JP3565264B2 - 車両用操舵制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵ハンドルの操舵量と車輪の転舵量との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置が知られている。このような伝達比可変機構の一般的な制御手法としては、車速に応じて伝達比Ｇを設定すると共に、設定した伝達比Ｇのもとで、操舵ハンドルの操舵角に応じてアクチュエータの動作制御を実行する。
【０００３】
例えば操舵ハンドルが操舵された状態で、短時間に車速の大きさが急激に変化すると、車速の急変に伴って伝達比が大きく変化し、この影響でアクチュエータが駆動される場合がある。このようにアクチュエータが駆動されると車輪が転舵されるため、運転者に操舵違和感を与える場合がある。そこで、このように車速が急変した場合の対応策として、伝達比の変化或いは制御上の車速変化を抑制することにより、車速の急変に起因したアクチュエータの動作を抑制する抑制処理が、例えば特開昭６３−２４７１６８号に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一例として、車速が急減速した場合を想定すると、前述した抑制処理が実施された場合には、車速の急激な低下に伴う伝達比の変化が抑制される。具体的には、急減速に伴う伝達比のクイック側への速い移行が抑制されて、スロー側に維持される傾向となり（図５参照）、急減速直後には通常の低速走行時に比べて操舵感が異なってしまう。
【０００５】
一方、車両がほぼ直進状態で走行している場合に、このような急激な減速が行われた場合であっても、操舵角、アクチュエータの作動角、車輪の転舵角など、一連の操舵系の位置が中立付近にあり、中立位置からの偏差が小さい分だけ、伝達比変化の影響も小さい。このような状況下で急減速に起因する伝達比の変化を抑制すると、車速に応じた本来の伝達比変化が抑制されてしまい、アクチュエータの応答性に影響を及ぼし、車速に応じた好適な操舵特性を損なう場合も起こり得る。
【０００６】
なお、車速が急変した場合に、伝達比の変化を抑制する場合を説明したが、伝達比は車速に応じて設定するため、操舵制御で用いる車速（制御車速）の変化を抑制させた場合も同様の結果となる。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、車速の急変に伴ってアクチュエータが駆動される現象を、操舵系の位置を考慮しつつ好適に抑えることで、好適な操舵特性を維持し得る車両用操舵制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項１にかかる車両用操舵制御装置は、操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置であって、伝達比可変機構を回転駆動する駆動手段と、駆動手段の作動角を検知する作動角検知手段と、作動角が制御目標に追従するように駆動手段の動作制御を行う制御手段とを備えており、制御手段は、車速に応じて伝達比を設定し、設定した伝達比と操舵角とをもとに、制御目標を設定する設定手段と、操舵角、作動角及び転舵角の少なくともいずれかに基づく操舵系の位置と、車速変化の大きさとをもとに、車速変化に起因した制御目標の変化を制限する制限手段とを備え、操舵系の位置が中立位置から離間している領域では、中立位置付近の領域に比べて、車速の変化に対する制御目標の変化量を小さいものとするよう構成される。
【０００９】
なお、「制御目標の変化を制限する」とは、制御目標の変化を禁止する場合と、変化を抑制させる場合の双方を含む意である。また、操舵ハンドル、伝達比可変機構および転舵輪は、機械的に接続された一連の操舵系を構成しており、操舵角、作動角或いは転舵角の少なくともいずれかをもとに、操舵系の位置を検知することができる。この際、設定されている伝達比を考慮しても良い。
