JP2020157833A - 操舵制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】ステアバイワイヤ方式の車両の操舵角が操舵エンドに操舵されているときに反力トルクが急変することを抑制する。【解決手段】操舵制御システムは、車輪を転舵する転舵装置と、ステアリングに反力トルクを付与する反力発生装置と、制御装置と、を備える。制御装置は、操舵角に対する転舵角の大きさの関係を表す第一特性に基づいて転舵角を演算する転舵角演算部と、操舵角に対する反力トルクの大きさの関係を表す第二特性に基づいて反力トルクを演算する反力トルク演算部と、を含む。転舵角演算部は、車両の状態が第一状態から第二状態に変化したことに応答して、第一特性を第一状態に対応した特性から第二状態に対応した特性へと変化させる。また、反力トルク演算部は、操舵エンドにおいて車両の状態が第一状態から第二状態に変化したときには、第二特性を第一状態に対応した特性のまま維持する。【選択図】図８

Description

本発明は、操舵制御システムに係り、特に、ステアバイワイヤ方式の車両の操舵制御システムに関する。

特許文献１には、操舵角が上限値を超えようとするようにステアリングが操作されることを抑制する処理を実行する操舵制御装置に関する技術が開示されている。この技術では、車輪の転舵角又はステアリングの操舵角とのうちの最大値の大きさが制限開始閾値以上となる場合、反力アクチュエータを操作して、操舵角の大きさが更に大きくなることを制限するための制限用反力を急激に大きくすることとしている。

また、特許文献２には、ステアリングホイールの操舵角と転舵輪の転舵角との関係を表す舵角比特性を調整可能な操舵制御装置に関する技術が開示されている。この技術では、舵角比特性として、走行時舵角比特性と停車時舵角特性の少なくとも２つの特性を設定している。

特開２０１８−０４７７８４号公報 特開２０１５−１２３８６４号公報

特許文献２の技術のように、舵角比特性を車両の状態変化に応じて調整する構成では、車両の状態に応じた舵角比特性の最適化が可能となる。しかしながら、舵角比特性が変化すると、転舵角が最大となる転舵エンドに対応するステアリングの操舵角（操舵エンド）が変化してしまう。このため、特許文献１の技術のように、操舵エンドにおいて反力トルクを急激に大きくする構成において特許文献２の技術を適用すると、操舵エンドに操舵されている車両の状態が変化したときに反力トルクが急変してしまい、ドライバがステアリングの操舵に違和感を覚えるおそれがある。このように、車両の状態に応じて舵角比特性を調整可能なステアバイワイヤ方式の車両の操舵制御では、操舵エンドにおいて車両の状態が変化したときの反力トルクの制御に課題がある。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、ステアバイワイヤ方式の車両の操舵角が操舵エンドに操舵されているときに反力トルクが急変することを抑制することのできる操舵制御システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、第１の発明は、ステアバイワイヤ方式の車両の操舵制御システムに適用される。操舵制御システムは、転舵モータの作動によって車両の車輪を転舵する転舵装置と、反力モータの作動によって車両のステアリングに反力トルクを付与する反力発生装置と、車両の状態に基づいて、転舵装置を制御するための車輪の転舵角及び反力発生装置を制御するための反力トルクを演算する制御装置と、を備えている。制御装置は、第一特性に基づいて操舵角に応じた転舵角を演算する転舵角演算部と、第二特性に基づいて操舵角に応じた反力トルクを演算する反力トルク演算部と、を含んで構成されている。ここで、第一特性は、ステアリングの操舵角に対する転舵角の大きさの関係を表す特性であり、第二特性は、操舵角に対する反力トルクの大きさの関係を表す特性である。第一特性及び第二特性は、車両の状態に応じてその特性を調整可能に構成されている。転舵角演算部は、車両の状態が第一状態から第二状態に変化したことに応答して、第一特性を第一状態に対応した特性から第二状態に対応した特性へと変化させるように構成されている。そして、反力トルク演算部は、操舵角が転舵角の上限に対応する操舵エンドに操舵されている場合において、車両の状態が第一状態から第二状態に変化したときには、第二特性を第一状態に対応した特性のまま維持するように構成されている。

