JP2020006832A - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】路面状況に応じてエンド当ての衝撃を緩和できるとともに、操舵フィーリングの低下を抑制できる操舵制御装置を提供する。【解決手段】マイコン４１は、制御舵角θsの絶対値がエンド近傍舵角を超える状況になる場合に、該制御舵角θsの絶対値の増大に基づいてｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値を小さくするエンド当て緩和制御を実行する。また、マイコン４１は、転舵輪に連結されるラック軸に作用する軸力の推定値である推定軸力Ｆbを演算する軸力推定部５４と、推定軸力Ｆbに基づいてエンド当て緩和制御実行時のｑ軸電流指令値Ｉq*を演算する際に用いる値が互いに異なるように設定された複数のモードのうちの一を選択するモード選択部５５を備える。そして、選択した一のモードは、エンド当て緩和制御が実行されている間、保持される。【選択図】図２

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（転舵輪の転舵角）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。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前に、モータが発生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いて減少させることで、エンド当ての衝撃を緩和するエンド当て緩和制御を実行するものが開示されている。

ところで、低μ路であるか高μ路であるかといった路面状態に応じて転舵輪の転舵に必要なトルク（転舵し易さ）が変化するため、エンド当て緩和制御の実行に際しては各種路面状況に応じて電流指令値（トルク指令値）を変更することが望ましい。こうした点を踏まえ、特許文献２に記載の操舵制御装置では、転舵輪が連結されるラック軸に作用する軸力に基づいて規範モデル（粘弾性モデル）のバネ定数を変更することで、各種路面状況に応じてエンド当ての衝撃を緩和する。

特開２０１５−２０５０６号公報 特開２０１７−１６５３０６号公報

ところで、上記特許文献２の構成では、エンド当て緩和制御の実行時に車両の走行に伴って路面状態が変化した場合、軸力の変化に応じて規範モデルのバネ定数を変更することでモータが発生するモータトルクが急激に変化し、操舵フィーリングの低下を招くおそれがある。

本発明の目的は、路面状況に応じてエンド当ての衝撃を緩和できるとともに、操舵フィーリング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、モータを駆動源とするアクチュエータにより転舵輪に連結される転舵軸を往復動させるモータトルクが付与される操舵装置を制御対象とし、前記モータが出力するモータトルクの目標値となるトルク指令値を演算するトルク指令値演算部を有し、前記トルク指令値に前記モータトルクが追従するように前記モータの駆動を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角の絶対値が前記操舵装置に応じた舵角閾値を超える状況になる場合に、該回転角の絶対値の増大に基づいて前記トルク指令値の絶対値を小さくするエンド当て緩和制御を実行するものであって、前記転舵輪に連結される転舵軸に作用する軸力に基づいて、前記エンド当て緩和制御実行時の前記トルク指令値を演算する際に用いる値が互いに異なるように設定された複数のモードのうちの一を選択するモード選択部を備え、選択された前記一のモードは、前記エンド当て緩和制御が実行されている間、保持される。

上記構成によれば、転舵軸に作用する軸力に基づいて複数のモードのうちの一が選択され、選択された一のモードに応じてエンド当て緩和制御実行時のトルク指令値が演算されるため、路面状況に応じてエンド当ての衝撃を緩和できる。そして、エンド当て緩和制御が実行されている間は選択された一のモードが保持されるため、エンド当て緩和制御の実行中に路面状態が変化しても、モータトルクが急変することを抑制できる。

上記操舵制御装置において、前記モード選択部は、前記軸力及び車速に基づいて前記複数のモードの一を選択することが好ましい。
上記構成によれば、軸力に加え、車速も加味することで、細分化された複数のモードの内から最適なモードを選択してエンド当ての衝撃を好適に緩和できる。

上記操舵制御装置において、前記モード選択部は、前記回転角が前記舵角閾値よりも中立位置側のモード選択角度をエンド側に超える際に前記複数のモードのうちの一を選択し、選択された前記一のモードは、前記モード選択角度よりも中立位置側のモード解除角度を中立位置側に超えるまで保持されるものであり、前記モード解除角度と前記モード選択角度との間の角度範囲は、前記舵角閾値と前記モード選択角度との間の角度範囲よりも大きく設定されることが好ましい。

上記構成によれば、例えばモード選択角度の近傍で操舵が繰り返し行われても、一旦設定されたモードが解除され難くなる。これにより、モードの選択と解除が繰り返し行われることを抑制できる。

本発明によれば、路面状況に応じてエンド当ての衝撃を緩和できるとともに、操舵フィーリングの低下を抑制できる。

第１実施形態の電動パワーステアリング装置の概略構成図。 第１実施形態の操舵制御装置のブロック図。 第１実施形態のラックエンド位置、エンド近傍舵角、モード選択角度及びモード解除角度の関係を示すグラフ。 第１実施形態のダンピング制御量演算部のブロック図。 第１実施形態の第１超過角速度演算部のブロック図。 第１実施形態の制限値設定部のブロック図。 第１実施形態の角度制限成分演算部のブロック図。 第１実施形態の第２超過角速度演算部のブロック図。 第２実施形態のダンピング制御量演算部のブロック図。 第２実施形態の演算処理部のブロック図。 第２実施形態の制限値設定部のブロック図。

（第１実施形態）
以下、操舵制御装置の第１実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、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）１は、運転者によるステアリングホイール２の操作に基づいて転舵輪３を転舵させる操舵機構４を備えている。また、ＥＰＳ１は、操舵機構４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５と、ＥＰＳアクチュエータ５の作動を制御する操舵制御装置６とを備えている。

操舵機構４は、ステアリングホイール２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の回転に応じて軸方向に往復動する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略円筒状のラックハウジング１３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２側から順にコラム軸１４、中間軸１５、及びピニオン軸１６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１６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おり、ラック軸１２に形成されたラック歯１２ａとピニオン軸１６に形成されたピニオン歯１６ａとが噛合されることでラックアンドピニオン機構１７が構成されている。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３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、ＥＰＳ１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１７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３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５は、駆動源であるモータ２１と、モータ２１に連結されるとともにコラム軸１４に連結された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。そして、ＥＰＳアクチュエータ５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１４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４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６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Ｔs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６には、モータ２１のモータ角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Ｔs及びモータ角θmは、一方向（本実施形態では、右）に操舵した場合に正の値、他方向（本実施形態では、左）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６は、これら各センサから入力される各状態量を示す信号及びモータ２１の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５の作動、すなわち操舵機構４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６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６は、制御信号を出力する制御部としてのマイコン４１と、制御信号に基づいてモータ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、複数のスイッチング素子（例えば、ＦＥＴ等）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の出力する制御信号は、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、制御信号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（検出周期）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Ｔs、モータ２１のモータ角θmが入力される。また、マイコン４１には、駆動回路４２と各相のモータコイルとの間の接続線４４に設けられた電流センサ４５により検出されるモータ２１の各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwが入力される。なお、図２では、説明の便宜上、各相の接続線及び各相の電流センサ４５をそれぞれ１つにまとめて図示している。また、マイコン４１には、車載電源４３の電源電圧Ｖbを検出する電圧センサ４６が接続されている。そして、マイコン４１は、これら各状態量に基づいて制御信号を出力する。

