JP6380014B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。

たとえば特許文献１に記載されるように、電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）は、車両の操舵機構にモータのトルクを付与することにより運転者のステアリング操作を補助する。ＥＰＳは少なくとも操舵トルクに応じた適切なアシスト力を発生させるためにモータ電流のフィードバック制御を行う。すなわち、ＥＰＳは少なくとも操舵トルクに基づき演算されるアシスト電流指令値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにＰＷＭデューティの調節を通じてモータ印加電圧を調節する。

ＥＰＳにはより高い安全性が要求されるところ、引用文献１のＥＰＳではつぎのような構成を採用している。すなわち、ＥＰＳは操舵トルクとアシスト電流指令値の方向が一致するときには定められた上限値または下限値でアシスト電流指令値を制限するのに対し、操舵トルクとアシスト電流指令値の方向が反対になるときにはアシスト制御演算に異常が生じたと判定してアシスト電流指令値を「０」に制限する。

特開２０１０−１５５５９８号公報（［００３７］、図３、図６）

ところが、特許文献１のＥＰＳではつぎのような懸念がある。すなわち、特許文献１のＥＰＳは操舵トルクが小さい範囲（０を中心とする正負の一定範囲）であるときにはアシスト電流指令値を「０」に制限することができない。一般に、アシスト電流指令値は操舵トルクに基づく基礎成分にステアリングの挙動を調整するための補償量を重畳して生成されるが、この補償量は操舵トルクの方向と一致しない場合がある。操舵トルクが大きい場合、補償量が操舵トルクの方向に一致しなくても、補償量は基礎成分によって相殺されるためアシスト電流指令値自体は操舵トルクの方向と一致する。したがって、アシスト電流指令値と操舵トルクの方向の不一致はアシスト制御演算の異常とみなすことができる。しかし、操舵トルクが小さい範囲では基礎成分が小さくなり、アシスト電流指令値に占める補償量の割合が大きくなるため、アシスト制御演算が正常であってもアシスト電流指令値と操舵トルクの方向が一致しない場合がある。このような場合にアシスト電流指令値を「０」に制限してしまうとステアリングの挙動を調整できなくなるおそれがある。そこで特許文献１のＥＰＳは、操舵トルクが小さい範囲であるときにはアシスト電流指令値を「０」に制限せず、補償量が制限されない余裕を持たせた範囲内でアシスト電流指令値を制限している。このため、何らかの原因で異常なアシスト電流指令値が誤って演算されたとしても、操舵トルクが小さい領域においてはアシスト電流指令値の制限が甘いため、意図しないアシスト力が操舵機構に付与され、場合によってはセルフアシストが発生するおそれがある。

本発明の目的は、操舵系に対してより適切なアシスト力を付与することができる電動パワーステアリング装置を提供することにある。

上記目的を達成し得る電動パワーステアリング装置は、ステアリングの操舵状態を示す複数種の状態量に基づきアシスト制御量を演算し当該アシスト制御量に基づき車両の操舵系に付与するアシスト力の発生源であるモータを制御する制御装置を備えている。前記制御装置は前記アシスト制御量の演算に使用する各状態量に応じて前記アシスト制御量の変化範囲を制限する制限値を前記状態量ごとに個別に設定し、これら制限値を使用して前記アシスト制御量の値を制限する。

この構成によれば、アシスト制御量の制限値はアシスト制御量の演算に使用される各状態量に対して個別に設定される。何らかの原因によって異常値を示すアシスト制御量が演算された場合であれ、各制限値が使用されてアシスト制御量の変化範囲が制限されることにより操舵系に意図しないアシスト力が付与されることが抑制される。また、アシスト制御量の制限値がアシスト制御量の演算に使用される各状態量に対して個別に設定されるため、他の状態量に基づく制御に対する影響を考慮する必要がなく、アシスト制御量に対してより緻密で厳密な制限処理を施すことが可能となる。

また、上記の構成を前提として、前記制御装置は、上位制御装置によって前記アシスト制御量を変化させるために生成される指令値を取り込み、当該取り込まれる指令値が反映された前記アシスト制御量に基づく前記モータの制御を実行する際、前記指令値を加味して前記制限値を設定する。

この構成によれば、上位制御装置により生成される指令値が反映されることによりアシスト制御量は当初に演算される値とは異なる値に変化する。このため、アシスト制御量に対する制限値についても前記指令値を加味して設定することが好ましい。前記指令値を加味することにより、前記指令値が反映されたアシスト制御量に適した制限値が設定される。したがって、指令値が反映されたアシスト制御量が、誤って制限されることなどもなく、当該アシスト制御量をより適切に制限することが可能となる。

上記の電動パワーステアリング装置において、つぎのような構成を採用してもよい。すなわち、上位制御装置では前記指令値としてトルク指令値が生成されることもある。この場合、前記制御装置は、前記トルク指令値を電流量に変換する第１の変換部を有することが好ましい。そのうえで、前記制御装置は、当該第１の変換部により変換される電流量を前記演算されるアシスト制御量に加える一方、前記複数種の状態量の一である操舵トルクに応じた個別の制限値を設定する際、当該操舵トルクに前記トルク指令値を加算した値を使用することが望ましい。

この構成によれば、外部からの指令値であるトルク指令値が反映されたアシスト制御量を、より適切に制限することが可能となる。
上記の電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、前記アシスト制御量の基礎成分および当該基礎成分に対する少なくとも一の補償量を演算してこれら基礎成分および補償量を重畳することにより前記アシスト制御量を演算するようにしてもよい。この構成を前提とするとき、上位制御装置では前記指令値として、前記補償量に乗算されるゲインが生成されることもある。この場合、前記制御装置は、前記ゲインが乗算される補償量を演算する際の基礎となる状態量に基づき設定される個別の制限値に対して、前記ゲインを乗算することが好ましい。

この構成によれば、外部からの指令値である、補償量に対するゲインが反映されたアシスト制御量を、より適切に制限することが可能となる。
上記の電動パワーステアリング装置において、前記制御装置は、前記状態量ごとに個別に設定される複数の制限値を重畳することにより前記アシスト制御量に対する最終的な制限値を生成し、当該最終的な制限値を使用して前記アシスト制御量の値を制限するようにしてもよい。この構成を前提とするとき、上位制御装置では前記指令値として、前記演算されるアシスト制御量に加算される付加電流指令値が生成されることもある。この場合、前記制御装置は、前記付加電流指令値を前記最終的な制限値に加算することが好ましい。

この構成によれば、外部からの指令値である付加電流指令値が反映されたアシスト制御量を、より適切に制限することが可能となる。
上記の電動パワーステアリング装置において、つぎのような構成を採用してもよい。すなわち、上位制御装置では前記指令値として、ステアリング角度指令値が生成されることもある。この場合、前記制御装置は、前記ステアリング角度指令値を電流量に変換する第２の変換部を有することが好ましい。そのうえで、前記制御装置は、当該第２の変換部により変換される電流量を前記演算されるアシスト制御量に加える一方、前記複数種の状態量の一である操舵角に応じた個別の制限値を設定する際、当該操舵角に前記ステアリング角度指令値を加算した値を使用することが望ましい。

この構成によれば、外部からの指令値であるステアリング角度指令値が反映されたアシスト制御量を、より適切に制限することが可能となる。

本発明の電動パワーステアリング装置によれば、操舵系に対してより適切なアシスト力を付与することができる。

第１の実施の形態における電動パワーステアリング装置の概略構成図。 第１の実施の形態における電動パワーステアリング装置の制御ブロック図。 第１の実施の形態におけるアシスト制御部の制御ブロック図。 第１の実施の形態における上下限リミット演算部の制御ブロック図。 第１の実施の形態における操舵トルクと制限値との関係を示すマップ。 第１の実施の形態における操舵トルクの微分値と制限値との関係を示すマップ。 第１の実施の形態における操舵角と制限値との関係を示すマップ。 第１の実施の形態における操舵速度と制限値との関係を示すマップ。 第１の実施の形態における操舵角加速度と制限値との関係を示すマップ。 第１の実施の形態におけるアシスト制御量（電流指令値）の変化を示すグラフ。 １の実施の形態における要求トルクとアシスト制御量に対する制限値との関係を示すグラフ。 第１の実施の形態における車両協調制御時の操舵トルクと制限値との関係を示すマップ。 第２の実施の形態における電流指令値演算部の制御ブロック図。 第２の実施の形態におけるアシスト制御部の制御ブロック図。 第２の実施の形態における上下限リミット演算部の制御ブロック図。 第３の実施の形態における電流指令値演算部の制御ブロック図。 第２の実施の形態における車両協調制御時の制限値を示すグラフ。 第４の実施の形態における電流指令値演算部の制御ブロック図。 第４の実施の形態における上下限リミット演算部の制御ブロック図。 第４の実施の形態における車両協調制御時の操舵角と制限値との関係を示すマップ。