【００１０】
このような制限手段を備えることで、車速変化が大の場合に、一様に伝達比の変化を制限するのではなく、操舵系の位置と車速変化の大きさの関係から、車速変化に応じた制御目標の変化を許容するか否かを選択できる。操舵系の位置が中立位置から離間している領域では、中立位置付近の領域に比べて、車速変化に対する伝達比変化を小さくすることで、車速変化に起因する制御目標の急変が制限される。換言すれば、操舵系の位置が中立位置付近の領域では、車速変化が大きい場合であっても制御目標の変化の制限の程度が少なくされ、車速に応じた好適な操舵特性が確保される。
【００１１】
請求項２にかかる車両用操舵制御装置は、操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置であって、伝達比可変機構を回転駆動する駆動手段と、駆動手段の作動角を検知する作動角検知手段と、作動角が制御目標に追従するように駆動手段の動作制御を行う制御手段とを備えており、制御手段は、車速に応じて伝達比を設定し、設定した伝達比と操舵角とをもとに、制御目標を設定する設定手段と、操舵角、作動角及び転舵角の少なくともいずれかに基づく操舵系の位置と、車速変化の大きさとをもとに、車速変化に起因した制御目標の変化を制限する制限手段とを備え、操舵系の位置が中立位置付近の領域では、車速変化が大の場合にも車速変化に起因した制御目標の変化を許容し、操舵系の位置が中立位置付近から離間した領域では、車速変化が小の場合にも車速変化に起因した制御目標の変化を制限する。
【００１２】
車速が急激に変化した場合にはこれに伴って伝達比が大きく変化し、この影響で制御目標の変化速度が大となる。しかし、操舵系の位置が中立位置付近の領域にある場合には、この制御目標の変化によって駆動手段が操舵系を駆動する量が小であり、例えば操舵角が中立位置に維持された状況下では、車速が急変した場合であっても駆動手段によって操舵系が駆動される量はごく僅かである。このため、操舵系の位置が中立位置付近にある場合には、車速変化が大きい場合であっても設定手段によって通常の制御目標を設定して、車速に応じた好適な操舵特性を確保する。
【００１３】
一方、操舵系の位置が中立位置から離間するに連れて、車速の急変に起因した伝達比の変化速度が大きい状況では、操舵系がより大きく駆動される傾向がある。このため、操舵系の位置が中立位置から離間した領域では、制限手段によって、急加減速に起因した伝達比の変化を制限して、車速変化に起因した制御目標の変化を制限する。
【００１４】
請求項３にかかる車両用操舵制御装置は、請求項１又は２にかかる車両用操舵制御装置において、制限手段は伝達比の変化を制限する。
【００１５】
車速に応じて伝達比が設定され、設定された伝達比と操舵角とをもとに制御目標が設定される。このため、車速に応じて伝達の変化を制限することで、車速変化に起因した制御目標の変化を制限することができる。
【００１６】
請求項４にかかる車両用操舵制御装置は、請求項１又は２にかかる車両用操舵制御装置において、伝達比を設定する際に用いる制御上の車速を制御車速とすると、制限手段はこの制御車速の変化を制限する。
【００１７】
制御車速に応じて伝達比が設定され、設定された伝達比と操舵角とをもとに制御目標が設定される。このように伝達比は制御車速に応じて設定されるため、制御車速自体の変化を制限することで、伝達比の変化を制限することができ、これにより、車速変化に起因した制御目標の変化を制限することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態につき、添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１に操舵装置の構成を示す。入力軸２０と出力軸４０とは伝達比可変機構３０を介して連結されており、入力軸２０には操舵ハンドル１０が連結されている。出力軸４０は、ラックアンドピニオン式のギヤ装置５０を介してラック軸５１に連結されており、ラック軸５１の両側には転舵輪ＦＷが連結されている。
