JP7307000B2 - 操舵制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

従来、車両用の操舵装置として、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、エンド当てによりラック軸の移動が物理的に規制されるラックエンド位置が操舵角と対応付けられており、同位置での操舵角がエンド位置対応角として記憶されている。そして、同ＥＰＳでは、操舵角のエンド位置対応角からの距離に応じてモータが出力するモータトルクの目標値を小さくすることで、エンド当ての衝撃を緩和する。

特開２０１６－１５５５１９号公報

ところで、上記従来の構成ではエンド当て緩和制御の実行によって、実際にラック軸がラックハウジングに当接する実ラックエンド位置よりもステアリング中立位置側の仮想ラックエンド位置で、該ラック軸の移動が規制されることがある。この場合、操舵角は、ラック軸が実ラックエンド位置にある場合に比べて小さくなる。すなわち、仮想ラックエンド位置でラック軸の移動が規制された場合の最小旋回半径は、車両の構造上の最小旋回半径よりも大きくなる。したがって、車両の旋回走行時において、エンド当て緩和制御の実行に起因して車両の小回り性能が低下するおそれがある。

本発明の目的は、車両の小回り性能の低下を抑制できる操舵制御装置を提供することにある。

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、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を備え、前記モータに供給する実電流値が前記電流指令値となるように前記モータの駆動を制御するものにおいて、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し、さらに、前記電流指令値演算部は、前記エンド当て緩和制御の実行時に車両を旋回走行させようとしている場合には、該エンド当て緩和制御の実行による前記電流指令値の補正量を小さくする部分解放制御を実行するものであって、前記電流指令値演算部は、前記部分解放制御の実行時に演算した前記電流指令値が該部分解放制御の実行に基づいて前記補正量を小さくする影響を受けない値である場合に、前記部分解放制御を停止する。

上記構成によれば、例えばエンド当て緩和制御の実行により仮想エンド位置で転舵軸の移動が規制されても、運転者が旋回走行させようとすることで、部分解放制御が実行されて電流指令値の補正量が小さくなるため、転舵軸を実エンド位置まで移動させることが可能となる。その結果、車両の小回り性能が低下することを抑制できる。

また、上記構成では、部分解放制御の実行時に演算された電流指令値が該部分解放制御の実行に基づいて補正量を小さくする影響を受けない値である場合に、部分解放制御を停止する。つまり、部分解放制御が実質的に機能しない操舵の状況となった場合に、部分解放制御を停止する。そのため、部分解放制御の停止に伴って、電流指令値が急変することを抑制し、操舵フィーリングが悪化することを抑制できる。

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、前記エンド当て緩和制御を通じて前記エンド離間角の増加が規制されないように前記電流指令値を演算することが好ましい。

上記構成によれば、エンド離間角が所定角度以下となる場合に、エンド当て緩和制御の実行を通じてはエンド離間角の増大が規制されないように電流指令値が演算される。これにより、例えばエンド位置近傍から切り戻し操舵を行う際にモータトルクが不足しにくくなる。その結果、引っ掛かり感が生じにくくなり、操舵フィーリングの低下を抑制できる。

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し、前記舵角制限値を大きくすることにより前記部分解放制御を実行するものであって、前記電流指令値演算部は、前記部分解放制御の実行時に演算した前記電流指令値と、前記部分解放制御の実行により大きくされていない前記舵角制限値に応じた停止判定値との大小比較に基づいて、前記部分解放制御を停止することが好ましい。

上記構成によれば、部分解放制御の実行時に演算された電流指令値と部分解放制御の実行により大きくされていない舵角制限値に応じた停止判定値との大小比較を行う。そのため、部分解放制御の実行時に演算された電流指令値が該部分解放制御の実行に基づいて補正量を小さくする影響を受けない値であるか否かを好適に判定できる。

上記操舵制御装置において、左右いずれか一方向に前記転舵輪を転舵させるモータトルクを前記モータで発生させる前記電流指令値の符号を正、他方向に前記転舵輪を転舵させるモータトルクを前記モータで発生させる前記電流指令値の符号を負とするとき、前記電流指令値演算部は、前記一方向に前記転舵輪が転舵されることにより、前記エンド離間角が前記所定角度以下である際には、前記部分解放制御の実行時に演算した前記電流指令値が正の前記停止判定値未満である場合に、前記部分解放制御を停止し、前記他方向に前記転舵輪が転舵されることにより、前記エンド離間角が前記所定角度以下である際には、前記部分解放制御の実行時に演算した前記電流指令値が負の前記停止判定値よりも大きい場合に、前記部分解放制御を停止することが好ましい。

上記構成によれば、例えば切り戻し操舵により電流指令値の符号が反転する場合を含め、部分解放制御の実行時に演算された電流指令値が該部分解放制御の実行に基づいて補正量を小さくする影響を受けない値であるか否かを好適に判定できる。

上記操舵制御装置において、前記舵角制限値演算部は、前記エンド離間角の増大に基づいて小さくなる角度制限成分を演算し、前記モータの定格電流から前記角度制限成分を減算した値に基づいて前記舵角制限値を演算するものであって、前記舵角制限値演算部は、前記部分解放制御の実行時には、該部分解放制御の非実行時に比べ、前記角度制限成分が小さくなるように該角度制限成分を演算することが好ましい。

上記構成によれば、電流指令値を舵角制限値以下に制限する態様でエンド当て緩和制御が実行されるため、舵角制限値が大きいほどエンド当て緩和制御の実行による電流指令値の補正量が小さくなる。そして、舵角制限値は、定格電流から角度制限成分を減算した値に基づいて演算されるため、角度制限成分が小さくなると、舵角制限値が大きくなる。したがって、角度制限成分を小さくすることで、電流指令値の補正量を小さくする部分解放制御を容易に実行できる。

本発明によれば、車両の小回り性能の低下を抑制できる。

電動パワーステアリング装置の概略構成図。 操舵制御装置のブロック図。 制限値設定部のブロック図。 舵角制限値調整部による舵角制限値の調整に係る処理手順を示すフローチャート。 絶対舵角と舵角制限値との関係を示すグラフ。 オフセット舵角演算部によるオフセット舵角の演算に係る処理手順を示すフローチャート。

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である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であるＥＰＳアクチュエータ６を備えている。