＜第１の実施の形態＞
以下、電動パワーステアリング装置の第１の実施の形態を説明する。
＜ＥＰＳの概要＞
図１に示すように、電動パワーステアリング装置１０は、運転者のステアリング操作に基づいて転舵輪を転舵させる操舵機構２０、運転者のステアリング操作を補助する操舵補助機構３０、および操舵補助機構３０の作動を制御するＥＣＵ（電子制御装置）４０を備えている。

操舵機構２０は、運転者により操作されるステアリングホイール２１、およびステアリングホイール２１と一体回転するステアリングシャフト２２を備えている。ステアリングシャフト２２は、ステアリングホイール２１の中心に連結されたコラムシャフト２２ａ、コラムシャフト２２ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト２２ｂ、およびインターミディエイトシャフト２２ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト２２ｃからなる。ピニオンシャフト２２ｃの下端部は、ピニオンシャフト２２ｃに交わる方向へ延びるラック軸２３（正確にはラック歯が形成された部分２３ａ）に噛合されている。したがって、ステアリングシャフト２２の回転運動は、ピニオンシャフト２２ｃおよびラック軸２３からなるラックアンドピニオン機構２４によりラック軸２３の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラック軸２３の両端にそれぞれ連結されたタイロッド２５を介して左右の転舵輪２６，２６にそれぞれ伝達されることにより、これら転舵輪２６，２６の転舵角θｔａが変更される。

操舵補助機構３０は、操舵補助力の発生源であるモータ３１を備えている。モータ３１としては、ブラシレスモータなどが採用される。モータ３１は、減速機構３２を介してコラムシャフト２２ａに連結されている。減速機構３２はモータ３１の回転を減速し、当該減速した回転力をコラムシャフト２２ａに伝達する。すなわち、ステアリングシャフト２２にモータのトルクが操舵補助力（アシスト力）として付与されることにより、運転者のステアリング操作が補助される。

ＥＣＵ４０は、車両に設けられる各種のセンサの検出結果を運転者の要求あるいは走行状態を示す情報として取得し、これら取得される各種の情報に応じてモータ３１を制御する。

各種のセンサとしては、たとえば車速センサ５１、ステアリングセンサ５２、トルクセンサ５３および回転角センサ５４がある。車速センサ５１は車速（車両の走行速度）Ｖを検出する。ステアリングセンサ５２は磁気式の回転角センサであってコラムシャフト２２ａに設けられて操舵角θｓを検出する。トルクセンサ５３はコラムシャフト２２ａに設けられて操舵トルクτを検出する。回転角センサ５４はモータ３１に設けられてモータ３１の回転角θｍを検出する。

ＥＣＵ４０は車速Ｖ、操舵角θｓ、操舵トルクτおよび回転角θｍに基づき目標アシスト力を演算し、当該目標アシスト力を操舵補助機構３０に発生させるための駆動電力をモータ３１に供給する。

ここで、車両においては、ＥＣＵ４０と他の車載システムのＥＣＵ５６との協調制御が行われることもある。協調制御とは、複数種の車載システムのＥＣＵが互いに連携して車両の動きを制御する技術をいう。また、車両においては、運転手の操舵をサポートすることで、車線に沿った走行を支援するレーンキーピングアシスト制御が行われることもある。車両には、たとえば各種の車載システムのＥＣＵを統括制御する上位ＥＣＵ５５が搭載される。上位ＥＣＵ５５は、その時々の車両の状態に基づき最適な制御方法を求め、その求められる制御方法に応じて各ＥＣＵに対して個別の制御を指令する。上位ＥＣＵ５５は、たとえば緊急時の回避操作を促す操舵補助を行ったり、車両に働く異常な回転モーメントを打ち消したりするための補正トルク指令値τ^＊をＥＣＵ４０に対する指令値として生成する。ＥＣＵ４０は、上位ＥＣＵ５５からの指令を加味してモータ３１を制御する。

＜ＥＣＵの構成＞
つぎに、ＥＣＵのハードウェア構成を説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ４０は駆動回路（インバータ回路）４１およびマイクロコンピュータ４２を備えている。

駆動回路４１は、マイクロコンピュータ４２により生成されるモータ制御信号Ｓｃ（ＰＷＭ駆動信号）に基づいて、バッテリなどの直流電源から供給される直流電力を三相交流電力に変換する。当該変換された三相交流電力は各相の給電経路４３を介してモータ３１に供給される。各相の給電経路４３には電流センサ４４が設けられている。これら電流センサ４４は各相の給電経路４３に生ずる実際の電流値Ｉｍを検出する。なお、図２では、説明の便宜上、各相の給電経路４３および各相の電流センサ４４をそれぞれ１つにまとめて図示する。

マイクロコンピュータ４２は、車速センサ５１、ステアリングセンサ５２、トルクセンサ５３、回転角センサ５４および電流センサ４４の検出結果をそれぞれ定められたサンプリング周期で取り込む。マイクロコンピュータ４２はこれら取り込まれる検出結果、すなわち車速Ｖ、操舵角θｓ、操舵トルクτ、回転角θｍおよび実際の電流値Ｉｍに基づきモータ制御信号Ｓｃを生成する。

＜マイクロコンピュータ＞
つぎに、マイクロコンピュータの機能的な構成を説明する。
マイクロコンピュータ４２は、図示しない記憶装置に格納された制御プログラムを実行することによって実現される各種の演算処理部を有している。

図２に示すように、マイクロコンピュータ４２は、これら演算処理部として電流指令値演算部６１およびモータ制御信号生成部６２を備えている。電流指令値演算部６１は、操舵トルクτ、車速Ｖおよび操舵角θｓに基づき電流指令値Ｉ^＊を演算する。電流指令値Ｉ^＊はモータ３１に供給するべき電流を示す指令値である。正確には、電流指令値Ｉ^＊は、ｄ／ｑ座標系におけるｑ軸電流指令値およびｄ軸電流指令値を含む。本実施形態においてｄ軸電流指令値は零に設定されている。ｄ／ｑ座標系は、モータ３１の回転角θｍに従う回転座標である。モータ制御信号生成部６２は、回転角θｍを使用してモータ３１の三相の電流値Ｉｍを二相のベクトル成分、すなわちｄ／ｑ座標系におけるｄ軸電流値およびｑ軸電流値に変換する。そして、モータ制御信号生成部６２は、ｄ軸電流値とｄ軸電流指令値との偏差、およびｑ軸電流値とｑ軸電流指令値との偏差をそれぞれ求め、これら偏差を解消するようにモータ制御信号Ｓｃを生成する。

＜電流指令値演算部＞
つぎに、電流指令値演算部について詳細に説明する。
図２に示すように、電流指令値演算部６１は、アシスト制御部７１、上下限リミット演算部７２および上下限ガード処理部７３を有している。また、電流指令値演算部６１は３つの微分器７４，７５，７６を有している。微分器７４は操舵角θｓを微分することにより操舵速度（操舵角速度）ωｓを演算する。微分器７５は前段の微分器７４により算出される操舵速度ωｓをさらに微分することにより操舵角加速度αｓを演算する。微分器７６は操舵トルクτを時間で微分することにより操舵トルク微分値ｄτを演算する。

アシスト制御部７１は、操舵トルクτ、車速Ｖ、操舵角θｓ、操舵速度ωｓ、操舵角加速度αｓおよび操舵トルク微分値ｄτに基づきアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊を演算する。アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊は、これら各種の状態量に応じた適切な大きさの目標アシスト力を発生させるためにモータ３１へ供給する電流量の値（電流値）である。

ここで、電流指令値演算部６１は、変換部７７および加算器７８を有している。上位ＥＣＵ５５により補正トルク指令値τ^＊が生成されるとき、変換部７７は補正トルク指令値τ^＊を電流量Ｉ_τ ^＊に変換する。加算器７８は、アシスト制御部７１により生成されるアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に変換部７７により変換される電流量Ｉ_τ ^＊を加算することにより、最終的なアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊を生成する。

