JP2023135040A - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転舵角の制御の操作量を定める変数の変化速度を運転者の操舵の意思に沿ったものにできるようにした転舵制御装置を提供する。【解決手段】ＰＵ７２は、自動操舵モードから手動操舵モードに切り替わる場合、転舵角の目標値を自動操舵モードの値から手動操舵モードの値に徐変させる。ＰＵ７２は、徐変速度を、操舵トルクＴｈに応じて設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

たとえば下記特許文献１には、転舵角を制御すべく、ラックアンドピニオン機構のピニオン軸の角度であるピニオン角を制御する装置が記載されている。この装置は、自動操舵制御と手動操舵制御との一方から他方へ切り替えられる場合、一方の制御の目標ピニオン角から他方の制御の目標ピニオン角へと徐々に移行させる処理を実行する。特にこの装置では、徐々に移行させる速度を、操舵角速度および車速に応じて設定する。

特開２０２０－１８５９２０号公報

上記装置では、徐々に移行させる速度が必ずしも運転者にとって適切な操作感とならない懸念がある。

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．操舵角と転舵角との関係を変更可能な操舵系を備える車両に適用され、前記操舵角は、ステアリングホイールの回転角度であり、前記転舵角は、前記車両の転舵輪の切れ角であり、操作変数取得処理、操舵トルク取得処理、操作処理、徐変処理、およびトルク感応処理を実行するように構成され、前記操作変数取得処理は、前記操舵系の操作量を定めるための変数である操作変数の値を取得する処理であり、前記操作量は、前記転舵角を調整するための量であり、前記操舵トルク取得処理は、操舵トルクを取得する処理であり、前記操舵トルクは、前記ステアリングホイールに入力されるトルクであり、前記操作処理は、前記操作変数の値を入力とすることによって前記操舵系を操作する処理であり、前記徐変処理は、前記操作処理の入力となる前記操作変数の値の変化を小さい側に制限する処理であり、前記トルク感応処理は、前記徐変処理による前記操作変数の徐変速度を前記操舵トルクに応じて定める処理である転舵制御装置である。

上記構成では、徐変速度を操舵トルクに応じて定める。操舵トルクは、運転者の操舵の意思を反映する変数である。したがって、上記構成によれば、徐変速度を運転者の操舵の意思に応じた適切なものとすることができる。

２．前記トルク感応処理は、前記操舵トルクの大きさが大きい場合の前記徐変速度の大きさを小さい場合の前記徐変速度の大きさ以上とする処理である上記１記載の転舵制御装置である。

操舵トルクが大きい場合には小さい場合よりも操舵角および転舵角を早期に所望の角度に変化させることを運転者が望んでいると考えられる。そこで上記構成では、操舵トルクが大きい場合に徐変速度を大きくすることにより、運転者に違和感を与えることを抑制しつつ極力早期に操作変数の値を変更することができる。

３．前記操作変数取得処理は、前記操作変数としての目標転舵角変数の値を取得する処理であって且つ、切替処理を含み、前記目標転舵角変数は、転舵角の目標値を示す変数であって且つ、第１目標変数および第２目標変数を含み、前記切替処理は、前記操作処理の入力となる前記目標転舵角変数の値を、前記第１目標変数の値と前記第２目標変数の値との２つのうちのいずれか１つから残りの１つに変更する処理であり、前記切替処理によって前記いずれか１つから残りの１つに変更される場合に前記徐変処理を実行するように構成されている上記１または２記載の転舵制御装置である。

上記構成では、第１目標変数の値と第２目標変数の値とのいずれか１つから残りの１つに変更される場合に徐変処理を実行する。これにより、操作処理に入力される目標転舵角変数の値の急激な変化を抑制できる。しかも、その徐変速度を運転者の意思に応じた適切な速度とすることができる。

４．前記操作変数取得処理は、前記操作変数としての目標転舵角変数の値を取得する処理であり、前記目標転舵角変数は、転舵角の目標値を示す変数であり、前記徐変処理は、前記操作変数取得処理によって取得される前記目標転舵角変数の前回値と今回値との差を算出して前記今回値を前記差であるオフセット量に応じてずらした値を前記操作処理の入力とする処理と、前記オフセット量を前記操舵トルクの大きさに応じて漸減させる処理と、を含む上記１～３のいずれか１項に記載の転舵制御装置である。

上記構成では、目標転舵角変数の前回値と今回値との差であるオフセット量に応じて今回値をずらした値を操作処理の入力とし、オフセット量を漸減させる。そのため、前回値と今回値との差の大きさが大きい場合であっても、操作処理への入力となる目標転舵角変数の値の急激な変化を抑制できる。しかも、オフセット量の漸減速度を操舵トルクに応じて設定することにより、漸減速度を運転者の操舵の意思に応じた適切な速度にすることができる。

５．制御状態の切り替わりを検知する検知処理を実行するように構成され、前記徐変処理を、前記検知処理によって前記制御状態の切り替わりが検知されることを入力として実行するように構成されている上記４記載の転舵制御装置である。

上記構成では、制御状態の切り替わりが検知された場合に徐変処理を実行する。そのため、切り替わりの検知とは独立に徐変処理を実行する場合と比較して、不必要に操作処理への入力となる目標転舵角変数の値の変化速度の大きさが小さくなることを抑制できる。

６．前記操作変数取得処理は、前記操作変数としての目標転舵角変数の値を取得する処理であって且つ、制御車速に応じて前記目標転舵角変数の値を取得する処理であり、前記目標転舵角変数は、転舵角の目標値を示す変数であり、前記操作変数取得処理の入力となる前記制御車速を、複数の制御車速から選択する選択処理を実行し、前記徐変処理は、前記選択処理によって選択される前記制御車速が第１制御車速から第２制御車速へと変更される場合、前記操作変数取得処理の入力となる前記制御車速と前記第２制御車速との差の大きさを前記操舵トルクに応じて漸減させることによって、前記目標転舵角変数の値の変化を小さい側に制限する処理である上記１または２記載の転舵制御装置である。