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であるラック軸１２と、ラック軸１２が往復動可能に挿通されるハウジングであるラックハウジング１３とを備えている。また、操舵機構５は、ステアリングシャフト１１の回転をラック軸１２の軸線方向の往復動に変換するラックアンドピニオン機構１４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。

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がそれぞれ駆動可能に連結されている。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

電流指令値演算部５１には、車速ＳＰＤ、操舵トルクＴh、電源電圧Ｖb、回転角θm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。

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、及びモータ２１の回転角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を生成する。

具体的には、モータ制御信号生成部５２は、回転角θmに基づいて各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwをｄ／ｑ座標上に写像することにより、ｄ／ｑ座標系におけるモータ２１の実電流値であるｄ軸電流値Ｉd及びｑ軸電流値Iqを演算する。そして、モータ制御信号生成部５２は、ｄ軸電流値Idをｄ軸電流指令値Ｉd*に追従させるべく、またｑ軸電流値Iqをｑ軸電流指令値Ｉq*に追従させるべく、それぞれ電流フィードバック制御を行うことによりモータ制御信号Ｓmを生成する。

モータ制御信号生成部５２は、このように生成したモータ制御信号Ｓmを駆動回路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、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ることで、操舵機構５にアシスト力が付与される。

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。

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。

次に、電流指令値演算部５１の構成について説明する。
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。

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、制限値設定部６２及びガード処理部６３に出力される。

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及び制限値設定部６２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及び制限値設定部６２に出力する。

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トルクに対応する最大電流としての定格電流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。

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、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、絶対舵角θs、車速ＳＰＤ、操舵トルクＴh、電源電圧Ｖb、アシスト指令値Ｉas*、ｑ軸電流指令値Ｉq*、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。

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である電圧制限値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。

舵角制限値演算部７１には、モータ角速度ωm、絶対舵角θs、車速ＳＰＤ、操舵トルクＴh、アシスト指令値Ｉas*、ｑ軸電流指令値Ｉq*、定格電流Ｉr、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。

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。

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、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。つまり、本実施形態の電流指令値演算部５１は、ｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値を制限値Ｉg以下に制限する態様で該ｑ軸電流指令値Ｉq*を補正する。そして、ｑ軸電流指令値Ｉq*の補正量は、アシスト指令値Ｉas*の制限値Ｉgに対する超過分、すなわち舵角制限値Ｉenに対する超過分となる。

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。

ここで、エンド当て緩和制御の実行によって、実際にラック軸１２がラックハウジング１３に当接する実ラックエンド位置よりもステアリング中立位置側の仮想ラックエンド位置で、ラック軸１２の移動が規制されることがある。この場合、絶対舵角θsは、ラック軸１２が実ラックエンド位置にある場合に比べて小さくなり、車両の小回り性能が低下するおそれがある。

そこで、本実施形態の電流指令値演算部５１は、エンド当て緩和制御の実行時に運転者が車両を旋回走行させようとしている場合には、ＥＰＳ２に入力される操舵トルクＴhに基づいて、該エンド当て緩和制御の実行によるｑ軸電流指令値Ｉq*の補正量を小さくする部分解放制御を実行する。上記のようにガード処理部６３は、ｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値を制限値Ｉg以下に制限することから、制限値Ｉgとなる舵角制限値Ｉenが大きくなるほど、ｑ軸電流指令値Ｉq*の補正量は小さくなる。この点を踏まえ、本実施形態では、以下に説明するように、エンド当て緩和制御の実行時に運転者が車両を旋回走行させようとしている場合には、舵角制限値演算部７１が部分解放制御の非実行時に比べて大きな舵角制限値Ｉenを演算することで、部分解放制御が実行される。

詳しくは、舵角制限値演算部７１は、角速度変化量Δωmを演算する角速度変化量演算部８１と、オフセット舵角θoffを演算するオフセット舵角演算部８２と、エンド離間角Δθを演算するエンド離間角演算部８３とを備えている。また、舵角制限値演算部７１は、エンド離間角Δθに基づく通常時用の角度制限成分Ｉga、及びエンド離間角Δθにオフセット舵角θoffを加算した解放時用のエンド離間角Δθ’に基づく解放時用の角度制限成分Ｉga’を演算する角度制限成分演算部８４を備えている。また、舵角制限値演算部７１は、角度制限成分Ｉga，Ｉga’のいずれか一方を選択して減算器８５に出力する出力切替部８６とを備えており、定格電流Ｉrから角度制限成分Ｉga，Ｉga’のいずれか一方を減算することで調整前舵角制限値Ｉenbを演算する。また、舵角制限値演算部７１は、調整前舵角制限値Ｉenbに基づいて舵角制限値Ｉenを演算する舵角制限値調整部８７を備えている。以下、制御ブロック毎に順に説明する。

（角速度変化量演算部８１）
角速度変化量演算部８１には、モータ角速度ωmが入力される。角速度変化量演算部８１は、入力されるモータ角速度ωmに基づいてその変化量である角速度変化量Δωmを演算する。そして、角速度変化量演算部８１は、角速度変化量Δωmをオフセット舵角演算部８２に出力する。なお、本実施形態の角速度変化量演算部８１は、角速度変化量Δωmにローパスフィルタ処理を施したものをオフセット舵角演算部８２に出力する。

（オフセット舵角演算部８２）
オフセット舵角演算部８２には、車速ＳＰＤ、操舵トルクＴh、モータ角速度ωm、角速度変化量Δωm、ｑ軸電流指令値Ｉq*、定格電流Ｉr、通常時用の角度制限成分Ｉga及び後述する舵角位置フラグＦdが入力される。オフセット舵角演算部８２は、これらの状態量に基づいて、エンド当て緩和制御の実行時に、運転者が切り込み操舵又は保舵することで、車両を旋回走行させようとしているか否かの旋回意思判定を行う。そして、オフセット舵角演算部８２は、エンド当て緩和制御の実行時に車両を旋回走行させようとしていると判定する場合には、オフセット舵角θoffの演算を開始し、このオフセット舵角θoffを加算器８８に出力する。なお、オフセット舵角演算部８２は、エンド当て緩和制御の実行時に車両を旋回走行させようとしていると判定しない場合には、オフセット舵角θoffを演算しない。

