JP2007055453A - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発電機停止時におけるバッテリー電圧の低下を抑制できる操舵制御装置を提供する。
【解決手段】 操舵ハンドル１と反力アクチュエータ５を有する操舵部と、左右前輪１８ａ，１８ｂと転舵アクチュエータ９，１１を有する転舵部と、がバックアップ手段（バックアップクラッチ６、バックアップケーブル７）を介して機械的に分離・連結可能とされ、操舵部と転舵部とを切り離し、操舵状態に応じた転舵角とする転舵制御と、転舵状態に応じた操舵反力を付与する操舵反力制御と、によってステアバイワイヤ制御を行う操舵制御手段を備えた操舵制御装置において、車両の走行にかかわるバッテリー２３への充電が可能であるか否かを判定する充電可否判定手段を設け、操舵制御手段は、バッテリー２３への充電が不可能な状態にある場合に、バックアップ手段を介して操舵部と転舵部とを連結する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、操舵ハンドルと操舵反力アクチュエータを有する操舵部と、操向車輪と転舵アクチュエータを有する転舵部と、がバックアップケーブルを介して機械的に分離・連結可能とされたステアバイワイヤシステムによる操舵制御装置の技術分野に属する。

操舵ハンドルと操向車輪とが機械的に繋がりがない、いわゆるステアバイワイヤ（以下、「SBW」と略称する。）システムでは、システムの一部に異常が認められた場合には、速やかにバックアップクラッチを繋いで操舵ハンドルと操向車輪とを機械的に結合し、運転者の操舵力による操向車輪の転舵を可能としている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１０６１１１号公報

しかしながら、従来の操舵制御装置にあっては、SBW制御の実行中において、エンジン停止等によって発電機が停止した場合、バッテリーが充電されない状態で電流が消費されるため、バッテリー電圧の低下によってエンジン再始動時等に問題を生じるおそれがある。

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、発電機停止時におけるバッテリー電圧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。

上記目的を達成するため、本発明では、
操舵ハンドルと操舵反力アクチュエータを有する操舵部と、操向車輪と転舵アクチュエータを有する転舵部と、がバックアップ手段を介して機械的に分離・連結可能とされ、
前記操舵部と前記転舵部とを切り離し、操舵状態に応じた転舵角とする転舵制御と、転舵状態に応じた操舵反力を付与する操舵反力制御と、によってステアバイワイヤ制御を行う操舵制御手段を備えた操舵制御装置において、
車両の走行にかかわるバッテリーへの充電が可能であるか否かを判定する充電可否判定手段を設け、
前記操舵制御手段は、前記バッテリーへの充電が不可能な状態にある場合に、前記バックアップ手段を介して前記操舵部と前記転舵部とを連結することを特徴とする。

よって、本発明の操舵制御装置にあっては、例えば、エンジン停止等により充電が不可能な状態にある場合に、バックアップ手段を介して操舵部と転舵部とが機械的に連結される。すなわち、操向車輪の転舵に運転者の操舵力を付加することで、転舵アクチュエータおよび操舵反力アクチュエータの電流消費量を低減できるため、結果として、発電機停止時におけるバッテリー電圧の低下を抑制できる。

以下、本発明の操舵制御装置を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例３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の操舵制御装置が適用されたSBWシステムを示す全体構成斜視図である。

実施例１の操舵制御装置が適用されたSBWシステムは、図１に示すように、操舵ハンドル１と、トルクセンサ２と、操舵角センサ３と、反力モータ回転角センサ４と、反力モータ（操舵反力アクチュエータ）５と、バックアップクラッチ６と、バックアップケーブル７と、第１転舵モータ回転角センサ８と、第１転舵モータ（転舵アクチュエータ）９と、第２転舵モータ回転角センサ１０と、第２転舵モータ（転舵アクチュエータ）１１と、転舵角センサ１２と、通信線１３と、反力制御装置１４と、第１転舵制御装置１５と、第２転舵制御装置１６と、舵取り機構１７と、左右前輪（操向車輪）１８ａ，１８ｂと、を備えている。