上下限リミット演算部７２は、アシスト制御部７１において使用される各種の信号、ここでは操舵トルクτ、操舵角θｓ、操舵トルク微分値ｄτ、操舵速度ωｓおよび操舵角加速度αｓを取り込む。また、上位ＥＣＵ５５により補正トルク指令値τ^＊が生成されるとき、上下限リミット演算部７２は補正トルク指令値τ^＊を取り込む。上下限リミット演算部７２は、これら取り込まれる信号（τ，θｓ，ｄτ，ωｓ，αｓ，τ^＊）に基づきアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する制限値として上限値Ｉ_ＵＬ ^＊および下限値Ｉ_ＬＬ ^＊を演算する。上限値Ｉ_ＵＬ ^＊および下限値Ｉ_ＬＬ ^＊はアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する最終的な制限値となる。

上下限ガード処理部７３は、上下限リミット演算部７２により演算される上限値Ｉ_ＵＬ ^＊および下限値Ｉ_ＬＬ ^＊に基づきアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の制限処理を実行する。すなわち、上下限ガード処理部７３はアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の値ならびに上限値Ｉ_ＵＬ ^＊および下限値Ｉ_ＬＬ ^＊を比較する。上下限ガード処理部７３は、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊が上限値Ｉ_ＵＬ ^＊を超える場合にはアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊を上限値Ｉ_ＵＬ ^＊に制限し、下限値Ｉ_ＬＬ ^＊を下回る場合にはアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊を下限値Ｉ_ＬＬ ^＊に制限する。当該制限処理が施されたアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊が最終的な電流指令値Ｉ^＊となる。なお、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊が上限値Ｉ_ＵＬ ^＊と下限値Ｉ_ＬＬ ^＊との範囲内であるときには、アシスト制御部７１により演算されるアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊がそのまま最終的な電流指令値Ｉ^＊となる。

＜アシスト制御部＞
つぎに、アシスト制御部７１について詳細に説明する。
図３に示すように、アシスト制御部７１は基本アシスト制御部８１、補償制御部８２および加算器８３を備えている。

基本アシスト制御部８１は操舵トルクτおよび車速Ｖに基づき基本アシスト制御量Ｉ_１ ^＊を演算する。基本アシスト制御量Ｉ_１ ^＊は、操舵トルクτおよび車速Ｖに応じた適切な大きさの目標アシスト力を発生させるための基礎成分（電流値）である。基本アシスト制御部８１はたとえばマイクロコンピュータ４２の図示しない記憶装置に格納されるアシスト特性マップを使用して基本アシスト制御量Ｉ_１ ^＊を演算する。アシスト特性マップは操舵トルクτおよび車速Ｖに基づき基本アシスト制御量Ｉ_１ ^＊を演算するための車速感応型の三次元マップであって、操舵トルクτ（絶対値）が大きいほど、また車速Ｖが小さいほど大きな値（絶対値）の基本アシスト制御量Ｉ_１ ^＊が算出されるように設定されている。

補償制御部８２は、より優れた操舵感を実現するために基本アシスト制御量Ｉ_１ ^＊に対する各種の補償制御を実行する。
補償制御部８２は、たとえば慣性補償制御部８４、ステアリング戻し制御部８５、トルク微分制御部８６およびダンピング制御部８７を備えている。

慣性補償制御部８４は、操舵角加速度αｓおよび車速Ｖに基づきモータ３１の慣性を補償するための補償量Ｉ_２ ^＊（電流値）を演算する。補償量Ｉ_２ ^＊を使用して基本アシスト制御量Ｉ_１ ^＊を補正することにより、ステアリングホイール２１の切り始め時における引っ掛かり感（追従遅れ）および切り終わり時の流れ感（オーバーシュート）が低減される。

ステアリング戻し制御部８５は、操舵トルクτ、車速Ｖ、操舵角θｓおよび操舵速度ωｓに基づきステアリングホイール２１の戻り特性を補償するための補償量Ｉ_３ ^＊（電流値）を演算する。補償量Ｉ_３ ^＊を使用して基本アシスト制御量Ｉ_１ ^＊を補正することにより、路面反力によるセルフアライニングトルクの過不足が補償される。補償量Ｉ_３ ^＊に応じてステアリングホイール２１を中立位置に戻す方向へ向けたアシスト力が発生されるからである。

トルク微分制御部８６は、逆入力振動成分を操舵トルク微分値ｄτとして検出し、当該検出される操舵トルク微分値ｄτに基づき逆入力振動などの外乱を補償するための補償量Ｉ_４ ^＊（電流値）を演算する。補償量Ｉ_４ ^＊を使用して基本アシスト制御量Ｉ_１ ^＊を補正することにより、ブレーキ操作に伴い発生するブレーキ振動などの外乱が抑制される。補償量Ｉ_４ ^＊に応じて逆入力振動を打ち消す方向へ向けたアシスト力が発生されるからである。

ダンピング制御部８７は、操舵速度ωｓおよび車速Ｖに基づき操舵系が有する粘性を補償するための補償量Ｉ_５ ^＊（電流値）を演算する。補償量Ｉ_５ ^＊を使用して基本アシスト制御量Ｉ_１ ^＊を補正することにより、たとえばステアリングホイール２１に伝わる小刻みな振動などが低減される。

加算器８３は基本アシスト制御量Ｉ_１ ^＊に対する補正処理として補償量Ｉ_２ ^＊、補償量Ｉ_３ ^＊、補償量Ｉ_４ ^＊および補償量Ｉ_５ ^＊を加算することによりアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊を生成する。

＜上下限リミット演算部＞
つぎに、上下限リミット演算部７２について詳細に説明する。
図４に示すように、上下限リミット演算部７２は上限値演算部９０および下限値演算部１００を備えている。上位ＥＣＵ５５により補正トルク指令値τ^＊が生成されるとき、上限値演算部９０および下限値演算部１００はそれぞれ補正トルク指令値τ^＊を取り込む。

＜上限値演算部＞
上限値演算部９０は、操舵トルク感応リミッタ９１、操舵トルク微分値感応リミッタ９２、操舵角感応リミッタ９３、操舵角速度感応リミッタ９４および操舵角加速度感応リミッタ９５を有している。また、上限値演算部９０は、２つの加算器９６，９７を有している。

加算器９７は、上位ＥＣＵ５５により生成される補正トルク指令値τ^＊を操舵トルクτに加算する。上位ＥＣＵ５５により補正トルク指令値τ^＊が生成されないとき、トルクセンサ５３を通じて検出される操舵トルクτがそのまま最終的な操舵トルクτとして使用される。上位ＥＣＵ５５により補正トルク指令値τ^＊が生成されるとき、補正トルク指令値τ^＊が加算された操舵トルクτが最終的な操舵トルクτとして使用される。

操舵トルク感応リミッタ９１は、操舵トルクτに応じてアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する上限値Ｉ_ＵＬ１ ^＊を演算する。上位ＥＣＵ５５により補正トルク指令値τ^＊が生成されるときには、補正トルク指令値τ^＊が加算された操舵トルクτに応じた上限値Ｉ_ＵＬ１ ^＊が演算される。操舵トルク微分値感応リミッタ９２は、操舵トルク微分値ｄτに応じてアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する上限値Ｉ_ＵＬ２ ^＊を演算する。操舵角感応リミッタ９３は、操舵角θｓに応じてアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する上限値Ｉ_ＵＬ３ ^＊を演算する。操舵角速度感応リミッタ９４は、操舵速度ωｓに応じてアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する上限値Ｉ_ＵＬ４ ^＊を演算する。操舵角加速度感応リミッタ９５は、操舵角加速度αｓに応じてアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する上限値Ｉ_ＵＬ５ ^＊を演算する。

加算器９６は５つの上限値Ｉ_ＵＬ１ ^＊〜Ｉ_ＵＬ５ ^＊を足し算することによりアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する上限値Ｉ_ＵＬ ^＊を生成する。
上位ＥＣＵ５５により補正トルク指令値τ^＊が生成されるとき、操舵トルク感応リミッタ９１により生成される上限値Ｉ_ＵＬ１ ^＊には、上位ＥＣＵ５５からの指令である補正トルク指令値τ^＊が加味されている。このため、加算器９６により生成される最終的な上限値Ｉ_ＵＬ ^＊も上位ＥＣＵ５５からの指令が反映された値となる。