また、オフセット舵角演算部８２は、部分解放制御の実行時であるか否かを示す実行フラグＦrを出力切替部８６に出力する。なお、実行フラグＦrは、その値が「０」の場合に部分解放制御が実行されていないことを示し、その値が「１」の場合に部分解放制御が実行されていることを示す。そして、オフセット舵角演算部８２は、オフセット舵角θoffの演算を開始する前は実行フラグＦrの値を「０」とし、オフセット舵角θoffの演算を開始した後は実行フラグＦrの値を「１」とする。つまり、オフセット舵角演算部８２がオフセット舵角θoffを演算する場合が部分解放制御の実行時であり、オフセット舵角θoffを演算しない場合が部分解放制御の非実行時である。

オフセット舵角演算部８２は、下記（１）式に示すモデル式を用いて操舵トルクＴhに基づくオフセット舵角θoffを演算する。

なお、以下では、説明の便宜上、「θs*」の一階時間微分値である目標操舵速度の参照符号を「ωs*」とも示す。このモデル式は、ステアリングホイール３を介して入力される操舵トルクＴhと転舵輪４の転舵角に換算可能な回転軸の回転角との関係を定めて表したものである。このモデル式は、ＥＰＳ２が搭載される車両のサスペンションやホイールアライメント等の仕様をモデル化した弾性係数Ｋ、ＥＰＳ２の摩擦等をモデル化した粘性係数Ｃ、ＥＰＳ２の慣性をモデル化した慣性係数Ｊを用いて表される。

ここで、本実施形態のオフセット舵角演算部８２は、演算負荷の低減及び実現すべき操舵フィーリングを考慮して、弾性係数Ｋ及び慣性係数Ｊをそれぞれゼロとし、目標操舵速度ωs*について整理した下記（２）式を用いて目標操舵速度ωs*を演算する。

そして、オフセット舵角演算部８２は、目標操舵速度ωs*を積分することにより得られる値をオフセット舵角θoffとする。このように演算されたオフセット舵角θoffは、加算器８８に出力される。なお、オフセット舵角演算部８２による旋回意思の判定、すなわち部分解放制御の実行及び停止については後述する。

（エンド離間角演算部８３）
エンド離間角演算部８３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８３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との間の差分である左方向エンド離間角Δθl、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との間の差分である右方向エンド離間角Δθrを演算する。そして、エンド離間角演算部８３は、右方向エンド離間角Δθr及び左方向エンド離間角Δθlのうちの絶対値が小さい方をエンド離間角Δθとして角度制限成分演算部８４及び加算器８８に出力する。

また、エンド離間角演算部８３は、右方向エンド離間角Δθr及び左方向エンド離間角Δθlの絶対値と予め設定されたエンド離間角閾値Δθthとの大小比較を行うことにより、ステアリングホイール３が操舵されている位置を示す舵角位置フラグＦdの値を設定する。舵角位置フラグＦdは、オフセット舵角演算部８２及び舵角制限値調整部８７に出力される。なお、エンド離間角閾値Δθthは、ステアリングホイール３が左右のいずれに操舵されているかを区分するための閾値を示し、数百度程度の大きな値に設定されている。

具体的には、エンド離間角演算部８３は、右方向エンド離間角Δθrの絶対値がエンド離間角閾値Δθth未満である場合には、舵角位置フラグＦdの値を、ステアリングホイール３が正方向に操舵されていること、すなわち転舵輪４が正方向に転舵されていることを示す「１」とする。エンド離間角演算部８３は、左方向エンド離間角Δθlの絶対値がエンド離間角閾値Δθth未満である場合には、舵角位置フラグＦdの値を、ステアリングホイール３が負方向に操舵されていること、すなわち転舵輪４が負方向に転舵されていることを示す「２」とする。エンド離間角演算部８３は、右方向エンド離間角Δθrがエンド離間角閾値Δθth以上であり、かつ左方向エンド離間角Δθlがエンド離間角閾値Δθth以上である場合には、ステアリングホイール３が中立位置付近にあることを示す「０」とする。

（角度制限成分演算部８４）
角度制限成分演算部８４には、エンド離間角Δθ及び車速ＳＰＤが入力される。また、角度制限成分演算部８４には、加算器８８においてエンド離間角Δθにオフセット舵角θoffを加えた解放時用のエンド離間角Δθ’が入力される。解放時用のエンド離間角Δθ’は、エンド離間角Δθよりもオフセット舵角θoffの値だけ大きな値となる。角度制限成分演算部８４は、これらの状態量に基づいて角度制限成分Ｉga，Ｉga’を演算する。

詳しくは、角度制限成分演算部８４は、エンド離間角Δθ及び車速ＳＰＤと通常時用の角度制限成分Ｉgaとの関係を定めた通常時用マップを備えており、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。このように演算された通常時用の角度制限成分Ｉgaは、オフセット舵角演算部８２及び出力切替部８６に出力される。

この通常時用マップでは、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、この通常時用マップでは、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と同じ値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。

また、この通常時用マップは、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。

また、角度制限成分演算部８４は、解放時用のエンド離間角Δθ’及び車速ＳＰＤと解放時用の角度制限成分Ｉga’との関係を定めた解放時用マップを備えており、同マップを参照することにより解放時用のエンド離間角Δθ’及び車速ＳＰＤに応じた角度制限成分Ｉga’を演算する。このように演算された解放時用の角度制限成分Ｉga’は、出力切替部８６に出力される。

解放時用マップは、通常時用マップと同一のマップとなるように設定されている。すなわち、車速ＳＰＤが同一であり、エンド離間角Δθとエンド離間角Δθ’とが互いに等しい場合には、演算される角度制限成分Ｉgaと角度制限成分Ｉga’とは互いに等しくなる。上記のように解放時用のエンド離間角Δθ’は、エンド離間角Δθよりもオフセット舵角θoffの値だけ大きな値となるため、角度制限成分演算部８４は、オフセット舵角θoffに応じた分だけ、通常時用の角度制限成分Ｉgaよりも小さな解放時用の角度制限成分Ｉga’を演算することになる。

（出力切替部８６）
出力切替部８６には、角度制限成分Ｉga，Ｉga’及び実行フラグＦrが入力される。出力切替部８６は、通常時用の角度制限成分Ｉgaが入力される接点Ｐ１、解放時用の角度制限成分Ｉga’が入力される接点Ｐ２、及び減算器８５に接続される接点Ｐ３を有している。出力切替部８６は、実行フラグＦrが「０」である場合には、接点Ｐ１と接点Ｐ３とを接続し、通常時用の角度制限成分Ｉgaを減算器８５に出力する。一方、出力切替部８６は、実行フラグＦrが「１」である場合には、接点Ｐ２と接点Ｐ３とを接続し、解放時用の角度制限成分Ｉga’を減算器８５に出力する。