詳しくは、マイコン４１は、モータ２１に対する電力供給の目標値、すなわち目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉd*，Ｉq*を演算する電流指令値演算部５１と、電流指令値Ｉd*，Ｉq*に基づいて制御信号を出力する制御信号出力部５２とを備えている。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の出力トルクの目標値であるトルク指令値に相当し、電流指令値演算部５１はトルク指令値演算部に相当する。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。また、モータ２１のモータ角θmと同様に、電流指令値Ｉd*，Ｉq*は、一方向への操舵をアシストする場合に正の値、他方向への操舵をアシストする場合に負の値とする。

また、マイコン４１は、転舵輪３の転舵角に換算可能な回転軸であるステアリングシャフト１１の回転角（操舵角）を示す制御舵角θsを演算する制御舵角演算部５３を備えている。さらに、マイコン４１は、ラック軸１２に作用する軸力の推定値である推定軸力Ｆbを演算する軸力推定部５４と、推定軸力Ｆbに基づく路面状況及び車速ＳＰＤに応じたモードを選択するモード選択部５５とを備えている。さらにまた、マイコン４１は、ｑ軸電流指令値Ｉq*の上限となる制限値Ｉgを設定する制限値設定部５６と、メモリ５７とを備えている。メモリ５７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等が記憶されている。

より詳しくは、制御舵角演算部５３には、モータ角θmが入力される。そして、制御舵角演算部５３は、例えばラック軸１２が車両の直進する中立位置にある状態での制御舵角θsを原点（ゼロ度）としてモータ２１の回転数を積算（カウント）し、この回転数及びモータ角θmに基づいて制御舵角θsを３６０°を超える範囲を含む絶対角で演算する。なお、制御舵角θsは、モータ２１のモータ角θmと同様に、中立位置から一方向の回転角である場合に正の値、他方向の回転角である場合に負の値とする。

軸力推定部５４には、操舵トルクＴs、各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw及びモータ角θmが入力される。軸力推定部５４は、各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw及びモータ角θmに基づいてｑ軸上の実電流値であるｑ軸電流値を演算し、該ｑ軸電流値に基づいてモータ２１が出力するモータトルクを演算する。そして、軸力推定部５４は、モータトルクに減速機構２２の減速比及びラックアンドピニオン機構１７のギア比に基づく換算係数を乗算して得られる軸力と、操舵トルクＴsにラックアンドピニオン機構１７のギア比に基づく換算係数を乗算して得られる軸力とを足し合わせることで、ラック軸１２に作用する推定軸力Ｆbを演算する。

モード選択部５５には、推定軸力Ｆb、車速ＳＰＤ、制御舵角θsが入力される。本実施形態のモード選択部５５は、路面μが高い高μ路であることを示す高μ路モード、路面μが低い低μ路でかつ車両が停車状態である低μ路停車モード、路面μが低い低μ路でかつ車両が走行状態である低μ路走行モード、及び路面μが高μ路よりも低くかつ低μ路よりも高い中μ路モードのうちから一のモードを選択する。具体的には、モード選択部５５は、推定軸力Ｆbが高軸力閾値Ｆthh以上の場合には高μ路モードを選択し、推定軸力Ｆbが高軸力閾値Ｆthh未満かつ低軸力閾値Ｆthlよりも大きい場合には中μ路モードを選択する。また、モード選択部５５は、推定軸力Ｆbが低軸力閾値Ｆthl以下の場合には、車速ＳＰＤが車速閾値ＳＰＤth以下であれば低μ路停車モードを選択し、車速ＳＰＤが車速閾値ＳＰＤthよりも大きければ低μ路走行モードを選択する。なお、高軸力閾値Ｆthhは、路面が高μ路である場合にラック軸１２に作用する軸力であり、予め実験等により設定されている。低軸力閾値Ｆthlは、路面が低μ路である場合にラック軸１２に作用する軸力であり、高軸力閾値Ｆthhよりも小さく、予め実験等により設定されている。車速閾値ＳＰＤthは、車両が停車していることを示す速度であり、ゼロ近傍の小さな値に設定されている。

図３に示すように、モード選択部５５は、制御舵角θsの絶対値がエンド近傍舵角θneよりも中立位置側に設定されたモード選択角度θslをラックエンド側に超える際に、推定軸力Ｆb及び車速ＳＰＤに基づいて上記複数のモードのうちから選択した一のモードを示すモード選択信号Ｓslを電流指令値演算部５１及び制限値設定部５６に出力する。また、モード選択部５５は、制御舵角θsの絶対値がモード選択角度θslよりも中立位置側に設定されたモード解除角度θreを中立側に超える際に、選択したモードを解除するモード選択信号Ｓslを出力する。つまり、制御舵角θsの絶対値がモード選択角度θslをラックエンド側に超えてからモード解除角度θreを中立位置側に超えるまでの間は、選択したモードが保持される。また、制御舵角θsの絶対値がモード解除角度θreよりも小さい場合には、モードが選択されていない状態となる。なお、本実施形態では、同図に示すように、モード解除角度θreとモード選択角度θslとの間の角度範囲は、エンド近傍舵角θneとモード選択角度θslとの間の角度範囲よりも大きく設定されている。

図２に示すように、電流指令値演算部５１は、ｑ軸電流指令値Ｉq*の基礎成分である基本電流指令値Ｉas*を演算する基本アシスト演算部６１と、基本電流指令値Ｉas*を補正する成分であるダンピング制御量Ｉdaを演算するダンピング制御量演算部６２とを備えている。また、電流指令値演算部５１は、基本電流指令値Ｉas*をダンピング制御量Ｉdaにより補正した補正後電流指令値Ｉas**の絶対値を制限値Ｉg以下に制限するガード処理部６３を備えている。

基本アシスト演算部６１には、操舵トルクＴs及び車速ＳＰＤが入力される。そして、基本アシスト演算部６１は、操舵トルクＴs及び車速ＳＰＤに基づいて基本電流指令値Ｉas*を演算する。具体的には、基本アシスト演算部６１は、操舵トルクＴsの絶対値が大きいほど、また車速ＳＰＤが遅いほど、より大きな値（絶対値）を有する基本電流指令値Ｉas*を演算する。このように演算された基本電流指令値Ｉas*は、減算器６４に出力される。