【００２０】
また、操舵ハンドル１０の操舵角が入力軸２０の回転角に対応するため、入力軸２０には、入力軸２０の回転角としての操舵角θｈを検出する操舵角センサ２１を設けている。
【００２１】
伝達比可変機構３０は、入力軸２０と出力軸４０とを連結する所定のギヤ機構を備えており、このギヤ機構を、例えばサーボモータで構成するアクチュエータ３１で駆動することで、入力軸２０に対して出力軸４０が相対的に回転して、入力軸２０−出力軸４０間の回転量の伝達比が変化する機構となっている。このアクチュエータ３１には、アクチュエータ３１の作動角を検出する作動角センサ３２を備えており、検出された作動角θｍは操舵制御装置１００に与えられる。
【００２２】
この出力軸４０の回転角を出力角θｐとすると、アクチュエータ３１が作動角θｍだけ回転することで、操舵角θｈが増速されて出力角θｐとなるため、操舵角θｈ、作動角θｍ、出力角θｐは下記（１）式の関係となる。従って、操舵角θｈと作動角θｍとをもとに、出力角θｐを把握することができる。
θｐ＝θｈ＋θｍ …（１）
【００２３】
そして出力角θｐはラック軸５１のストローク位置に対応し、さらにラック軸５１のストローク位置は車輪ＦＷの転舵角に対応するため、操舵角θｈと作動角θｍとをもとに車輪ＦＷの転舵角を検知することができる。
【００２４】
伝達比可変機構３０の駆動制御は操舵制御装置１００によって実施される。操舵制御装置１００には、操舵角センサ２１、作動角センサ３２の他、車両の速度を検出する車速センサ６０、車両に作用する前後方向の加速度を検出する加速度センサ６１の各検出信号が与えられ、操舵制御装置１００はこれらの信号をもとに伝達比Ｇを設定すると共に、伝達比Ｇ及び操舵角θｈに応じて設定される制御信号Ｉｓをアクチュエータ３１に対して出力する処理を繰り返し、伝達比可変機構３０の駆動制御を実施している。
【００２５】
ここで、操舵制御装置１００で実施する制御処理について、図２のフローチャートに沿って説明する。
【００２６】
このフローチャートはイグニションスイッチのオン操作によって起動する。まず、ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と記す。）１００に進み、操舵角センサ２１で検出された操舵角θｈ、作動角センサ３２で検出された作動角θｍ、車速センサ６０の検出結果より得られる車速（制御車速）Ｖがそれぞれ読み込まれる。
【００２７】
続くＳ２００では伝達比Ｇの設定処理が実施されるが、具体的な設定処理については、後に詳述する。
【００２８】
続くＳ３００では、制御目標となるアクチュエータ３１の目標作動角θｍｍを設定する。操舵角θｈ、伝達比Ｇ及び出力角θｐは下記（２）式の関係となるため、（１）式、（２）式より目標作動角θｍｍは（３）式で規定される。
θｐ＝Ｇ・θｈ …（２）
θｍｍ＝（Ｇ−１）・θｈ …（３）
【００２９】
続くＳ４００では、Ｓ１００で読み込まれたアクチュエータ３１の作動角θｍと、Ｓ３００で設定された目標作動角θｍｍとの偏差ｅを、ｅ＝θｍｍ−θｍとして演算し、続くＳ５００では、オーバーシュートすることなく偏差ｅを０にするように、アクチュエータ３１を制御する制御信号Ｉｓを決定する。この処理の一例としては、Ｉｓ＝Ｃ（ｓ）・ｅの演算式に基づいて、ＰＩＤ制御のパラメータを適切に設定することにより制御信号Ｉｓを決定することができる。なお、式中の「（ｓ）」はラプラス演算子である。