そして、減算器８５において、部分解放制御の実行時であるか否かに応じて定格電流Ｉrから通常時用の角度制限成分Ｉga又は解放時用の角度制限成分Ｉga’を減算することにより得られる値が調整前舵角制限値Ｉenbとして舵角制限値調整部８７に出力される。

（舵角制限値調整部８７）
次に、舵角制限値調整部８７の構成について説明する。
舵角制限値調整部８７には、調整前舵角制限値Ｉenbに加え、定格電流Ｉr、アシスト指令値Ｉas*及び舵角位置フラグＦdが入力される。舵角制限値調整部８７は、右方向、すなわち正方向に操舵が行われている際には、アシスト指令値Ｉas*と符号を正とした調整前舵角制限値Ｉenb（以下、正の調整前舵角制限値Ｉenbという。）との大小比較を行う。舵角制限値調整部８７は、アシスト指令値Ｉas*が正の調整前舵角制限値Ｉenb未満である場合には、舵角制限値Ｉenの絶対値を定格電流Ｉrとする。一方、舵角制限値調整部８７は、アシスト指令値Ｉas*が正の調整前舵角制限値Ｉenb以上である場合には、舵角制限値Ｉenの絶対値を調整前舵角制限値Ｉenbとする。

また、舵角制限値調整部８７は、左方向、すなわち負方向に操舵が行われている際には、アシスト指令値Ｉas*と符号を負とした調整前舵角制限値Ｉenb（以下、負の調整前舵角制限値Ｉenbという。）との大小比較を行う。舵角制限値調整部８７は、アシスト指令値Ｉas*が負の調整前舵角制限値Ｉenb以下である場合には、舵角制限値Ｉenの絶対値を調整前舵角制限値Ｉenbとする。一方、舵角制限値調整部８７は、アシスト指令値Ｉas*が負の調整前舵角制限値Ｉenbよりも大きい場合には、舵角制限値Ｉenの絶対値を定格電流Ｉrとする。

ここで、正方向に操舵が行われている際にアシスト指令値Ｉas*が正の値であれば、エンド離間角Δθが減少する切り込み操舵が行われており、アシスト指令値Ｉas*が負の値であれば、エンド離間角Δθが増大する切り戻し操舵が行われていると判定できる。したがって、アシスト指令値Ｉas*が正の調整前舵角制限値Ｉenb未満である場合には、切り込み操舵又は切り戻し操舵のいずれかが行われており、アシスト指令値Ｉas*が正の調整前舵角制限値Ｉenb以上である場合には、切り込み操舵が行われている。換言すると、正方向に操舵が行われている際に切り戻し操舵が行われると、アシスト指令値Ｉas*が正の調整前舵角制限値Ｉenb未満となる。

同様に、負方向に操舵が行われている際にアシスト指令値Ｉas*が負の値であれば、エンド離間角Δθが減少する切り込み操舵が行われており、アシスト指令値Ｉas*が正の値であれば、エンド離間角Δθが増大する切り込み操舵が行われていると判定できる。したがって、アシスト指令値Ｉas*が負の調整前舵角制限値Ｉenb以下である場合には、切り込み操舵が行われており、アシスト指令値Ｉas*が負の調整前舵角制限値Ｉenbよりも大きいである場合には、切り込み操舵又は切り戻し操舵のいずれかが行われている。換言すると、負方向に操舵が行われている際に切り戻し操舵が行われると、アシスト指令値Ｉas*が負の調整前舵角制限値Ｉenbよりも大きくなる。

つまり、本実施形態の舵角制限値調整部８７は、少なくとも切り戻し操舵が行われる場合には、舵角制限値Ｉenの絶対値を定格電流Ｉrとする。これにより、電源保護制御が実行されず、舵角制限値Ｉenが制限値Ｉgとなっている場合には、エンド離間角Δθが所定角度θ1以下であっても、アシスト指令値Ｉas*がそのままｑ軸電流指令値Ｉq*として出力され、エンド当て緩和制御によるｑ軸電流指令値Ｉq*の補正が行われない。なお、電源保護制御が実行され、電圧制限値Ｉvbが制限値Ｉgとなっている場合には、エンド離間角Δθが所定角度θ1以下で切り戻し操舵が行われる際でも、ｑ軸電流指令値Ｉq*が制限される。

具体的には、図４のフローチャートに示すように、舵角制限値調整部８７は、各種状態量を取得すると（ステップ１０１）、舵角位置フラグＦdが「１」であるか否か、すなわち右方向に操舵されているか否かを判定する（ステップ１０２）。舵角位置フラグＦdが「１」である場合には（ステップ１０２：ＹＥＳ）、アシスト指令値Ｉas*が正の調整前舵角制限値Ｉenb未満であるか否かを判定する（ステップ１０３）。アシスト指令値Ｉas*が正の調整前舵角制限値Ｉenb未満である場合には（ステップ１０３：ＹＥＳ）、舵角制限値Ｉenの絶対値を定格電流Ｉrとする（ステップ１０４）。一方、アシスト指令値Ｉas*が正の調整前舵角制限値Ｉenb以上である場合には（ステップ１０３：ＮＯ）、舵角制限値Ｉenの絶対値を調整前舵角制限値Ｉenbとする（ステップ１０５）。

舵角制限値調整部８７は、舵角位置フラグＦdが「１」でない場合には（ステップ１０２：ＮＯ）、舵角位置フラグＦdが「２」であるか否か、すなわち左方向に操舵されているか否かを判定する（ステップ１０６）。舵角位置フラグＦdが「２」である場合には（ステップ１０６：ＹＥＳ）、アシスト指令値Ｉas*が負の調整前舵角制限値Ｉenb以下であるか否かを判定する（ステップ１０７）。アシスト指令値Ｉas*が負の調整前舵角制限値Ｉenb以下である場合には（ステップ１０７：ＹＥＳ）、ステップ１０５に移行し、舵角制限値Ｉenの絶対値を調整前舵角制限値Ｉenbとする。一方、アシスト指令値Ｉas*が負の調整前舵角制限値Ｉenbよりも大きい場合には（ステップ１０７：ＮＯ）、ステップ１０４に移行し、舵角制限値Ｉenの絶対値を定格電流Ｉrとする。