第１車輪速度から第２車輪速度に切り替わる場合には、目標転舵角変数の値が急変するおそれがある。そこで上記構成では、上記切り替わる場合、操作変数算出処理の入力となる制御車速と第２制御車速との差を漸減させる。これにより、目標転舵角変数の値が急変することを抑制できる。しかも、漸減速度を操舵トルクの大きさに応じて定めることにより、漸減速度を、運転者の操舵の意思に応じた適切な速度とすることができる。

第１の実施形態にかかる車両の構成を示す図である。 同実施形態にかかる転舵制御装置が実行する処理の一部を示すブロック図である。 同実施形態にかかる転舵制御装置が実行する処理の手順を示す流れ図である。 第２の実施形態にかかる転舵制御装置が実行する処理の手順を示す流れ図である。 同実施形態にかかる転舵制御装置が実行する処理の手順を示す流れ図である。 第３の実施形態にかかる転舵制御装置が実行する処理の一部を示すブロック図である。 同実施形態にかかる転舵制御装置が実行する処理の手順を示す流れ図である。

＜第１の実施形態＞
以下、転舵制御装置の第１実施形態を図面に従って説明する。
「前提構成」
図１に示すように、車両の操舵装置１０は、ステアバイワイヤ式の操舵装置である。操舵装置１０は、反力アクチュエータＡｒと、転舵アクチュエータＡｔとを備えている。本実施形態の操舵装置１０は、ステアリングホイール１２と、転舵輪４４との間の動力伝達路が機械的に遮断された構造を有している。

ステアリングホイール１２には、ステアリングシャフト１４が連結されている。反力アクチュエータＡｒは、ステアリングホイール１２に操舵反力を付与するためのアクチュエータである。操舵反力とは、運転者によるステアリングホイール１２の操作方向と反対方向へ向けて作用する力をいう。操舵反力をステアリングホイール１２に付与することにより、運転者に適度な手応え感を与えることが可能である。反力アクチュエータＡｒは、減速機構１６、反力モータ２０、および反力用インバータ２２を備えている。

反力モータ２０は、３相のブラシレスモータである。反力モータ２０の回転軸は、減速機構１６を介して、ステアリングシャフト１４に連結されている。
一方、転舵シャフト４０は、図１中の左右方向である車幅方向に沿って延びる。転舵シャフト４０の両端には、それぞれタイロッド４２を介して左右の転舵輪４４が連結されている。転舵シャフト４０が直線運動することにより、転舵輪４４の転舵角が変更される。

転舵アクチュエータＡｔは、減速機構５６、転舵モータ６０、および転舵用インバータ６２を備えている。転舵モータ６０は、３相のブラシレスモータである。転舵モータ６０の回転軸は、減速機構５６を介してピニオンシャフト５２に連結されている。ピニオンシャフト５２のピニオン歯は、転舵シャフト４０のラック歯５４に噛み合わされている。ピニオンシャフト５２とラック歯５４が設けられた転舵シャフト４０とによって、ラックアンドピニオン機構５０が構成されている。転舵モータ６０のトルクは、転舵力としてピニオンシャフト５２を介して転舵シャフト４０に付与される。転舵モータ６０の回転に応じて、転舵シャフト４０は図１中の左右方向である車幅方向に沿って移動する。

操舵装置１０は、転舵ＥＣＵ７０を備えている。
転舵ＥＣＵ７０は、ステアリングホイール１２を制御対象とする。転舵ＥＣＵ７０は、制御対象の制御量としての操舵反力を制御すべく、反力アクチュエータＡｒを操作する。図１には、反力用インバータ２２への操作信号ＭＳｓを記載している。また、転舵ＥＣＵ７０は、転舵輪４４を制御対象とする。転舵ＥＣＵ７０は、制御対象の制御量としての転舵輪４４の転舵角を制御すべく、転舵アクチュエータＡｔを操作する。図１には、転舵用インバータ６２への操作信号ＭＳｔを記載している。

転舵ＥＣＵ７０は、制御量を制御すべく、トルクセンサ８０によって検出される、ステアリングシャフト１４への入力トルクである操舵トルクＴｈを参照する。また、転舵ＥＣＵ７０は、回転角センサ８２によって検出される反力モータ２０の回転軸の回転角θａを参照する。また、転舵ＥＣＵ７０は、反力モータ２０に流れる電流ｉｕ１，ｉｖ１，ｉｗ１を参照する。電流ｉｕ１，ｉｖ１，ｉｗ１は、反力用インバータ２２の各レッグに設けられたシャント抵抗の電圧降下量として定量化されている。転舵ＥＣＵ７０は、制御量を制御すべく、回転角センサ８４によって検出される転舵モータ６０の回転軸の回転角θｂを参照する。また、転舵ＥＣＵ７０は、転舵モータ６０に流れる電流ｉｕ２，ｉｖ２，ｉｗ２を参照する。電流ｉｕ２，ｉｖ２，ｉｗ２は、転舵用インバータ６２の各レッグに設けられたシャント抵抗の電圧降下量として定量化されている。

転舵ＥＣＵ７０は、また、制動ＥＣＵ９０から出力される車輪速度ωｗａ～ωｗｄを参照する。制動ＥＣＵ９０は、車輪速度センサ１００によって検出される右側の転舵輪４４の車輪速度ωｗａを取得する。また、制動ＥＣＵ９０は、車輪速度センサ１０２によって検出される左側の転舵輪４４の車輪速度ωｗｂを取得する。また、制動ＥＣＵ９０は、車輪速度センサ１０４によって検出される右側の車輪４６の車輪速度ωｗｃを取得する。また、制動ＥＣＵ９０は、車輪速度センサ１０６によって検出される左側の車輪４６の車輪速度ωｗｄを取得する。