実施例１のSBWシステムは、操舵ハンドル１と反力モータ５を有する操舵部と、左右前輪１８ａ，１８ｂと転舵モータ９，１１を有する転舵部と、がバックアップ手段（バックアップクラッチ６、バックアップケーブル７）を介して機械的に分離・連結が可能とされている。操舵部と転舵部とを機械的に分離するときには、バックアップクラッチ６を開放し、操舵部と転舵部とを機械的に連結するときには、バックアップクラッチ６を接続（締結）する。

そして、バックアップクラッチ６の開放により操舵部と転舵部とを切り離し、操舵状態に応じた転舵角とする転舵制御装置１５，１６による転舵制御と、転舵状態に応じた操舵反力を付与する反力制御装置１４による操舵反力制御と、によってステアバイワイヤ制御（以下、SBW制御と略称する。）を行う。

SBW制御時の転舵制御は、例えば、操舵角と車速等に応じて設定されるギア比を乗算した指令転舵角と、転舵角センサ１２により検出された実転舵角との偏差から転舵トルクに変換し、リミッタ処理を施してモータ制御指令値とする。そして、フィードフォワード制御＋フィードバック制御＋ロバスト補償による転舵サーボ制御により、モータ制御指令値から指令電流を求め、転舵モータ９，１１を駆動する。

SBW制御時の反力制御は、例えば、操舵角センサ３により検出された実操舵角に操舵反力ゲインを掛けた値により左右前輪１８ａ，１８ｂの転舵状態に応じた操舵反力トルクを設定し、リミッタ処理を施してモータ制御指令値とする。そして、フィードフォワード制御＋フィードバック制御＋ロバスト補償による反力サーボ制御により、モータ制御指令値から指令電流を求め、反力モータ５を駆動する。

また、反力制御装置１４は、SBWシステム起動、SBWシステム終了、またはSBWシステム異常等、SBWシステムの状況に応じて、バックアップクラッチ６の接続により、バックアップケーブル６を介して操舵部と転舵部とを連結する。バックアップクラッチ６の接続時、反力制御装置１４と転舵制御装置１５，１６は、反力モータ５と転舵モータ９，１１のうち少なくとも一方をアシスト手段として「EPS制御」（＝操舵アシスト制御）を行う。

図２は、実施例１のSBWシステムと、車両の電源、エンジン等との結線図である。
運転者がエンジン始動／停止するためのキー操作はイグニッションキースイッチ１９からイグニッションリレー２０を介してイグニッションキースイッチ（IGN_SW）信号として反力、転舵の各制御装置１４，１５，１６に読み込まれる。そのため各制御装置１４，１５，１６はイグニッションキースイッチ１９の状態を認識することができる。また、エンジン２１の回転状況はエンジン制御装置（ECU）２２で測定され、その情報は通信線１３を経由して転舵、反力の各制御装置１４，１５，１６に送られる。

転舵、反力の各制御装置１４，１５，１６は、制御装置自身の駆動電源、および転舵モータ９，１１、反力モータ５を駆動するための電源として、バッテリー２３から電源供給線２４を介して電力供給を受け、車両が走行するための左右前輪（操向車輪）１８ａ，１８ｂの転舵が行われる。バッテリー２３は、エンジン駆動により駆動される発電機（オルタネーター等）２５により充電される。また、バッテリー２３は、車両が走行するためのエンジンの駆動等のためにも、電力供給を行っている。

次に、作用を説明する。
［操舵制御処理］
図３は、実施例１の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（操舵制御手段に相当）。

ステップS1では、エンジン回転数等からエンジン停止か否かを判定する（充電可否反転手段に相当）。YESの場合にはステップS2へ移行し、NOの場合にはステップS5へ移行する。

ステップS2では、操舵角センサ３の検出値から、操舵ハンドル１が中立位置であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS3へ移行し、NOの場合にはステップS4へ移行する。

ステップS3では、エンジン停止が所定時間以上継続しているか否かを判定する。YESの場合にはステップS6へ移行し、NOの場合にはステップS4へ移行する。ここで、エンジン停止からの所定時間は、あらかじめ設定した固定時間ではなく、例えば、バッテリーS.O.C（バッテリー充電状態）や消費電流に応じて可変にしても良い。例えば、充電量が多く消費電流量がが少ない場合には長い時間とし、充電量が少なく、消費電流量が多い場合には短い時間としても良い。