第２の発明は、第１の発明において更に以下の特徴を備えている。
反力トルク演算部は、操舵エンドにおいて車両の状態が第一状態から第二状態に変化した後、第三状態において操舵角が所定操舵角まで戻されたときには、第二特性を第一状態に対応した特性から第三状態に対応した特性へと変化させるように構成されている。

第３の発明は、上記の課題を解決するため、ステアバイワイヤ方式の車両の操舵制御システムに適用される。操舵制御システムは、転舵モータの作動によって車両の車輪を転舵する転舵装置と、反力モータの作動によって車両のステアリングに反力トルクを付与する反力発生装置と、車両の状態に基づいて、転舵装置を制御するための車輪の転舵角及び反力発生装置を制御するための反力トルクを演算する制御装置と、を備えている。制御装置は、第一特性に基づいて操舵角に応じた転舵角を演算する転舵角演算部と、第二特性に基づいて操舵角に応じた反力トルクを演算する反力トルク演算部と、を含んで構成されている。ここで、第一特性は、ステアリングの操舵角に対する転舵角の大きさの関係を表す特性であり、第二特性は、操舵角に対する反力トルクの大きさの関係を表す特性である。第一特性及び第二特性は、車両の状態に応じてその特性を調整可能に構成されている。転舵角演算部は、車両の状態が第一状態から第二状態に変化したことに応答して、第一特性を第一状態に対応した特性から第二状態に対応した特性へと変化させるように構成されている。そして、反力トルク演算部は、操舵角が転舵角の上限に対応する操舵エンドに操舵されている場合において、車両の状態が第一状態から第二状態に変化したときには、車両の状態の変化速度よりも緩慢な変化速度によって第二特性を第一状態に対応した特性から第二状態に対応した特性へと変化させるように構成されている。

第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において更に以下の特徴を備えている。
車両の状態は車速である。第二状態は、第一状態よりも車速が高い。そして、転舵角演算部は、操舵エンドにおいて車両の状態が第一状態から第二状態に変化した場合、操舵角に対する転舵角の大きさが小さくなるように第一特性を変化させるように構成されている。

第５の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において更に以下の特徴を備えている。
車両の状態は車速である。第二状態は、第一状態よりも車速が低い。そして、転舵角演算部は、操舵エンドにおいて車両の状態が第一状態から第二状態に変化した場合、操舵角に対する転舵角の大きさが大きくなるように第一特性を変化させるように構成されている。

第１の発明の操舵制御システムによれば、操舵エンドにおいて車両の状態が第一状態から第二状態へ変化して第一特性が変化したときであっても、第二特性は第一状態に対応した特性のまま維持される。これにより、操舵エンドが変化した場合であっても反力トルクを維持することができるので、ステアリングの操舵角が急変することを抑制してドライバの違和感を解消することが可能となる。

第２の発明の操舵制御システムによれば、操舵エンドにおいて車両の状態が第一状態から第二状態に変化した後、第三状態において操舵角が所定操舵角まで戻された場合、第二特性が第一状態に対応した特性から第三状態に対応した特性へと変化される。第二特性は、操舵角が小さいほど車両の状態に応じた反力トルクの差が小さい。このため、本発明によれば、反力トルクの急変を抑制しつつ、第二特性を車両の状態に応じた特性へと追従させることが可能となる。

第３の発明の操舵制御システムによれば、操舵エンドにおいて車両の状態が第一状態から第二状態へ変化して第一特性が変化した場合であっても、第二特性は当該状態の変化速度よりも緩慢な変化速度によって第一状態に対応した特性から第二状態に対応した特性へと変化する。これにより車両の状態が変化して操舵エンドが変化した場合であっても、それに伴う反力トルクの変動が緩慢になるため、ステアリングを切り込み或いは切り戻しをドライバに違和感無く行わせることができる。

