JP2006069497A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 前輪操舵制御または後輪操舵制御の一方が失陥した場合でも、車両挙動の安定性を確保できるステアリング装置を提供する。
【解決手段】 前輪操舵機構１２を駆動する前輪操舵アクチュエータ６と、後輪操舵機構１５を駆動する後輪操舵アクチュエータ７と、目標ヨーレートと目標横速度に基づいて、前輪操舵アクチュエータ６と後輪操舵アクチュエータ７を駆動制御する操舵制御手段と、を備えるステアリング装置において、前輪操舵アクチュエータ６が失陥したとき、失陥した前輪操舵アクチュエータ６の失陥前後のステアリングギア比の変化率に基づいて、目標ヨーレート特性を変更する目標値補正部と、変更された目標ヨーレート特性に基づいて、後輪操舵アクチュエータ７を駆動制御する失陥時操舵制御手段と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、前輪への操舵入力時に、目標ヨーレートに応じて前輪および後輪に補助舵角を与えるステアリング装置の技術分野に属する。

従来のステアリング装置では、ステアリング操舵角に基づくフィードフォワード項と、検出されたヨーレートに基づくフィードバック項との加算値により、前輪舵角と後輪舵角を制御している（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−１０５１０２号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、目標ヨーレートと検出されたヨーレートの偏差に基づいて前輪補助舵角および後輪補助舵角のフィードバック項を算出しているため、前輪操舵制御が失陥した場合、目標ヨーレートを得るために後輪舵角が過渡的に変化する場合がある。よって、後輪の過渡的な舵角変化に伴い車両特性が変化するため、車両の安定性に影響する可能性があるという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、前輪操舵制御が失陥した場合でも、車両挙動の安定性を確保できるステアリング装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のステアリング装置では、
前輪操舵機構を駆動する前輪操舵アクチュエータと、
後輪操舵機構を駆動する後輪操舵アクチュエータと、
目標ヨーレートと目標横速度に基づいて、前輪操舵アクチュエータと後輪操舵アクチュエータを駆動制御する操舵制御手段と、
を備えるステアリング装置において、
前記前輪操舵アクチュエータが失陥しているか否かを検出する失陥判断手段と、
前記前輪操舵アクチュエータが失陥したとき、この失陥前後のステアリングギア比の変化率に基づいて、前記目標ヨーレート特性を変更する目標ヨーレート特性変更手段と、
変更された目標ヨーレート特性に基づいて、前記後輪操舵アクチュエータを駆動制御する失陥時操舵制御手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明にあっては、前輪操舵アクチュエータ失陥前後のステアリングギア比の変化率に基づいて目標ヨーレート特性を変更し、変更した目標ヨーレート特性に基づいて後輪操舵アクチュエータが駆動制御されるため、ステアリングギア比変化に伴う車両特性の変化が抑制され、車両挙動の安定性を確保できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１のステアリング装置の全体システム図である。
ステアリングホイール１０と前輪１１，１１を操舵させる前輪操舵機構１２とを連結するコラムシャフト１３に、操舵角センサ１と前輪操舵アクチュエータ６が設けられている。

前輪操舵アクチュエータ６は、例えば、モータと減速器等により構成され、コラムシャフト１３に、減速器を介してモータの出力軸が連結されている。この前輪操舵アクチュエータ６は、前輪操舵コントローラ４からの舵角指令値により、コラムシャフト１３を介して入力される回転を可変ギア比により減速して前輪操舵機構１２のステアリングギアへ出力するもので、これにより、前輪１１，１１の舵角に対するステアリングホイール１０の操舵角の比であるステアリングギア比を可変に制御する。

後輪操舵アクチュエータ７は、前輪操舵アクチュエータ６と同様に、モータと減速器等により構成され、後輪１４，１４を操舵させる後輪操舵機構１５のラック軸に、減速器を介してモータの出力軸が連結されている。この後輪操舵アクチュエータ７は、後輪操舵コントローラ５からの舵角指令値により、後輪１４，１４の舵角を可変に制御する。