また、転舵ＥＣＵ７０は、ユーザインターフェース１０８の操作状態を参照する。ユーザインターフェース１０８は、運転者が、自動操舵モードと手動操舵モードとのうちのいずれかを指示するための操作部である。手動操舵モードは、運転者がステアリングホイール１２を操作することによって転舵輪４４を転舵させるモードである。自動操舵モードは、上位ＥＣＵ１１０による指令に基づき転舵輪４４が転舵されるモードである。上位ＥＣＵ１１０は、転舵ＥＣＵ７０および制動ＥＣＵ９０に指令信号を出力する。

転舵ＥＣＵ７０は、ＰＵ７２、記憶装置７４および周辺回路７６を備えている。ＰＵ７２は、ＣＰＵ、ＧＰＵ、およびＴＰＵ等のソフトウェア処理装置である。ここで、周辺回路７６は、内部の動作を規定するクロック信号を生成する回路、電源回路、およびリセット回路等を含む。転舵ＥＣＵ７０は、記憶装置７４に記憶されたプログラムをＰＵ７２が実行することにより制御量を制御する。

「制御」
図２に、転舵ＥＣＵ７０によって実行される処理の一部を示す。
車速算出処理Ｍ１０は、車輪速度ωｗａ～ωｗｄに基づき車速Ｖを算出する処理である。

操舵角算出処理Ｍ１２は、回転角θａを入力として、ステアリングホイール１２の回転角である操舵角θｈを算出する処理である。操舵角算出処理Ｍ１２は、回転角θａを、たとえば、車両が直進しているときのステアリングホイール１２の位置であるステアリング中立位置からの反力モータ２０の回転数をカウントすることにより、３６０°を超える範囲を含む積算角に換算する処理を含む。操舵角算出処理Ｍ１２は、換算して得られた積算角に減速機構１６の回転速度比に基づく換算係数を乗算することで、操舵角θｈを演算する処理を含む。なお、操舵角θｈは、たとえば、ステアリング中立位置よりも右側の角度である場合に正、左側の角度である場合に負とする。

ピニオン角算出処理Ｍ１４は、回転角θｂを入力として、ピニオンシャフト５２の回転角度であるピニオン角θｐを算出する処理である。ピニオン角算出処理Ｍ１４は、たとえば、車両が直進しているときの転舵シャフト４０の位置であるラック中立位置からの転舵モータ６０の回転数をカウントすることにより、３６０°を超える範囲を含む積算角に換算する処理を含む。ピニオン角算出処理Ｍ１４は、換算して得られた積算角に減速機構５６の回転速度比に基づく換算係数を乗算することで、ピニオンシャフト５２の実際の回転角であるピニオン角θｐを演算する処理を含む。なお、ピニオン角θｐは、ラック中立位置よりも、たとえば右側の角度である場合に正、左側の角度である場合に負とする。転舵モータ６０と、ピニオンシャフト５２とは、減速機構５６を介して連動する。このため、転舵モータ６０の回転角θｂと、ピニオン角θｐとの間には相関関係がある。この相関関係を利用して転舵モータ６０の回転角θｂからピニオン角θｐを求めることができる。また、ピニオンシャフト５２は、転舵シャフト４０に噛合されている。このため、ピニオン角θｐと転舵シャフト４０の移動量との間にも相関関係がある。すなわち、ピニオン角θｐは、転舵輪４４の転舵角を示す変数である。

目標反力算出処理Ｍ１６は、操舵トルクＴｈ、車速Ｖ、およびピニオン角θｐを入力として、ステアリングホイール１２に加えるべき操舵反力に応じた、目標反力Ｔｒ＊を算出する処理である。目標反力Ｔｒ＊は、実際には反力モータ２０に対する目標値である。目標反力Ｔｒ＊に減速機構１６による減速比に応じた係数を乗算した値が、操舵反力の目標値となる。

反力操作処理Ｍ１８は、目標反力Ｔｒ＊、電流ｉｕ１，ｉｖ１，ｉｗ１、および回転角θａを入力として、反力用インバータ２２に対する操作信号ＭＳｓを出力する処理である。反力操作処理Ｍ１８は、目標反力Ｔｒ＊に基づきｄｑ軸の電流指令値を算出する処理を含む。また、反力操作処理Ｍ１８は、電流ｉｕ１，ｉｖ１，ｉｗ１および回転角θａに基づき、ｄｑ軸の電流を算出する処理を含む。そして、反力操作処理Ｍ１８は、ｄｑ軸の電流が指令値となるように、反力用インバータ２２を操作すべく操作信号ＭＳｓを算出する処理を含む。

目標ピニオン角算出処理Ｍ２０は、操舵角θｈおよび車速Ｖを入力として、目標ピニオン角θｐ＊ｍを算出する処理である。目標ピニオン角θｐ＊ｍは、運転者によるステアリングホイール１２の操作に応じたピニオン角θｐの目標値である。

選択処理Ｍ２２は、上位ＥＣＵ１１０からの目標ピニオン角θｐ＊ａと目標ピニオン角θｐ＊ｍとのいずれかを選択して目標ピニオン角θｐ＊０に代入する処理である。選択処理Ｍ２２は、手動操舵モードにおいて、目標ピニオン角θｐ＊ｍを目標ピニオン角θｐ＊０に代入する処理を含む。また、選択処理Ｍ２２は、自動操舵モードにおいて、目標ピニオン角θｐ＊ａを目標ピニオン角θｐ＊０に代入する処理を含む。