第４の発明によれば、操舵エンドにおいて車両が加速した場合に、ステアリングの操舵角が更に切れ込むことを抑制することが可能となる。

第５の発明によれば、操舵エンドにおいて車両が減速した場合に、ステアリングの操舵角が唐突に切り戻されることを抑制することが可能となる。

本実施の形態に係る操舵制御システムの構成例を概略的に示すブロック図である。 制御装置の機能を説明するためのブロック図である。 制御装置が記憶している第一特性の一例を示す図である。 制御装置が記憶している第二特性の一例を示す図である。 反力トルク制御の課題を説明するための図である。 反力トルク調整処理を説明するための図である。 反力トルク調整処理での車速及び操舵角の変化を示すタイムチャートである。 実施の形態１に係る操舵制御システムによる処理の概要を示すフローチャートである。 実施の形態２の反力トルク調整処理を説明するための図である。 実施の形態２の反力トルク調整処理での車速及び操舵角の変化を示すタイムチャートである。 実施の形態２に係る操舵制御システムによる処理の概要を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

１．実施の形態１．
１−１．操舵制御システム
図１は、本実施の形態に係る操舵制御システムの構成例を概略的に示すブロック図である。操舵制御システム１は車両に搭載されており、ステアバイワイヤ方式で車両の車輪ＷＨを転舵する。つまり、操舵制御システム１は、ステアバイワイヤ方式の車両を実現する。

図１に示される例において、操舵制御システム１は、ステアリングホイール（ステアリング）１０、ステアリングシャフト２０、反力発生装置３０、転舵装置４０、センサ群５１〜５３、及び制御装置１００を備えている。

ステアリングホイール１０は、ドライバが操舵に用いる操作部材である。ステアリングシャフト２０は、ステアリングホイール１０に連結されており、ステアリングホイール１０とともに回転する。

反力発生装置３０は、反力モータ３１の状態を示す反力モータ状態情報ＳＴＲを制御装置１００に送る。例えば、反力モータ状態情報ＳＴＲは、反力モータ３１の駆動電圧、駆動電流、回転角、回転速度、温度、等を示す。

転舵装置４０は、車輪ＷＨを転舵する。具体的には、転舵装置４０は、転舵モータ４１、減速機４２、及び転舵軸４３を含んでいる。転舵モータ４１のロータは、減速機４２を介して転舵軸４３につながっている。転舵軸４３は、車輪ＷＨに連結されている。転舵モータ４１が回転すると、その回転運動は、転舵軸４３の直線運動に変換され、それにより車輪ＷＨが転舵される。すなわち、転舵モータ４１の作動により、車輪ＷＨを転舵することができる。この転舵モータ４１の動作は、制御装置１００によって操舵される。

転舵装置４０は、転舵モータ４１の状態を示す転舵モータ状態情報ＳＴＭを制御装置１００に送る。例えば、転舵モータ状態情報ＳＴＭは、転舵モータ４１の駆動電圧、駆動電流、回転角、回転速度、温度、等を示す。

なお、転舵装置４０は、操舵側のステアリングホイール１０及び反力発生装置３０から機械的に分離されている。

操舵角センサ５１は、ステアリングホイール１０の回転角である操舵角θを検出する。操舵角センサ５１は、検出した操舵角θの情報を制御装置１００に送る。

操舵トルクセンサ５２は、ステアリングシャフト２０に印加される操舵トルクＴＳを検出する。操舵トルクセンサ５２は、検出した操舵トルクＴＳの情報を制御装置１００に送る。

車速センサ５３は、車両の速度である車速Ｖを検出する。車速センサ５３は、検出した車速Ｖの情報を制御装置１００に送る。なお、車速センサ５３の代わりに車輪速センサを用い、各車輪の回転速度から車速Ｖが算出されてもよい。

制御装置１００は、本実施の形態に係る操舵制御システムを制御する。この制御装置１００は、プロセッサ１０２、メモリ１０４、及び入出力インターフェース１０６を備えるマイクロコンピュータを含んでいる。このマイクロコンピュータは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。プロセッサ１０２がメモリ１０４に格納された制御プログラムを実行することにより、制御装置１００による処理が実行される。