なお、舵角制限値調整部８７は、ステップ１０６において、舵角位置フラグＦdが「２」でない場合、すなわち舵角位置フラグＦdが「０」であり、ステアリングホイール３が中立付近にある場合には（ステップ１０６：ＮＯ）、それ以降の処理を実行しない。

これにより、図５に示すように、舵角制限値Ｉenは、絶対舵角θsに対する操舵方向を考慮して設定される。なお、同図において、調整前舵角制限値Ｉenbを破線で示す。また、同図にアシスト指令値Ｉas*をプロットした場合に、舵角制限値Ｉenの絶対値が定格電流Ｉrとされる領域にハッチングを付している。

一例として、右方向に操舵してエンド離間角Δθが所定角度θ1以下となり、そこからさらに切り込み操舵を行うことで、アシスト指令値Ｉas*の絶対値が調整前舵角制限値Ｉenbよりも大きな所定値Ｉas1となった場合を想定する。この場合、舵角制限値Ｉenの絶対値は、所定値Ｉas1よりも小さな調整前舵角制限値Ｉenbとなり、ｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値は、当該舵角制限値Ｉenに制限される。これにより、エンド当ての衝撃が緩和される。

ここで、右方向に操舵してエンド離間角Δθが所定角度θ1以下となってから、切り戻し操舵を行うことで、アシスト指令値Ｉas*の符号が負で、その絶対値が調整前舵角制限値Ｉenbよりも大きな「Ｉas1」となった場合を想定する。このとき、本実施形態では、エンド離間角Δθが所定角度θ1以下であるときでも、切り戻し操舵が行われる場合には、舵角制限値Ｉenの絶対値が定格電流Ｉrとされるため、ｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値は、所定値Ｉas1から制限されない。これにより、十分なアシスト力が操舵機構５に付与されることで、引っ掛かり感が生じにくくなる。

次に、オフセット舵角演算部８２による旋回意思の判定について説明する。
オフセット舵角演算部８２は、次の（ａ）～（ｅ）からなる旋回意思判定の条件が所定時間継続して成立する場合に、エンド当て緩和制御の実行時に、運転者が車両を旋回走行させようとしていると判定する。なお、所定時間は、運転者が切り込み操舵又は保舵していると判定可能な適宜の時間が設定されている。

（ａ）通常時用の角度制限成分Ｉgaが電流閾値Ｉth_stよりも大きい。
（ｂ）操舵トルクＴhの絶対値が操舵トルク閾値Ｔth以上である。
（ｃ）車速ＳＰＤが所定車速範囲内である。

（ｄ）モータ角速度ωmの絶対値が角速度閾値ωth以下である。
（ｅ）モータ角速度ωmの変化量である角速度変化量Δωmの絶対値が角速度変化量閾値Δωth未満である。

電流閾値Ｉth_stは、角度制限成分Ｉgaの値が電流閾値Ｉth_stであり、かつ車両が通常路面を低速で走行する場合において、ラック軸１２をラックエンド位置まで移動させることが可能な最低限のアシスト力である所定アシスト力がモータ２１から付与されるように設定されている。換言すると、定格電流Ｉrから電流閾値Ｉth_stを減算して得られる舵角制限値Ｉenの絶対値は、同絶対値の電流をモータ２１に供給することで所定アシスト力がモータ２１から出力されるような大きさとなっている。この電流閾値Ｉth_stは、定格電流Ｉrに基づく電流値であり、例えば定格電流Ｉrの５０％等に設定されている。

操舵トルク閾値Ｔthは、ラックエンド１８がラックハウジング１３に当接した状態で車両を旋回走行させる際にステアリングホイール３を保舵するために必要な操舵トルクであり、ゼロよりも大きな適宜の値に設定されている。所定車速範囲は、車両が非停車状態であることを示す下限車速Ｓlo以上、かつ車両が低速で走行していることを示す上限車速Ｓup未満の車速範囲を示す。下限車速Ｓloは、ゼロよりも僅かに大きな値に設定され、上限車速Ｓupは、下限車速Ｓloよりも大きな適宜の値に設定されている。角速度閾値ωthは、モータ２１が停止していることを示す角速度であり、ゼロよりも僅かに大きな値に設定されている。角速度変化量閾値Δωthは、モータ２１が略加減速していないことを示す角速度変化量であり、ゼロよりも僅かに大きな値に設定されている。

そして、オフセット舵角演算部８２は、部分解放制御の実行時に演算したｑ軸電流指令値Ｉq*が該部分解放制御の実行に基づいて補正量を小さくする影響を受けない値である、すなわち舵角制限値Ｉenを大きくする影響を受けない値である場合に、オフセット舵角θoffの演算を停止し、部分解放制御を停止する。つまり、オフセット舵角演算部８２は、部分解放制御が実質的に機能しない操舵の状況となった場合に、部分解放制御を停止する。

詳しくは、オフセット舵角演算部８２は、ｑ軸電流指令値Ｉq*と、部分解放制御の実行により大きくされていない舵角制限値Ｉenに応じた停止判定値Ｉth_enとの大小比較に基づいて、部分解放制御を停止する。オフセット舵角演算部８２は、定格電流Ｉrから角度制限成分Ｉgaを減算することにより、停止判定値Ｉth_enを演算する。本実施形態の停止判定値Ｉth_enは、部分解放制御の実行により大きくされていない舵角制限値Ｉenと等しい。

オフセット舵角演算部８２は、右方向、すなわち正方向に操舵が行われている際には、ｑ軸電流指令値Ｉq*と符号を正とした停止判定値Ｉth_en（以下、正の停止判定値Ｉth_enという。）との大小比較を行う。オフセット舵角演算部８２は、ｑ軸電流指令値Ｉq*が正の停止判定値Ｉth_en未満である場合、すなわちｑ軸電流指令値Ｉq*が部分解放制御の実行により大きくされていない舵角制限値Ｉen未満であり、部分解放制御が実質的に機能しない場合には、部分解放制御を停止する。一方。オフセット舵角演算部８２は、ｑ軸電流指令値Ｉq*が正の停止判定値Ｉth_en以上である、すなわちｑ軸電流指令値Ｉq*が部分解放制御の実行により大きくされていない舵角制限値Ｉen以上であり、部分解放制御が機能する場合には、部分解放制御を停止しない。