ステップS4では、バックアップクラッチ６を接続し、ステップS7へ移行する。

ステップS5では、バックアップクラッチ６を開放し、ステップS8へ移行する。

ステップS6では、SBW制御を継続し、リターンへ移行する。

ステップS7では、EPS制御へ切り替え、リターンへ移行する。

ステップS8では、SBW制御へ切り替え、リターンへ移行する。

［操舵制御作動］
エンジン停止時に操舵ハンドル１が中立位置にある場合には、図３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S4→ステップS7へと進み、ステップS4では、バックアップクラッチ６が接続され、ステップS7ではEPS制御へ移行する。

エンジン停止時で操舵ハンドル１が操舵されている（中立位置に無い）場合には、ステップS3でエンジン停止から所定時間が経過するまで、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS6へと進む流れが繰り返され、SBW制御が継続される。その後、エンジン停止から所定時間が経過したとき、ステップS3→ステップS4→ステップS7へと進み、バックアップクラッチ６を接続後、EPS制御へ移行する。

エンジン再始動時には、ステップS1→ステップS5→ステップS8へと進み、ステップS5では、バックアップクラッチ６が接続され、ステップS8ではSBW制御へ移行する。

［エンジン停止時のバッテリー電圧低下について］
自動車と操舵を電動モータで行うSBWシステムでは、通常時は操舵ハンドル側と舵取り機構とが機械的に切り離れた状態にある。このSBWシステムでは、システム故障時に操舵ハンドルと転舵アクチュエータとを機械的に連結し、通常のステアリングシステムと同様に操舵できるようにするメカニカルバックアップ機構（例えば、バックアップクラッチ）を備えたものが知られている。

本来、バックアップ機構はシステム異常時の補助操舵手段であるが、それ以外に、例えば、特開２００１−１０６１１１号公報にあるように、エンジン停止、および車両停止の条件が成立した場合に、バックアップクラッチを接続し、システム停止中の操舵ハンドルと操向車輪との角度関係を大きく変化させない役目も果たしている。

ところで、マニュアルトランスミッションを備えた自動車等においては、イグニッションキースイッチをOFFしなくてもトランスミッションのクラッチ操作を誤ることでエンジンが停止する（エンジンストール）ことがある。この場合のエンジン停止は運転者の意図しないものであり、運転者が操舵をしている最中に発生することも想定される。ステアリングシステムにおいては、車両停止中で安全上問題が無い場合でも、商品性上、操舵中の操舵力の急変は極力避けたい要望があり、エンジン停止した場合にも操舵力が急変することは避けたい。

もし、イグニッションキースイッチ状態にかかわらず、エンジン停止で直にSBWシステムを停止し、バックアップクラッチを接続させると、図４に示すように、操舵反力の急変を伴い、操舵反力が急激に重くなってしまう。

図５(a)は、イグニッションキーONからイグニッションキーOFFまでのエンジン回転数、バッテリー電圧、車両速度、ECU状態、SBW制御の制御状態およびバックアップクラッチの接続／開放状態を示すタイムチャートである。また、図５(b)は、図５(a)の時点Ta〜時点Tb、すなわち、エンジン停止中にバックアップクラッチを接続した場合の、エンジン回転数、SBW制御の制御状態、バックアップクラッチの接続／開放状態、操舵角度、ステアリングギア比、およびＮズレの状態を示すタイムチャートである。

図５(b)に示すように、SBWシステムで可変ギア比制御を行っている最中、つまり図５(a)の「エンジン停止」前（時点t1）における「ステアリングギア比」のように、ギア比が１ではなく、操舵ハンドルと操向車輪の回転角度が一致していない場合に、エンジン停止に伴い時点t2でSBWシステムを停止させバックアップクラッチを接続させると、「エンジン停止」での「Ｎズレ量」のようにＮズレが生じるおそれがある。この場合、運転者が再度エンジン始動したときには、例えば、特開２００４−９９０１１号公報に記載のようなＮズレ補正処理を行わなくてはならず、ソフトウェアの処理が複雑になる。

特に、運転者が大きく操舵していた場合には、Ｎズレ量も大きくなり、Ｎズレ補正処理に時間がかかる（時点t3〜時点Ｔb）。また、そもそもＮズレが生じたことにより、操舵角と車両の進行方向において差が生じ、操舵ハンドルは中立位置であるにもかかわらず、操向車輪が切れている状態となるため、運転者に対して違和感を与えるおそれがある。