１−２．制御装置の構成
図２は、制御装置の機能を説明するためのブロック図である。制御装置１００は、ステアリングホイール１０の回転（操舵）に応じて転舵モータ４１を制御することによって、車輪ＷＨの転舵を制御する。この制御は、「転舵角制御」とも呼ばれる。また、制御装置１００は、ステアリングホイール１０の回転（操舵）に応じて反力モータ３１を制御することによって、ステアリングホイール１０に付与される反力トルクＴＲを制御する。この制御は、「反力トルク制御」とも呼ばれる。制御装置１００は、転舵角制御及び反力トルク制御を実現するための機能ブロックとして、転舵角演算部１１０と、転舵角制御部１２０と、反力トルク演算部１３０と、反力トルク制御部１４０と、を備えている。

転舵角演算部１１０は、操舵角θと車速Ｖの入力を受けて目標転舵角θｗｔを出力する。転舵角演算部１１０は、操舵角θに対する転舵角θｗの大きさの関係を表す第一特性を車両の状態毎に記憶している。ここでの車両の状態は、例えば車速Ｖである。図３は、制御装置が記憶している第一特性の一例を示す図である。この図では、車速Ａのときの特性と、車速Ａよりも大きい車速Ｂのときの特性とを例示している。この図に示すように、第一特性は、車速Ｖが大きいほど、操舵角θに対する転舵角θｗの大きさが小さくなるように関係付けられている。つまり、第一特性は、車両の状態としての車速Ｖに応じてその特性を調整可能に構成されている。このような第一特性によれば、車速Ｖが大きいほど、転舵角θｗが最大（上限）となる転舵エンドθｗｍａｘに対応する操舵角θｍａｘ（操舵エンド）が大きな角度に設定される。つまり、車速Ｂのときの転舵エンドθｗｍａｘに対応する操舵角（操舵エンド）θＢｍａｘは、車速Ａのときの転舵エンドθｗｍａｘに対応する操舵角（操舵エンド）θＡｍａｘよりも大きくなるように設定される。転舵角演算部１１０は、入力された操舵角θと車速Ｖに対応する転舵角θｗを第一特性から演算し、目標転舵角θｗｔとして出力する。演算された目標転舵角θｗｔは、転舵角制御部１２０に出力される。

転舵角制御部１２０は、車輪ＷＨの転舵角が目標転舵角θｗｔとなるように、転舵モータ４１を制御する。より詳細には、転舵角制御部１２０は、転舵モータ４１の回転角と目標転舵角θｗｔに基づいて、転舵モータ４１を駆動するための電流制御信号Ｓ１を生成する。転舵モータ４１は、電流制御信号Ｓ１にしたがって駆動され、転舵モータ４１の回転により車輪ＷＨが転舵される。

反力トルク演算部１３０は、操舵角θと車速Ｖの入力を受けて目標反力トルクＴＲｔを出力する。反力トルク演算部１３０は、操舵角θに対する反力トルクＴＲの大きさの関係を表す第二特性を車両の状態毎に記憶している。ここでの車両の状態は、例えば車速Ｖである。図４は、制御装置が記憶している第二特性の一例を示す図である。この図では、車速Ａのときの特性と、車速Ａよりも大きい車速Ｂのときの特性とを例示している。この図に示すように、第二特性は、車速が大きいほど、操舵角θに対する反力トルクＴＲの大きさが小さくなるように関係付けられている。つまり、第二特性は、車両の状態としての車速Ｖに応じてその特性を調整可能に構成されている。このような第二特性によれば、車速が大きいほど、転舵エンドθｗｍａｘ対応する反力であるエンド反力ＴＲｍａｘを発生させる操舵エンドθｍａｘが大きな角度に設定される。つまり、車速Ｂのときのエンド反力ＴＲｍａｘに対応する操舵エンドθＢｍａｘは、車速Ａのときのエンド反力ＴＲｍａｘに対応する操舵エンドθＡｍａｘよりも大きくなるように設定される。反力トルク演算部１３０は、入力された操舵角θと車速Ｖに対応する反力トルクＴＲを第二特性から演算し、目標反力トルクＴＲｔとして出力する。演算された目標反力トルクＴＲｔは、反力トルク制御部１４０に出力される。