オフセット量算出処理Ｍ２４は、目標ピニオン角θｐ＊０、操舵角θｈおよび車速Ｖを入力として、目標ピニオン角θｐ＊０のオフセット量Δθｐを算出する処理である。
オフセット補正処理Ｍ２６は、目標ピニオン角θｐ＊０からオフセット量Δθｐを減算することによって、目標ピニオン角θｐ＊を算出する処理である。

ピニオン角フィードバック処理Ｍ２８は、ピニオン角θｐを目標ピニオン角θｐ＊にフィードバック制御すべく、転舵モータ６０のトルクの指令値である転舵トルク指令値Ｔｔ＊を算出する処理である。

転舵操作処理Ｍ３０は、転舵トルク指令値Ｔｔ＊、電流ｉｕ２，ｉｖ２，ｉｗ２、および回転角θｂを入力として、転舵用インバータ６２に対する操作信号ＭＳｔを出力する処理である。転舵操作処理Ｍ３０は、転舵トルク指令値Ｔｔ＊に基づきｄｑ軸の電流指令値を算出する処理を含む。また、転舵操作処理Ｍ３０は、電流ｉｕ２，ｉｖ２，ｉｗ２および回転角θｂに基づき、ｄｑ軸の電流を算出する処理を含む。そして、転舵操作処理Ｍ３０は、ｄｑ軸の電流が指令値となるように、転舵用インバータ６２を操作すべく操作信号ＭＳｔを算出する処理を含む。

図３に、オフセット量算出処理Ｍ２４のうち、自動操舵モードから手動操舵モードへの切り替えに伴う処理の手順を示す。図３に示す処理は、記憶装置７４に記憶されたプログラムをＰＵ７２がたとえば所定周期でくり返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって各処理のステップ番号を付与する。

図３に示す一連の処理において、ＰＵ７２は、まず、操舵トルクＴｈ、操舵角速度ωｈ、および車速Ｖを取得する（Ｓ１０）。操舵角速度ωｈは、ＰＵ７２により、操舵角θｈを入力として算出される。次にＰＵ７２は、自動操舵モードから手動操舵モードへと切り替わったときであるか否かを判定する（Ｓ１２）。ＰＵ７２は、切り替わったときであると判定する場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、目標ピニオン角θｐ＊ａ，θｐ＊ｍを取得する（Ｓ１４）。次にＰＵ７２は、目標ピニオン角θｐ＊ｍから目標ピニオン角θｐ＊ａを減算した値をオフセット量初期値Δθｐｂに代入して且つ、オフセット量Δθｐにオフセット量初期値Δθｐｂを代入する（Ｓ１６）。

ＰＵ７２は、Ｓ１６の処理を完了する場合と、Ｓ１２の処理において否定判定する場合と、には、減少量ベース値Δ０を算出する（Ｓ１８）。ＰＵ７２は、操舵角速度ωｈの大きさが大きい場合の減少量ベース値Δ０を、小さい場合の減少量ベース値Δ０以上とする。また、ＰＵ７２は、操舵トルクＴｈの大きさが大きい場合の減少量ベース値Δ０を、小さい場合の減少量ベース値Δ０以上とする。この処理は、たとえば、記憶装置７４にマップデータが記憶された状態でＰＵ７２によって減少量ベース値Δ０をマップ演算することによって実現できる。ここで、マップデータは、操舵角速度ωｈの絶対値および操舵トルクＴｈの絶対値を入力変数として且つ、減少量ベース値Δ０を出力変数とするデータである。

なお、マップデータとは、入力変数の離散的な値と、入力変数の値のそれぞれに対応する出力変数の値と、の組データである。また、マップ演算は、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれかに一致する場合、対応するマップデータの出力変数の値を演算結果とする処理とすればよい。また、マップ演算は、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれにも一致しない場合、マップデータに含まれる複数の出力変数の値の補間によって得られる値を演算結果とする処理とすればよい。また、これに代えて、マップ演算は、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれにも一致しない場合、マップデータに含まれる複数の出力変数の値のうちの最も近い値に対応するマップデータの出力変数の値を演算結果とする処理としてもよい。

次にＰＵ７２は、車速Ｖに応じてゲインＧを算出する（Ｓ２０）。ＰＵ７２は、車速Ｖが大きい場合のゲインＧを、小さい場合のゲインＧ以上とする。この処理は、たとえば、記憶装置７４にマップデータが記憶された状態でＰＵ７２によってゲインＧをマップ演算することによって実現できる。ここで、マップデータは、車速Ｖを入力変数として且つ、ゲインＧを出力変数とするデータである。

次に、ＰＵ７２は、減少量ベース値Δ０にゲインＧを乗算した値を、オフセット減少量Δ１に代入する（Ｓ２２）。そして、ＰＵ７２は、オフセット減少量Δ１が、下限値ΔＬよりも小さいか否かを判定する（Ｓ２４）。ＰＵ７２は、車速Ｖに応じて下限値ΔＬを算出する。ＰＵ７２は、車速Ｖが大きい場合の下限値ΔＬを、小さい場合の下限値ΔＬ以上とする。この処理は、たとえば、記憶装置７４にマップデータが記憶された状態でＰＵ７２によって下限値ΔＬをマップ演算することによって実現できる。ここで、マップデータは、車速Ｖを入力変数として且つ、下限値ΔＬを出力変数とするデータである。

ＰＵ７２は、下限値ΔＬよりも小さいと判定する場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、オフセット減少量Δ１に下限値ΔＬを代入する（Ｓ２６）。ＰＵ７２は、Ｓ２６の処理を完了する場合と、Ｓ２４の処理において否定判定する場合と、には、オフセット量初期値Δθｐｂが正であるか否かを判定する（Ｓ２８）。ＰＵ７２は、正であると判定する場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、オフセット量Δθｐからオフセット減少量Δ１を減算した値とゼロとのうちの大きい方を、オフセット量Δθｐに代入する（Ｓ３０）。一方、ＰＵ７２は、オフセット量初期値Δθｐｂがゼロ以下であると判定する場合（Ｓ２８：ＮＯ）、オフセット量Δθｐにオフセット減少量Δ１を加算した値とゼロとのうちの小さい方を、オフセット量Δθｐに代入する（Ｓ３２）。