なお、エンジンが停止した場合でもSBW制御を継続する方法もあるが、この場合、電気で作動するSBWシステムにおいては、エンジンが停止するとバッテリーを充電する発電機も停止し、図６の時点t1以降における「バッテリー充電電流」および「消費電流」を見れば明らかなように、バッテリーには充電がなされず、電流が消費されるのみとなる。バッテリーの容量には限りがあり、エンジン停止状態で特にSBWのように転舵時に大きな（例えば、100A）近い電流が流れるシステムが作動し続けていると、やがてはバッテリーの残量が不足してバッテリー電圧が低下し、エンジン再始動が困難となるおそれがある（時点t2以降では、バッテリー電圧が、確実にエンジン始動可能な8Vを下回っている。）。

［発電機停止時のバックアップクラッチ接続作用］
これに対し、実施例１では、発電機２５が停止した場合には、バックアップクラッチ６を接続し、SBW制御を停止することで、バッテリー電圧の低下を抑制することができる。また、バックアップクラッチ６を接続しているので、操舵ハンドル１による操舵は可能となる。さらに、バックアップクラッチ６の接続により、この後イグニッションキースイッチOFFやサイドブレーキがON、ドアロック施錠等によりSBWシステムの終了条件が成立した場合には、速やかにSBW制御を終了させることができる。

［SBW制御からEPS制御への移行作用］
また、実施例１では、バックアップクラッチ６を接続したとき、SBW制御から運転者の操舵に対して操舵トルクをアシストする電動パワーステアリング（EPS）制御に切り替える。図７に示すように、エンジン停止により発電機２５も停止し（時点t1）、「バッテリー充電電流」も0Aとなる（時点t2）。この状態で運転者が操舵しSBW制御を継続すると、「消費電流」の破線のように消費電流が大きく、バッテリー２３の放電のみが進み、「バッテリー電圧」の破線に示すように、バッテリー電圧も低下する。

これに対し、実施例１では、時点t1のエンジン停止時にバックアップクラッチ６を接続し、EPS制御に切り替えることで、「消費電流」の実線のように、通常のSBW制御に比べて消費電流を抑制することができる。これは、SBW制御が転舵を全て電動モータ（転舵モータ９，１１）で行い、さらに運転者に対し操舵反力まで電動モータ（反力モータ５）で発生させ、多くの電流を必要とするのに対し、EPS制御では人（運転者）の操舵力をベースとし、電動モータで操舵トルクをアシストする方式のため、消費電力を少なくすることができるからである（例えば、1/3程度）。言い換えると、SBW制御での転舵トルクに対して、EPS制御では、運転者の操舵トルクにアシストトルクを付加して転舵トルクを左右前輪１８ａ，１８ｂに与えれば良いため、電動モータは、アシストトルク（＝転舵トルク−操舵トルク）のみを出力すれば良く、結果として消費電流が少なくて済む。

また、エンジン停止でSBWシステムを停止し、バックアップクラッチを接続した場合と比べると、EPS制御により操舵アシストトルクが出力されることで操舵反力が重くならないので、運転者がエンジン停止時に操舵していたとしても操舵力の急変が発生せず、商品性上好ましい。

［エンジン停止直後のSBW制御継続作用］
実施例１では、エンジン２１が停止し、ある所定時間以上再始動されない場合に、バックアップクラッチ６を接続してEPS制御に切り替える。

例えば、トランスミッションのクラッチの誤操作によりエンジンが停止してしまった場合、これは運転者にとって意図しないエンジン停止であり、ほとんどの場合、運転者は直にエンジンを再始動するため、エンジンが停止している時間は非常に短い。

これに対し、実施例１では、エンジン停止後、所定時間が経過するまではEPS制御に移行せず、SBW制御を継続することにより、Ｎズレの発生を防止することができる。これは、図８(b)に示すように、エンジン停止時間が前記所定時間よりも短い時間であるため、バックアップクラッチ６の接続とEPS制御への切り替えとが行われないためであり、バックアップクラッチ６を解放したままになるからである。