減算器６４には、基本電流指令値Ｉas*とともに、後述するようにダンピング制御量演算部６２から出力されるダンピング制御量Ｉdaが入力される。そして、電流指令値演算部５１は、減算器６４において基本電流指令値Ｉas*からダンピング制御量Ｉdaを減算することにより補正後電流指令値Ｉas**を演算する。このように演算された補正後電流指令値Ｉas**はガード処理部６３に出力される。

ガード処理部６３には、補正後電流指令値Ｉas**に加え、後述するように制限値設定部５６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、入力される補正後電流指令値Ｉas**の絶対値が制限値Ｉg以下の場合には、補正後電流指令値Ｉas**の値をそのままｑ軸電流指令値Ｉq*として制御信号出力部５２に出力する。一方、入力される補正後電流指令値Ｉas**の絶対値が制限値Ｉgよりも大きい場合には、補正後電流指令値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*として制御信号出力部５２に出力する。

制御信号出力部５２は、電流指令値Ｉd*，Ｉq*、各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、及びモータ２１のモータ角θm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、制御信号を生成する。具体的には、制御信号出力部５２は、モータ角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軸電流値及びｑ軸電流値を演算する。そして、制御信号出力部５２は、ｄ軸電流値をｄ軸電流指令値Ｉd*に追従させるべく、またｑ軸電流値を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制御信号を生成する。この制御信号が駆動回路４２に出力されることによりモータ２１に制御信号に応じた駆動電力が供給される。これにより、モータ２１が出力するモータトルクが、ｑ軸電流指令値Ｉq*に対応したトルク指令値に追従するようにモータ２１の駆動が制御される。

次に、ダンピング制御量演算部６２の構成について説明する。
ダンピング制御量演算部６２には、車速ＳＰＤ、制御舵角θs及びモード選択信号Ｓslが入力される。そして、ダンピング制御量演算部６２は、これらの状態量に基づいて、制御舵角θsの絶対値が舵角閾値としてのエンド近傍舵角θneを超える状況になる場合に、制御舵角θsを微分することにより得られる制御角速度ωs（操舵速度）の絶対値の増大に基づいてより大きな絶対値を有するダンピング制御量Ｉdaを演算する。ダンピング制御量Ｉdaは、基本電流指令値Ｉas*から減算されることにより、基本電流指令値Ｉas*の絶対値を小さくする成分である。なお、エンド近傍舵角θneは、ラックエンド位置での制御舵角θsよりも絶対値が所定角度θ1だけ小さい角度を示す値に設定されている。また、所定角度θ1は、エンド近傍舵角θneがラックエンド位置から離間しすぎないような比較的小さな角度である。

詳しくは、図４に示すように、ダンピング制御量演算部６２は、最新の演算周期での制御舵角θsと左右いずれか一方のラックエンド位置での制御舵角θsとの間の差分であるエンド離間角Δθを演算するエンド離間角演算部７１を備えている。また、ダンピング制御量演算部６２は、エンド離間角Δθ及びモード選択信号Ｓslに応じて定まる第１上限角速度ωlim1に対する制御角速度ωsの超過分である第１超過角速度ωo1を演算する第１超過角速度演算部７２と、第１超過角速度ωo1に基づいてダンピング制御量Ｉdaを演算する演算処理部７３とを備えている。

エンド離間角演算部７１には、制御舵角θsが入力される。エンド離間角演算部７１は、最新の演算周期での制御舵角θsと左側のラックエンド位置での制御舵角θsとの間の差分、及び最新の演算周期での制御舵角θsと右側のラックエンド位置での制御舵角θsとの間の差分を演算する。そして、エンド離間角演算部７１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として第１超過角速度演算部７２に出力する。

第１超過角速度演算部７２には、エンド離間角Δθ、制御舵角θsを微分することにより得られる制御角速度ωs及びモード選択信号Ｓslが入力される。そして、第１超過角速度演算部７２は、モード選択信号Ｓslが示すモードに応じた第１超過角速度ωo1を演算する。

具体的には、図５に示すように、第１超過角速度演算部７２は、エンド離間角Δθ及びモード選択信号Ｓslが入力される第１上限角速度演算部８１を備えている。第１上限角速度演算部８１は、高μ路モード、中μ路モード、低μ路停車モード及び低μ路走行モードでのエンド離間角Δθと第１上限角速度ωlim1との関係をそれぞれ定めた高μ路用上限角速度マップ８２、中μ路用上限角速度マップ８３、低μ路停車用上限角速度マップ８４及び低μ路走行用上限角速度マップ８５を備えている。そして、第１上限角速度演算部８１は、各マップを参照することによりエンド離間角Δθに基づいて各モードに応じた第１上限角速度ωlim1を演算する。各マップ８２〜８５では、第１上限角速度ωlim1は、エンド離間角Δθがゼロの場合に第１上限角速度ωlim1が最も小さくなり、エンド離間角Δθの増大に比例して第１上限角速度ωlim1が大きくなるように設定されている。また、第１上限角速度ωlim1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。そして、エンド離間角Δθがゼロの場合での第１上限角速度ωlim1は、高μ路用上限角速度マップ８２、中μ路用上限角速度マップ８３、低μ路停車用上限角速度マップ８４及び低μ路走行用上限角速度マップ８５の順で小さくなるように設定されている。つまり、第１超過角速度演算部７２は、路面状況に応じた転舵輪３の転舵に必要なトルクが小さい（転舵し易い）ほど、第１上限角速度ωlim1が小さくなり、第１超過角速度ωo1が大きくなるように演算する。また、エンド離間角Δθが所定角度θ2よりも大きい場合での第１上限角速度ωlim1は、各マップ８２〜８５で同一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よりも大きく、かつモード選択角度θslとラックエンド位置との間の角度よりも小さな角度に設定されている。つまり、第１上限角速度ωlim1がエンド離間角Δθの減少に伴って小さくなる前に、いずれかのモードが選択される。また、本実施形態のダンピング制御量演算部６２は、制御舵角θsの絶対値がエンド近傍舵角θneを超える前の状況からゼロより大きな絶対値を有するダンピング制御量Ｉdaを演算することにより、制御舵角θsの絶対値がエンド近傍舵角θneを超える状況になる場合に、ゼロより大きな絶対値を有するダンピング制御量Ｉdaを演算する。

また、第１上限角速度演算部８１は、各マップ８２〜８５に基づいて演算された第１上限角速度ωlim1及びモード選択信号Ｓslが入力されるモード切替部８６を備えている。モード切替部８６は、モード選択信号Ｓslが示すモードに対応するマップに基づいて演算された第１上限角速度ωlim1が出力されるように内部のスイッチを切り替える。これにより、選択されたモードに応じた第１上限角速度ωlim1が出力される。