【００３０】
続くＳ６００では、Ｓ５００で決定された制御信号Ｉｓをアクチュエータ３１に出力し、制御信号Ｉｓに基づいてアクチュエータ３１を駆動する。
【００３１】
この後、Ｓ７００に進み、イグニションスイッチ（ＩＧ）がオフ操作されたかを判断し、「Ｎｏ」の場合にはＳ１００に戻り、Ｓ７００で「Ｙｅｓ」と判断されるまで、前述したＳ１００以降の処理が繰り返し実行される。
【００３２】
ここで、先のＳ２００で実施される伝達比Ｇの設定処理を図３のフローチャートに沿って説明する。
【００３３】
まず、Ｓ２０２に進み、加速度センサ６１で検出された、車両に作用する前後方向の加速度ｇの値を読み込む。
【００３４】
続くＳ２０４では、車速Ｖに応じた伝達比Ｇの更新を許可するか否かの判定を行う。この際、図４の判定マップをもとに判定を行う。この判定マップは、車速変化に伴う伝達比Ｇの更新を許可する更新許可領域と、更新を禁止する更新禁止領域とを、加速度ｇと作動角θｍとの関係に応じて予め規定しており、Ｓ２０４では、この時点での車速の変化状態を示す加速度ｇと、このときの操舵系の位置を示すアクチュエータ３１の作動角θｍとをもとに、いずれの領域にあるかを判定する。なお、アクチュエータ３１の作動角θｍは、操舵ハンドル１０の中立位置に対応する位置を０としており、左右の操舵に対応する回転位置が正・負となるが、図４では絶対値として示している。
【００３５】
この判定マップは次のような技術思想に基づいて規定している。車速Ｖが急激に変化した場合にはこれに伴って伝達比Ｇが速く変化し、この影響で目標作動角θｍｍが変化する。しかし、操舵系の位置、例えば操舵角θｈが中立位置付近の領域にある場合には、この伝達比Ｇの急変の影響によってアクチュエータ３１が操舵系を駆動する量が小であり、伝達比Ｇの急変による影響は小さい。このため、操舵系の位置が中立位置付近にある場合には、車速変化が大きい場合であっても通常の伝達比Ｇを設定して、車速Ｖに応じた好適な操舵特性を確保する。
【００３６】
一方、車速Ｖの急変によって伝達比Ｇの変化速度が大きい場合、操舵系の位置が中立位置から離間するに連れて、操舵系がより大きく駆動される傾向がある。このため、操舵系の位置が中立位置から離間した領域では、急加減速に起因した伝達比Ｇの変化を制限して、車速変化に起因した制御目標の変化を抑制する。
【００３７】
そこで、この時点での加速度ｇと作動角θｍとの関係が、更新許可領域にあると判定された場合には、Ｓ２０６に進み、図５に示す車速Ｖと伝達比Ｇとの関係を示すマップをもとに、車速Ｖに応じた伝達比Ｇを設定する。
【００３８】
続くＳ２０８では、制限フラグＦ＝０であるかを判断する。この制限フラグＦは、制限フラグＦ＝１の場合に、伝達比Ｇの更新に制限が加えられていることを示し、Ｆ＝０の場合にはこの制限が解除されていることを示す。この時点では、制限フラグＦ＝０に設定されているため、Ｓ２０８で「Ｙｅｓ」と判断されて、Ｓ２１０に進む。
【００３９】
Ｓ２０８では、設定された伝達比Ｇの値をＧｏｌｄとして記憶し、このルーチンを終了する。
【００４０】
これに対し、先のＳ２０４で、この時点での加速度ｇと作動角θｍとの関係が、更新禁止領域にあると判定された場合には、Ｓ２１２に進み、前回のルーチンで設定された伝達比Ｇｏｌｄを、伝達比Ｇとして再び設定する。そして、続くＳ２１４では、制限フラグＦをＦ＝１に設定し、伝達比Ｇの更新に制限が加えられていることを示した後、前述したＳ２１０の処理が実行される。
【００４１】
従って、Ｓ２０４で加速度ｇと作動角θｍとの関係が更新禁止領域にあると判定される間、Ｓ２１２の処理において前回のルーチンで設定された伝達比Ｇの値がそのまま維持されることになり、この間、伝達比Ｇの変更が禁止される。
【００４２】
また、加速度ｇと作動角θｍとの関係が、再び更新許可領域に復帰した場合には、Ｓ２０４からＳ２０６を経てＳ２０８に進む。