前輪操舵コントローラ４は、操舵制御コントローラ３により生成された目標前輪操舵角と、前輪実舵角センサ１６で検出された実際の前輪操舵角値との偏差を無くすような舵角指令値を算出し、算出した舵角指令値を前輪操舵アクチュエータ６に出力する。

後輪操舵コントローラ５は、操舵制御コントローラ３により生成された目標後輪舵角と、後輪実舵角センサ１７で検出された実際の後輪舵角値との偏差を無くすような舵角指令値を算出し、算出した舵角指令値を後輪操舵アクチュエータ７に出力する。

操舵角センサ１は、パルスエンコーダ等を用いて、ステアリングホイール１０の操舵角を検出する。車速センサ２は、各車輪速の平均値等から車体速を検出する。

操舵制御コントローラ３は、操舵角センサ１により検出された操舵角と、車速センサ２により検出された車体速とに応じて、目標前輪操舵角と目標後輪舵角とを生成し、目標前輪操舵角を前輪操舵コントローラ４へ出力し、目標後輪舵角を後輪操舵コントローラ５へ出力する。

図２は、操舵制御コントローラ３の制御ブロック図であり、操舵制御コントローラ３は、目標値生成部３１と、目標出力生成部３２と、前輪操舵失陥検出部３３と、ステアリングギア比変化率演算部３４と、を備えている。

目標値生成部（目標ヨーレート算出手段）３１は、操舵角センサ１からの操舵角と車速センサ２からの車体速に基づいて、目標ヨーレートと目標横速度とを生成する。生成した目標ヨーレートと目標横速度は、目標出力生成部３２へ出力される。

目標出力生成部３２は、目標値生成部３１からの目標ヨーレートと目標横速度とに基づいて、目標前輪操舵角を生成する。また、目標ヨーレートと目標横速度と前輪操舵失陥検出部３３からの前輪失陥フラグとに基づいて、目標後輪舵角を生成する。

前輪操舵失陥検出部３３は、目標出力生成部３２からの目標前輪操舵角と前輪実舵角センサ１６からの前輪操舵角値とに基づいて、前輪失陥フラグを決定し、目標値生成部へ出力する。

ステアリングギア比変化率演算部３４は、目標出力生成部３２からの目標前輪操舵角と、前輪実舵角センサ１６からの前輪操舵角値と、前輪操舵失陥検出部３３からの前輪失陥フラグに基づいて、ステアリングギア比変化率偏差補正係数を演算し、目標値生成部３１へ出力する。

図３は、目標値生成部３１の制御ブロック図であり、目標値生成部３１は、車両モデル演算部３１１と、目標値演算部３１２と、目標値補正部（目標ヨーレート特性変更手段）３１３とを備えている。

車両モデル演算部３１１は、操舵角と車体速とに基づき、２輪モデルを用いて車両パラメータを演算する。演算された車両パラメータは、目標値演算部３１２へ出力される。

目標値演算部３１２は、操舵角と車体速と車両パラメータとに基づいて、車両の目標ヨーレートと目標横速度を決定する。決定された目標ヨーレートは、目標値補正部３１３へ出力され、決定された目標横速度は、目標出力生成部３２へ出力される。

目標値補正部３１３は、目標ヨーレートと前輪失陥フラグとステアリングギア比変化率偏差補正係数と前輪操舵角値とに基づいて、補正後目標ヨーレートを決定する。決定された補正後目標ヨーレートは、目標ヨーレートとして目標出力生成部３２へ出力される。

