流値Ｉqを演算する。ｄ軸実電流値Ｉdは、ｄ軸電流指令値Ｉd*とともに減算器９７に入力され、ｑ軸実電流値Ｉqは、ｑ軸電流指令値Ｉq*とともに減算器９８に入力される。減算器９７は、ｄ軸電流指令値Ｉd*からｄ軸実電流値Ｉdを減算したｄ軸電流偏差ΔＩdを演算し、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９２に出力する。減算器９８は、ｑ軸電流指令値Ｉq*からｑ軸実電流値Ｉqを減算したｑ軸電流偏差ΔＩqを演算し、ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３に出力する。

【0061】

ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９２は、ｄ軸電流偏差ΔＩdに基づいて、ｄ軸電流指令値Ｉd*にｄ軸実電流値Ｉdを追従させる電流Ｆ／Ｂ演算を行い、ｄ軸電圧指令値Ｖd*を演算する。具体的には、ｄ軸電流偏差ΔＩdに比例ゲインＫdpを乗ずることにより得られる比例成分、及びｄ軸電流偏差ΔＩdの積分値に積分ゲインＫdiを乗ずることにより得られる積分成分を足し合わせることで、ｄ軸電圧指令値Ｖd*を演算する。

【0062】

ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３には、ｑ軸電流偏差ΔＩqに加え、ｑ軸電流指令値Ｉq*、舵角制限値Ｉen及び回転角θmを微分することにより得られるモータ角速度ωmが入力される。ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３は、これらの状態量に基づいて、ｑ軸電流指令値Ｉq*にｑ軸実電流値Ｉqを追従させる電流Ｆ／Ｂ演算を行い、ｑ軸電圧指令値Ｖq*を演算する。具体的には、ｑ軸電流偏差ΔＩqに比例ゲインＫqpを乗ずることにより得られる比例成分、及びｑ軸電流偏差ΔＩqの積分値に積分ゲインＫqiを乗ずることにより得られる積分成分を足し合わせることで、ｄ軸電圧指令値Ｖd*を演算する。後述するように比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiは、入力される状態量に応じて変更される。このように演算されたｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*は、二相三相変換部９４に出力される。

【0063】

二相三相変換部９４には、ｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*に加え、回転角θmが入力される。二相三相変換部９４は、回転角θmに基づいてｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*を三相の交流座標上に写像することにより三相の電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*を演算する。このように演算された電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*は、ＰＷＭ変換部９５に出力される。

【0064】

ＰＷＭ変換部９５は、各電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に基づいてデューティ指令値を演算し、デューティ指令値と三角波や鋸波等の搬送波としてのＰＷＭキャリアとの比較を通じて、該デューティ指令値の示すデューティ比を有するモータ制御信号Ｓmを生成する。

【0065】

次に、ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３における比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiの調整について説明する。
本実施形態のｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３は、エンド当て緩和制御の実行時において、ｑ軸実電流値Ｉqのオーバーシュートが発生する場合に、電流Ｆ／Ｂ演算に用いる制御ゲインとしての比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiが大きくなるようにこれらを調整する。なお、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiは、実験等の結果に基づく最適値が予め設定されている。また、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiの調整は、例えば予め設定された値を定数倍する又は所定値を加算するといった方法が採用される。

【0066】

詳しくは、ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３は、ｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値が舵角制限値Ｉenに制限されるエンド当て緩和制御の実行時において、次の（ａ）～（ｃ）からなる調整開始条件が成立すると、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiが大きくなるようにこれらを調整する。なお、ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３は、入力されるｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値が舵角制限値Ｉenと等しい場合に、ｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値が舵角制限値Ｉenに制限され、エンド当て緩和制御が実行されていると判定する。

【0067】

（ａ）ｑ軸電流偏差ΔＩqの絶対値が予め設定された第１電流偏差閾値ΔＩth1以上である。
（ｂ）モータ角速度ωmの絶対値が予め設定された角速度閾値ωth以上である。

【0068】

（ｃ）モータ角速度ωmの変化量である角速度変化量Δωの絶対値が予め設定された角速度変化量閾値Δωth以上である。
なお、第１電流偏差閾値ΔＩth1は、例えば操舵フィーリングの低下を招くおそれのある電流偏差を示す値であり、予め設定されている。角速度閾値ωthは、例えばエンド当てが発生するような比較的速い角速度を示す値であり、予め設定されている。角速度変化量閾値Δωthは、例えばエンド当て緩和制御の実行によりモータ角速度ωmが低下していることを示す角速度変化量であり、予め設定されている。本実施形態の角速度変化量Δωには、ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３が最新の演算周期で取得したモータ角速度ωmと一周期前のモータ角速度ωmとの差分が用いられる。