なお、ＰＵ７２は、Ｓ３０，Ｓ３２の処理を完了する場合、図３に示す一連の処理を一旦終了する。ちなみに、手動操舵モードから自動操舵モードに切り替えられる場合、Ｓ１２の処理を変更しつつ図３に示した処理と同様の処理を実行する。

「本実施形態の作用および効果」
ＰＵ７２は、自動操舵モードから手動操舵モードに切り替えられる場合、目標ピニオン角θｐ＊０を、目標ピニオン角θｐ＊ａから目標ピニオン角θｐ＊ｍに徐々に変化させる。自動操舵モードから手動操舵モードに切り替えられた時点では、目標ピニオン角θｐ＊ａと目標ピニオン角θｐ＊ｍとには、大きな差がある可能性がある。そのため、目標ピニオン角θｐ＊ａから目標ピニオン角θｐ＊ｍへとステップ的に目標ピニオン角θｐ＊０を切り替えたのでは、ピニオン角θｐが急変するおそれがある。これに対し、目標ピニオン角θｐ＊を目標ピニオン角θｐ＊ａから目標ピニオン角θｐ＊ｍに徐々に変化させることにより、目標ピニオン角θｐ＊の急激な変化を抑制できる。

しかも、ＰＵ７２は、オフセット減少量Δ１を操舵トルクＴｈの大きさに応じて設定する。換言すれば、ＰＵ７２は、目標ピニオン角θｐ＊ａから目標ピニオン角θｐ＊ｍへの徐変速度を、操舵トルクＴｈの大きさに応じて設定する。操舵トルクＴｈは、運転者の操舵の意思を反映する変数である。したがって、操舵トルクＴｈに応じて徐変速度を設定することにより、徐変速度を運転者の操舵の意思に応じた適切なものとすることができる。

以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する作用および効果が得られる。
（１－１）操舵トルクＴｈが大きい場合には小さい場合よりも操舵角θｈを早期に所望の角度に変化させることを運転者が望んでいると考えられる。そこで、ＰＵ７２は、操舵トルクＴｈの大きさが大きい場合のオフセット減少量Δ１を小さい場合のオフセット減少量Δ１以上とした。これにより、操舵トルクＴｈが大きい場合には目標ピニオン角θｐ＊を目標ピニオン角θｐ＊ｍに迅速に近づけることができる。そのため、運転者に違和感を与えることを抑制しつつ極力早期に目標ピニオン角θｐ＊を目標ピニオン角θｐ＊ｍに近づけることができる。

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

上述したように、車速算出処理Ｍ１０は、車輪速度ωｗ１～ωｗ４に基づき車速を算出する処理である。ここで、車輪速度ωｗ１～ωｗ４のいずれか１つに異常が生じる場合、制動ＥＣＵ９０がその旨を転舵ＥＣＵ７０に通知する。その場合、車速算出処理Ｍ１０は、通知前とは異なる処理によって、車速Ｖを算出する。

本実施形態では、上記異常の通知に起因して車速Ｖが変化する際に目標ピニオン角θｐ＊の変化速度の大きさを小さい側に制限する。
図４に、車速算出処理Ｍ１０の手順を示す。図４に示す処理は、記憶装置７４に記憶されたプログラムをＰＵ７２がたとえば所定周期でくり返し実行することにより実現される。

図４に示す一連の処理において、ＰＵ７２は、車輪速度ωｗ１～ωｗ４を取得する（Ｓ４０）。ＰＵ７２は、Ｓ４０の処理において新たに車輪速度ωｗ１～ωｗ４を取得する際、１輪の検出値が無効である旨の判定が制動ＥＣＵ９０によってなされたか否かを判定する（Ｓ４２）。この処理は、制動ＥＣＵ９０が、車輪速度ωｗ１～ωｗ４のいずれか１つに異常がある旨を転舵ＥＣＵ７０に通知したか否かを判定する処理となる。ＰＵ７２は、無効判定がないと判定する場合（Ｓ４２：ＮＯ）、車速Ｖに、車輪速度ωｗＴを代入する（Ｓ４６）。車輪速度ωｗＴは、車輪速度ωｗ１～ωｗ４のうちの３番目に大きい値である。一方、ＰＵ７２は、無効判定がなされたと判定する場合（Ｓ４２：ＹＥＳ）、車速Ｖに車輪速度ωｗＳを代入する（Ｓ４４）。車輪速度ωｗＳは、車輪速度ωｗ１～ωｗ４のうちの２番目に大きい値である。

ＰＵ７２は、Ｓ４４，Ｓ４６の処理を完了する場合、車速Ｖが車輪速度ωｗＴと車輪速度ωｗＳとのいずれか一方から他方に切り替わったときであるか否かを判定する（Ｓ４８）。図４には、切り替わったときである場合に論理Ｈとなる論理式を例示した。

ＰＵ７２は、切り替わったときであると判定する場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）、フラグＦに「０」を代入する（Ｓ５２）。これに対し、ＰＵ７２は、切り替わったときではないと判定する場合（Ｓ８０：ＮＯ）、フラグＦに「１」を代入する（Ｓ５４）。