＜下限値演算部＞
下限値演算部１００は、操舵トルク感応リミッタ１０１、操舵トルク微分値感応リミッタ１０２、操舵角感応リミッタ１０３、操舵角速度感応リミッタ１０４および操舵角加速度感応リミッタ１０５を有している。また、下限値演算部１００は、２つの加算器１０６，１０７を有している。

加算器１０７は、上限値演算部９０の加算器９７と同様に、上位ＥＣＵ５５により生成される補正トルク指令値τ^＊を操舵トルクτに加算する。
操舵トルク感応リミッタ１０１は、操舵トルクτに応じてアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する下限値Ｉ_ＬＬ１ ^＊を演算する。上位ＥＣＵ５５により補正トルク指令値τ^＊が生成されるときには、補正トルク指令値τ^＊が加算された操舵トルクτに応じた下限値Ｉ_ＬＬ１ ^＊が演算される。操舵トルク微分値感応リミッタ１０２は、操舵トルク微分値ｄτに応じてアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する下限値Ｉ_ＬＬ２ ^＊を演算する。操舵角感応リミッタ１０３は、操舵角θｓに応じてアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する下限値Ｉ_ＬＬ３ ^＊を演算する。操舵角速度感応リミッタ１０４は、操舵速度ωｓに応じてアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する下限値Ｉ_ＬＬ４ ^＊を演算する。操舵角加速度感応リミッタ１０５は、操舵角加速度αｓに応じてアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する下限値Ｉ_ＬＬ５ ^＊を演算する。

加算器１０６は５つの下限値Ｉ_ＬＬ１ ^＊〜Ｉ_ＬＬ５ ^＊を足し算することによりアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する下限値Ｉ_ＬＬ ^＊を生成する。
上位ＥＣＵ５５により補正トルク指令値τ^＊が生成されるとき、操舵トルク感応リミッタ１０１により生成される下限値Ｉ_ＬＬ２ ^＊には、上位ＥＣＵ５５からの指令である補正トルク指令値τ^＊が加味されている。このため、加算器１０６により生成される最終的な下限値Ｉ_ＬＬ ^＊も上位ＥＣＵ５５からの指令が反映された値となる。

＜上下限リミットマップ＞
上限値演算部９０および下限値演算部１００は、それぞれ第１〜第５のリミットマップＭ１〜Ｍ５を使用して各上限値Ｉ_ＵＬ１ ^＊〜Ｉ_ＵＬ５ ^＊および各下限値Ｉ_ＬＬ１ ^＊〜Ｉ_ＬＬ５ ^＊を演算する。第１〜第５のリミットマップＭ１〜Ｍ５はマイクロコンピュータ４２の図示しない記憶装置に格納されている。第１〜第５のリミットマップＭ１〜Ｍ５は、それぞれ運転者のステアリング操作に応じて演算されるアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊は許容し、それ以外の何らかの原因による異常なアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊は許容しないという観点に基づき設定される。

図５に示すように、第１のリミットマップＭ１は、横軸を操舵トルクτ、縦軸をアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊とするマップであって、操舵トルクτとアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する上限値Ｉ_ＵＬ１ ^＊との関係、および操舵トルクτとアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する下限値Ｉ_ＬＬ１ ^＊との関係をそれぞれ規定する。操舵トルク感応リミッタ９１，１０１はそれぞれ第１のリミットマップＭ１を使用して操舵トルクτに応じた上限値Ｉ_ＵＬ１ ^＊および下限値Ｉ_ＬＬ１ ^＊を演算する。

第１のリミットマップＭ１は、操舵トルクτと同じ方向（正負の符号）のアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊は許容し、操舵トルクτと異なる方向のアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊は許容しない観点に基づき設定されることにより、つぎのような特性を有する。すなわち、操舵トルクτが正の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の上限値Ｉ_ＵＬ１ ^＊は操舵トルクτの増大に伴い正の方向へ増加し、所定値を境として正の一定値に維持される。また、操舵トルクτが正の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の下限値Ｉ_ＬＬ１ ^＊は「０」に維持される。一方、操舵トルクτが負の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の上限値Ｉ_ＵＬ１ ^＊は「０」に維持される。また、操舵トルクτが負の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の下限値Ｉ_ＬＬ１ ^＊は操舵トルクτの絶対値が増大するほど負の方向へ増加し、所定値を境として負の一定値に維持される。

図６に示すように、第２のリミットマップＭ２は、横軸を操舵トルク微分値ｄτ、縦軸をアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊とするマップであって、操舵トルク微分値ｄτとアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する上限値Ｉ_ＵＬ２ ^＊との関係、および操舵トルク微分値ｄτとアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する下限値Ｉ_ＬＬ２ ^＊との関係をそれぞれ規定する。操舵トルク微分値感応リミッタ９２，１０２はそれぞれ第２のリミットマップＭ２を使用して操舵トルク微分値ｄτに応じた上限値Ｉ_ＵＬ２ ^＊および下限値Ｉ_ＬＬ２ ^＊を演算する。

第２のリミットマップＭ２は、操舵トルク微分値ｄτと同じ方向（正負の符号）のアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊は許容し、操舵トルク微分値ｄτと異なる方向のアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊は許容しない観点に基づき設定されることにより、つぎのような特性を有する。すなわち、操舵トルク微分値ｄτが正の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の上限値Ｉ_ＵＬ２ ^＊は操舵トルク微分値ｄτの増大に伴い正の方向へ増加し、所定値を境として正の一定値に維持される。また、操舵トルク微分値ｄτが正の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の下限値Ｉ_ＬＬ２ ^＊は「０」に維持される。一方、操舵トルク微分値ｄτが負の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の上限値Ｉ_ＵＬ２ ^＊は「０」に維持される。また、操舵トルク微分値ｄτが負の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の下限値Ｉ_ＬＬ２ ^＊は操舵トルク微分値ｄτの絶対値が増大するほど負の方向へ増加し、所定値を境として負の一定値に維持される。

図７に示すように、第３のリミットマップＭ３は、横軸を操舵角θｓ、縦軸をアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊とするマップであって、操舵角θｓとアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する上限値Ｉ_ＵＬ３ ^＊との関係、および操舵角θｓとアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する下限値Ｉ_ＬＬ３ ^＊との関係をそれぞれ規定する。操舵角感応リミッタ９３，１０３はそれぞれ第３のリミットマップＭ３を使用して操舵角θｓに応じた上限値Ｉ_ＵＬ３ ^＊および下限値Ｉ_ＬＬ３ ^＊を演算する。

第３のリミットマップＭ３は、操舵角θｓと反対方向（正負の符号）のアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊は許容し、操舵角θｓと同じ方向のアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊は許容しない観点に基づき設定されることにより、つぎのような特性を有する。すなわち、操舵角θｓが正の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の上限値Ｉ_ＵＬ３ ^＊は「０」に維持される。また、操舵角θｓが正の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の下限値Ｉ_ＬＬ３ ^＊は操舵角θｓの増大に伴い負の方向へ増加する。一方、操舵角θｓが負の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の上限値Ｉ_ＵＬ３ ^＊は操舵角θｓの絶対値が増大するほど正の方向へ増加する。また、操舵角θｓが負の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の下限値Ｉ_ＬＬ３ ^＊は「０」に維持される。

図８に示すように、第４のリミットマップＭ４は、横軸を操舵速度ωｓ、縦軸をアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊とするマップであって、操舵速度ωｓとアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する上限値Ｉ_ＵＬ４ ^＊との関係、および操舵速度ωｓとアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する下限値Ｉ_ＬＬ４ ^＊との関係をそれぞれ規定する。操舵角速度感応リミッタ９４，１０４はそれぞれ第４のリミットマップＭ４を使用して操舵速度ωｓに応じた上限値Ｉ_ＵＬ４ ^＊および下限値Ｉ_ＬＬ４ ^＊を演算する。

第４のリミットマップＭ４は、操舵速度ωｓと反対方向（正負の符号）のアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊は許容し、操舵速度ωｓと同じ方向のアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊は許容しない観点に基づき設定されることにより、つぎのような特性を有する。すなわち、操舵速度ωｓが正の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の上限値Ｉ_ＵＬ４ ^＊は「０」に維持される。また、操舵速度ωｓが正の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の下限値Ｉ_ＬＬ４ ^＊は操舵速度ωｓの増大に伴い負の方向へ増加し、所定値を境として負の一定値に維持される。一方、操舵速度ωｓが負の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の上限値Ｉ_ＵＬ４ ^＊は操舵速度ωｓの絶対値が増大するほど正の方向へ増加し、所定値を境として正の一定値に維持される。また、操舵速度ωｓが負の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の下限値Ｉ_ＬＬ４ ^＊は「０」に維持される。