また、オフセット舵角演算部８２は、左方向、すなわち負方向に操舵が行われている際には、ｑ軸電流指令値Ｉq*と符号を負とした停止判定値Ｉth_en（以下、負の停止判定値Ｉth_enという。）との大小比較を行う。オフセット舵角演算部８２は、ｑ軸電流指令値Ｉq*が負の停止判定値Ｉth_enよりも大きい場合には、部分解放制御を停止する。一方。オフセット舵角演算部８２は、ｑ軸電流指令値Ｉq*が負の停止判定値Ｉth_en以下である場合には、部分解放制御を停止しない。

次に、オフセット舵角演算部８２によるオフセット舵角θoffの演算に係る処理手順を説明する。
図６のフローチャートに示すように、オフセット舵角演算部８２は、各種状態量を取得すると（ステップ２０１）、実行フラグＦrが「０」であるか否か、すなわち部分解放制御の非実行時であるか否かを判定する（ステップ２０２）。

オフセット舵角演算部８２は、実行フラグＦrが「０」である場合には（ステップ２０２：ＹＥＳ）、車速ＳＰＤが下限車速Ｓlo以上、かつ上限車速Ｓup未満であるか否かを判定する（ステップ２０３）。車速ＳＰＤが下限車速Ｓlo以上、かつ上限車速Ｓup未満であり、所定車速範囲内である場合には（ステップ２０３：ＹＥＳ）、角度制限成分Ｉgaが電流閾値Ｉth_stよりも大きいか否かを判定する（ステップ２０４）。角度制限成分Ｉgaが電流閾値Ｉth_stよりも大きい場合には（ステップ２０４：ＹＥＳ）、操舵トルクＴhの絶対値が操舵トルク閾値Ｔth以上であるか否かを判定する（ステップ２０５）。操舵トルクＴhの絶対値が操舵トルク閾値Ｔth以上の場合には（ステップ２０５：ＹＥＳ）、モータ角速度ωmの絶対値が角速度閾値ωth以下であるか否かを判定する（ステップ２０６）。モータ角速度ωmの絶対値が角速度閾値ωth以下の場合には（ステップ２０６：ＹＥＳ）、角速度変化量Δωmが角速度変化量閾値Δωth未満であるか否かを判定する（ステップ２０７）。そして、角速度変化量Δωmが角速度変化量閾値Δωth未満の場合には（ステップ２０７：ＹＥＳ）、ステップ２０８に移行する。

オフセット舵角演算部８２は、ステップ２０８において、ステップ２０３～２０７の判定、すなわち上記（ａ）～（ｅ）の条件が成立してからの経過時間を示すカウンタのカウント値Ｃnをインクリメントする。続いて、カウント値Ｃnが所定時間に対応する所定カウント値Ｃthよりも大きいか否かを判定する（ステップ２０９）。カウント値Ｃnが所定カウント値Ｃthよりも大きい場合には（ステップ２０９：ＹＥＳ）、オフセット舵角θoffの演算を開始し（ステップ２１０）、実行フラグＦrの値を、部分解放制御が実行中であることを示す「１」にするとともにカウンタのカウント値Ｃnをクリアする（ステップ２１１，２１２）。

オフセット舵角演算部８２は、カウント値Ｃnが所定カウント値Ｃth以下の場合には（ステップ２０９：ＮＯ）、それ以降の処理を実行しない。また、ステップ２０３～２０７のいずれか１つが成立しない場合（ステップ２０３～２０７：ＮＯ）、ステップ２０８～２１１の処理を実行せず、ステップ２１２に移行し、カウント値Ｃnをクリアする。

一方、オフセット舵角演算部８２は、実行フラグＦrの値が「１」である場合には（ステップ２０２：ＮＯ）、停止判定値Ｉth_enを演算し（ステップ２１３）、舵角位置フラグＦdが「１」であるか否かを判定する（ステップ２１４）。舵角位置フラグＦdが「１」である場合には（ステップ２１４：ＹＥＳ）、ｑ軸電流指令値Ｉq*が正の停止判定値Ｉth_en未満であるか否かを判定する（ステップ２１５）。ｑ軸電流指令値Ｉq*が正の停止判定値Ｉth_en未満である場合には（ステップ２１５：ＹＥＳ）、オフセット舵角θoffの演算を停止し（ステップ２１６）、実行フラグＦrの値を、部分解放制御が停止中であることを示す「０」とする（ステップ２１７）。これに対し、舵角位置フラグＦdが「１」でない場合には（ステップ２１４：ＮＯ）、ｑ軸電流指令値Ｉq*が負の停止判定値Ｉth_enよりも大きいか否かを判定する（ステップ２１８）。ｑ軸電流指令値Ｉq*が負の停止判定値Ｉth_enよりも大きい場合には（ステップ２１８：ＹＥＳ）、ステップ２１６，２１７に移行する。

なお、オフセット舵角演算部８２は、ｑ軸電流指令値Ｉq*が正の停止判定値Ｉth_en以上である場合（ステップ２１５：ＮＯ）、又はｑ軸電流指令値Ｉq*が負の停止判定値Ｉth_en以下である場合には（ステップ２１８：ＮＯ）、ステップ２１６，２１７の処理を実行しない。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）電流指令値演算部５１は、エンド当て緩和制御の実行時に運転者が車両を旋回走行させようとしていると判定する場合に、エンド当て緩和制御の実行によるｑ軸電流指令値Ｉq*の補正量を操舵トルクＴhに基づいて小さくする部分解放制御を行う。これにより、エンド当て緩和制御の実行によるｑ軸電流指令値Ｉq*の制限が部分的に解放されて、ｑ軸電流指令値Ｉq*が大きくなる。したがって、例えばエンド当て緩和制御の実行により仮想ラックエンド位置でラック軸１２の移動が規制されても、運転者が旋回走行させようとすることで、部分解放制御が実行されてｑ軸電流指令値Ｉq*の補正量が小さくなるため、ラック軸１２を実ラックエンド位置まで移動させることが可能となる。その結果、車両の小回り性能が低下することを抑制できる。

また、本実施形態では、電流指令値演算部５１は、部分解放制御の実行時に演算されたｑ軸電流指令値Ｉq*が該部分解放制御の実行に基づいて補正量を小さくする影響を受けない値である場合に、部分解放制御を停止する。そのため、部分解放制御の停止に伴って、ｑ軸電流指令値Ｉq*が急変することを抑制し、操舵フィーリングが悪化することを抑制できる。