図４は、目標出力生成部３２の制御ブロック図であり、目標出力生成部３２は、目標前輪操舵角演算部３２１と、目標後輪舵角演算部３２２とを備えている。

目標前輪操舵角演算部３２１は、目標ヨーレートと目標横速度とに基づいて、目標前輪操舵角を決定し、前輪操舵コントローラ４へ出力する。

目標後輪舵角演算部３２２は、目標ヨーレートと目標横速度と前輪失陥フラグとに基づいて、目標後輪舵角を決定し、後輪操舵コントローラ５へ出力する。

次に、作用を説明する。
［車両モデル演算部３１１における車両モデル演算］
車両モデル演算部３１１は、以下に示す車両モデルを用いて車両パラメータを演算する。

一般に、２輪モデルを仮定すると、車両のヨーレートと横速度は、下記の式(1)で表せる。

ここで、

である。

状態方程式より前輪操舵に対するヨーレート、横速度の伝達関数を求めると、下記の式(3)，(4)となる。

ヨーレート伝達関数は、式(3)より下記の式(5)と表される。

ここで、

である。

同様に、横速度伝達関数は、式(4)より下記の式(7)と表される。

ここで、

である。

以上から、車両パラメータ

が求められる。

［目標値演算部３１２における目標値演算］
目標値演算部３１２では、車体速V、車両パラメータと後述する目標値パラメータから目標ヨーレートψ'^*と目標横速度V_y ^*を求める。

目標ヨーレートψ'^*は、式(5)から下記の式(9)により表される。

目標横速度V_y ^*は、式(7)から下記の式(10)により表される。

ここで、目標ヨーレートψ'^*のパラメータは、下記の式(11)で表される。

ただし、yrate_gain_map，yrate_omegn_map，yrate_zeta_map，yrate_zero_mapはチューニングパラメータである。

また、目標横速度V_y ^*のパラメータは、下記の式(12)で表される。

ただし、vy_gain_map，vy_omegn_map，vy_zeta_map，vy_zero_mapはチューニングパラメータである。

［ステアリングギア比変化率演算部３４におけるステアリングギア比変化率演算］
ステアリングギア比変化率演算部３４では、補正後目標ヨーレートの演算に用いるステアリングギア比変化率G_devおよび偏差補正係数G_deltaを演算する。

通常制御時の目標ヨーレートゲインは、図５に示すように、上記チューニングパラメータのyrate_gain_mapで車速に応じて設定されている。図５に示すように、前輪操舵制御OFF時のベース特性に対し、低速域では目標ヨーレートのゲイン倍率を上げてよりクイックな特性とし、旋回性を向上させている。反対に、高速域では目標ヨーレートのゲイン倍率を下げてよりスローな特性とし、安定性を向上させている。

前輪操舵アクチュエータ６による前輪操舵制御のみが失陥した場合、制御出力を後輪操舵のみとするとともに、前後輪操舵制御をヨーレートのみに依存したものに切り替える。この場合、前輪操舵アクチュエータ６の失陥により、前輪操舵制御によるヨーレートゲイン特性は、上記通常制御時の特性に対し全車速域でベース特性値の１となる。

このときのステアリングギア比変化率G_devを、ベース特性と、失陥時の制御特性の比として、下記の式(13)とする（図６参照）。
G_dev＝１／{（yrate_gain_map(V)−１）×α＋１} …(13)
ここで、αは補正係数であり、例えば0.5などである。

続いて、ステアリングギア比変化率G_devと、前輪操舵制御が失陥した直後の目標前輪操舵角θ^*と、前輪実舵角センサ１６により得られる前輪操舵角値θとから、図７の偏差補正係数マップを参照して偏差補正係数G_deltaを算出する。

図７において、偏差補正係数G_deltaは、目標操舵角偏差（θ^*−θ）がゼロの場合はゼロとなり、ゼロから所定値までは偏差に比例して大きくなり、所定値以上では１となるように設定されている。すなわち、定常円旋回で保舵中に前輪操舵制御が失陥した場合など、目標前輪操舵角θ^*と前輪操舵角値θとの偏差が生じない間（＝一定保舵中）は、偏差補正係数G_deltaをゼロとして目標ヨーレートψ'^*を変更しないことで、ドライバに与える違和感が防止される。