図９に示すように、第５のリミットマップＭ５は、横軸を操舵角加速度αｓ、縦軸をアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊とするマップであって、操舵角加速度αｓとアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する上限値Ｉ_ＵＬ５ ^＊との関係、および操舵角加速度αｓとアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する下限値Ｉ_ＬＬ５ ^＊との関係をそれぞれ規定する。操舵角加速度感応リミッタ９５，１０５はそれぞれ第５のリミットマップＭ５を使用して操舵角加速度αｓに応じた上限値Ｉ_ＵＬ５ ^＊および下限値Ｉ_ＬＬ５ ^＊を演算する。

第５のリミットマップＭ５は、操舵角加速度αｓと反対方向（正負の符号）のアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊は許容し、操舵角加速度αｓと同じ方向のアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊は許容しない観点に基づき設定されることにより、つぎのような特性を有する。すなわち、操舵角加速度αｓが正の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の上限値Ｉ_ＵＬ５ ^＊は「０」に維持される。また、操舵角加速度αｓが正の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の下限値Ｉ_ＬＬ５ ^＊は操舵角加速度αｓの増大に伴い負の方向へ増加し、所定値を境として負の一定値に維持される。一方、操舵角加速度αｓが負の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の上限値Ｉ_ＵＬ５ ^＊は操舵角加速度αｓの絶対値が増大するほど正の方向へ増加し、所定値を境として正の一定値に維持される。また、操舵角加速度αｓが負の値である場合、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の下限値Ｉ_ＬＬ５ ^＊は「０」に維持される。

＜電動パワーステアリング装置の作用＞
つぎに、電動パワーステアリング装置の基本的な作用を説明する。
アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する制限値（上限値および下限値）がアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊を演算する際に使用する各信号、ここでは操舵状態を示す状態量である操舵トルクτ、操舵トルク微分値ｄτ、操舵角θｓ、操舵速度ωｓおよび操舵角加速度αｓに対して個別に設定される。マイクロコンピュータ４２は、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に基づき最終的な電流指令値I^＊を演算するに際して、各信号の値に応じてアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の変化範囲を制限するための制限値を信号毎に設定し、これら制限値を合算した値をアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する最終的な制限値として設定する。ちなみに、信号毎の制限値、ひいては最終的な制限値は運転者のステアリング操作に応じて演算される通常のアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊は許容し、何らかの原因に起因する異常なアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊は制限する観点で設定される。マイクロコンピュータ４２は、たとえば運転者の操舵入力に対するトルク微分制御およびステアリング戻し制御などの各種補償制御による補償量は許容する一方、各補償量の値を超える異常出力あるいは誤出力などは制限する。

マイクロコンピュータ４２は、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊が最終的な上限値Ｉ_ＵＬ ^＊および下限値Ｉ_ＬＬ ^＊により定められる制限範囲を超えるとき、上限値Ｉ_ＵＬ ^＊を超えるアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊あるいは下限値Ｉ_ＬＬ ^＊を下回るアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊が最終的な電流指令値Ｉ^＊としてモータ制御信号生成部６２に供給されないように制限する。最終的な上限値Ｉ_ＵＬ ^＊および下限値Ｉ_ＬＬ ^＊には信号毎に設定された個別の制限値（上限値および下限値）が反映されている。すなわち、異常な値を示すアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊が演算される場合であれ、当該異常なアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の値は最終的な制限値によって各信号値に応じた適切な値に制限される。そして、当該適切なアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊が最終的な電流指令値Ｉ^＊としてモータ制御信号生成部６２に供給されることにより適切なアシスト力が操舵系に付与される。異常なアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊が最終的な電流指令値Ｉ^＊としてモータ制御信号生成部６２に供給されることが抑制されるため、操舵系に対して意図しないアシスト力が付与されることが抑制される。たとえばいわゆるセルフステアなどの発生も抑制される。

また、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊を演算する際に使用する各信号に基づきアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する適切な制限値が個別に設定される。このため、たとえば基本アシスト制御量Ｉ_１ ^＊を演算する際に使用される信号である操舵トルクτのみに基づいてアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の制限値を設定する場合に比べて、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対してより緻密な制限処理が行われる。アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の制限値の設定において、各種の補償量Ｉ_２ ^＊，Ｉ_３ ^＊，Ｉ_４ ^＊に対する影響を考慮する必要もない。

ここで、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の異常が続く限り継続してアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊を制限することも可能ではあるものの、より安全性を高める観点から、つぎのようにしてもよい。

図１０のグラフに示すように、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の値がたとえば下限値Ｉ_ＬＬ ^＊を下回るとき（時刻Ｔ_Ｌ０）、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の値は下限値Ｉ_ＬＬ ^＊で制限される。マイクロコンピュータ４２は当該制限される状態が一定期間ΔＴだけ継続したとき（時刻Ｔ_Ｌ１）、下限値Ｉ_ＬＬ ^＊を「０」に向けて漸減させる（以下、「漸減処理」という。）。そして下限値Ｉ_ＬＬ ^＊が「０」に至るタイミング（時刻Ｔ_Ｌ２）でアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の値は「０」になる。その結果、操舵系に対するアシスト力の付与が停止される。当該漸減処理は、異常な状態が一定期間ΔＴだけ継続したときにはアシスト力の付与を停止することが好ましいという観点に基づき行われる。アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の値は徐々に小さくなるのでアシストを停止させる際、操舵感に急激な変化が発生することはない。なお、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の値が上限値Ｉ_ＵＬ ^＊を超える場合についても同様である。すなわち、マイクロコンピュータ４２はアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の制限状態が一定期間ΔＴだけ継続したとき、上限値Ｉ_ＵＬ ^＊を「０」に向けて漸減させる。

当該漸減処理は上限値Ｉ_ＵＬ ^＊および下限値Ｉ_ＬＬ ^＊の演算処理とは無関係に強制的に行われるものである。マイクロコンピュータ４２は、当該漸減処理の実行中において、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の値が上限値Ｉ_ＵＬ ^＊と下限値Ｉ_ＬＬ ^＊との間の正常範囲内の値に復帰したとき、漸減処理の実行を停止するようにしてもよい。これにより、強制的に「０」に向けて漸減させた上限値Ｉ_ＵＬ ^＊または下限値Ｉ_ＬＬ ^＊は本来の値に復帰する。

＜協調制御の実行時＞
つぎに、上位ＥＣＵによる協調制御が実行されるときの電動パワーステアリング装置の作用を説明する。

たとえば車両を緊急回避させる必要があるとき、上位ＥＣＵ５５は車両の緊急回避を促すために必要とされる車載システムに対する指令を生成する。上位ＥＣＵ５５は、緊急回避のための操舵を促すために、ＥＣＵ４０に対する指令としてたとえば補正トルク指令値τ^＊を生成する。補正トルク指令値τ^＊は、アシスト力を増大させる、換言すれば操舵トルクτを低減させる観点に基づき設定される。ＥＣＵ４０は、アシスト制御部７１により生成されるアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に補正トルク指令値τ^＊に応じた電流量Ｉ_τ ^＊を加算することにより、最終的なアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊を生成する。この最終的なアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊には、上位ＥＣＵ５５からの指令である補正トルク指令値τ^＊が反映されているため、モータ３１は補正トルク指令値τ^＊に基づく補正トルクが反映されたアシストトルク（アシスト力）を発生する。当該アシストトルクが操舵機構２０に付与されることにより、回避操舵が促される。

ここで、制限値（上限値Ｉ_ＵＬ ^＊および下限値Ｉ_ＬＬ ^＊）の取り扱いが懸念される。すなわち、上位ＥＣＵ５５からの指令を制限値にも反映させるべきかどうかである。結論としては、最終的なアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊が上位ＥＣＵ５５からの指令である補正トルク指令値τ^＊を反映して生成される以上、当該アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する制限値についても補正トルク指令値τ^＊を反映させて生成することが好ましい。