【００４３】
この状況下では、制限フラグＦ＝１に設定されているため、Ｓ２０８で「Ｎｏ」と判断されてＳ２１６に進む。
【００４４】
Ｓ２１６では、Ｓ２０６で設定された伝達比Ｇと、復帰直前のルーチンにおけるＳ２１０で記憶された伝達比Ｇｏｌｄとの偏差を、伝達比偏差Ｇｅ＝Ｇ−Ｇｏｌｄとして設定する。
【００４５】
続くＳ２１８では、Ｓ２１６で設定した伝達比偏差Ｇｅがしきい値β（β＞０）以上であるかを判断し、「Ｙｅｓ」の場合にはＳ２２０に進み、この伝達比偏差Ｇｅを減少させるべく、αを所定の定数（α＞０）として、Ｇｏｌｄに定数αを加えた値を今回のルーチンで設定する伝達比Ｇとして設定し、前出のＳ２１０に進む。従ってＳ２１８で「Ｙｅｓ」と判断される間は、前回のルーチンで設定された伝達比Ｇｏｌｄがルーチン毎に定数α分だけ増加され、通常の処理で車速Ｖに応じて設定されるべき本来の伝達比Ｇの値に、徐々に近づくこことになる。
【００４６】
これに対し、Ｓ２１８の判断で「Ｎｏ」の場合にはＳ２２２に進み、伝達比偏差Ｇｅがしきい値−β以下であるかを判断する。その結果、「Ｙｅｓ」の場合にはＳ２２４に進み、この伝達比偏差Ｇｅを減少させるべく、Ｇｏｌｄから定数αを減じた値を今回のルーチンで設定する伝達比Ｇとして設定し、前出のＳ２１０に進む。従ってＳ２２２で「Ｙｅｓ」と判断される間は、前回のルーチンで設定された伝達比Ｇｏｌｄがルーチン毎に定数α分だけ減少され、通常の処理で車速Ｖに応じて設定されるべき本来の伝達比Ｇの値に、徐々に近づくこことになる。
【００４７】
そして、β＞Ｇｅ＞−βとなると伝達比偏差Ｇｅが解消されたものとして処理することとし、Ｓ２２６に進んで制限フラグＦを０にリセットし、前出のＳ２１０に進む。従ってＳ２１８及びＳ２２２で共に「Ｎｏ」の場合には、Ｓ２０６で設定された伝達比Ｇの値が、変更なくそのまま設定されることになる。
【００４８】
Ｓ２００では、このように車速Ｖの変化状態とアクチュエータ３１の作動角θｍの位置とに応じて、伝達比Ｇの更新が制限される場合があり、伝達比Ｇの更新が制限されると、続くＳ３００で設定される、制御目標となるアクチュエータ３１の目標作動角θｍｍの変化が抑制される（（３）式参照）。従って、車速Ｖの急変によってアクチュエータ３１が駆動される現象を、車速Ｖの急変状態とその際の作動角θｍとに応じて好適に抑制することが可能となる。
【００４９】
また、伝達比Ｇの値を、制限を加えた値から通常の設定値に復帰させる際にも、経時的に徐々に復帰させる処理を採用したので、制限解除直後における設定伝達比の急変を防止することができる。
【００５０】
ここで、他の実施形態について説明する。
【００５１】
図３のフローチャートでは、伝達比Ｇの変化状態に制限を加える処理例を例示したが、この伝達比Ｇは車速Ｖに応じて設定するため、伝達比Ｇを設定する際に用いる車速Ｖ自体の変化に制限を加えることによっても、同様にＳ２００を実施することも可能である。
【００５２】
このような処理の一例を図６のフローチャートに示す。
【００５３】
まずＳ２３２では、加速度センサ６１で検出された前後方向の加速度ｇの値を読み込み、続くＳ２３４では、図４の判定マップをもとに伝達比Ｇの更新を許可するか否かの判定を行う。
【００５４】
Ｓ２３４において、この時点での加速度ｇと作動角θｍとの関係が、更新許可領域にあると判定された場合には、Ｓ２３６に進み、先のＳ１００で読み込んだ車速Ｖの値を、伝達比Ｇの設定に用いる車速Ｖｃとして設定する。
【００５５】
続くＳ２３８では、制限フラグＦ＝０であるかを判断するが、この時点では制限フラグＦ＝０に設定されるため、Ｓ２３８で「Ｙｅｓ」と判断され、Ｓ２３９に進み、図７に示す車速Ｖｃと伝達比Ｇとの関係を示すマップをもとに、車速Ｖｃに応じた伝達比Ｇを設定する。
【００５６】