なお、ＰＵ７２は、Ｓ５２，Ｓ５４の処理を完了する場合には、図４に示す一連の処理を一旦終了する。
図５に、オフセット量算出処理Ｍ２４の手順を示す。図５に示す処理は、手動操舵モードにおいて、記憶装置７４に記憶されたプログラムをＰＵ７２がたとえば所定周期でくり返し実行することにより実現される。なお、図５において、図３に示した処理に対応する処理については、便宜上、同一のステップ番号を付与する。

図５に示す一連の処理において、ＰＵ７２は、Ｓ１０の処理を完了する場合、フラグＦが「０」であるか否かを判定する（Ｓ１２ａ）。この処理は、Ｓ４４，Ｓ４６の処理のいずれか１つが実行されている状態から他方が実行されている状態に切り替わったときであるか否かを判定する処理である。ＰＵ７２は、「０」であると判定する場合（Ｓ１２ａ：ＹＥＳ）、目標ピニオン角θｐ＊０の今回値「θｐ＊０（ｎ）」と前回値「θｐ＊０（ｎ－１）」とを取得する（Ｓ１４ａ）。そして、ＰＵ７２は、目標ピニオン角θｐ＊０の今回値「θｐ＊０（ｎ）」から前回値「θｐ＊０（ｎ－１）」を減算した値をオフセット量初期値Δθｐｂに代入して且つ、オフセット量Δθｐにオフセット量初期値Δθｐｂを代入する（Ｓ１６ａ）。なお、ＰＵ７２は、Ｓ１６ａの処理を完了する場合と、Ｓ１２ａの処理において否定判定する場合と、には、Ｓ１８の処理に移行する。

「第２実施形態の作用および効果」
ＰＵ７２は、車輪速度ωｍａ～ωｍｄに異常がない場合には、車輪速度ωｗＴを車速Ｖに代入する。一方、ＰＵ７２は、車輪速度ωｍａ～ωｍｄのいずれか１つに異常が生じる場合には、車輪速度ωｗＳを車速Ｖに代入する。ＰＵ７２は、こうして算出された車速Ｖに応じて目標ピニオン角θｐ＊ｍを算出する。そのため、車速Ｖが車輪速度ωｗＴと車輪速度ωｗＳとのいずれか一方から他方に切り替わる場合には、目標ピニオン角θｐ＊ｍが急変するおそれがある。そこでＰＵ７２は、上記いずれか一方から他方に切り替わる場合、目標ピニオン角θｐ＊０の今回値「θｐ＊０（ｎ）」から前回値「θｐ＊０（ｎ－１）」を減算した値に応じて、目標ピニオン角θｐ＊０を今回値「θｐ＊０（ｎ）」に対してずらす。そして、このずらした量であるオフセット量Δθｐの大きさをゼロへと漸減させる。これにより、目標ピニオン角θｐ＊が急変することを抑制できる。しかも、オフセット減少量Δ１を操舵トルクＴｈの大きさに応じて定めることにより、オフセット量ΔＶの大きさの漸減速度を、運転者の操舵の意思に応じた適切な速度とすることができる。

以上説明した本実施形態によれば、さらに以下に記載する作用および効果が得られる。
（２－１）車速Ｖが車輪速度ωｗＴと車輪速度ωｗＳとのいずれか一方から他方に切り替わったことが検知された場合に、オフセット量Δθｐによって目標ピニオン角θｐ＊０を徐変させる処理を実行した。そのため、切り替わりの検知とは独立に徐変処理を実行する場合と比較して、不必要にピニオン角フィードバック処理Ｍ２８への入力となる目標ピニオン角θｐ＊の変化速度の大きさが小さくなることを抑制できる。

＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について、第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図６に、本実施形態にかかる転舵ＥＣＵ７０によって実行される処理の一部を示す。図６に示す処理のうち、図２に示した処理に対応する処理については、便宜上、同一の符号を付している。

図６に示すように、車速算出処理Ｍ１０が出力する車速Ｖは、オフセット補正処理Ｍ２６ａによってオフセット量ΔＶが減算される。そしてオフセット補正処理Ｍ２６ａの出力が、目標反力算出処理Ｍ１６および目標ピニオン角算出処理Ｍ２０に入力される。

一方、オフセット量算出処理Ｍ２４ａは、車速Ｖのオフセット量ΔＶを算出して、オフセット補正処理Ｍ２６ａに出力する処理である。
図７に、オフセット量算出処理Ｍ２４ａの手順を示す。図７に示す処理は、手動操舵モードにおいて、記憶装置７４に記憶されたプログラムをＰＵ７２がたとえば所定周期でくり返し実行することにより実現される。なお、図７において、図５に示した処理に対応する処理については、便宜上、同一のステップ番号を付与する。

図７に示す一連の処理において、ＰＵ７２は、Ｓ１２ａの処理において肯定判定する場合、Ｓ１６ｂの処理に移行する。ＰＵ７２は、Ｓ１６ｂの処理において、車速Ｖの今回値「Ｖ（ｎ）」から前回値「Ｖ（ｎ－１）」を減算した値をオフセット量初期値ΔＶｂに代入して且つ、オフセット量ΔＶにオフセット量初期値ΔＶｂを代入する。なお、ＰＵ７２は、Ｓ１６ｂの処理を完了する場合には、Ｓ１８の処理に移行する。

また、ＰＵ７２は、Ｓ２４の処理において否定判定する場合と、Ｓ２６の処理を完了する場合と、には、オフセット量初期値ΔＶｂが正であるか否かを判定する（Ｓ２８ａ）。ＰＵ７２は、正であると判定する場合（Ｓ２８ａ：ＹＥＳ）、オフセット量ΔＶからオフセット減少量Δ１を減算した値とゼロとのうちの大きい方を、オフセット量ΔＶに代入する（Ｓ３０ａ）。一方、ＰＵ７２は、オフセット量初期値ΔＶｂがゼロ以下であると判定する場合（Ｓ２８ａ：ＮＯ）、オフセット量ΔＶにオフセット減少量Δ１を加算した値とゼロとのうちの小さい方を、オフセット量ΔＶに代入する（Ｓ３２ａ）。