第１超過角速度演算部７２は、制御角速度ωsの絶対値が第１上限角速度演算部８１において演算された第１上限角速度ωlim1よりも大きい場合には、制御角速度ωsの第１上限角速度ωlim1に対する超過分を第１超過角速度ωo1として演算処理部７３（図３参照）に出力する。一方、第１超過角速度演算部７２は、制御角速度ωsの絶対値が第１上限角速度ωlim1以下の場合には、ゼロを示す第１超過角速度ωo1を演算処理部７３に出力する。

具体的には、第１超過角速度演算部７２は、第１上限角速度ωlim1及び制御角速度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、第１上限角速度ωlim1及び制御角速度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、第１超過角速度演算部７２は、減算器８８において、制御角速度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第１超過角速度ωo1を演算する。このように最小値選択部８７において第１上限角速度ωlim1及び制御角速度ωsの絶対値のうちの小さい方を選択することで、制御角速度ωsが第１上限角速度ωlim1以下の場合には、減算器８８において制御角速度ωsから制御角速度ωsが差し引かれることとなり、第１超過角速度ωo1がゼロとなる。一方、制御角速度ωsが第１上限角速度ωlim1よりも大きい場合には、減算器８８において制御角速度ωsの絶対値から第１上限角速度ωlim1が差し引かれることとなり、第１超過角速度ωo1が制御角速度ωsの第１上限角速度ωlim1に対する超過分となる。

図４に示すように、演算処理部７３には、第１超過角速度ωo1、車速ＳＰＤ及び制御角速度ωsが入力される。演算処理部７３は、第１超過角速度ωo1及び車速ＳＰＤとダンピング制御量Ｉda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第１超過角速度ωo1及び車速ＳＰＤに応じたダンピング制御量Ｉdaを演算する。なお、演算処理部７３は、ダンピング制御量Ｉdaの符号（方向）を制御角速度ωsに示される符号（方向）とする。このマップでは、ダンピング制御量Ｉdaは、第１超過角速度ωo1がゼロの場合に速度制限成分Ｉgsが最も小さくなり、第１超過角速度ωo1の増大に比例してダンピング制御量Ｉda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の増大に比例してダンピング制御量Ｉdaが小さくなるように設定されている。上記のように路面状況に応じて転舵輪３の転舵に必要なトルクが小さいほど、第１超過角速度ωo1が大きくなるため、転舵輪３の転舵に必要なトルクが小さいほど、ダンピング制御量Ｉdaも大きくなる。このように演算されたダンピング制御量Ｉdaは、上記減算器６４（図２参照）に出力される。

次に、制限値設定部５６の構成について説明する。
図２に示すように、制限値設定部５６には、制御舵角θs、車速ＳＰＤ、モード選択信号Ｓsl、電源電圧Ｖb及びメモリ５７に記憶された定格電流Ｉrが入力される。そして、制限値設定部５６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６に示すように、制限値設定部５６は、制御舵角θsに基づく舵角制限値Ｉenを演算する舵角制限値演算部９１と、電源電圧Ｖbに基づく電圧制限値Ｉvbを演算する電圧制限値演算部９２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９３とを備えている。

舵角制限値演算部９１には、制御舵角θs、車速ＳＰＤ、モード選択信号Ｓsl及び定格電流Ｉrが入力される。舵角制限値演算部９１は、これらの状態量に基づいて、後述するように制御舵角θsの絶対値がエンド近傍舵角θneを超える状況になる場合に、制御舵角θsの絶対値及び制御角速度ωs（操舵速度）の絶対値の増大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９３に出力される。

電圧制限値演算部９２には、電源電圧Ｖbが入力される。電圧制限値演算部９２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９２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９３に出力される。

そして、最小値選択部９３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（図２参照）に出力する。
次に、舵角制限値演算部９１の構成について説明する。

舵角制限値演算部９１は、エンド離間角Δθを演算するエンド離間角演算部１０１と、エンド離間角Δθに応じて定まる電流（トルク）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１０２とを備えている。また、舵角制限値演算部９１は、エンド離間角Δθに応じて定まる第２上限角速度ωlim2に対する制御角速度ωsの超過分である第２超過角速度ωo2を演算する第２超過角速度演算部１０３と、第２超過角速度ωo2に応じて定まる電流（トルク）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１０４とを備えている。また、舵角制限値演算部９１は、ゼロよりも大きな角度制限成分Ｉgaが演算されることにより舵角制限値Ｉenが制限されているか否かを判定する角度制限実施判定部１０５と、この角度制限されている場合に速度制限成分Ｉgsを徐々に減衰する速度制限成分減衰部１０６とを備えている。なお、エンド離間角演算部１０１は、上記ダンピング制御量演算部６２のエンド離間角演算部７１と同様にエンド離間角Δθを演算し、角度制限成分演算部１０２及び第２超過角速度演算部１０３に出力する。

角度制限成分演算部１０２には、エンド離間角Δθ及びモード選択信号Ｓslが入力される。そして、角度制限成分演算部１０２は、モード選択信号Ｓslが示すモードに応じた角度制限成分Ｉgaを演算する。

図７に示すように、角度制限成分演算部１０２は、高μ路モード、中μ路モード、低μ路停車モード及び低μ路走行モードでのエンド離間角Δθと角度制限成分Ｉgaとの関係をそれぞれ定めた高μ路用角度制限マップ１１１、中μ路用角度制限マップ１１２、低μ路停車用角度制限マップ１１３及び低μ路走行用角度制限マップ１１４を備えている。そして、角度制限成分演算部１０２は、各マップ１１１〜１１４を参照することによりエンド離間角Δθに基づいて各モードに応じた角度制限成分Ｉgaを演算する。各マップ１１１〜１１４では、角度制限成分Ｉgaは、エンド離間角Δθがゼロの場合に最も大きくなり、エンド離間角Δθの増大に比例して減少するように設定されている。また、角度制限成分Ｉgaは、エンド離間角Δθが所定角度θ1よりも大きくなると（制御舵角θsの絶対値がエンド近傍舵角θneよりも小さくなると）、ゼロになるように設定されている。そして、エンド離間角Δθがゼロの場合での角度制限成分Ｉgaは、高μ路用角度制限マップ１１１、中μ路用角度制限マップ１１２、低μ路停車用角度制限マップ１１３及び低μ路走行用角度制限マップ１１４の順で大きくなるように設定されている。また、エンド離間角Δθが所定角度θ1よりも大きい場合での角度制限成分Ｉgaは、各マップ１１１〜１１４で同一（ゼロ）となるように設定されている。つまり、角度制限成分演算部１０２は、路面状況に応じた転舵輪３の転舵に必要なトルクが小さいほど、角度制限成分Ｉgaが大きくなるように演算する。