［目標値補正部３１３におけるヨーレート特性変更］
目標値補正部３１３では、前輪操舵制御が失陥し、前輪操舵失陥検出部３３から前輪失陥フラグＦ_fail＝１が出力されたとき、車両の安定性が損なわれるのを防ぐため、後輪操舵でヨーレート制御を行う際の目標ヨーレート特性を変更する。

通常制御時の目標ヨーレートゲインg_ψ'*(V)に対し、ステアリングギア比変化率G_devと偏差補正係数G_deltaとを用いて、前輪操舵失陥時（前輪失陥フラグＦ_fail＝１）の補正後目標ヨーレートゲインg_rψ'*(V)を、次のように設定する。

1) ステアリングギア比変化率が１以上
ステアリングギア比変化率が１を超えるのは、主に高速域であり、車両のベース特性に対して制御でステアリングギア比をスローにしている場合である。この場合、前輪操舵制御の失陥により制御中に対してクイックな特性である車両のベース特性に変化するため、下記の式(14)を用い、目標ヨーレートをさらに下げて安定性を確保する。
g_rψ'*(V)＝g_ψ'*(V)×{１−(G_dev−１)} …(14)

ここで、目標前輪操舵角θ^*と前輪操舵角値θの偏差が生じていない範囲では、目標値補正の必要が無いため、偏差補正係数を用いて、
g_rψ'*(V)＝g_ψ'*(V)×{１−(G_dev−１)×G_delta} …(15)
とする。

2) ステアリングギア比変化率が１未満
ステアリングギア比変化率が１を下回るのは主に低中速域であり、車両のベース特性に対して制御でクイックにしている場合である。この場合、前輪操舵制御の失陥により制御中に対してスローな特性である車両のベース特性に変化するため、車両挙動としては安定方向に変化する。

しかし、後輪操舵制御のみで車両をクイックな特性にしようとすると、前輪操舵失陥直後に過渡的な後輪舵角量が大きくなってしまうこと、後輪逆相操舵はドライバに違和感を与える車両挙動となりやすいなどの問題があるため、ステアリングギア比変化率に応じて目標ヨーレート特性を変更する。

(1) ステアリングギア比変化率がβ≦G_dev<１の場合（ここで、βは定数であり、例えば、0.8などである。）
中速域でステアリングギア比変化が小さい（制御とベースのヨーレート特性差が小さい）領域では、前輪操舵制御の失陥による車両特性への影響が小さいため、目標ヨーレート特性は変更しない。

(2) ステアリングギア比変化率がG_dev<βの場合
制御でのクイックな特性に対してベースのよりスローな特性へと変化する場合であるため、安定方向ではあるが、過渡的な後輪操舵量を抑えるため、下記の式(16)により、前輪操舵失陥直後は目標ヨーレート特性を大きい側へ変更する。
g_rψ'*(V)＝g_ψ'*(V)×{１＋(β−G_dev)×G_delta} …(16)

これらより、前輪操舵制御失陥時の目標ヨーレートψ_r'^*、ヨー角加速度ψ_r"^*は、下記の式(17)となる。

［目標出力生成部３２における目標舵角演算］
1.目標前輪操舵角演算
(1) 通常時制御
通常時（前輪失陥フラグF_fail＝０）は、目標ヨーレートψ'^*と目標横速度V_y ^*から、目標前輪操舵角θ^*を算出する。

から、

よって、目標前輪操舵角θ^*は、下記の式(20)となる。

(2) 前輪操舵制御の失陥時制御
前輪操舵機能の失陥時（前輪失陥フラグF_fail＝１）は、後輪操舵のみとなるため、目標前輪操舵角演算は行わない。

2.目標後輪舵角演算
(1) 通常時制御
目標ヨーレートψ'^*と目標横速度V_y ^*から目標後輪舵角δ^*を算出する。

(2) 前輪操舵制御の失陥時制御
前輪操舵制御の失陥時は後輪操舵のみとなるため、目標値をヨーレートとするヨーレート制御に変更する。またステアリングギア比変化率に応じて、目標ヨーレートをψ'^*からψ_r'^*へ変更する。