また、運転者が操舵している最中に、バックアップクラッチを接続してSBW制御からEPS制御へ制御を切り替える、あるいは次のエンジン再始動でバックアップクラッチを解放してEPS制御からSBW制御へ制御を切り替えるという動作を行うと、若干ではあるが操舵トルクの変動が発生する。しかし、エンジン停止から所定時間経過後にSBW制御からEPS制御へ移行することで、操舵トルクの変動を抑制することができる。この操舵トルクの変動は、従来のステアリングには無いメカニカルバックアップ式のSBW特有のものであり、安全上は問題無いが、商品性上好ましくなく、極力避けたいものである。
なお、エンジン停止時間が短いのであれば、バッテリー２３の放電量も少なく、バッテリー２３への負担は小さい。

［操舵ハンドル中立復帰後のEPS制御移行作用］
さらに、実施例１では、エンジン停止後に操舵ハンドル１の位置が中立になった場合にバックアップクラッチ６を接続し、EPS制御へ切り替える。

走行中にエンジン停止した場合は、車両が走行しているため操向車輪を中立位置へ戻す方向へセルフアライニングトルクが発生する。操舵ハンドルもこの力の影響を受けて中立位置に戻る方向へ力が働くことになる。よって、操舵ハンドル１が中立位置であれば左右前輪１８ａ，１８ｂも中立位置となっているため、この状態でバックアップクラッチ６を接続することで、Ｎズレの発生を防止できる。

エンジン停止状態において、このタイミングでEPS制御に切り替えてバックアップクラッチ６を接続すれば、Ｎズレは発生しないので、その後のEPS制御を行っても操舵ハンドル１と左右前輪１８ａ，１８ｂの角度位置にズレが無く、直進走行しているのに操舵ハンドル１が少し切れているような違和感を無くすことができる。また、次にエンジン再始動した場合にも、Ｎズレ補正処理を行う必要も無く処理が簡素化できる。

また、操舵ハンドル１が中立位置であれば操舵反力も小さいため、バックアップクラッチ６を接続してEPS制御に切り替えた場合の操舵トルクの変動も相対的に小さくすることができ、商品性上好ましい。

次に、効果を説明する。
実施例１の操舵制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 操舵ハンドル１と反力アクチュエータ５を有する操舵部と、左右前輪１８ａ，１８ｂと転舵アクチュエータ９，１１を有する転舵部と、がバックアップ手段（バックアップクラッチ６、バックアップケーブル７）を介して機械的に分離・連結可能とされ、操舵部と転舵部とを切り離し、操舵状態に応じた転舵角とする転舵制御と、転舵状態に応じた操舵反力を付与する操舵反力制御と、によってステアバイワイヤ制御を行う操舵制御手段を備えた操舵制御装置において、車両の走行にかかわるバッテリー２３への充電が可能であるか否かを判定する充電可否判定手段（ステップS1）を設け、操舵制御手段は、バッテリー２３への充電が不可能な状態にある場合に、バックアップ手段を介して操舵部と転舵部とを連結する。よって、発電機２５の停止時におけるバッテリー電圧の低下を抑制できる。

(2) 操舵制御手段は、操舵部と転舵部とを連結後、反力アクチュエータ５と転舵アクチュエータ９，１１のうち少なくとも一方をアシスト手段としてEPS制御を行うため、運転者の操舵力をベースとするEPS制御に切り替えることで、左右前輪１８ａ，１８ｂの転舵を転舵モータ９，１１で行うSBWに対し、消費電力を少なくすることができる。

(3) 操舵制御手段は、所定時間、充電不可能な状態が継続したとき、操舵部と転舵部とを連結するため、短時間では、バックアップ手段を連結しないようにでき、Ｎズレの発生を抑制できるとともに、SBW制御移行時の操舵トルク変動を抑制できる。

(4) 操舵制御手段は、操舵ハンドル１が中立位置にあるとき、操舵部と転舵部とを連結するため、操舵ハンドル１と左右車輪１８ａ，１８ｂが共に中立位置にあるとき、バックアップクラッチ６を接続することで、Ｎズレの発生を確実に防止することができる。