（２）電流指令値演算部５１は、エンド離間角Δθが所定角度θ1以下となる場合に、エンド当て緩和制御によってはエンド離間角Δθの増大が規制されないようにｑ軸電流指令値Ｉq*を演算する。具体的には、電流指令値演算部５１は、エンド離間角Δθが所定角度θ1以下であるときにエンド離間角Δθが増大する切り戻し操舵が行われる場合には、舵角制限値Ｉenの絶対値を定格電流Ｉrとする。これにより、例えばラックエンド位置近傍から切り戻し操舵を行う際に操舵機構５に付与するアシスト力が不足しにくくなる。その結果、引っ掛かり感が生じにくくなり、操舵フィーリングの低下を抑制できる。

（３）電流指令値演算部５１は、部分解放制御の実行時に演算されたｑ軸電流指令値Ｉq*と部分解放制御の実行により大きくされていない舵角制限値Ｉenに応じた停止判定値Ｉth_enとの大小比較を行う。そのため、部分解放制御の実行時に演算されたｑ軸電流指令値Ｉq*が該部分解放制御の実行に基づいて補正量を小さくする影響を受けない値であるか否かを好適に判定できる。

（４）電流指令値演算部５１は、右方向に転舵輪４が転舵され、エンド離間角Δθが所定角度θ1以下となる際には、部分解放制御の実行時に演算したｑ軸電流指令値Ｉq*が正の停止判定値Ｉth_en未満である場合に、部分解放制御を停止する。また、電流指令値演算部５１は、左方向に転舵輪４が転舵され、エンド離間角Δθが所定角度θ1以下となる際には、部分解放制御の実行時に演算したｑ軸電流指令値Ｉq*が負の停止判定値Ｉth_enよりも大きい場合に、部分解放制御を停止する。そのため、例えば切り戻し操舵によりｑ軸電流指令値Ｉq*の符号が反転する場合を含め、部分解放制御の実行時に演算されたｑ軸電流指令値Ｉq*が該部分解放制御の実行に基づいて補正量を小さくする影響を受けない値であるか否かを好適に判定できる。

（５）電流指令値演算部５１は、エンド離間角Δθが所定角度θ1以下となる場合に、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を演算する舵角制限値演算部７１を備える。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に制限することにより、エンド当て緩和制御を実行する。そのため、舵角制限値Ｉenが大きいほどエンド当て緩和制御の実行によるｑ軸電流指令値Ｉq*の補正量が小さくなる。舵角制限値演算部７１は、通常時用の角度制限成分Ｉga及び解放時用の角度制限成分Ｉga’を演算する角度制限成分演算部８４を備え、定格電流Ｉrから通常時用の角度制限成分Ｉga又は解放時用の角度制限成分Ｉga’を減算した値を調整前舵角制限値Ｉenbとして演算する。そのため、解放時用の角度制限成分Ｉga’を通常時用の角度制限成分Ｉgaに比べて小さくすることで、ｑ軸電流指令値Ｉq*の補正量を小さくする部分解放制御を容易に実行できる。

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、操舵方向に応じて、部分解放制御を停止するための判定条件を変更した。しかし、これに限らず、例えばｑ軸電流指令値Ｉq*が部分解放制御の実行により大きくされていない舵角制限値Ｉenの絶対値未満であることを、部分解放制御を停止するための判定条件とし、操舵方向によらず、同一の判定条件としてもよい。

・上記実施形態では、部分解放制御の実行により大きくされていない舵角制限値Ｉenを停止判定値Ｉth_enとして用いた。しかし、これに限らず、部分解放制御の実行時に演算されたｑ軸電流指令値Ｉq*が該部分解放制御の実行に基づいて補正量を小さくする影響を受けない値であるか否かを判定できれば、他の値を停止判定値Ｉth_enとして用いてもよい。

・上記実施形態では、右方向に操舵が行われている際には、アシスト指令値Ｉas*が正の調整前舵角制限値Ｉenb未満である場合に、舵角制限値Ｉenの絶対値を定格電流Ｉrとしたが、これに限らず、エンド離間角Δθの増大が規制されなければ、舵角制限値Ｉenの絶対値を定格電流Ｉrよりも小さな値としてもよい。同様に、左方向に操舵が行われている際において、アシスト指令値Ｉas*が負の調整前舵角制限値Ｉenb以上である場合に、舵角制限値Ｉenの絶対値を定格電流Ｉrよりも小さな値としてもよい。

・上記実施形態において、舵角制限値調整部８７を備えず、定格電流Ｉrから通常時用の角度制限成分Ｉga又は解放時用の角度制限成分Ｉga’を減算することにより得られる値をそのまま舵角制限値Ｉenとしてもよい。

・上記実施形態では、エンド離間角Δθにオフセット舵角θoffを加算することで、解放時用のエンド離間角Δθ’を演算した。しかし、これに限らず、例えば絶対舵角θsからオフセット舵角θoffを減算した解放時用の絶対舵角θs’を演算し、該絶対舵角θs’のエンド位置対応角θs_le，θs_reからの距離を示す値を解放時用のエンド離間角Δθ’として演算してもよい。

・上記実施形態において、例えば角度制限成分演算部８４が通常時用マップと、通常時用マップの横軸をオフセット舵角θoffに応じてオフセットさせる解放時用マップを備える構成とし、角度制限成分演算部８４に解放時用のエンド離間角Δθ’が入力されない構成としてもよい。このように構成しても、解放時用マップは、オフセット舵角θoffに応じて横軸がオフセットされるため、本実施形態と同様に通常時用の角度制限成分Ｉgaよりも小さな解放時用の角度制限成分Ｉga’を演算できる。

・上記実施形態において、部分解放制御の実行時に、角度制限成分Ｉga’が予め設定された制限閾値以上とならないように、解放時用の角度制限成分Ｉga’を調整してもよい。制限閾値は、例えば同制限閾値の電流がモータ２１に供給されることで、上記所定アシスト力がモータ２１から付与されるような値であり、上記電流閾値Ｉth_stと同一の値に設定される。これにより、部分解放制御を実行した結果、ラック軸１２がラックハウジング１３に当接するエンド当てが生じても、その衝撃が大きくなることを抑制できる。