【0069】

また、ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３は、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiの調整後、次の（ｄ），（ｅ）からなる解除条件が成立すると、これら比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiの調整を解除し、元の値に戻す。

【0070】

（ｄ）ｑ軸電流偏差ΔＩqの絶対値が第１電流偏差閾値ΔＩth1よりも小さな値に予め設定された第２電流偏差閾値ΔＩth2以下となる。
（ｅ）比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiが大きくなるようにこれらを調整した状態が所定時間継続する。

【0071】

なお、第２電流偏差閾値ΔＩth2は、例えば操舵フィーリングの低下をほぼ招かないと考えられる電流偏差を示す値であり、予め設定されている。所定時間は、エンド当て緩和制御の実行時にｑ軸実電流値のオーバーシュートが生じやすい時間であり、予め設定されている。

【0072】

具体的には、図５のフローチャートに示すように、ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３は、各種状態量を取得すると（ステップ１０１）、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiが高くなるように調整されていることを示すフラグがセットされているか否かを判定する（ステップ１０２）。上記フラグがセットされていない場合には（ステップ１０２：ＮＯ）、ｑ軸電流指令値Ｉq*が舵角制限値Ｉenに制限されることによりエンド当て緩和制御が実行されているか否かを判定する（ステップ１０３）。

【0073】

続いて、ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３は、ｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値が舵角制限値Ｉenに制限されている場合には（ステップ１０３：ＹＥＳ）、ｑ軸電流偏差ΔＩqの絶対値が第１電流偏差閾値ΔＩth1以上であるか否かを判定する（ステップ１０４）。ｑ軸電流偏差ΔＩqの絶対値が第１電流偏差閾値ΔＩth1以上である場合には（ステップ１０４：ＹＥＳ）、モータ角速度ωmの絶対値が角速度閾値ωth以上であるか否かを判定する（ステップ１０５）。モータ角速度ωmの絶対値が角速度閾値ωth以上である場合には（ステップ１０５：ＹＥＳ）、角速度変化量Δωの絶対値が角速度変化量閾値Δωth以上であるか否かを判定する（ステップ１０６）。そして、角速度変化量Δωの絶対値が角速度変化量閾値Δωth以上である場合には（ステップ１０６：ＹＥＳ）、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiが大きくなるようにこれらを調整し（ステップ１０７）、上記フラグをセットする（ステップ１０８）。

【0074】

一方、ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３は、ｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値が舵角制限値Ｉenに制限されていない場合（ステップ１０３：ＮＯ）、すなわちエンド当て緩和制御が実行されていない場合や、制限値Ｉgが舵角制限値Ｉenよりも低い電圧制限値Ｉvbに設定されている場合等には、それ以降の処理を実行しない。また、ｑ軸電流偏差ΔＩqの絶対値が第１電流偏差閾値ΔＩth1未満である場合（ステップ１０４：ＮＯ）、モータ角速度ωmの絶対値が角速度閾値ωth未満である場合（ステップ１０５：ＮＯ）、又は角速度変化量Δωの絶対値が角速度変化量閾値Δωth未満である場合には（ステップ１０６：ＮＯ）、それ以降の処理を実行しない。

【0075】

また、ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３は、上記フラグがセットされている場合には（ステップ１０２：ＹＥＳ）、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiが調整されてからの時間を示すカウント値Ｃをインクリメントする（ステップ１０９）。続いて、カウント値Ｃが所定時間に相当する所定カウント値Ｃth以上であるか否かを判定し（ステップ１１０）、カウント値Ｃが所定カウント値Ｃth以上である場合には（ステップ１１０：ＹＥＳ）、ｑ軸電流偏差ΔＩqの絶対値が第２電流偏差閾値ΔＩth2未満であるか否かを判定する（ステップ１１１）。そして、ｑ軸電流偏差ΔＩqの絶対値が第２電流偏差閾値ΔＩth2未満である場合には（ステップ１１１：ＹＥＳ）、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiの調整を解除し（ステップ１１２）、上記フラグをリセットする（ステップ１１３）とともにカウント値Ｃをクリアする（ステップ１１４）。