反力トルク制御部１４０は、目標反力トルクＴＲｔが発生するように、反力モータ３１を制御する。より詳細には、反力トルク制御部１４０は、演算された目標反力トルクＴＲｔ、反力モータ３１の回転角、操舵トルクＴＳ等に基づいて、反力モータ３１を駆動するための電流制御信号Ｓ２を生成する。反力モータ３１は、電流制御信号Ｓ２にしたがって駆動され、それにより反力トルクＴＲが発生する。

なお、制御装置１００は、転舵角制御を実現するための転舵角演算部１１０及び転舵角制御部１２０から成る第一制御装置と、反力トルク制御を実現するための反力トルク演算部１３０及び反力トルク制御部１４０から成る第二制御装置とを別々に含んでいてもよい。この場合、第一制御装置と第二制御装置とは互いに通信可能に接続され、必要な情報を互いにやりとりする。

１−３．反力トルク調整処理
上述した反力トルク制御を転舵角制御とともに実行すると、以下の課題が発生する。図５は、反力トルク制御の課題を説明するための図である。この図に示すように、車両が車速Ａにおいて操舵エンドθＡｍａｘに操舵されている場合を考える。この場合、車両の状態が第一状態としての車速Ａから第二状態としての車速Ｂ（＞車速Ａ）に変化すると、車速の変化に応答して転舵角制御における第一特性が変化することによって操舵エンドに対応する操舵角が大きくなる。また、車両の状態が車速Ａから車速Ｂに変化すると、反力トルク制御における第二特性が変化することによって操舵角θＡｍａｘに対応する反力が小さくなる。その結果、ステアリングホイール１０が新たな操舵エンドθＢｍａｘまで急激に切り込んでしまい、ドライバが違和感を覚えるという課題がある。なお、このような操舵エンドにおいて反力トルクが急変する課題は、車速が上昇する場合に限らず、車速が低下する場合にも生じうる。

そこで、本実施の形態の操舵制御システム１は、必要に応じて反力トルクの大きさを調整する「反力トルク調整処理」を実行する。反力トルク調整処理は、ドライバが意図しない操舵角の急変を抑制するための処理である。例えば、車両のステアリングホイール１０が操舵エンドに操舵されている状態で車速が変化した場合、操舵角の急変を抑制するために反力トルク調整処理が実行される。

図６は、反力トルク調整処理を説明するための図である。また、図７は、反力トルク調整処理での車速及び操舵角の変化を示すタイムチャートである。反力トルク調整処理は、制御装置１００の反力トルク演算部１３０において実行される。図６及び図７に示す例では、車速Ａ（第一状態）で走行する車両が時間ｔ２において加速され、その後車速Ｂ（第二状態）で走行する場合を示している。先ず、時間ｔ０においてステアリング１０の操舵が開始されると、時間ｔ１において車速Ａにおける操舵エンドθＡｍａｘまで切り込みが行われ、その後時間ｔ２まで操舵が保持される。時間ｔ０から時間ｔ２の期間は、反力トルク演算部１３０は、車速Ａに対応する第二特性を用いて、入力された操舵角θに対応する反力トルクＴＲを演算する。

一方、反力トルク演算部１３０は、時間ｔ２において操舵角θが操舵エンドθＡｍａｘに操舵されている状態で車速が車速Ａから車速Ｂへと変化した場合、その後の第二特性を車速Ｂに対応した特性に切り替えずに車速Ａに対応した特性のままで維持する。これにより、車速の変化によって操舵エンドがθＡｍａｘからθＢｍａｘへと変化した場合であっても、操舵角θは車速Ａに対応する操舵角θＡｍａｘに保持される。これにより、反力トルクの急変によるステアリングホイール１０の切れ込みを抑えることができるので、ドライバの違和感が低減される。

その後、時間ｔ３においてステアリングホイール１０がドライバによって切り戻されると、これに伴い反力トルクも減少する。ここでは、反力トルク演算部１３０は、車速Ａに対応する第二特性を引き続き用いて、入力された操舵角θに対応する反力トルクＴＲを演算する。