このとき、前輪操舵角値θ（失陥停止時の前輪操舵アクチュエータ回転角＋ドライバのステアリング操舵角）から前輪操舵失陥時の目標後輪舵角δ^*を求めると、下記の式(22)となる。

［前輪操舵失陥判断］
前輪操舵失陥検出部３３において、目標前輪操舵角θ^*と前輪実舵角θとの差Δ_θがしきい値S_fを一定時間T_f以上超えた場合は、前輪操舵アクチュエータ６が失陥したと判断し、前輪失陥フラグF_failを決定する。
Δ_θ＝|θ^*−θ| …(23)

カウンターC_fは、操舵制御コントローラ３の計算周期をΔTとすると、
Δ_θ≧S_fのとき、
C_f＝C_f＋ΔT …(24)
Δ_θ<S_fのとき、
C_f＝０ …(25)
となり、前輪失陥フラグF_failは、
C_f≧T_fのとき、前輪操舵アクチュエータ６が失陥したと判断し、
F_fail＝１ …(26)
C_f<T_fのとき、正常と判断し、
F_fail＝０ …(27)
とする。

［目標値復帰処理］
以上のステアリングギア比変化率G_devに応じた目標ヨーレート特性の変更は、前輪操舵アクチュエータ６の失陥によりステアリングギア比相当値が急変した場合、特に操舵中に車両のヨーレート特性が急変し、ドライバに違和感を与えるのを抑制するためのものである。

よって、前輪操舵アクチュエータ失陥後に車両が一定時間直進していると判断された場合は、ドライバが車両特性の変化を認識したと判断し、目標ヨーレート特性を元に戻す。この際、制御舵角が急変しないよう、目標ヨーレート特性を徐々に変更する（目標ヨーレート特性へローパスフィルタなど）。

前輪操舵アクチュエータ停止角度を加味した操舵中立位置Θ_N（車両直進方向）は、アクチュエータ停止時のモータ回転角をθ_mtrとすると、下記の式(28)となる。
Θ_N＝−θ_mtr …(28)

操舵角およびモータ回転角から、車両が直進状態であるかの判定を行う。
あらかじめ定められた直進状態判断時間しきい値T_Nと直進状態判断操舵しきい値θ_tを用いて、前輪操舵アクチュエータ失陥後に操舵角がタイヤ中立操舵角Θ_N±θ_tである時間がしきい値T_Nを超えた場合は、車両が直進状態であると判断し、直進状態フラグを１とするとともに、目標ヨーレートをノーマル状態に戻す。

［前後輪操舵制御処理］
図８は、操舵制御コントローラ３で実行される前後輪操舵制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。

ステップS1では、目標値生成部３１において、操舵角θ、車体速Vから、目標ヨーレートψ'^*、目標横速度V_y'を演算し、ステップS2へ移行する。

ステップS2では、目標出力生成部３２において、ステップS1で演算された目標ヨーレートψ'^*と目標横速度V_y'から、式(20)，(21)を用いて目標前輪操舵角θ^*と目標後輪舵角δ^*を演算するとともに、前輪操舵コントローラ４において、目標前輪操舵角θ^*と目標後輪舵角δ^*とから前輪舵角指令値と後輪舵角指令値を演算し、出力してステップS3へ移行する。

ステップS3では、前輪操舵失陥検出部３３において、ステップS2で演算された目標前輪操舵角θ^*と前輪実舵角センサ１６で検出された前輪操舵角値θとに基づいて、前輪失陥フラグF_failを決定する。前輪失陥フラグF_failを１とした場合にはステップS4へ移行し、ゼロとした場合にはステップS8へ移行する。

ステップS4では、ステアリングギア比変化率演算部３４において、目標前輪操舵角θ^*と前輪操舵角値θとステップS3で決定された前輪失陥フラグF_failとから、式(13)を用いてステアリングギア比変化率G_devを演算し、ステップS5へ移行する。