また、角度制限成分演算部１０２は、各マップ１１１〜１１４に基づいて演算された角度制限成分Ｉga及びモード選択信号Ｓslが入力されるモード切替部１１５を備えている。モード切替部１１５は、モード選択信号Ｓslが示すモードに対応するマップに基づいて演算された角度制限成分Ｉgaが出力されるように内部のスイッチを切り替える。これにより、図６に示すように、選択されたモードに応じた角度制限成分Ｉgaが及び角度制限実施判定部１０５及び減算器１０７に出力される。

第２超過角速度演算部１０３には、エンド離間角Δθ、制御舵角θsを微分することにより得られる制御角速度ωs及びモード選択信号Ｓslが入力される。そして、第２超過角速度演算部１０３は、モード選択信号Ｓslが示すモードに応じた第２超過角速度ωo2を演算する。

具体的には、図８に示すように、第２超過角速度演算部１０３は、エンド離間角Δθ及びモード選択信号Ｓslが入力される第２上限角速度演算部１２１を備えている。第２上限角速度演算部１２１は、高μ路モード、中μ路モード、低μ路停車モード及び低μ路走行モードでのエンド離間角Δθと第２上限角速度ωlim2との関係をそれぞれ定めた高μ路用上限角速度マップ１２２、中μ路用上限角速度マップ１２３、低μ路停車用上限角速度マップ１２４及び低μ路走行用上限角速度マップ１２５を備えている。そして、第２上限角速度演算部１２１は、各マップ１２２〜１２５を参照することによりエンド離間角Δθに基づいて各モードに応じた第２上限角速度ωlim2を演算する。各マップ１２２〜１２５は、第１上限角速度演算部８１のマップ８２〜８５と類似の傾向にそれぞれ設定されている。より具体的には、各マップ１２２〜１２５におけるエンド離間角Δθが所定角度θ2以下の領域での第２上限角速度ωlim2は、対応するマップ８２〜８５における同領域での第１上限角速度ωlim1よりも小さく、該第１上限角速度ωlim1と同一の勾配でエンド離間角Δθの減少に伴って小さくなるように設定されている。また、各マップ１２２〜１２５におけるエンド離間角Δθが所定角度θ2よりも大きい領域での第２上限角速度ωlim2は、第１上限角速度ωlim1よりも小さな値で一定となるように設定されている。つまり、第２超過角速度演算部１０３は、路面状況に応じた転舵輪３の転舵に必要なトルクが小さいほど、第２上限角速度ωlim2が小さくなり、第２超過角速度ωo2が大きくなるように演算する。

また、第２上限角速度演算部１２１は、各マップ１２２〜１２５に基づいて演算された第２上限角速度ωlim2及びモード選択信号Ｓslが入力されるモード切替部１２６を備えている。モード切替部１２６は、モード選択信号Ｓslが示すモードに対応するマップに基づいて演算された第２上限角速度ωlim2が出力されるように内部のスイッチを切り替える。これにより、選択されたモードに応じた第２上限角速度ωlim2が出力される。

第２超過角速度演算部１０３は、制御角速度ωsの絶対値が第２上限角速度演算部１２１において演算された第２上限角速度ωlim2よりも大きい場合には、制御角速度ωsの第２上限角速度ωlim2に対する超過分を第２超過角速度ωo2として速度制限成分演算部１０４（図６参照）に出力する。一方、第２超過角速度演算部１０３は、制御角速度ωsの絶対値が第２上限角速度ωlim2以下の場合には、ゼロを示す第２超過角速度ωo2を速度制限成分演算部１０４に出力する。なお、第２超過角速度演算部１０３は、最小値選択部１２７及び減算器１２８を有しており、第１超過角速度演算部７２と同様に第２超過角速度ωo2を演算する。

図６に示すように、速度制限成分演算部１０４には、第２超過角速度ωo2及び車速ＳＰＤが入力される。速度制限成分演算部１０４は、第２超過角速度ωo2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第２超過角速度ωo2及び車速ＳＰＤに応じた速度制限成分Ｉgsを演算する。このマップでは、速度制限成分Ｉgsは、第２超過角速度ωo2がゼロの場合に速度制限成分Ｉgsが最も小さくなり、第２超過角速度ωo2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。つまり、本実施形態の速度制限成分演算部１０４のマップは、ダンピング制御量演算部６２の演算処理部７３のマップと同様に設定されている。また、上記のように路面状況に応じた転舵輪３の転舵に必要なトルクが小さいほど、第２超過角速度ωo2が大きくなるため、転舵輪３の転舵に必要なトルクが小さいほど、速度制限成分Ｉgsも大きくなる。なお、このマップは、速度制限成分Ｉgsが角度制限成分Ｉgaに比べて小さな値と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、速度制限成分減衰部１０６に出力される。

角度制限実施判定部１０５には、角度制限成分Ｉga及び定格電流Ｉrが入力される。角度制限実施判定部１０５は、定格電流Ｉrから角度制限成分Ｉgaを差し引いた値が定格電流Ｉrと等しいか否かを判定する。そして、同値が定格電流Ｉrと等しい場合には、角度制限を実施している旨の判定信号Ｓdeを速度制限成分減衰部１０６に出力し、同値が定格電流Ｉrと異なる場合には、角度制限を実施していない旨の判定信号Ｓdeを速度制限成分減衰部１０６に出力する。

速度制限成分減衰部１０６には、速度制限成分Ｉgs及び判定信号Ｓdeが入力される。速度制限成分減衰部１０６は、角度制限を実施していない旨の判定信号Ｓdeが入力された場合には、速度制限成分Ｉgsをそのまま減算器１０８に出力する。一方、速度制限成分減衰部１０６は、角度制限を実施している旨の判定信号Ｓdeが入力された場合には、同じ演算周期で入力された速度制限成分Ｉgsの１／Ｎ（Ｎは、任意の自然数）の減衰値を記憶するとともに、速度制限成分Ｉgsから減衰値を減算した値を速度制限成分Ｉgs’として減算器１０８に出力する。そして、速度制限成分減衰部１０６は、以降の演算周期では、速度制限成分Ｉgs’から減衰値を減算した値を新たな速度制限成分Ｉgs’として減算器１０８に出力する。なお、速度制限成分減衰部１０６は、角度制限を実施している旨の判定信号Ｓdeが入力されてからＮ回目の演算周期で速度制限成分Ｉgs’がゼロとなった以降は、継続してゼロを示す速度制限成分Ｉgs’を出力する。また、速度制限成分減衰部１０６が減衰した速度制限成分Ｉgs’を出力している際に、角度制限を実施していない旨の判定信号Ｓdeが入力された場合には、記憶した減衰値をリセットする。

上記角度制限成分Ｉgaが入力される減算器１０７には、定格電流Ｉrが入力される。舵角制限値演算部９１は、減算器１０７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１０８に出力する。そして、舵角制限値演算部９１は、減算器１０８において、減算器１０７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９３に出力する。