ここで、第二特性は、操舵角が小さいほど車速の差による反力トルクの差が小さくなる。そこで、反力トルク演算部１３０は、時間ｔ４において操舵角θが所定操舵角θｔｈまで切り戻されたことを受けて、第二特性をそのときの車両の状態（第三状態）に対応した特性（ここでは、車速Ｂに対応した特性）に切り替える。ここでの所定操舵角θｔｈは、第二特性の切り替え前後において生じる反力トルクの段差がドライバビリティの観点から許容可能な操舵角に設定されることが好ましい。このような反力トルク調整処理によれば、操舵エンドでの反力トルクの急変を効果的に抑制することが可能となる。

１−４．操舵制御システムによる処理例
図８は、実施の形態１に係る操舵制御システムによる処理の概要を示すフローチャートである。図８に示される処理は、制御装置１００の反力トルク演算部１３０において一定サイクル毎に繰り返し実行される。

図８に示されるステップＳ１００の処理では、「操舵エンド条件」が成立するか否かが判定される。ここでの操舵エンド条件は、操舵角が操舵エンドに到達しているか否かを判定するための条件であり、例えば操舵角センサ５１が検出した操舵角θが現在の車両の状態（車速）における操舵エンドθｍａｘに達しているか否かによって判定することができる。判定の結果、操舵エンド条件の成立が認められない場合、処理は後述するステップＳ１０８の処理に進む。一方、操舵エンド条件の成立が認められた場合、次のステップＳ１０２の処理に進む。

ステップＳ１０２の処理では、車速が変化したか否かが判定される。その結果、車速が変化していない場合、処理は後述するステップＳ１０８の処理に進む。一方、車速が変化した場合、次のステップＳ１０４の処理に進む。

ステップＳ１０４の処理では、変化前の車速に対応する第二特性を用いて、入力された操舵角θに対応する目標反力トルクＴＲｔが算出される。次のステップＳ１０６の処理では、「操舵戻し条件」が成立するか否かが判定される。操舵戻し条件は、操舵角θが所定操舵角θｔｈ以下となるまで戻されたか否かによって判定される条件である。その結果、操舵戻し条件の成立が認められない場合には、再びステップＳ１０４の処理に戻り反力トルクの演算が行われる。一方、操舵戻し条件の成立が認められた場合には次のステップＳ１０８の処理に進む。

ステップＳ１０８の処理では、現在の車速Ｖに応じた第二特性を用いて、入力された操舵角θに対応する目標反力トルクＴＲｔが算出される。ステップＳ１０８の処理が完了すると、本ルーチンは終了される。

このように、図８に示す反力トルク調整処理によれば、操舵エンドでの車速変化時に問題となる反力トルクの急変動を抑制することができる。これにより、ステアリングホイールが急激に動かされることを防ぐことができるので、ドライバの違和感が低減される。

１−５．変形例
上述した実施の形態１の操舵制御システム１は、以下のように変形した態様を適用してもよい。

反力トルク調整処理は、操舵エンドにおける車速の変化時に限らず、車両の状態が変化する他の場合に適用してもよい。例えば、反力トルク調整処理は、操舵エンドにおいて車両のヨーレートや横加速度が変化した場合に実行する構成でもよい。この場合、第一特性及び第二特性は、これらの車両の状態（ヨーレート、横加速度）毎の特性を定めておけばよい。この変形例の構成は、後述する実施の形態２の操舵制御システムにおいても適用することができる。

反力トルク調整処理は、操舵エンドにおける車速の変化が加速である場合に限らず減速である場合に適用してもよい。この場合、操舵エンドにおいて反力トルクが急増してステアリング１０が切り戻されることが抑制される。この変形例の構成は、後述する実施の形態２の操舵制御システムにおいても適用することができる。

２．実施の形態２．
２−１．実施の形態２の特徴
実施の形態２の操舵制御システムは、操舵エンドにおいて車速が車速Ａから車速Ｂ（＞車速Ａ）に変化（加速）した場合、反力トルクを徐々に小さくする反力トルク調整処理を行う点に特徴を有している。実施の形態２の操舵制御システムの構成は、実施の形態１の操舵制御システム１の構成と同様である。また、転舵角制御及び反力トルク制御の基本的な考え方は、実施の形態１と同じである。実施の形態１と重複する説明は、適宜省略される。