Ｓ２４０では、伝達比Ｇの設定に用いた車速Ｖｃの値をＶｏｌｄとして記憶し、このルーチンを終了する。
【００５７】
これに対し、先のＳ２３４で、この時点での加速度ｇと作動角θｍとの関係が、更新禁止領域にあると判定された場合には、Ｓ２４２に進み、前回のルーチンで用いた車速Ｖｏｌｄを、車速Ｖｃとして再び設定する。そして、続くＳ２４４では、制限フラグＦをＦ＝１に設定する。
【００５８】
続くＳ２３９では、このＳ２４２で設定された車速Ｖｃに応じた伝達比Ｇを設定し、この後、前述したＳ２４０が実施される。
【００５９】
従って、Ｓ２３４で加速度ｇと作動角θｍとの関係が更新禁止領域にあると判定される間、Ｓ２４２の処理において前回のルーチンで設定された車速Ｖｃの値がそのまま維持されることになり、この間、伝達比Ｇの変更が禁止される。
【００６０】
また、加速度ｇと作動角θｍとの関係が、再び更新許可領域に復帰した場合には、Ｓ２０４からＳ２０６を経てＳ２０８に進む。
【００６１】
この状況下では、制限フラグＦ＝１に設定されているため、Ｓ２３８で「Ｎｏ」と判断されてＳ２４６に進む。
【００６２】
Ｓ２４６では、Ｓ２３６で設定された車速Ｖｃと、復帰直前のルーチンにおけるＳ２４０で記憶された車速Ｖｏｌｄとの偏差を、車速偏差Ｖｅ＝Ｖｃ−Ｖｏｌｄとして設定する。
【００６３】
続くＳ２４８では、Ｓ２４６で設定した車速偏差Ｖｅがしきい値δ（δ＞０）以上であるかを判断し、「Ｙｅｓ」の場合にはＳ２５０に進み、この車速偏差Ｖｅを減少させるべく、γを所定の定数（γ＞０）として、Ｖｏｌｄに定数γを加えた値を今回のルーチンで用いる車速Ｖｃとして設定し、前出のＳ２３９に進む。従ってＳ２４８で「Ｙｅｓ」と判断される間は、前回のルーチンで設定された車速Ｖｏｌｄがルーチン毎に定数γ分だけ増加され、制御上用いる通常の車速Ｖの値に、徐々に近づくこことになる。
【００６４】
これに対し、Ｓ２４８の判断で「Ｎｏ」の場合にはＳ２５２に進み、車速偏差Ｖｅがしきい値−γ以下であるかを判断する。その結果、「Ｙｅｓ」の場合にはＳ２２４に進み、この車速偏差Ｖｅを減少させるべく、Ｖｏｌｄから定数γを減じた値を今回のルーチンで用いる車速Ｖｃとして設定し、前出のＳ２３９に進む。従ってＳ２５２で「Ｙｅｓ」と判断される間は、前回のルーチンで用いた車速Ｖｏｌｄがルーチン毎に定数γ分だけ減少され、制御上用いる通常の車速Ｖの値に、徐々に近づくこことになる。
【００６５】
そして、γ＞Ｖｅ＞−γとなると車速偏差Ｖｅが解消されたものとして処理することとし、Ｓ２５６に進んで制限フラグＦを０にリセットする。そして、前出のＳ２３９に進み、Ｓ１００で読み込んだ車速Ｖの値を用いて、伝達比Ｇの値が設定されることになる。
【００６６】
このようにして、伝達比Ｇを設定する際に用いる車速Ｖｃの変化に制限を加えることによっても、図３の場合と同様に伝達比Ｇの変化に制限を加えることができ、Ｓ３００で設定される目標作動角θｍｍの変化が抑制される。
【００６７】
以上説明した各実施形態では、伝達比Ｇ或いは車速Ｖｃの変化を禁止する場合について例示したが、変化を禁止する場合に限定するものではなく、これらの変化を抑制できれば良い。従って、例えば図４に示した「更新禁止領域」を「更新抑制領域」とし、加速度ｇと作動角θｍとの関係がこの更新抑制領域にあると判定される場合には、伝達比Ｇ或いは車速Ｖｃの変化を抑制するような処理を実施しても良い。
【００６８】
この場合の実施形態を図８及び図９のフローチャートに示しておく。
【００６９】
図８のフローチャートは、図３のフローチャートに変更を加えたチャートであり、主な変更箇所は、Ｓ２０６の実行タイミングを、Ｓ２０２とＳ２０４の間とし、Ｓ２０４で更新抑制領域と判定された場合には、Ｓ２１４に進んで制限フラグＦをＦ＝１にセットする。そしてこの後、Ｓ２１６以降の処理に進む。従って、更新抑制領域と判定される間、伝達比Ｇの変化が抑制され、定数α分だけ増加或いは減少する。