次に、本実施形態の操舵制御装置６によるエンド当ての衝撃緩和について説明する。
ラックエンド近傍まで操舵が行われた際に、制限値Ｉgが定格電流Ｉrよりも小さな舵角制限値Ｉenに設定され、ｑ軸電流指令値Ｉq*（補正後電流指令値Ｉas**）の絶対値が制限値Ｉgに設定された場合を想定する。上記のように舵角制限値Ｉenは、定格電流Ｉrから角度制限成分Ｉga及び速度制限成分Ｉgs’を差し引いた値であり、モータトルクは、エンド離間角Δθの大きさに応じて角度制限成分Ｉgaだけ制限されるとともに、第２超過角速度ωo2に応じて速度制限成分Ｉgs’だけ制限される。これにより、エンド離間角Δθが所定角度θ1以下になった場合にさらにエンド離間角Δθが小さくなることを制限するだけでなく、エンド離間角Δθが所定角度θ2以下になった場合の制御角速度ωsも制限してエンド当ての衝撃が緩和される。そして、角度制限成分Ｉga及び速度制限成分Ｉgs’は、推定軸力Ｆb及び車速ＳＰＤに基づいて選択されたモードに応じた値となっているため、路面状況及び車速ＳＰＤに応じてエンド当ての衝撃が緩和される。

また、本実施形態では、第２上限角速度ωlim2が減少し始める所定角度θ2が、角度制限成分Ｉgaが増大し始める所定角度θ1よりも中立位置側に設定されているため、速度制限成分Ｉgs’の方が角度制限成分Ｉgaよりも早い段階でゼロよりも大きな値となる。これにより、ラックエンドまで操舵する際において、はじめは舵角制限値Ｉenが速度制限成分Ｉgs’のみにより制限された値となり、続いて舵角制限値Ｉenが速度制限成分Ｉgs’及び角度制限成分Ｉgaにより制限された値となる。そして、上記のように角度制限成分Ｉgaによる舵角制限値Ｉenの制限が開始されると、速度制限成分Ｉgs’が徐々に減衰されるため、大きな角度制限成分Ｉgaにより舵角制限値Ｉenが制限されても、該舵角制限値Ｉenが急変することが抑制され、運転者が違和感を覚えにくくなる。

ここで、上記のようにラックエンド近傍まで操舵行われたのが低μ路上である場合を想定する。この場合、ｑ軸電流指令値Ｉq*の絶対値が制限値Ｉgに制限されても、制御角速度ωsが大きな値となることがある。この点、本実施形態では、補正後電流指令値Ｉas**は、基本電流指令値Ｉas*からダンピング制御量Ｉdaが減算することにより演算され、ダンピング制御量Ｉdaは、制御角速度ωsの第１上限角速度ωlim1に対する第１超過角速度ωo1の増大に基づいて大きくなる。これにより、低μ路等において制御角速度ωsが大きくなった場合に、補正後電流指令値Ｉas**の絶対値が減少することで、エンド当ての衝撃が緩和される。そして、ダンピング制御量Ｉdaは、推定軸力Ｆb及び車速ＳＰＤに基づいて選択されたモードに応じた値となっているため、路面状況及び車速ＳＰＤに応じてエンド当ての衝撃が緩和される。

また、上記のように第１超過角速度演算部７２の各マップ８２〜８５における所定角度θ2以下での第１上限角速度ωlim1の勾配と、第２超過角速度演算部１０３の各マップ１２２〜１２５における所定角度θ2以下での第２上限角速度ωlim2の勾配とが等しい。そのため、ラックエンドまでの操舵する際における第１超過角速度ωo1と第２超過角速度ωo2との変化傾向が等しくなる。これにより、速度制限成分Ｉgsによる舵角制限値Ｉenに基づくエンド当て緩和と、ダンピング制御量Ｉdaによるエンド当て緩和とが近いに操舵フィーリングになり、運転者が違和感を覚えにくくなる。

さらに、本実施形態の操舵制御装置６では、制御舵角θsの絶対値がエンド離間角Δθ以上になる前、すなわちエンド当て緩和制御が実行される前にモードを選択し、制御舵角θsの絶対値がエンド離間角Δθ以上である間は、該選択したモードを保持する。そのため、エンド当て緩和制御の実行中に路面状態が変化しても、モータトルクが急変することが抑制される。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）操舵制御装置６は、複数のモードのうちの一を選択し、選択された一のモードに応じてエンド当て緩和制御実行時のｑ軸電流指令値Ｉq*を演算するため、路面状況に応じてエンド当ての衝撃を緩和できる。そして、エンド当て緩和制御が実行されている間は選択された一のモードが保持されるため、エンド当て緩和制御の実行中に路面状態が変化しても、モータトルクが急変することを抑制でき、操舵フィーリングの低下を抑制できる。

（２）操舵制御装置６は、推定軸力Ｆbに加え、車速ＳＰＤも加味することで、細分化された複数のモードの内から最適なモードを選択するため、エンド当ての衝撃を好適に緩和できる。

（３）モード解除角度θreとモード選択角度θslとの間の角度範囲を、エンド近傍舵角θneとモード選択角度θslとの間の角度範囲よりも大きく設定したため、モード選択角度θslの近傍で操舵が繰り返し行われても、一旦設定されたモードが解除され難くなる。これにより、例えばモードの選択と解除が繰り返し行われることを抑制でき、例えば操舵制御装置６の演算負荷の増大を抑制できる。

（第２実施形態）
次に、操舵制御装置の第２実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図９に示すように、本実施形態のダンピング制御量演算部６２は、第１超過角速度ωo1をモードとは関係なく演算し、選択されたモードに応じて演算処理部７３での処理を変更することにより、モードに応じたダンピング制御量Ｉdaを演算する。

詳しくは、第１超過角速度ωo1の第１上限角速度演算部８１は、エンド離間角Δθと第１上限角速度ωlim1との関係をそれぞれ定めた単一の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に応じた第１上限角速度ωlim1を演算する。なお、このマップは、低μ路走行用上限角速度マップ８５と同様に設定されており、第１超過角速度演算部７２は、上記第１実施形態と同様に第１超過角速度ωo1を演算する。

本実施形態の演算処理部７３には、第１超過角速度ωo1及び制御角速度ωsに加え、モード選択信号Ｓslが入力される。そして、演算処理部７３は、モード選択信号Ｓslが示すモードに応じたダンピング制御量Ｉdaを演算する。