なお、ＰＵ７２は、Ｓ３０ａ，Ｓ３２ａの処理を完了する場合、図７に示す一連の処理を一旦終了する。
＜対応関係＞
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。［１，２］操作変数取得処理は、目標ピニオン角算出処理Ｍ２０および選択処理Ｍ２２に対応する。操作変数は、目標ピニオン角θｐ＊ｍ，θｐ＊ａに対応する。操作量は、転舵トルク指令値Ｔｔ＊に対応する。操舵トルク取得処理は、Ｓ１０の処理に対応する。操作処理は、ピニオン角フィードバック処理Ｍ２８、および転舵操作処理Ｍ３０に対応する。徐変処理は、図２のオフセット量算出処理Ｍ２４の一部およびオフセット補正処理Ｍ２６と、図６のオフセット量算出処理Ｍ２４ａの一部およびオフセット補正処理Ｍ２６ａと、に対応する。［３］第１目標変数の値および第２目標変数の値は、目標ピニオン角θｐ＊ｍ，θｐ＊ａに対応する。切替処理は、選択処理Ｍ２２の処理に対応する。［４］図５の処理に対応する。［５］検知処理は、図５のＳ１２ａの処理に対応する。［６］図６の処理に対応する。第１制御車速および第２制御車速は、車輪速度ωｗＴ、ωｗＳに対応する。

＜その他の実施形態＞
なお、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。本実施形態および以下の変更例は、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。

「徐変処理について」
・Ｓ２４，Ｓ２６の処理を設けなくてもよい。
・オフセット量Δθｐ，ΔＶの漸減速度を操舵トルク、操舵角速度および車速に応じて算出する処理としては、図３、図５および図７に例示した処理に限らない。たとえば操舵トルク、操舵角速度および車速を入力変数とし、オフセット減少量Δ１を出力変数とするマップデータを用いてオフセット減少量Δ１をマップ演算をしてもよい。また、Ｓ１８の処理を、操舵角速度ωｈに応じてオフセット量ベース値Δ０をマップ演算した後、その値に操舵トルクＴｈに応じたゲインを乗算する処理としてもよい。

・オフセット量Δθｐ，ΔＶの漸減速度を、操舵トルク、操舵角速度および車速に応じて算出することは必須ではない。たとえば、操舵角速度および車速の２つの変数に関しては、それらのうちのいずれか１つの変数のみに基づき漸減速度を算出してもよい。またたとえば、それら２つの変数に関しては、いずれにも依存することなく漸減速度を算出してもよい。

「第１目標変数、第２目標変数について」
・第１目標変数、および第２目標変数としては、ステアリングホイール１２の操作に応じた目標ピニオン角θｐ＊ｍと、自動操舵モード用の目標ピニオン角θｐ＊ａとに限らない。たとえば、運転者が指定する車両の操作の好みに応じた各別のモードのそれぞれ毎に、目標ピニオン角を算出することとし、それらのうちの２つを第１目標変数、および第２目標変数としてもよい。

「第１制御車速、第２制御車速について」
・第１制御速度、および第２制御速度としては、車輪速度ωｗａ～ωｗｄのうちの２番目に大きい値と３番目に大きい値とに限らない。たとえば、車輪速度ωｗａ～ωｗｄのうちの３番目に大きい値と、車輪速度ωｗａ～ωｗｄの平均値とであってもよい。

「検知処理について」
・検知処理としては、目標ピニオン角θｐ＊の算出に用いられる車速Ｖが変更されることを検知する処理に限らない。換言すれば、制御状態の切り替わりとしては、目標ピニオン角θｐ＊の算出に用いられる車速Ｖが変更されることに限らない。たとえば、「操作変数算出処理について」の欄に記載したように、ヨーレートセンサの検出値に応じて舵角比を可変とする場合において、ヨーレートセンサの検出値を参照できる制御状態と参照できない制御状態との切り替わりを検知してもよい。

「操作変数算出処理について」
・目標ピニオン角算出処理Ｍ２０を、車速Ｖに加えて、ヨーレートセンサの検出値に応じて舵角比を可変設定する処理としてもよい。

「操作処理について」
・上記実施形態では、ピニオン角フィードバック処理Ｍ２８が、ピニオン角θｐを目標ピニオン角θｐ＊にフィードバック制御するための操作量として転舵トルク指令値Ｔｔ＊を算出する処理としたが、これに限らない。たとえば、ピニオン角θｐの時間変化方向とは逆方向のトルクであるダンピングトルクを算出して、これを転舵トルク指令値Ｔｔ＊に加える処理を含めてもよい。この処理は、ピニオン角θｐの時間変化であるピニオン角速度と、目標ピニオン角θｐ＊の時間変化である目標ピニオン角速度との少なくとも１つをさらに入力とする処理とすればよい。さらに、車速Ｖを入力に含めることによって、車速Ｖに応じてダンピングトルクを可変設定してもよい。

・ピニオン角フィードバック処理Ｍ２８に代えて、転舵シャフト４０の移動量の検出値を目標値にフィードバック制御する処理を用いてもよい。この場合、上記実施形態において、ピニオン角θｐに関する制御量等は、転舵シャフト４０の移動量に関する制御量等に置き換えられることになる。

・転舵トルク指令値Ｔｔ＊等の操作量を算出する処理としては、ピニオン角θｐ等、転舵角を示す量をフィードバック制御するための操作量を算出する処理に限らない。たとえば、転舵角を示す量を目標値へと開ループ制御するための操作量を算出する処理であってもよい。またたとえば、開ループ制御のための操作量とフィードバック制御のための操作量との和を算出する処理であってもよい。