ステップS5では、操舵角および前輪操舵アクチュエータのモータ回転角から、前輪操舵アクチュエータ失陥後に車両が直進状態となったかどうか判定する（直進状態判断手段に相当）。YESの場合にはステップS7へ移行し、NOの場合にはステップS6へ移行する。

ステップS6では、目標値補正部３１３において、ステップS4で演算したステアリングギア比変化率G_devと、目標前輪操舵角θ^*と前輪操舵角値θの偏差に応じて、目標ヨーレート特性（目標ヨーレートゲイン）を変更し、ステップS7へ移行する。このとき、ステアリングギア比変化率G_devが１以上の場合には、式(15)を用いて補正後の目標ヨーレート特性を演算し、ステアリングギア比変化率G_devが定数β（例えば、0.8）未満の場合には、式(16)を用いて補正後の目標ヨーレート特性を演算する。

ステップS7では、前後輪でのヨーレートおよび横速度制御から、後輪でのヨーレート制御に切り替え、ステップS9へ移行する。

ステップS8では、目標ヨーレートψ'^*と目標横速度V_y ^*から、式(20)により求まる目標前輪操舵角θ^*に基づいて前輪操舵アクチュエータ６を駆動し、ステップS9へ移行する。

ステップS9では、後輪操舵アクチュエータ７を駆動し、リターンへ移行する。このとき、前輪操舵アクチュエータ６が正常に動作している場合には、目標ヨーレートψ'^*と目標横速度V_y'から、式(21)により求まる目標後輪舵角δ^*に基づいて、後輪操舵アクチュエータ７を駆動する（操舵制御手段に相当）。一方、前輪操舵アクチュエータ６に失陥が発生している場合には、補正後の目標ヨーレートψ_r'^*から、式(22)により求まる目標後輪舵角δ^*に基づいて、後輪操舵アクチュエータ７を駆動する（失陥時操舵制御手段に相当）。

［目標ヨーレート特性変更作用］
前輪操舵アクチュエータ６が正常に動作している場合には、図８のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS8→ステップS9へと進む流れとなる。

すなわち、ステップS8では、目標ヨーレートψ'^*と目標横速度V_y ^*から演算した目標前輪操舵角θ^*に基づいて前輪操舵アクチュエータ６が駆動され、ステップS9では、目標ヨーレートψ'^*と目標横速度V_y ^*から演算した目標後輪舵角δ^*に基づいて、後輪操舵アクチュエータ７が駆動される。

前輪操舵アクチュエータ６に失陥が発生した場合には、図８のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6→ステップS7→ステップS9へと進む流れが繰り返される。

すなわち、ステップS4では、ステアリングギア比変化率G_devが演算され、ステップS6では、ステアリングギア比変化率G_devと目標前輪操舵角θ^*と前輪操舵角値θの偏差とに応じて目標ヨーレート特性が変更され、ステップS7では、後輪でのヨーレート制御に切り替えられ、ステップS9では、補正後の目標ヨーレートψ_r'^*から演算した目標後輪舵角δ^*に基づいて、後輪操舵アクチュエータ７が駆動される。

よって、図９において、ステアリングギア比変化率G_devが大きな(i)低速域と(iii)高速域において、目標ヨーレートゲインが小さな値に変更されるため、車両挙動が安定化される。

車速が低速域にあるときに前輪操舵制御が失陥した場合には、失陥前後で操舵応答性がクイック→スローとなるため、目標ヨーレートゲインを下げることにより、後輪舵角量が過渡的に大きくなり過ぎるのが防止され、車両挙動の安定性が確保できる。

また、車速が高速域にあるときの前輪操舵制御が失陥した場合には、失陥前後で操舵応答性がスロー→クイックとなるため、目標ヨーレートゲインをさらに下げることにより、車両挙動の安定性が確保できる。

なお、車速が中速域にある場合には、図９に示すようにステアリングギア比変化率G_devが非常に小さいため、目標ヨーレートゲインを変更しなくても、車両の安定性は確保される。

前輪操舵アクチュエータ６の失陥発生後に車両が直進状態となった場合には、図８のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS7→ステップS9へと進む流れとなる。