【0076】

一方、ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３は、カウント値Ｃが所定カウント値Ｃth未満である場合（ステップ１１０：ＮＯ）、又はｑ軸電流偏差ΔＩqの絶対値が第２電流偏差閾値ΔＩth2以上である場合には（ステップ１１１：ＮＯ）、それ以降の処理を実行しない。

【0077】

次に比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiの調整によるｑ軸実電流値Ｉqの変化について説明する。
ここで、図６を参照して、運転者が高速で操舵してラックエンド１８がラックハウジング１３に衝突する場合を想定する。同図に示すように、時刻ｔ１においてエンド離間角Δθが所定角度θ1以下になると、それまでは操舵トルクＴh及び車速ＳＰＤに応じた値であったｑ軸電流指令値Ｉq*が急激に減少し、ゼロとなる。このとき、同図において破線で示すように比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiを調整しない比較例のｑ軸実電流値Ｉqは、ｑ軸電流指令値Ｉq*に対して遅れて減少することで、一時的にオーバーシュートし、ｑ軸電流指令値Ｉq*とｑ軸実電流値Ｉqとの乖離が大きくなる。その後、ｑ軸実電流値Ｉqのオーバーシュートは小さくなるものの、時刻ｔ２においてエンド当てが発生すると、逆起電圧の急激な低下に伴って再びオーバーシュートする。

【0078】

具体的には、時刻ｔ２以降、高速で回転していたモータ２１が急停止し、モータ角速度ωmが低下することで、該モータ２１で発生していた逆起電圧が急激に低下する。一方、上記のようにｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３は、電流Ｆ／Ｂ演算を行っているため、該ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３が出力するｑ軸電圧指令値Ｖq*には、モータ２１で発生する逆起電圧に抗して電流を供給するための電圧が含まれる。しかし、逆起電圧の低下は、ｑ軸電流指令値Ｉq*の制限に伴うｑ軸電圧指令値Ｖq*の低下よりも早いため、一時的にモータ２１に電圧が印加されることになり、ｑ軸実電流値Ｉqのオーバーシュートが発生する。

【0079】

ここで、時刻ｔ１において、ｑ軸電流偏差ΔＩqの絶対値が第１電流偏差閾値ΔＩth1以上であるとともに、モータ角速度ωmの絶対値が角速度閾値ωth以上であり、かつｑ軸電流指令値Ｉq*が制限されることでモータ角速度ωmが低下し、角速度変化量Δωの絶対値が角速度変化量閾値Δωth以上であるとする。その結果、本実施形態では、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiが大きくなるように調整されることで、ｑ軸実電流値Ｉqの応答性が高くなる。

【0080】

これにより、同図において実線で示すように、ｑ軸実電流値Ｉqの応答性に起因したオーバーシュートが抑制される。また、ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３は、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiを高くした状態を所定時間継続するため、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiの値が大きくなったり、小さくなったりせず、逆起電圧の急激な低下に起因したオーバーシュートが抑制される。

【0081】

なお、時刻ｔ１において、例えばｑ軸電流偏差ΔＩqの絶対値が第１電流偏差閾値ΔＩth1以上にならず、この時点では、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiが大きくなるように調整されないことがある。この場合でも、時刻ｔ２以降、逆起電圧の急激な低下に起因したオーバーシュートが発生することで、ｑ軸電流偏差ΔＩqの絶対値が第１電流偏差閾値ΔＩth1以上となり、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiが大きくなるように調整される。これにより、逆起電圧の急激な低下に起因したオーバーシュートが抑制される。

【0082】

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３は、エンド当て緩和制御の実行時において、ｑ軸実電流値Ｉqのオーバーシュートが発生する場合に、電流Ｆ／Ｂ演算に用いる比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiが大きくなるようにこれらを調整する。これにより、ｑ軸実電流値Ｉqのｑ軸電流指令値Ｉq*に対する応答性が高くなるため、モータ２１に供給する電流のオーバーシュートを抑制できる。

【0083】

（２）電流指令値演算部５１は、ｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値を舵角制限値Ｉenに制限する態様でエンド当て緩和制御を実行する。したがって、電流指令値演算部５１は、ｑ軸電流指令値Ｉq*を最大限制限してもその絶対値がゼロとなるのみであるため、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiの調整によりオーバーシュートを抑制する効果は大である。