上下限リミット演算部７２において、上位ＥＣＵ５５からの指令が加味されることなく制限値が演算される構成を採用する場合、つぎのようなことが懸念される。
図１１のグラフに示すように、たとえば操舵トルクτが第１の操舵トルクτ１であるときの制限値（絶対値）を第１の制限値Ｙ１とする。また、操舵トルクτが第２の操舵トルクτ２であるときの制限値（絶対値）を第２の制限値Ｙ２とする。ただし、第２の操舵トルクτ２は、第１の操舵トルクτ１よりも小さな値である。そして、上位ＥＣＵ５５により生成される補正トルク指令値τ^＊は、操舵トルクτを現状の第１の操舵トルクτ１から第２の操舵トルクτ２まで変化させるものであるとする。

こうした前提の下、第１の操舵トルクτ１に維持されている状態で上位ＥＣＵ５５により補正トルク指令値τ^＊が生成されるとき、瞬間的にはＥＣＵ４０により実行されるアシスト制御自体は不変である。また、上位ＥＣＵ５５は電動パワーステアリング装置１０の状態と無関係に補正トルク指令値τ^＊を生成するものであって、しかもその補正トルク指令値τ^＊はアシスト制御部７１により生成されるアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対して外部から強制的に加算される。これに対して、上下限リミット演算部７２は、瞬間的にはそれまでの操舵トルクτに応じて制限値を演算する。このため、強制的に補正トルク指令値τ^＊が加算されたアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の値が制限値を超えるおそれがある。

また、いわゆるシステムの慣性などに起因して、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊と制限値とは完全に連動しないこともあり得る。このため、アシスト制御部７１により生成されるアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊自体は第１の操舵トルクτ１に対応する値Ｙ３に、上下限リミット演算部７２により生成される制限値は第２の操舵トルクτ２に対応する第２の制限値Ｙ２になることも瞬間的にはあり得る。この場合、ＥＣＵ４０は正常なアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊を生成されているにも関わらず、異常なアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊が生成されている旨誤って検出されるおそれがある。

このような事象を解消するためには、図１１のグラフに二点鎖線で示されるように、補正トルク指令値τ^＊が加算されることによるアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の増大分を許容するかたちで制限値を設定すればよい。

そこで本例では、上下限リミット演算部７２は補正トルク指令値τ^＊を取り込み、この取り込まれる補正トルク指令値τ^＊を操舵トルクτに加算する。操舵トルク感応リミッタ９１，１０１は、補正トルク指令値τ^＊が加算された操舵トルクτに応じて上限値Ｉ_ＵＬ１ ^＊および下限値Ｉ_ＬＬ１ ^＊をそれぞれ演算する。

図１２に二点鎖線で示されるように、操舵トルク感応リミッタ９１，１０１では、それぞれ操舵トルクτに対する本来の制限値（Ｉ_ＵＬ１，Ｉ_ＬＬ１ ^＊）を第１のリミットマップＭ１の横軸に沿って補正トルク指令値τ^＊の分だけオフセットさせるとともに、当該オフセットされた第１のリミットマップＭ１に基づき制限値が設定される。たとえば上位ＥＣＵ５５により生成される補正トルク指令値τ^＊が操舵トルクτを第１の操舵トルクτ１から第２の操舵トルクτ２（＜τ１）まで変化させる旨示す指令である先の例の場合、図１２中の左向きの矢印Ｘで示されるように、操舵トルクτに対する本来の制限値は、補正トルク指令値τ^＊の分だけ操舵トルクτが減少する方向へオフセットされる。補正トルク指令値τ^＊を加味して個別の制限値（Ｉ_ＵＬ１，Ｉ_ＬＬ１ ^＊）、ひいては最終的な制限値（Ｉ_ＵＬ，Ｉ_ＬＬ ^＊）が設定されることにより、補正トルク指令値τ^＊が反映されたアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊を、より適切に制限することが可能となる。

＜実施の形態の効果＞
したがって、第１の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の制限値はアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の演算に使用される各信号（各状態量）に対して個別に設定されるとともに、これら制限値を合算した値がアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する最終的な制限値として設定される。このため、何らかの原因によって異常値を示すアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊が演算された場合であれ、当該異常なアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊は最終的な制限値によって直接的に各信号値に応じた適切な値に制限される。適切な値に制限されたアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊が最終的な電流指令値Ｉ^＊としてモータ制御信号生成部６２に供給されることにより意図せぬアシスト力が操舵系に付与されるのを的確に抑制することができる。

（２）上位ＥＣＵ５５により生成される補正トルク指令値τ^＊に対応する電流量Ｉ_τ ^＊をアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に加算するだけでなく、補正トルク指令値τ^＊を上下限リミット演算部７２にも取り込む。上下限リミット演算部７２では、操舵トルクτに補正トルク指令値τ^＊を加算した値を使用して、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する制限値を演算する。このため、シンプルな構造を維持しつつ、上位ＥＣＵ５５による協調制御に応じたより適切な制限処理を実行することが可能となる。

＜第２の実施の形態＞
つぎに、電動パワーステアリング装置の第２の実施の形態を説明する。本例は、基本的には先の図１〜図１２に示される第１の実施の形態と同様の構成を備えている。

上位ＥＣＵ５５からの指令には、各種の補償量に対する要求もある。たとえばダンピング（粘性）をもう少し増加させたい、あるいは減少させたいなど、車両の状況に応じて細かく指示されることが考えられる。上位ＥＣＵ５５は、現状の補償量に対する要求として、たとえばゲインを生成する。

図１３に示すように、上位ＥＣＵ５５は補償制御用のゲインとして、たとえばトルクゲインＧ_τ、戻し制御ゲインＧ_θＳおよびダンピングゲインＧ_ωｓを生成する。これらトルクゲインＧ_τ、戻し制御ゲインＧ_θＳおよびダンピングゲインＧ_ωｓは、それぞれアシスト制御部７１に取り込まれる。また、これらトルクゲインＧ_τ、戻し制御ゲインＧ_θＳおよびダンピングゲインＧ_ωｓは、それぞれ上下限リミット演算部７２にも取り込まれる。

図１４に示すように、アシスト制御部７１は、３つの乗算器８１ａ，８５ａ，８７ａを有している。乗算器８１ａは、基本アシスト制御部８１により算出される基本アシスト制御量Ｉ_１ ^＊と、上位ＥＣＵ５５からのトルクゲインＧ_τとを乗算することにより、最終的な基本アシスト制御量Ｉ_１ ^＊を生成する。乗算器８５ａは、ステアリング戻し制御部８５により算出される補償量Ｉ_３ ^＊、と上位ＥＣＵ５５からの戻し制御ゲインＧ_θＳとを乗算することにより、最終的な補償量Ｉ_３ ^＊を生成する。乗算器８７ａは、ダンピング制御部８７により算出される補償量Ｉ_５ ^＊、と上位ＥＣＵ５５からのダンピングゲインＧ_ωｓとを乗算することにより、最終的な補償量Ｉ_５ ^＊を生成する。

図１５に示すように、トルクゲインＧ_τ、戻し制御ゲインＧ_θＳおよびダンピングゲインＧ_ωｓは、上限値演算部９０および下限値演算部１００にそれぞれ取り込まれる。
上限値演算部９０は３つの乗算器９１ａ，９３ａ，９４ａを有している。乗算器９１ａは、操舵トルク感応リミッタ９１により算出される上限値Ｉ_ＵＬ１ ^＊と、上位ＥＣＵ５５からのトルクゲインＧ_τとを乗算することにより、最終的な上限値Ｉ_ＵＬ１ ^＊を生成する。乗算器９３ａは、操舵角感応リミッタ９３により算出される上限値Ｉ_ＵＬ３ ^＊と、上位ＥＣＵ５５からの戻し制御ゲインＧ_θＳとを乗算することにより、最終的な上限値Ｉ_ＵＬ３ ^＊を生成する。乗算器９４ａは、操舵角速度感応リミッタ９４により算出される上限値Ｉ_ＵＬ４ ^＊と、上位ＥＣＵ５５からのダンピングゲインＧ_ωｓとを乗算することにより、最終的な上限値Ｉ_ＵＬ４ ^＊を生成する。

また、下限値演算部１００も３つの乗算器１０１ａ，１０３ａ，１０４ａを有している。乗算器１０１ａは、操舵トルク感応リミッタ１０１により算出される下限値Ｉ_ＬＬ１ ^＊と、上位ＥＣＵ５５からのトルクゲインＧ_τとを乗算することにより、最終的な下限値Ｉ_ＬＬ１ ^＊を生成する。乗算器１０３ａは、操舵角感応リミッタ１０３により算出される下限値Ｉ_ＬＬ３ ^＊と、上位ＥＣＵ５５からの戻し制御ゲインＧ_θＳとを乗算することにより、最終的な下限値Ｉ_ＬＬ３ ^＊を生成する。乗算器１０４ａは、操舵角速度感応リミッタ１０４により算出される下限値Ｉ_ＬＬ４ ^＊と、上位ＥＣＵ５５からのダンピングゲインＧ_ωｓとを乗算することにより、最終的な下限値Ｉ_ＬＬ４ ^＊を生成する。