図９は、実施の形態２の反力トルク調整処理を説明するための図である。また、図１０は、実施の形態２の反力トルク調整処理での車速及び操舵角の変化を示すタイムチャートである。実施の形態２の操舵制御システムにおいて実行される反力トルク調整処理は、制御装置１００の反力トルク演算部１３０において実行される。図９及び図１０に示す例では、車速Ａ（第一状態）で走行する車両が時間ｔ２において加速され、その後車速Ｂ（第二状態）で走行する場合を示している。先ず、時間ｔ０においてステアリング１０の操舵が開始されると、時間ｔ１において車速Ａにおける操舵エンドθＡｍａｘまで切り込みが行われ、その後時間ｔ２まで操舵が保持される。時間ｔ０から時間ｔ２の期間は、反力トルク演算部１３０は、車速Ａに対応する第二特性を用いて、入力された操舵角θに対応する反力トルクＴＲを演算する。

一方、反力トルク演算部１３０は、時間ｔ２において操舵角θが操舵エンドθＡｍａｘに操舵されている状態で車速が車速Ａから車速Ｂへと変化した場合、反力トルクの演算に用いる車速を、実際の車速Ａから車速Ｂへと変化速度よりも緩慢に変化させる。例えば、反力トルク演算部１３０は、車速Ａから車速Ｂへの変化に所定のなまし処理を施すことによって、演算に用いる車速の変化を実際の速度変化よりも緩慢にする。また、反力トルク演算部１３０は、車速Ａから車速Ｂへの変化速度を所定の上限値でガードすることによって、演算に用いる車速の変化を実際の速度変化よりも緩慢にすることもできる。これにより、演算される反力トルクの急変を抑えながら操舵角をθＡｍａｘからθＢｍａｘへと自然に切り込ませることが可能となるので、ドライバの違和感が低減される。

その後、時間ｔ３においてステアリング１０の切り戻しが開始されると、反力トルク演算部１３０は、車速Ｂに対応する第二特性を用いて、入力された操舵角θに対応する反力トルクＴＲを演算する。このような反力トルク調整処理によれば、操舵エンドでの反力トルクの急変を効果的に抑制することが可能となる。

２−２．操舵制御システムによる処理例
図１１は、実施の形態２に係る操舵制御システムによる処理の概要を示すフローチャートである。図１１に示される処理は、制御装置１００の反力トルク演算部１３０において一定サイクル毎に繰り返し実行される。

図１１に示されるステップＳ２００の処理では、「操舵エンド条件」が成立するか否かが判定される。ここでは上記ステップＳ１００と同様の処理が実行される。判定の結果、操舵エンド条件の成立が認められない場合、処理はステップＳ２０２の処理に進む。一方、操舵エンド条件の成立が認められた場合、処理はステップＳ２０４の処理に進む。

ステップＳ２０２の処理では、上記ステップＳ１０８の処理と同様に、車速に応じた第二特性を用いた反力トルク演算処理が実行される。ステップＳ２０２の処理が完了すると、本ルーチンは終了される。

ステップＳ２０４の処理では、車速が変化したか否かが判定される。その結果、車速が変化していない場合、処理は上記ステップＳ２０２の処理に進む。一方、車速が変化した場合、処理は次のステップＳ２０６の処理に進む。

ステップＳ２０６の処理では、変化前の車速に対応した特性から車速に対応した特性へと第二特性を徐々に変化させながら、入力された操舵角θに対応する反力トルクＴＲが算出される。ステップＳ２０６の処理が完了すると、本ルーチンは終了される。

このように、図１１に示す反力トルク調整処理によれば、操舵エンドでの車速変化時に問題となる反力トルクの急変動を抑制することができる。これにより、ステアリングホイールが急激に動かされることを防ぐことができるので、ドライバの違和感が低減される。

１ 操舵制御システム
１０ ステアリングホイール
２０ ステアリングシャフト
３０ 反力発生装置
３１ 反力モータ
４０ 転舵装置
４１ 転舵モータ
４２ 減速機
４３ 転舵軸
５１ 操舵角センサ
５２ 操舵トルクセンサ
５３ 車速センサ
１００ 制御装置（ＥＣＵ）
１０２ プロセッサ
１０４ メモリ
１０６ 入出力インターフェース
１１０ 転舵角演算部
１２０ 転舵角制御部
１３０ 反力トルク演算部
１４０ 反力トルク制御部