すなわち、ステップS5では、操舵角がタイヤ中立操舵角Θ_N±θ_t以内である時間が、直進状態判断時間しきい値T_Nを超えたため、車両が直進状態であると判断され、ステップS9では、補正前の目標ヨーレートψ'^*から演算した目標後輪舵角δ^*に基づいて、後輪操舵アクチュエータ７が駆動される。

よって、前輪操舵制御の失陥に起因する車両特性の変化をドライバが認識したと判断した場合には、目標ヨーレート特性を通常時の特性に戻すことで、車両挙動が通常時と異なる状態が継続するのを防止できる。さらに、ローパスフィルタ等を用いて補正後の目標ヨーレートψ_r'^*から補正前の目標ヨーレートψ'^*へ徐々に変更するため、制御舵角の急変が抑制される。

次に、効果を説明する。
実施例１のステアリング装置では、以下に列挙する効果が得られる。

(1) 前輪操舵機構１２を駆動する前輪操舵アクチュエータ６と、後輪操舵機構１５を駆動する後輪操舵アクチュエータ７と、目標ヨーレートと目標横速度に基づいて、前輪操舵アクチュエータ６と後輪操舵アクチュエータ７を駆動制御する操舵制御手段と、を備えるステアリング装置において、前輪操舵アクチュエータ６が失陥したとき、失陥した前輪操舵アクチュエータ６の失陥前後のステアリングギア比変化率G_devの大きさに基づいて、目標ヨーレート特性を変更する目標値補正部３１３と、変更された目標ヨーレート特性に基づいて、後輪操舵アクチュエータ７を駆動制御する失陥時操舵制御手段と、を備えるため、ステアリングギア比変化に伴う車両特性の変化が抑制され、車両挙動の安定性を確保できる。

(2) 目標ヨーレート特性は、目標ヨーレートゲインであり、目標値補正部３１３は、ステアリングギア比変化率G_devが大きいほど、目標ヨーレートゲインを小さくするため、前輪操舵アクチュエータ６の失陥に伴うステアリングギア比の急変を抑制できる。

(3) 目標値補正部３１３は、車速が低車速域にあるとき、目標ヨーレートゲインを小さくするため、後輪舵角量が過渡的に大きくなり過ぎるのを防止でき、車両挙動の急変が抑制される。

(4) 目標値補正部３１３は、車速が高車速域にあるとき、目標ヨーレートゲインを小さくするため、高速走行時における車両の安定性を確保できる。

(5) 目標値補正部３１３は、目標前輪操舵角θ^*と前輪操舵角値θの偏差が所定値以下のときには、偏差が小さいほど、目標ヨーレートゲインの変更量を小さくするため、前輪操舵角値θが目標前輪操舵角θ^*にほぼ一致している場合には、車両特性を変化させないことで、ドライバへ与える違和感を抑制できる。

(6) 目標値補正部３１３は、目標前輪操舵角θ^*と前輪操舵角値θの偏差がゼロのとき、目標ヨーレートゲインを変更しないため、保舵時に車両特性が変更されることにより、ドライバへ違和感を与えるのを防止できる。

(7) 車両の直進状態を判断する直進走行判断手段を設け、失陥時操舵制御手段は、車両が直進状態であると判断されたとき、目標ヨーレートゲインを変更前の特性に戻すため、車両挙動が通常時と異なる状態が継続されることで、ドライバへ違和感を与えるのを防止できる。

(8) 失陥時操舵制御手段は、目標ヨーレートゲインを徐々に変更前の特性に戻すため、目標ヨーレートゲインの切り替えに伴い、制御舵角が急変するのを抑制できる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施する最良の形態を、実施例１に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施例１に限定されるものではない。例えば、実施例１では、目標ヨーレートの定常ゲインを補正することにより、目標ヨーレート特性を変更する例を示したが、目標ヨーレートの時定数を変更することにより、目標ヨーレート特性を変更してもよい。