実施例２は、エンジン停止時、左右前輪１８ａ，１８ｂの転舵角に対する操舵ハンドル１の操舵角の比であるギア比を機械的なギア比に戻した後、操舵部と転舵部とを連結する例である。なお、構成的には、図１および図２に示す実施例１の構成と同じであるため、図示並びに説明を省略する。

次に、作用を説明する。
［操舵制御処理］
図９は、実施例２の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。なお、図３に示した実施例１と同一の処理を行うステップには、同一のステップ番号を付して説明を省略する。

ステップS11では、ギア比が１か否かを判定する。YESの場合にはステップS4へ移行し、NOの場合にはステップS12へ移行する。

ステップS12では、可変ギア比制御によりギア比を一定量だけ１へ近づけ、ステップS3へ移行する。

［操舵制御作動］
エンジン停止時に操舵ハンドル１が操舵された場合には、図９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S11へと進み、ステップS11において、ギア比が１の場合には、ステップS11→ステップS4→ステップS7へと進む流れとなり、バックアップクラッチ６の接続後、EPS制御へ移行する。

ステップS11において、ギア比が１以外である場合には、ステップS11でギア比が１であると判定されるか、またはステップS3でエンジン停止から所定時間が経過したと判定されるまで、ステップS1→ステップS2→ステップS11→ステップS12→ステップS3→ステップS6へと進む流れが繰り返され、ステップS12では、ギア比を徐々に１に近づけるSBW制御が継続される。

［ギア比可変作用］
実施例２では、SBW制御で可変ギア比制御等を行っていて、操舵ハンドル１の回転角に対し転舵側の回転角が一致していない場合において、エンジン停止後にギア比を徐々に１に戻す処理を行い、ギア比が１になった場合にバックアップクラッチ６を接続し、EPS制御に切り替える。

ステアリングギア比が図１０(a)の「エンジン停止」時の「ステアリングギア比」（図１０(b)の時点t1）のように１に収束していれば、操舵ハンドル１の角度と転舵側の回転角が一致しており、バックアップクラッチ６を接続し、EPS制御に切り替えてもＮズレが発生することは無い。

つまり、実施例１では、操舵ハンドル１が中立位置にあるときにEPS制御に切り替えることで、Ｎズレの発生を回避したが、さらに積極的にステアリングギア比を１に戻す処理を行うことで、操舵ハンドル１が中立以外の位置であってもＮズレを発生させることなくEPS制御に切り替えることができる。

次に、効果を説明する。
実施例２の操舵制御装置にあっては、実施例１の(1)〜(4)の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。

(5) 操舵制御手段は、左右前輪１８ａ，１８ｂの転舵角に対する操舵ハンドル１の操舵角の比であるギア比を機械的なギア比（＝１）に戻した後、操舵部と転舵部とを連結するため、バックアップクラッチ６接続時のＮズレの発生をより効果的に防止することができる。

実施例３は、エンジン停止時のSBW制御からEPS制御への移行時、操舵反力制御における操舵反力を、通常のSBW制御時よりも大きくする例である。なお、構成的には、図１および図２に示す実施例１の構成と同じであるため、図示並びに説明を省略する。

次に、作用を説明する。
［操舵制御処理］
図１１は、実施例３の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。なお、図９に示した実施例２と同一の処理を行うステップには、同一のステップ番号を付して説明を省略する。

ステップS21では、車速等から車両停止であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS22へ移行し、NOの場合にはステップS24へ移行する。

ステップS22では、操舵反力ゲインが５以上であるか否かを判定する。YESの場合にはステップS2へ移行し、NOの場合にはステップS23へ移行する。

ステップS23では、操舵反力ゲインを一定量だけ５に近づけ、ステップS23へ移行する。

ステップS24では、操舵反力ゲインが１よりも大きいか否かを判定する。YESの場合にはステップS25へ移行し、NOの場合にはステップS2へ移行する。

ステップS25では、操舵反力ゲインを一定量だけ１に近づけ、ステップS2へ移行する。

ステップS26では、操舵反力ゲインが１よりも大きいか否かを判定する。YESの場合にはステップS27へ移行し、NOの場合にはステップS5へ移行する。

ステップS27では、操舵反力ゲインを一定量だけ１へ近づけ、ステップS5へ移行する。

［操舵制御作動］
エンジン停止時に車両が停止している場合には、図１１のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS21→ステップS22へと進み、ステップS22で操舵反力ゲインが５よりも小さい場合には、ステップS22→ステップS23→ステップS2（以降省略）へと進み、ステップS23では、操舵反力ゲインを徐々に大きくしながら操舵反力制御が実施される。