【0084】

（３）ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３は、ｑ軸電流偏差ΔＩqの絶対値が第１電流偏差閾値ΔＩth1以上であることを含む調整開始条件が成立する場合に、ｑ軸実電流値Ｉqのオーバーシュートが発生すると判定して、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiが大きくなるようにこれらを調整する。このようにｑ軸電流偏差ΔＩqの絶対値と第１電流偏差閾値ΔＩth1との大小比較を行うことで、オーバーシュートの発生を正確に判定できる。

【0085】

（４）調整開始条件には、ｑ軸電流偏差ΔＩqの絶対値が第１電流偏差閾値ΔＩth1以上であることに加え、モータ角速度ωmの絶対値が角速度閾値ωth以上であることが含まれる。そのため、エンド当ての発生によりｑ軸実電流値Ｉqがオーバーシュートする場合を正確に捉えて制御ゲインを大きくすることができ、好適にオーバーシュートを抑制できる。

【0086】

（５）調整開始条件には、ｑ軸電流偏差ΔＩqの絶対値が第１電流偏差閾値ΔＩth1以上であることに加え、角速度変化量Δωの絶対値が角速度変化量閾値Δωth以上であることが含まれる。そのため、エンド当ての発生によりｑ軸実電流値Ｉqがオーバーシュートする場合を正確に捉えて制御ゲインを大きくすることができ、好適にオーバーシュートを抑制できる。

【0087】

（６）比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiを大きくしてｑ軸実電流値Ｉqの応答性を高くすると、例えばｑ軸電流指令値Ｉq*の僅かな変化に対してモータ２１が過敏に反応し、振動や異音が発生するおそれがある。この点、本実施形態では、ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３は、解除条件が成立する場合に、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiの調整を解除する。そのため、ｑ軸実電流値Ｉqのオーバーシュートが小さくなって高い応答性が不要となった場合に比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiを高いままにしておくことを抑制し、振動や異音の発生を抑制できる。

【0088】

（７）解除条件には、ｑ軸電流偏差ΔＩqの絶対値が第２電流偏差閾値ΔＩth2以下となることが含まれるため、ｑ軸実電流値Ｉqのオーバーシュートが大きい状態で、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiの調整を解除することを抑制できる。

【0089】

（８）ｑ軸実電流値Ｉqのオーバーシュートは、モータ２１の急停止に伴う逆起電圧の急激な低下以外に、エンド当て緩和制御の実行によるｑ軸電流指令値Ｉq*の急激な低下に対してｑ軸実電流値Ｉqの応答が遅れることでも生じる。こうしたｑ軸実電流値Ｉqの応答性に起因するオーバーシュートにより、上記（ａ）～（ｃ）の調整開始条件が成立すれば、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiが大きくなるように調整されることで、当該オーバーシュートを抑制できる。

【0090】

ところで、上記のようにｑ軸実電流値Ｉqの応答性に起因するオーバーシュートが発生した後、一旦、ｑ軸電流偏差ΔＩqの絶対値が小さくなってから、逆起電圧の急激な低下に起因するオーバーシュートが発生して再びｑ軸電流偏差ΔＩqの絶対値が大きくなることがある。そのため、例えばｑ軸電流偏差ΔＩqの絶対値が第２電流偏差閾値ΔＩth2以下となることのみを条件に比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiの調整を解除すると、これらの値が大きくなったり、小さくなったりを繰り返すおそれがある。この点、本実施形態では、解除条件として、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiが大きくなるようにこれらを調整した状態が所定時間継続することを含む。したがって、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiが大きくなる状態が所定時間は継続するため、比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiが頻繁に切り替わることを防いで、操舵フィーリングの低下を抑制できる。

【0091】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、上記（ｄ），（ｅ）の解除条件が成立した場合に比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiの調整を解除した。しかし、これに限らず、（ｄ）のみ、又は（ｅ）のみの条件が成立した場合に比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiの調整を解除してもよく、また、解除条件に他の条件を含めてもよい。

【0092】

・上記実施形態では、エンド当て緩和制御の実行の実行時において、上記（ａ）～（ｃ）の調整開始条件が成立した場合に比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiを調整した。しかし、これに限らず、（ｂ）及び（ｃ）の条件の少なくとも一方が成立しなくても、（ａ）の条件が成立した場合に比例ゲインＫqp及び積分ゲインＫqiを調整してもよい。また、調整開始条件に他の条件を含めてもよい。さらに、（ａ）の条件に代えて、例えばｑ軸実電流値Ｉqが急増し、かつｑ軸電圧指令値Ｖq*が急減することを判定してもよい。