・上記実施形態では、弾性係数Ｋ及び慣性係数Ｊをそれぞれゼロとし、上記（２）式を用いて目標操舵速度ωs*を演算したが、これに限らず、例えば弾性係数Ｋ及び慣性係数Ｊの少なくとも一方をゼロとしなくてもよい。この場合には、操舵トルクＴhに加え、例えば実際の絶対舵角θs及び操舵角速度を用いることで、目標操舵速度ωs*を演算できる。また、モデル式を用いず、例えば操舵トルクＴhとオフセット舵角θoffとの関係を示すマップを設定し、同マップを参照することにより操舵トルクに応じたオフセット舵角θoffを演算してもよい。

・上記実施形態では、操舵トルクＴhに基づいてオフセット舵角θoffを演算し、このオフセット舵角θoffに基づいて通常時用の角度制限成分Ｉgaよりも小さな解放時用の角度制限成分Ｉga’を演算することで、部分解放制御を実行した。しかし、これに限らず、例えば部分解放制御の開始時からの時間経過に応じて小さくなる解放時用の角度制限成分Ｉga’を演算することで、部分解放制御を実行してもよい。この場合、例えば解放時用の角度制限成分Ｉga’の変化量に応じて目標操舵速度ωs*を演算することができる。

・上記実施形態では、（ａ）～（ｅ）の条件が所定時間継続して成立する場合に、エンド当て緩和制御の実行時に運転者が車両を旋回走行させようとしていると判定して部分解放制御を実行したが、これに限らず、部分解放制御を開始する条件は適宜変更可能である。例えば（ａ）～（ｅ）の条件が成立する場合、所定時間継続するか否かにかかわらず、運転者が車両を旋回走行させようとしていると判定してもよい。また、例えば（ｄ）及び（ｅ）のいずれか一方の条件が成立するか否かを判定しなくてもよく、さらに例えば（ｃ）の条件に代えて、車両のヨーレートが旋回状態を示すヨーレート閾値以上であるかを判定してもよい。さらにまた、（ｄ）及び（ｅ）の条件において、モータ角速度ωmに代えて操舵速度ωsを用いてもよい。

・上記実施形態では、エンド当て緩和制御の実行時に運転者が車両を旋回走行させようとしていると判定した場合、定格電流Ｉrから通常時用の角度制限成分Ｉgaよりも小さな解放時用の角度制限成分Ｉga’を減算することにより、大きな舵角制限値Ｉenを演算し、ｑ軸電流指令値Ｉq*の補正量を小さくした。しかし、これに限らず、部分解放制御の実行時において、例えば舵角制限値Ｉenが大きくなるように該舵角制限値Ｉenの値を直接補正することで、ｑ軸電流指令値Ｉq*の補正量を小さくしてもよく、部分解放制御を実行する態様は適宜変更可能である。

・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、モータ絶対角及び絶対舵角θs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、モータ絶対角及び絶対舵角θsを演算してもよい。

・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。この構成では、エンド当て緩和制御の実行時に、運転者が車両を旋回走行させようとしていると判定した場合、操舵トルクＴhに応じて操舵反力成分を小さくすることで、ｑ軸電流指令値Ｉq*の補正量を小さくすることが可能である。

・上記実施形態では、アシスト指令値Ｉas*に対してその絶対値を制限値Ｉg以下に制限する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。

・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。

・上記実施形態では、定格電流Ｉrから通常時用の角度制限成分Ｉga又は解放時用の角度制限成分Ｉga’を減算した値を舵角制限値Ｉenとしたが、これに限らず、定格電流Ｉrから角度制限成分Ｉga又は角度制限成分Ｉga’、及びモータ角速度に応じて定まる電流制限量を減算した値を舵角制限値Ｉen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。

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
２１…モータ
４１…マイコン
５１…電流指令値演算部
５３…絶対舵角検出部
６２…制限値設定部
７１…舵角制限値演算部

Claims (5)

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、
   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を備え、
   前記モータに供給する実電流値が前記電流指令値となるように前記モータの駆動を制御する操舵制御装置において、
   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し、
   さらに、前記電流指令値演算部は、前記エンド当て緩和制御の実行時に車両を旋回走行させようとしている場合には、該エンド当て緩和制御の実行による前記電流指令値の補正量を小さくする部分解放制御を実行するものであって、
   前記電流指令値演算部は、前記部分解放制御の実行時に演算した前記電流指令値が該部分解放制御の実行に基づいて前記補正量を小さくする影響を受けない値である場合に、前記部分解放制御を停止する操舵制御装置。
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、前記エンド当て緩和制御を通じて前記エンド離間角の増加が規制されないように前記電流指令値を演算する操舵制御装置。
3. 請求項１又は２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し、前記舵角制限値を大きくすることにより前記部分解放制御を実行するものであって、
   前記電流指令値演算部は、前記部分解放制御の実行時に演算した前記電流指令値と、前記部分解放制御の実行により大きくされていない前記舵角制限値に応じた停止判定値との大小比較に基づいて、前記部分解放制御を停止する操舵制御装置。
4. 請求項３に記載の操舵制御装置において、
   左右いずれか一方向に前記転舵輪を転舵させるモータトルクを前記モータで発生させる前記電流指令値の符号を正、他方向に前記転舵輪を転舵させるモータトルクを前記モータで発生させる前記電流指令値の符号を負とするとき、
   前記電流指令値演算部は、
   前記一方向に前記転舵輪が転舵されることにより、前記エンド離間角が前記所定角度以下である際には、前記部分解放制御の実行時に演算した前記電流指令値が正の前記停止判定値未満である場合に、前記部分解放制御を停止し、
   前記他方向に前記転舵輪が転舵されることにより、前記エンド離間角が前記所定角度以下である際には、前記部分解放制御の実行時に演算した前記電流指令値が負の前記停止判定値よりも大きい場合に、前記部分解放制御を停止する操舵制御装置。
5. 請求項３又は４に記載の操舵制御装置において、
   前記舵角制限値演算部は、前記エンド離間角の増大に基づいて小さくなる角度制限成分を演算し、前記モータの定格電流から前記角度制限成分を減算した値に基づいて前記舵角制限値を演算するものであって、
   前記舵角制限値演算部は、前記部分解放制御の実行時には、該部分解放制御の非実行時に比べ、前記角度制限成分が小さくなるように該角度制限成分を演算する操舵制御装置。

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