エンジン停止時に車両が走行している場合には、ステップS1→ステップS21→ステップS24へと進み、ステップS24で操舵反力ゲインが１よりも大きい場合には、ステップS25→ステップS2（以降省略）へと進み、ステップS25では、操舵反力ゲインを徐々に小さくしながら操舵反力制御が実施される。

車両停止後の再発進時には、ステップS1→ステップS26へと進み、ステップS26で操舵反力ゲインが１よりも大きい場合には、ステップS27→ステップS5へと進み、ステップS27では、図１２(b)の時点t1〜時点t2における「操舵反力ゲイン」のように、操舵反力ゲインを徐々に小さくしながら操舵反力制御が実施される。

［操舵反力増大作用］
実施例３では、エンジン停止でバックアップクラッチ６を接続し、EPS制御に切り替えるまでのSBW制御において、車両が停止している場合、操舵反力を通常のSBW制御時よりも徐々に重くしていく。また、操舵反力を重くしている最中に車両が走行を開始した場合には、操舵反力を通常の重さに復帰させる。さらに、EPS制御に切り替えたときの操舵アシスト電流も少なくし、SBW制御で重くした操舵反力と同程度とすることで、操舵反力の急変を防止する。

エンジンが停止した状況では、発電機も停止しているので、バッテリー保護の目的で消費電流はできるだけ少なくしたい。しかし、通常のSBW制御では操舵反力が軽いので、図１３(b)の時点t1以降における「操舵角度」の破線のように、運転者は少ない操舵力で大きく、速く操舵できてしまう。転舵制御装置は運転者の操舵に応じて操向車輪を作動させるので、大きく速い操舵が行われると、転舵モータもそれに応じて多くの電流を流すことになり、多くの電流が消費される。

ここで、実施例３のように、操舵反力を通常よりも重くしたSBW制御を行うことで、時点t1以降における「操舵角度」の破線に対する実線のように、操舵反力が重いことで運転者の操舵量は少なく、かつ遅くなり、転舵側の転舵量も少なく遅くなる。結果として転舵モータ９，１１の電流が少なくて済む。操舵反力を重くするために反力モータ５には大きな電流が必要ではあるが、相対的に反力モータ５に比べて転舵モータ９，１１の方がより消費電力が大きいので、操舵反力を重くして操舵量を抑制した方が、SBWシステム全体としては消費電流が抑えられる。

なお、車両が停止しているときは、操舵反力が重くなっても安全上影響が無いため、バッテリー保護の目的で消費電流を制限しても問題無く、また、エンジン停止で操舵反力が重くなる状況は、従来の油圧式パワーステアリングと同等であり、運転者に違和感を与えない。

さらに、反力モータ５の電流を制御することで、操舵反力を変化させているので、徐々に重くすることも容易であり、操舵力が急変することも無い。また、車両が走行を開始すれば操舵反力を通常の重さに戻すので、走行中に操舵しにくいということも無く、走行安全上の問題も無い。

次に、効果を説明する。
実施例３の操舵制御装置にあっては、実施例１の(1)〜(4)の効果、実施例２の(5)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。

(6) 操舵制御手段は、充電が不可能であると判定されたとき、操舵反力を増大させるため、運転者の操舵を重くすることで、転舵側の転舵量も少なく、かつ遅くなり、結果として転舵モータ９，１１の消費電流を小さくしてバッテリー消費を抑えることができる。

（他の実施例）
以上、本発明の操舵制御装置を実施するための最良の形態を、実施例１〜実施例３に基づいて説明したが、具体的な構成については、これら実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、実施例１〜３では、バックアップケーブルとバックアップケーブル用クラッチとをバックアップ手段とするステアバイワイヤシステムに適用した操舵制御装置の例を示したが、操舵部と転舵部とを機械的に連結できるバックアップ手段を有するシステムであれば、実施例１〜３以外のステアバイワイヤシステムにも適用することができる。