実施例１のステアリング装置の全体システム図である。 操舵制御コントローラ３の制御ブロック図である。 目標値生成部３１の制御ブロック図である。 目標出力生成部３２の制御ブロック図である。 通常制御時の車速に応じた目標ヨーレートゲイン特性図である。 車速に応じたステアリングギア比変化率マップである。 目標操舵角偏差に応じた偏差補正係数マップである。 操舵制御コントローラ３で実行される前後輪操舵制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の目標ヨーレートゲイン変更作用を示す図である。

符号の説明

１ 操舵角センサ
２ 車速センサ
３ 操舵制御コントローラ
４ 前輪操舵コントローラ
５ 後輪操舵コントローラ
６ 前輪操舵アクチュエータ
７ 後輪操舵アクチュエータ
１０ ステアリングホイール
１１，１１ 前輪
１２ 前輪操舵機構
１３ コラムシャフト
１４，１４ 後輪
１５ 後輪操舵機構
１６ 前輪実舵角センサ
１７ 後輪実舵角センサ
３１ 目標値生成部
３２ 目標出力生成部
３３ 前輪操舵失陥検出部
３４ ステアリングギア比変化率演算部
３１１ 車両モデル演算部
３１２ 目標値演算部
３１３ 目標値補正部
３２１ 目標前輪操舵角演算部
３２２ 目標後輪舵角演算部

Claims (8)

1. 前輪操舵機構を駆動する前輪操舵アクチュエータと、
   後輪操舵機構を駆動する後輪操舵アクチュエータと、
   目標ヨーレートと目標横速度に基づいて、前輪操舵アクチュエータと後輪操舵アクチュエータを駆動制御する操舵制御手段と、
   を備えるステアリング装置において、
   前記前輪操舵アクチュエータが失陥しているか否かを検出する失陥判断手段と、
   前記前輪操舵アクチュエータが失陥したとき、この失陥前後のステアリングギア比の変化率に基づいて、前記目標ヨーレート特性を変更する目標ヨーレート特性変更手段と、
   変更された目標ヨーレート特性に基づいて、前記後輪操舵アクチュエータを駆動制御する失陥時操舵制御手段と、
   を備えることを特徴とするステアリング装置。
2. 請求項１に記載のステアリング装置において、
   前記目標ヨーレート特性は、目標ヨーレートゲインであり、
   前記目標ヨーレート特性変更手段は、前記ステアリングギア比変化率が大きいほど、目標ヨーレートゲインを小さくすることを特徴とするステアリング装置。
3. 請求項２に記載のステアリング装置において、
   前記目標ヨーレート特性変更手段は、車速が低車速域にあるとき、目標ヨーレートゲインを小さくすることを特徴とするステアリング装置。
4. 請求項２または請求項３に記載のステアリング装置において、
   前記目標ヨーレート特性変更手段は、車速が高車速域にあるとき、目標ヨーレートゲインを小さくすることを特徴とするステアリング装置。
5. 請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載のステアリング装置において、
   前記目標ヨーレート特性変更手段は、目標前輪操舵角と実際の前輪操舵角値の偏差が所定値以下のときには、前記偏差が小さいほど、目標ヨーレートゲインの変更量を小さくすることを特徴とするステアリング装置。
6. 請求項５に記載のステアリング装置において、
   前記目標ヨーレート特性変更手段は、目標前輪操舵角と実際の前輪操舵角値との偏差がゼロのとき、目標ヨーレートゲインを変更しないことを特徴とするステアリング装置。
7. 請求項２ないし請求項６のいずれか１項に記載のステアリング装置において、
   車両の直進状態を判断する直進走行判断手段を設け、
   前記失陥時操舵制御手段は、車両が直進状態であると判断されたとき、目標ヨーレートゲインを変更前の特性に戻すことを特徴とするステアリング装置。
8. 請求項７に記載のステアリング装置において、
   前記失陥時操舵制御手段は、目標ヨーレートゲインを徐々に変更前の特性に戻すことを特徴とするステアリング装置。

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