図１０に示すように、演算処理部７３は、高μ路モード、中μ路モード、低μ路停車モード及び低μ路走行モードでの第１超過角速度ωo1とダンピング制御量Ｉdaとの関係をそれぞれ定めた高μ路用演算処理マップ１３１、中μ路用演算処理マップ１３２、低μ路停車用演算処理マップ１３３及び低μ路走行用演算処理マップ１３４を備えている。そして、演算処理部７３は、各マップ１３１〜１３４を参照することにより第１超過角速度ωo1に基づいて各マップ１３１〜１３４に応じたダンピング制御量Ｉdaを演算する。なお、演算処理部７３は、ダンピング制御量Ｉdaの符号（方向）を制御角速度ωsに示される符号（方向）とする。各マップ１３１〜１３４では、ダンピング制御量Ｉdaは、第１超過角速度ωo1がゼロの場合に最も小さくなり、第１超過角速度ωo1の増大に比例して増大するように設定されている。そして、第１超過角速度ωo1に対するダンピング制御量Ｉdaの勾配は、高μ路用角度制限マップ１３１、中μ路用角度制限マップ１３２、低μ路停車用角度制限マップ１３３及び低μ路走行用角度制限マップ１３４の順で大きくなるように設定されている。

また、演算処理部７３は、各マップ１３１〜１３４に基づいて演算されたダンピング制御量Ｉda及びモード選択信号Ｓslが入力されるモード切替部１３５を備えている。モード切替部１３５は、モード選択信号Ｓslが示すモードに対応するマップに基づいて演算されたダンピング制御量Ｉdaが出力されるように内部のスイッチを切り替える。これにより、選択されたモードに応じたダンピング制御量Ｉdaが減算器６４（図２参照）に出力される。

図１１に示すように、本実施形態の舵角制限値演算部９１では、角度制限成分演算部１０２は、角度制限成分Ｉgaをモードとは関係なく演算する。具体的には、角度制限成分演算部１０２は、エンド離間角Δθ及び車速ＳＰＤと角度制限成分Ｉgaとの関係を定めた単一の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。なお、このマップは、低μ路停車用角度制限マップ１１３と同様に設定されるとともに、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。

また、第２超過角速度演算部１０３は、第２超過角速度ωo2をモードとは関係なく演算し、選択されたモードに応じて速度制限成分演算部１０４での処理を変更することにより、モードに応じた速度制限成分Ｉgsを演算する。

詳しくは、第２超過角速度ωo2の第２上限角速度演算部１２１は、エンド離間角Δθと第２上限角速度ωlim2との関係をそれぞれ定めた単一の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に応じた第２上限角速度ωlim2を演算する。なお、このマップは、低μ路走行用上限角速度マップ１２５と同様に設定されており、第２超過角速度演算部１０３は、上記第１実施形態と同様に第２超過角速度ωo2を演算する。

速度制限成分演算部１０４には、第２超過角速度ωo2に加え、モード選択信号Ｓslが入力される。そして、速度制限成分演算部１０４は、モード選択信号Ｓslが示すモードに応じた速度制限成分演算部１０４を演算する。本実施形態の速度制限成分演算部１０４は、高μ路モード、中μ路モード、低μ路停車モード及び低μ路走行モードでの第２超過角速度ωo2と速度制限成分Ｉgsとの関係をそれぞれ定めた高μ路用速度制限マップ、中μ路用速度制限マップ、低μ路停車用速度制限マップ及び低μ路走行用速度制限マップを備えている。なお、速度制限成分演算部１０４の各マップは、上記各マップ１３１〜１３４と同様に設定されており、速度制限成分演算部１０４は、演算処理部７３と同様に、選択されたモードに応じた速度制限成分Ｉgsを演算し、速度制限成分減衰部１０６に出力する。

このように構成された操舵制御装置６では、上記第１実施形態と同様に、路面状況及び車速ＳＰＤに応じてエンド当ての衝撃が緩和されるとともに、エンド当て緩和制御の実行中に路面状態が変化しても、モータトルクが急変することが抑制される。

以上、本実施形態では、上記第１実施形態の（１）〜（３）の作用及び効果と同様の作用及び効果を有する。
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。

・上記各実施形態において、高μ路モード及び中μ路モードの少なくとも一方を車速ＳＰＤに基づいて細分化してもよい。また、低μ路モードを車速ＳＰＤに基づいて細分化しなくてもよい。さらに、モード選択部５５が推定軸力Ｆbに加え、車速ＳＰＤ以外の状態量に基づいて細分化されたモードのうちから一のモードを選択してもよい。

・上記各実施形態において、モード解除角度θreとモード選択角度θslとの間の角度範囲を、エンド近傍舵角θneとモード選択角度θslとの間の角度範囲以下に設定してもよく、モード解除角度θreとモード選択角度θslとを同一の角度にしてもよい。

・上記各実施形態では、モータトルクと操舵トルクＴsとに基づいてラック軸１２に作用する推定軸力Ｆbを演算したが、これに限らず、例えば転舵輪３の転舵角等に基づいて推定軸力Ｆbを演算してもよい。また、例えばラック軸１２に軸力を検出できる圧力センサ等を設け、その検出結果に基づいてモード選択部５５がモードを選択してもよい。

・上記各実施形態において、第１超過角速度演算部７２における各マップ８２〜８５の形状は適宜変更可能である。例えば第１上限角速度ωlim1が減少し始める角度を所定角度θ1としてもよく、また各マップ８２〜８５間で第１上限角速度ωlim1が減少し始める角度が異なっていてもよい。また、各マップ８２〜８５における所定角度θ2以下の領域での第１上限角速度ωlim1の勾配と、第２超過角速度演算部１０３の各マップ１２２〜１２５における所定角度θ2以下の領域での第２上限角速度ωlim2の勾配とは異なっていてもよい。さらに、第１超過角速度演算部７２の各マップ８２〜８５における所定角度θ2よりも大きい領域での第１上限角速度ωlim1と、第２超過角速度演算部１０３の各マップ１２２〜１２５における所定角度θ2よりも大きい領域での第２上限角速度ωlim2とが等しくてもよい。同様に、上記第２超過角速度演算部１０３における各マップ１２２〜１２５の形状は適宜変更可能である。

・上記各実施形態において、角度制限成分演算部１０２におけるマップ１１１〜１１４の形状は適宜変更可能である。例えば角度制限成分Ｉgaが増加し始める角度を所定角度θ2としてもよい。また、各マップ１１１〜１１４における所定角度θ1以下の領域で、角度制限成分Ｉgaが非線形的に変化してもよい。また、上記第２実施形態において、角度制限成分Ｉgaが車速ＳＰＤに応じて変更されないようにしてもよい。

・上記各実施形態において、演算処理部７３のマップ１３１〜１３４の形状は適宜変更可能である。例えば第１超過角速度ωo1の増大に基づいて非線形的にダンピング制御量Ｉdaが大きくなるように設定してもよい。また、上記第１実施形態において、ダンピング制御量Ｉdaが車速ＳＰＤに応じて変更されないようにしてもよい。同様に、速度制限成分演算部１０４における各マップの形状は適宜変更可能である。