実施例１の操舵制御装置が適用されたSBWシステムを示す全体構成斜視図である。 実施例１のSBWシステムと、車両の電源、エンジン等との結線図である。 実施例１の操舵制御処理の流れを示すフローチャートである。 エンジン停止直後にバックアップクラッチを接続した場合の操舵角−操舵トルク特性図である。 エンジン停止中にバックアップクラッチを接続した場合のタイムチャートである。 エンジン停止中にSBW制御を継続した場合のタイムチャートである。 実施例１のエンジン停止中にSBW制御とEPS制御を行った場合のタイムチャートである。 実施例１のエンジン停止から所定時間SBW制御を継続した場合のタイムチャートである。 実施例２の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２のエンジン停止でバックアップクラッチを接続する前にギア比を１に戻す処理を行った場合のタイムチャートである。 実施例３の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のエンジン停止で車両が走行をした場合のタイムチャートである。 実施例１のエンジン停止からバックアップクラッチを接続する間のSBW制御で反力ゲインを大きくした場合のタイムチャートである。

符号の説明

１ 操舵ハンドル
２ トルクセンサ
３ 操舵角センサ
４ 反力モータ回転角センサ
５ 反力モータ（操舵反力アクチュエータ）
６ バックアップクラッチ
７ バックアップケーブル
８ 第１転舵モータ回転角センサ
９ 第１転舵モータ（転舵アクチュエータ）
１０ 第２転舵モータ回転角センサ
１１ 第２転舵モータ（転舵アクチュエータ）
１２ 転舵角センサ
１３ 通信線
１４ 反力制御装置
１５ 第１転舵制御装置
１６ 第２転舵制御装置
１７ 舵取り機構
１８ａ，１８ｂ 左右前輪（操向車輪）
１９ イグニッションキースイッチ
２０ イグニッションリレー
２１ エンジン
２２ エンジン制御装置
２３ バッテリー
２４ 電源供給線
２５ 発電機

Claims (7)

1. 操舵ハンドルと操舵反力アクチュエータを有する操舵部と、操向車輪と転舵アクチュエータを有する転舵部と、がバックアップ手段を介して機械的に分離・連結可能とされ、
   前記操舵部と前記転舵部とを切り離し、操舵状態に応じた転舵角とする転舵制御と、転舵状態に応じた操舵反力を付与する操舵反力制御と、によってステアバイワイヤ制御を行う操舵制御手段を備えた操舵制御装置において、
   車両の走行にかかわるバッテリーへの充電が可能であるか否かを判定する充電可否判定手段を設け、
   前記操舵制御手段は、前記バッテリーへの充電が不可能な状態にある場合に、前記バックアップ手段を介して前記操舵部と前記転舵部とを連結することを特徴とする操舵制御装置。
2. 請求項１に記載の操舵制御装置において、
   前記操舵制御手段は、前記操舵部と前記転舵部とを連結後、前記操舵反力アクチュエータと前記転舵アクチュエータのうち少なくとも一方をアシスト手段として操舵アシスト制御を行うことを特徴とする操舵制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の操舵制御装置において、
   前記操舵制御手段は、所定時間、充電不可能な状態が継続したとき、前記操舵部と前記転舵部とを連結することを特徴とする操舵制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の操舵制御装置において、
   前記操舵制御手段は、前記操舵ハンドルが中立位置にあるとき、前記操舵部と前記転舵部とを連結することを特徴とする操舵制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の操舵制御装置において、
   前記操舵制御手段は、前記操向車輪の転舵角に対する前記操舵ハンドルの操舵角の比であるギア比を機械的なギア比に戻した後、前記操舵部と前記転舵部とを連結することを特徴とする操舵制御装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の操舵制御装置において、
   前記操舵制御手段は、充電が不可能な状態にある場合に、前記操舵反力を増大させることを特徴とする操舵制御装置。
7. 操舵ハンドルと操舵反力アクチュエータを有する操舵部と、操向車輪と転舵アクチュエータを有する転舵部と、がバックアップ手段を介して機械的に分離・連結可能な操舵制御装置において、
   車両の走行にかかわるバッテリーへの充電が不可能な状態にある場合に、前記バックアップ手段を介して前記操舵部と前記転舵部とを連結することを特徴とする操舵制御装置。

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