なお、基本アシスト制御量Ｉ_１ ^＊を演算する基礎となる信号は操舵トルクτである。このため、トルクゲインＧ_τは操舵トルク感応リミッタ９１，１０１の演算結果である上限値Ｉ_ＵＬ１ ^＊および下限値Ｉ_ＬＬ１ ^＊にそれぞれ掛け算することが好ましい。また、ステアリング戻し制御の基礎となる信号は操舵角θｓである。このため、操舵角感応リミッタ９３，１０３の演算結果である上限値Ｉ_ＵＬ３ ^＊および下限値Ｉ_ＬＬ３ ^＊にそれぞれ戻し制御ゲインＧ_θＳを掛け算することが好ましい。また、ダンピング制御の基礎となる信号は操舵速度ωｓである。このため、ダンピングゲインＧ_ωｓを操舵角速度感応リミッタ９４，１０４の演算結果である上限値Ｉ_ＵＬ４ ^＊および下限値Ｉ_ＬＬ４ ^＊にそれぞれ掛け算することが好ましい。

このように、ゲイン（Ｇ_τ，Ｇ_θＳ，Ｇ_ωｓ）が乗算される補償量（Ｉ_１ ^＊，Ｉ_３ ^＊，Ｉ_５ ^＊）を演算する際の基礎となる状態量（τ，θｓ，ωｓ）に基づき設定される個別の制限値（Ｉ_ＵＬ１ ^＊，Ｉ_ＵＬ３ ^＊，Ｉ_ＵＬ４ ^＊，Ｉ_ＬＬ１ ^＊，Ｉ_ＬＬ３ ^＊，Ｉ_ＬＬ４ ^＊）に対して、ゲイン（Ｇ_τ，Ｇ_θＳ，Ｇ_ωｓ）を乗算することにより、つぎのような作用を奏する。すなわち、上下限リミット演算部７２により生成される上限値Ｉ_ＵＬ ^＊および下限値Ｉ_ＬＬ ^＊は、それぞれ上位ＥＣＵ５５からの指令であるトルクゲインＧ_τ、戻し制御ゲインＧ_θＳおよびダンピングゲインＧ_ωｓが反映された値になる。したがって、トルクゲインＧ_τ、戻し制御ゲインＧ_θＳおよびダンピングゲインＧ_ωｓが反映されたアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対して、より適切な制限処理を実行することが可能となる。

ちなみに、ゲイン（Ｇ_τ，Ｇ_θＳ，Ｇ_ωｓ）を上下限リミット演算部７２に取り込まない構成を採用する場合、つぎのようなことが懸念される。
たとえば、上位ＥＣＵ５５からの指令によりダンピング制御の実行を停止させる場合を例に挙げる。この場合、上位ＥＣＵ５５によりたとえば０（零）倍のダンピングゲインＧ_ωｓが生成される。ダンピング制御部８７により生成される補償量Ｉ_５ ^＊に当該ダンピングゲインＧ_ωｓ（＝０）が乗算されることにより、当該補償量Ｉ_５ ^＊の値は０（零）となる。このため、補償量Ｉ_５ ^＊が加味されることなくアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊が求められる。

これに対し、上下限リミット演算部７２では、上位ＥＣＵ５５により０（零）倍のダンピングゲインＧ_ωｓが生成されていることを認識することができない。このため、上下限リミット演算部７２は、通常通り、操舵角速度感応リミッタ９４，１０４により生成される制限値（Ｉ_ＵＬ４ ^＊，Ｉ_ＬＬ４ ^＊）を加味して、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する最終的な制限値（Ｉ_ＵＬ ^＊，Ｉ_ＬＬ ^＊）を生成する。

このため、操舵角速度感応リミッタ９４，１０４により生成される制限値が加味される分だけ、最終的な制限値と最終的なアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊との乖離が大きくなる。すなわち、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対して、最終的な上限値Ｉ_ＵＬ ^＊と下限値Ｉ_ＬＬ ^＊とによる制限幅が無駄に広くなるおそれがある。そして、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊と制限値（Ｉ_ＵＬ ^＊，Ｉ_ＬＬ ^＊）との乖離が大きくなるほど、異常なアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊が生成されたときの電流偏差（これまでの正常なアシスト制御量と制限値との偏差）が大きくなる。当該電流偏差が大きくなるほどモータ３１のトルク変動も大きくなる。

この点、本例では、上位ＥＣＵ５５によってたとえば０（零）倍のダンピングゲインＧ_ωｓが生成される場合、当該ダンピングゲインＧ_ωｓ（＝０）は上下限リミット演算部７２に取り込まれるとともに、操舵角速度感応リミッタ９４，１０４により算出される制限値（Ｉ_ＵＬ４ ^＊，Ｉ_ＬＬ４ ^＊）に乗算される。その結果、当該制限値（Ｉ_ＵＬ４ ^＊，Ｉ_ＬＬ４ ^＊）の値は０（零）となる。この制限値（Ｉ_ＵＬ４ ^＊，Ｉ_ＬＬ４ ^＊）が加味されることなくアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対する最終的な制限値（Ｉ_ＵＬ ^＊，Ｉ_ＬＬ ^＊）が求められる。すなわち、上位ＥＣＵ５５からの指令に基づくアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊の変化に応じて、適切な制限値（Ｉ_ＵＬ ^＊，Ｉ_ＬＬ ^＊）が演算される。このため、アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊と制限値（Ｉ_ＵＬ ^＊，Ｉ_ＬＬ ^＊）との乖離が抑制される。ひいては異常なアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊が生成されたときの電流偏差が抑えられるので、モータ３１のトルク変動も抑制される。

したがって、第２の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（３）上位ＥＣＵ５５により生成されるアシスト制御部７１の各制御部（８１，８５，８７）に対するゲイン（Ｇ_τ，Ｇ_θＳ，Ｇ_ωｓ）は、アシスト制御部７１だけでなく上下限リミット演算部７２にも取り込まれる。これら取り込まれるゲインは、各制御部による制御の基となる信号（τ，θｓ，ωｓ）に対応する感応リミッタ（９１，９３，９４，１０１，１０３，１０４）の演算結果に乗算される。これにより、最終的な制限値（Ｉ_ＵＬ ^＊，Ｉ_ＬＬ ^＊）には、各ゲイン指令値が反映される。各ゲインが反映されたアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対して、より適切な制限処理を実行することが可能となる。

＜第３の実施の形態＞
つぎに、電動パワーステアリング装置の第３の実施の形態を説明する。本例も、基本的には先の図１〜図１２に示される第１の実施の形態と同様の構成を備えている。

図１６に示すように、緊急操舵を補助する場合などにおいて、上位ＥＣＵ５５はモータ電流に対する要求として付加電流指令値Ｉ_ａｄ ^＊を生成することもある。この付加電流指令値Ｉ_ａｄ ^＊は電流指令値演算部６１に取り込まれる。

電流指令値演算部６１は、３つの加算器７１ａ，７２ａ，７２ｂを有している。加算器７１ａは、アシスト制御部７１により生成されるアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に付加電流指令値Ｉ_ａｄ ^＊を加算する。加算器７２ａは、上下限リミット演算部７２により生成される上限値Ｉ_ＵＬ ^＊に付加電流指令値Ｉ_ａｄ ^＊を加算する。加算器７２ｂは、上下限リミット演算部７２により生成される下限値Ｉ_ＬＬ ^＊に付加電流指令値Ｉ_ａｄ ^＊を加算する。

図１７のグラフに示すように、上下限ガード処理部７３では、上下限リミット演算部７２により演算される本来の制限値（Ｉ_ＵＬ，Ｉ_ＬＬ ^＊）に対して付加電流指令値Ｉ_ａｄ ^＊の分だけ増大された制限値（Ｉ_ＵＬ＋Ｉ_ａｄ ^＊，Ｉ_ＬＬ ^＊＋Ｉ_ａｄ ^＊）が使用される。