【0093】

・上記実施形態において、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９２が、ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３と同様に、ｄ軸実電流値Ｉdのオーバーシュートが発生する場合に、比例ゲインＫdp及び積分ゲインＫdiを調整してもよい。

【0094】

・上記実施形態において、ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９３が行う電流Ｆ／Ｂ演算の態様は適宜変更可能であり、例えばＰＩＤ制御演算を行ってもよい。同様に、ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部９２が、例えばＰＩＤ制御演算を行ってもよい。

【0095】

・上記実施形態では、イグニッションスイッチのオフ時にもモータ２１の回転の有無を監視することで、原点からのモータ２１の回転数を常時積算し、モータ絶対角を演算した。しかし、これに限らず、例えば操舵角を絶対角で検出するステアリングセンサを設け、該ステアリングセンサにより検出される操舵角及び減速機構２２の減速比に基づいて、原点からのモータ２１の回転数を積算し、モータ絶対角を演算してもよい。

【0096】

・上記実施形態では、アシスト指令値Ｉas*を舵角制限値Ｉenに制限することで、エンド当て緩和制御を実行したが、これに限らず、例えばアシスト指令値Ｉas*に対し、ラックエンド位置に近づくほど大きくなる操舵反力成分、すなわちアシスト指令値Ｉas*と符号が反対の成分を加算することにより、エンド当て緩和制御を実行してもよい。

【0097】

・上記実施形態では、アシスト指令値Ｉas*に対してガード処理を行ったが、これに限らず、例えば操舵トルクＴhを微分したトルク微分値に基づく補償量によってアシスト指令値Ｉas*を補正した値に対してガード処理を行ってもよい。

【0098】

・上記実施形態では、制限値設定部６２は、電源電圧Ｖbに基づいて電圧制限値Ｉvbを演算する電圧制限値演算部７２を備えたが、これに限らず、電圧制限値演算部７２に加えて又は代えて、他の状態量に基づく他の制限値を演算する他の演算部を備えてもよい。また、制限値設定部６２が電圧制限値演算部７２を備えず、舵角制限値Ｉenをそのまま制限値Ｉgとして設定する構成としてもよい。

【0099】

・上記実施形態において、舵角制限値Ｉenを定格電流Ｉrから角度制限成分Ｉgaのみを減算した値としてもよい。
・上記実施形態では、操舵制御装置１は、ＥＰＳアクチュエータ６がコラム軸１５にモータトルクを付与する形式のＥＰＳ２を制御対象としたが、これに限らず、例えばボール螺子ナットを介してラック軸１２にモータトルクを付与する形式の操舵装置を制御対象としてもよい。また、ＥＰＳに限らず、操舵制御装置１は、運転者により操作される操舵部と、転舵輪を転舵させる転舵部との間の動力伝達が分離されたステアバイワイヤ式の操舵装置を制御対象とし、転舵部に設けられる転舵アクチュエータのモータのトルク指令値又はｑ軸電流指令値について、本実施形態のようにエンド当て緩和制御を実行してもよい。

【符号の説明】

【0100】

１…操舵制御装置、２…電動パワーステアリング装置、４…転舵輪、６…ＥＰＳアクチュエータ、１２…ラック軸、１３…ラックハウジング、１８…ラックエンド、２１…モータ、４１…マイコン、４２…駆動回路、５１…電流指令値演算部、５２…モータ制御信号生成部、５３…絶対舵角検出部、６２…制限値設定部、７１…舵角制限値演算部、９２…ｄ軸電流Ｆ／Ｂ制御部、９３…ｑ軸電流Ｆ／Ｂ制御部Ｉd…ｄ軸実電流値、Ｉd*…ｄ軸電流指令値、Ｉq…ｑ軸実電流値、Ｉq*…ｑ軸電流指令値、Ｉen…舵角制限値、Ｉvb…電圧制限値、Ｉg…制限値、ΔＩd…ｄ軸電流偏差、ΔＩq…ｑ軸電流偏差、ΔＩth1…第１電流偏差閾値、ΔＩth2…第２電流偏差閾値、Ｓm…モータ制御信号、Ｋqi…積分ゲイン、Ｋqp…比例ゲイン、θm…回転角、θs…絶対舵角、θs_le，θs_re…エンド位置対応角、Δθ…エンド離間角、ωm…モータ角速度、ωth…角速度閾値、Δω…角速度変化量、Δωth…角速度変化量閾値。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】