Claims (5)

1. ステアバイワイヤ方式の車両の操舵制御システムであって、
   転舵モータの作動によって前記車両の車輪を転舵する転舵装置と、
   反力モータの作動によって前記車両のステアリングに反力トルクを付与する反力発生装置と、
   前記車両の状態に基づいて、前記転舵装置を制御するための前記車輪の転舵角及び前記反力発生装置を制御するための反力トルクを演算する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記ステアリングの操舵角に対する前記転舵角の大きさの関係を表す第一特性に基づいて、前記操舵角に応じた前記転舵角を演算する転舵角演算部と、
   前記操舵角に対する前記反力トルクの大きさの関係を表す第二特性に基づいて、前記操舵角に応じた前記反力トルクを演算する反力トルク演算部と、を含んで構成され、
   前記第一特性及び前記第二特性は、前記車両の状態に応じてその特性を調整可能に構成され、
   前記転舵角演算部は、前記車両の状態が第一状態から第二状態に変化したことに応答して、前記第一特性を前記第一状態に対応した特性から前記第二状態に対応した特性へと変化させるように構成され、
   前記反力トルク演算部は、前記操舵角が前記転舵角の上限に対応する操舵エンドに操舵されている場合において、前記車両の状態が前記第一状態から前記第二状態に変化したときには、前記第二特性を前記第一状態に対応した特性のまま維持するように構成されることを特徴とする操舵制御システム。
2. 前記反力トルク演算部は、前記操舵エンドにおいて前記車両の状態が前記第一状態から前記第二状態に変化した後、第三状態において前記操舵角が所定操舵角まで戻されたときには、前記第二特性を前記第一状態に対応した特性から前記第三状態に対応した特性へと変化させるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の操舵制御システム。
3. ステアバイワイヤ方式の車両の操舵制御システムであって、
   転舵モータの作動によって前記車両の車輪を転舵する転舵装置と、
   反力モータの作動によって前記車両のステアリングに反力トルクを付与する反力発生装置と、
   前記車両の状態に基づいて、前記転舵装置を制御するための前記車輪の転舵角及び前記反力発生装置を制御するための反力トルクを演算する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記ステアリングの操舵角に対する前記転舵角の大きさの関係を表す第一特性に基づいて、前記操舵角に応じた前記転舵角を演算する転舵角演算部と、
   前記操舵角に対する前記反力トルクの大きさの関係を表す第二特性に基づいて、前記操舵角に応じた前記反力トルクを演算する反力トルク演算部と、を含んで構成され、
   前記第一特性及び前記第二特性は、前記車両の状態に応じてその特性を調整可能に構成され、
   前記転舵角演算部は、前記車両の状態が第一状態から第二状態に変化したことに応答して、前記第一特性を前記第一状態に対応した特性から前記第二状態に対応した特性へと変化させるように構成され、
   前記反力トルク演算部は、前記操舵角が前記転舵角の上限に対応する操舵エンドに操舵されている場合において、前記車両の状態が前記第一状態から前記第二状態に変化したときには、前記車両の状態の変化速度よりも緩慢な変化速度によって前記第二特性を前記第一状態に対応した特性から前記第二状態に対応した特性へと変化させるように構成されることを特徴とする操舵制御システム。
4. 前記車両の状態は車速であり、
   前記第二状態は、前記第一状態よりも前記車速が高く、
   前記転舵角演算部は、前記操舵エンドにおいて前記車両の状態が前記第一状態から前記第二状態に変化した場合、前記操舵角に対する前記転舵角の大きさが小さくなるように前記第一特性を変化させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の操舵制御システム。
5. 前記車両の状態は車速であり、
   前記第二状態は、前記第一状態よりも前記車速が低く、
   前記転舵角演算部は、前記操舵エンドにおいて前記車両の状態が前記第一状態から前記第二状態に変化した場合、前記操舵角に対する前記転舵角の大きさが大きくなるように前記第一特性を変化させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の操舵制御システム。

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