したがって、第３の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（４）アシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に加算される付加電流指令値Ｉ_ａｄ ^＊と同じだけ制限値（Ｉ_ＵＬ，Ｉ_ＬＬ ^＊）が増大される。このため、上限値Ｉ_ＵＬ ^＊と下限値Ｉ_ＬＬ ^＊とによる制限幅は、付加電流指令値Ｉ_ａｄ ^＊の加算の前後で変わらない。したがって、上位ＥＣＵ５５からの指令である付加電流指令値Ｉ_ａｄ ^＊に応じて、より適切な制限処理を実行することが可能となる。

＜第４の実施の形態＞
つぎに、電動パワーステアリング装置の第４の実施の形態を説明する。本例も、基本的には先の図１〜図１２に示される第１の実施の形態と同様の構成を備えている。

図１８に示すように、パーキングアシストシステムとの協調制御が実行される場合などにおいて、上位ＥＣＵ５５はステアリング角度指令値θ^＊を生成することもある。このステアリング角度指令値θ^＊は電流指令値演算部６１に取り込まれる。

電流指令値演算部６１は、先の加算器７８に加え、変換部７９を有している。変換部７９はステアリング角度指令値θ^＊を電流量Ｉ_θ ^＊に変換する。加算器７８は、アシスト制御部７１により生成されるアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に変換部７９により変換される電流量Ｉ_θ ^＊を加算することにより、最終的なアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊を生成する。

図１９に示すように、ステアリング角度指令値θ^＊は上限値演算部９０および下限値演算部１００にもそれぞれ取り込まれる。上限値演算部９０は加算器９３ｂを、下限値演算部１００は加算器１０３ｂを有している。加算器９３ｂは、上限値演算部９０に取り込まれる操舵角θｓにステアリング角度指令値θ^＊を加算する。加算器１０３ｂは、下限値演算部１００に取り込まれる操舵角θｓにステアリング角度指令値θ^＊を加算する。

操舵角感応リミッタ９３，１０３は、それぞれステアリング角度指令値θ^＊が加算された操舵角θｓに応じて、上限値Ｉ_ＵＬ３ ^＊および下限値Ｉ_ＬＬ３ ^＊をそれぞれ演算する。
図２０に二点鎖線で示されるように、操舵トルク感応リミッタ９１，１０１では、それぞれ操舵各θｓに対する本来の制限値（Ｉ_ＵＬ３，Ｉ_ＬＬ３ ^＊）を第３のリミットマップＭ３の横軸に沿ってステアリング角度指令値θ^＊の分だけオフセットさせるとともに、当該オフセットされた第３のリミットマップＭ３に基づき制限値が設定される。

このため、最終的な制限値（Ｉ_ＵＬ，Ｉ_ＬＬ ^＊）もステアリング角度指令値θ^＊に基づく電流量Ｉ_θ ^＊が加算されたアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対して、より適切な値となる。したがって、上位ＥＣＵ５５からの指令であるステアリング角度指令値θ^＊に応じて、より適切な制限処理を実行することが可能となる。

ちなみに、操舵角θｓにステアリング角度指令値θ^＊を加算しない場合には、つぎのようなことが懸念される。すなわち、操舵角θｓにのみ基づく制限値（Ｉ_ＵＬ３，Ｉ_ＬＬ３ ^＊）は本来のアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対しては適切ではあるものの、ステアリング角度指令値θ^＊に基づく電流量Ｉ_θ ^＊が加算されたアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対しては適切ではない。操舵角θｓにのみ基づく制限値（Ｉ_ＵＬ３，Ｉ_ＬＬ３ ^＊）は、ステアリング角度指令値θ^＊が加味されていない制限値であるため、ステアリング角度指令値θ^＊に基づく電流量Ｉ_θ ^＊が加算されたアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対しては、電流量Ｉ_θ ^＊の分だけ小さな値に設定される。協調制御を実行する観点から、電流量Ｉ_θ ^＊が加算されたアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊は許容されることが好ましいところ、電流量Ｉ_θ ^＊の分だけ小さな値の制限値に制限されるおそれがある。ひいては、ステアリング角度指令値θ^＊に応じた角度だけステアリングホイールを回転させることが困難となるおそれもある。

この点、本例では、ステアリング角度指令値θ^＊が加算された操舵角θｓに基づき制限値（Ｉ_ＵＬ３ ^＊，Ｉ_ＬＬ３ ^＊）が設定されるので、最終的な制限値（Ｉ_ＵＬ ^＊，Ｉ_ＬＬ ^＊）もアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に加算される電流量Ｉ_θ ^＊の分だけ大きな値に設定される。このため、電流量Ｉ_θ ^＊が加算されたアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊は許容されやすくなる。ひいては、ステアリング角度指令値θ^＊に応じた角度だけステアリングホイールを回転させることも可能となる。上位ＥＣＵ５５との協調制御が好適に実行される。

したがって、第４の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（５）操舵角感応リミッタ９３，１０３では、ステアリング角度指令値θ^＊を加味して適切な制限値（Ｉ_ＵＬ３，Ｉ_ＬＬ３ ^＊）が演算される。このため、最終的な制限値（Ｉ_ＵＬ，Ｉ_ＬＬ ^＊）もステアリング角度指令値θ^＊に基づく電流量Ｉ_θ ^＊が加算されたアシスト制御量Ｉ_ａｓ ^＊に対して、より適切な値となる。したがって、上位ＥＣＵ５５からの指令であるステアリング角度指令値θ^＊に応じて、より適切な制限処理を実行することが可能となる。

なお、指令値は上位ＥＣＵ５５でなく、他の車載システムのＥＣＵ５６から受け取るものでもよい。

１０…電動パワーステアリング装置、２０…操舵機構、３１…モータ、４０…ＥＣＵ（制御装置）、５５…上位ＥＣＵ、５６…他のＥＣＵ、７７…変換部（第１の変換部）、７９…変換部（第２の変換部）。

Claims (5)

1. ステアリングの操舵状態を示す複数種の状態量に基づき電流量であるアシスト制御量を演算し当該アシスト制御量に基づき車両の操舵系に付与するアシスト力の発生源であるモータを制御する制御装置を備え、
   前記制御装置は、前記アシスト制御量の演算に使用する各状態量に応じて前記アシスト制御量の変化範囲を制限する制限値を前記状態量ごとに個別に設定し、これら制限値を使用して前記アシスト制御量の値を制限する電動パワーステアリング装置であって、
   前記制御装置は、上位制御装置によって前記アシスト制御量を変化させるために生成される指令値を取り込み、前記指令値が反映された前記アシスト制御量に基づく前記モータの制御を実行する際、前記指令値を加味して前記制限値を設定する電動パワーステアリング装置。
2. 請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記指令値はトルク指令値であって、
   前記制御装置は、前記トルク指令値を電流量に変換する第１の変換部を有し、当該第１の変換部により変換される電流量を前記演算されるアシスト制御量に加える一方、
   前記複数種の状態量の一である操舵トルクに応じた個別の制限値を設定する際、当該操舵トルクに前記トルク指令値を加算した値を使用する電動パワーステアリング装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御装置は、前記アシスト制御量の基礎成分および当該基礎成分に対する少なくとも一の補償量を演算してこれら基礎成分および補償量を重畳することにより前記アシスト制御量を演算することを前提とするとき、
   前記指令値は、前記補償量に乗算されるゲインであって、
   前記制御装置は、前記ゲインが乗算される補償量を演算する際の基礎となる状態量に基づき設定される個別の制限値に対して前記ゲインを乗算する電動パワーステアリング装置。
4. 請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御装置は、前記状態量ごとに個別に設定される複数の制限値を重畳することにより前記アシスト制御量に対する最終的な制限値を生成し、当該最終的な制限値を使用して前記アシスト制御量の値を制限することを前提とするとき、
   前記指令値は、前記演算されるアシスト制御量に加算される付加電流指令値であって、
   前記制御装置は、前記付加電流指令値を前記最終的な制限値に加算する電動パワーステアリング装置。
5. 請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記指令値は、ステアリング角度指令値であって、
   前記制御装置は、前記ステアリング角度指令値を電流量に変換する第２の変換部を有し、当該第２の変換部により変換される電流量を前記演算されるアシスト制御量に加える一方、
   前記複数種の状態量の一である操舵角に応じた個別の制限値を設定する際、当該操舵角に前記ステアリング角度指令値を加算した値を使用する電動パワーステアリング装置。