・上記各実施形態において、基本電流指令値Ｉas*からダンピング制御量Ｉdaを減算した値を制限値Ｉgに基づいてガード処理したが、これに限らず、例えばステアリングホイール２が中立位置に戻ることを補助するための制御量等をさらに合算した値を制限値Ｉgに基づいてガード処理してもよい。

・上記各実施形態では、制限値設定部５６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９２を備えたが、これに限らず、電圧制限値演算部９２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５６が電圧制限値演算部９２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。

・上記各実施形態において、舵角制限値演算部９１が角度制限実施判定部１０５及び速度制限成分減衰部１０６を備えない構成としてもよい。
・上記各実施形態において、舵角制限値Ｉenを定格電流Ｉrから角度制限成分Ｉgaのみを減算することで演算してもよい。

・上記各実施形態において、電流指令値演算部５１がダンピング制御量演算部６２を備えず、基本電流指令値Ｉas*を制限値Ｉg以下に制限することで、エンド当て緩和制御を行ってもよい。また、電流指令値演算部５１がガード処理部６３を備えず、基本電流指令値Ｉas*からダンピング制御量Ｉdaを減算することのみでエンド当て緩和制御を行ってもよい。

・上記各実施形態において、舵角閾値をエンド近傍舵角θne以外の角度に設定してもよい。
・上記各実施形態では、制御舵角演算部５３は、ラック軸１２がステアリング中立位置にある状態での制御舵角θsを原点としてモータ２１の回転数を積算し、この回転数及びモータ角θmに基づいて制御舵角θsを演算した。しかし、これに限らず、制御舵角演算部５３は、例えばラックエンド位置での制御舵角を原点とする回転数及びモータ角θmに基づいて制御舵角やエンド離間角を演算し、これらに基づいて制限値Ｉgを演算してもよい。なお、こうした制御舵角の原点は、例えば車両製造時に予め記憶させてもよく、また操舵を通じた学習により設定してもよい。また、例えば転舵輪３の転舵角に換算可能な回転軸であるステアリングシャフト１１の回転角を絶対角で検出するセンサを設け、制御舵角演算部５３は、該センサの検出値に基づいて制御舵角θsを演算してもよい。

・上記各実施形態では、操舵制御装置６は、ＥＰＳアクチュエータ５がコラム軸１４にモータトルクを付与する形式のＥＰＳ１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６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（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。

次に、上記各実施形態及び変形例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記制御部は、前記転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角の絶対値が前記操舵装置に応じた舵角閾値を超える状況になる場合に、前記回転角の絶対値の増大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、前記トルク指令値の絶対値の上限となる制限値を前記角度制限値以下に設定する制限値設定部と、前記トルク指令値の絶対値を前記制限値以下に制限するガード処理部とを備え、前記ガード処理部により制限された前記トルク指令値に前記モータトルクが追従するように前記モータを駆動することで前記エンド当て緩和制御を実行するものであって、前記舵角制限値演算部は、前記モータ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基づく値から、選択された前記一のモードに応じた角度制限成分及び速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り、前記角度制限成分は、前記回転角の絶対値が前記舵角閾値を超える状況になる場合に該回転角の絶対値の増大に基づいて大きくなるように演算され、前記速度制限成分は、前記回転角の絶対値に応じた上限角速度に対する前記角速度の超過分の増大に基づいて大きくなるように演算される操舵制御装置。

（ロ）前記トルク指令値演算部は、操舵トルクに基づく基本指令値を演算する基本指令値演算部と、前記回転角の絶対値が前記舵角閾値を超える状況になる場合に該回転角の絶対値に応じた上限角速度に対する前記角速度の超過分の増大に基づいて大きくなるようにダンピング制御量を演算するダンピング制御量演算部とを備え、前記基本指令値の絶対値を減少させるように前記ダンピング制御量を合算した値に基づいて前記トルク指令値を演算するものであって、前記ダンピング制御量演算部は、選択された前記一のモードに応じた前記ダンピング制御量を演算する操舵制御装置。

１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２…ステアリングホイール、３…転舵輪、４…操舵機構、５…ＥＰＳアクチュエータ（アクチュエータ）、６…操舵制御装置、１１…ステアリングシャフト、１２…ラック軸、１８…ラックエンド、２１…モータ、４１…マイコン（制御部）、５１…電流指令値演算部、５４…軸力推定部、５５…モード選択部、５６…制限値設定部、６１…基本アシスト演算部、６２…ダンピング制御量演算部、６３…ガード処理部、８６，１１５，１２６，１３５…モード切替部、９１…舵角制限値演算部、９２…電圧制限値演算部、１０２…角度制限成分演算部、１０４…速度制限成分演算部、Ｆb…推定軸力、Ｉen…舵角制限値、Ｉga…角度制限成分、Ｉgs…速度制限成分、Ｉvb…電圧制限値、Ｉas*…基本電流指令値、Ｉas**…補正後電流指令値、Ｉd*…ｄ軸電流指令値、Ｉda…ダンピング制御量、Ｉg…制限値、Ｉq*…ｑ軸電流指令値、Ｉr…定格電流、ＳＰＤ…車速、Ｓsl…モード選択信号、Ｔs…操舵トルク、Ｖb…電源電圧、θs…制御舵角、θne…エンド近傍舵角（舵角閾値）、θre…モード解除角度、θsl…モード選択角度、ωs…制御角速度。

Claims (3)

1. モータを駆動源とするアクチュエータにより転舵輪に連結される転舵軸を往復動させるモータトルクが付与される操舵装置を制御対象とし、
   前記モータが出力するモータトルクの目標値となるトルク指令値を演算するトルク指令値演算部を有し、前記トルク指令値に前記モータトルクが追従するように前記モータの駆動を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記転舵輪の転舵角に換算可能な回転軸の回転角の絶対値が前記操舵装置に応じた舵角閾値を超える状況になる場合に、該回転角の絶対値の増大に基づいて前記トルク指令値の絶対値を小さくするエンド当て緩和制御を実行するものであって、
   前記転舵輪に連結される転舵軸に作用する軸力に基づいて、前記エンド当て緩和制御実行時の前記トルク指令値を演算する際に用いる値が互いに異なるように設定された複数のモードのうちの一を選択するモード選択部を備え、
   選択された前記一のモードは、前記エンド当て緩和制御が実行されている間、保持される操舵制御装置。
2. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
   前記モード選択部は、前記軸力及び車速に基づいて前記複数のモードの一を選択する操舵制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の操舵制御装置において、
   前記モード選択部は、前記回転角が前記舵角閾値よりも中立位置側のモード選択角度をエンド側に超える際に前記複数のモードのうちの一を選択し、
   選択された前記一のモードは、前記モード選択角度よりも中立位置側のモード解除角度を中立位置側に超えるまで保持されるものであり、
   前記モード解除角度と前記モード選択角度との間の角度範囲は、前記舵角閾値と前記モード選択角度との間の角度範囲よりも大きく設定された操舵制御装置。