・転舵モータ６０の制御手法としては、ｄｑ軸の電流フィードバック処理に限らない。たとえば、転舵モータ６０として直流モータを採用して且つ、駆動回路をＨブリッジ回路とする場合、単に転舵モータ６０を流れる電流を制御すればよい。

「操作変数について」
・「操作量算出処理について」の欄に記載したように、転舵シャフト４０の移動量をフィードバック制御する場合、移動量の目標値を操作変数とすればよい。

「転舵制御装置について」
・転舵制御装置としては、転舵アクチュエータＡｔを操作する装置と反力アクチュエータＡｒを操作する装置とが一体となった装置に限らない。たとえば、転舵アクチュエータＡｔを操作する装置と反力アクチュエータＡｒを操作する装置とを互いに通信可能な各別の筐体に収容された装置としてもよい。

・転舵制御装置としては、ＰＵ７２と記憶装置７４とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理するたとえばＡＳＩＣ等の専用のハードウェア回路を備えてもよい。すなわち、制御装置は、以下の（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶する記憶装置等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。

「転舵アクチュエータについて」
・転舵アクチュエータＡｔとして、たとえば、転舵シャフト４０の同軸上に転舵モータ６０を配置するものを採用してもよい。またたとえば、ボールねじ機構を用いたベルト式減速機を介して転舵シャフト４０に連結するものを採用してもよい。

「操舵系について」
・操舵角と転舵角との関係を変更可能な操舵系としては、ステアリングホイール１２と転舵輪４４との動力の伝達が遮断された操舵系に限らない。たとえば、ステアリングホイール１２と転舵輪４４との動力伝達を可能とするギアを、可変ギアとすることによって、操舵角と転舵角との関係を変更可能な操舵系を構成してもよい。

１０…操舵装置
１２…ステアリングホイール
１４…ステアリングシャフト
１６…減速機構
２０…反力モータ
２２…反力用インバータ
４０…転舵シャフト
４２…タイロッド
４４…転舵輪
４６…車輪
５０…ラックアンドピニオン機構
５２…ピニオンシャフト
５４…ラック歯
５６…減速機構
６０…転舵モータ
６２…転舵用インバータ
７０…転舵ＥＣＵ
９０…制動ＥＣＵ
１１０…上位ＥＣＵ

Claims (6)

1. 操舵角と転舵角との関係を変更可能な操舵系を備える車両に適用され、
   前記操舵角は、ステアリングホイールの回転角度であり、
   前記転舵角は、前記車両の転舵輪の切れ角であり、
   操作変数取得処理、操舵トルク取得処理、操作処理、徐変処理、およびトルク感応処理を実行するように構成され、
   前記操作変数取得処理は、前記操舵系の操作量を定めるための変数である操作変数の値を取得する処理であり、
   前記操作量は、前記転舵角を調整するための量であり、
   前記操舵トルク取得処理は、操舵トルクを取得する処理であり、
   前記操舵トルクは、前記ステアリングホイールに入力されるトルクであり、
   前記操作処理は、前記操作変数の値を入力とすることによって前記操舵系を操作する処理であり、
   前記徐変処理は、前記操作処理の入力となる前記操作変数の値の変化を小さい側に制限する処理であり、
   前記トルク感応処理は、前記徐変処理による前記操作変数の徐変速度を前記操舵トルクに応じて定める処理である転舵制御装置。
2. 前記トルク感応処理は、前記操舵トルクの大きさが大きい場合の前記徐変速度の大きさを小さい場合の前記徐変速度の大きさ以上とする処理である請求項１記載の転舵制御装置。
3. 前記操作変数取得処理は、前記操作変数としての目標転舵角変数の値を取得する処理であって且つ、切替処理を含み、
   前記目標転舵角変数は、転舵角の目標値を示す変数であって且つ、第１目標変数および第２目標変数を含み、
   前記切替処理は、前記操作処理の入力となる前記目標転舵角変数の値を、前記第１目標変数の値と前記第２目標変数の値との２つのうちのいずれか１つから残りの１つに変更する処理であり、
   前記切替処理によって前記いずれか１つから残りの１つに変更される場合に前記徐変処理を実行するように構成されている請求項１または２記載の転舵制御装置。
4. 前記操作変数取得処理は、前記操作変数としての目標転舵角変数の値を取得する処理であり、
   前記目標転舵角変数は、転舵角の目標値を示す変数であり、
   前記徐変処理は、
   前記操作変数取得処理によって取得される前記目標転舵角変数の前回値と今回値との差を算出して前記今回値を前記差であるオフセット量に応じてずらした値を前記操作処理の入力とする処理と、
   前記オフセット量を前記操舵トルクの大きさに応じて漸減させる処理と、を含む請求項１～３のいずれか１項に記載の転舵制御装置。
5. 制御状態の切り替わりを検知する検知処理を実行するように構成され、
   前記徐変処理を、前記検知処理によって前記制御状態の切り替わりが検知されることを入力として実行するように構成されている請求項４記載の転舵制御装置。
6. 前記操作変数取得処理は、前記操作変数としての目標転舵角変数の値を取得する処理であって且つ、制御車速に応じて前記目標転舵角変数の値を取得する処理であり、
   前記目標転舵角変数は、転舵角の目標値を示す変数であり、
   前記操作変数取得処理の入力となる前記制御車速を、複数の制御車速から選択する選択処理を実行し、
   前記徐変処理は、前記選択処理によって選択される前記制御車速が第１制御車速から第２制御車速へと変更される場合、前記操作変数取得処理の入力となる前記制御車速と前記第２制御車速との差の大きさを前記操舵トルクに応じて漸減させることによって、前記目標転舵角変数の値の変化を小さい側に制限する処理である請求項１または２記載の転舵制御装置。

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