【００７０】
図９のフローチャートは図６のフローチャートに変更を加えたチャートであり、主な変更箇所は、Ｓ２３６の実行タイミングをＳ２３２とＳ２３４の間とし、Ｓ２３４で更新抑制領域と判定された場合には、Ｓ２４４に進んで制限フラグＦをＦ＝１にセットする。そしてこの後、Ｓ２４６以降の処理に進む。従って、更新抑制領域と判定される間、車速Ｖｃの変化が抑制され、定数γ分だけ増加或いは減少する。
【００７１】
以上説明した各実施形態のうち、図４で図示した判定マップでは、横軸を、車両に作用する加速度｜ｇ｜によって示したが、車速Ｖの変化状態の程度が把握できれば良い。一例としては、通常、車速（車体速度）は、車輪の回転速度をもとに推定するため、例えば図１０に示すように、車輪速センサ７０の検出結果をもとに得られる車輪速度Ｖｗと、この車輪速度Ｖｗをローパスフィルタ７１に入力してその結果得られるフィルタ車速Ｖｆとを比較する。その結果、車速がより大きく急変するほど、偏差ΔＶ＝｜車輪速度Ｖｗ−フィルタ車速Ｖｆ｜は大きな値を示すので、この偏差ΔＶの大きさを図４のマップの横軸として採用しても良い。
【００７２】
また、操舵ハンドル１０から転舵輪ＦＷに至るの一連の操舵系は、互いに機械的に連結されており、操舵ハンドル１０の操舵角θｈ、アクチュエータ３１の作動角θｍ、出力軸４０の回転角θｐ（転舵輪ＦＷの転舵角）は、前述した（１）式〜（３）式の関係となる。従って、作動角θｍ、操舵角θｈ、出力角θｐ（転舵角）は、互いに関連した値を示すことになり、少なくともいずれかの値により、操舵系が中立位置からどの程度操作された状態であるかを示す、操舵系の位置を把握できる。なお、このときの伝達比Ｇを考慮しても良い。図４で図示した判定マップの縦軸は、代表的にアクチュエータ３１の作動角θｍを用いたが、この作動角θｍに代えて、操舵角θｈや出力角θｐを縦軸に採用することもできる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、各請求項にかかる車両用操舵制御装置によれば、操舵系の位置と車速変化の大きさとをもとに車速変化に起因した制御目標の変化を制限する制限手段を備えるので、車速変化が大の場合に、一様に伝達比の変化を制限するのではなく、操舵系の位置と車速変化の大きさの関係から、車速変化に応じた制御目標の変化を制限することができる。このため、車速の急変に伴ってアクチュエータが駆動される現象を、操舵系の位置を考慮しつつ好適に抑えることが可能となり、車速が急変した場合にも、操舵系の位置に応じた好適な操舵特性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】操舵装置の全体的な構成を示すブロック図である。
【図２】操舵制御装置で実施する制御処理を示すフローチャートである。
【図３】図２におけるＳ２００で実施する処理例を示すフローチャートである。
【図４】加速度｜ｇ｜と作動角｜θｍ｜との関係をもとに、伝達比の更新を禁止する更新禁止領域と更新許可領域とを規定した判定マップである。
【図５】車速Ｖと伝達比Ｇとの関係を規定したマップである。
【図６】図２におけるＳ２００で実施する他の処理例を示すフローチャートである。
【図７】車速Ｖｃと伝達比Ｇとの関係を規定したマップである。
【図８】図２におけるＳ２００で実施する他の処理例を示すフローチャートである。
【図９】図２におけるＳ２００で実施する他の処理例を示すフローチャートである。
【図１０】偏差ΔＶの設定処理を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
１０…操舵ハンドル、２０…入力軸、２１…操舵角センサ
３０…伝達比可変機構、３１…アクチュエータ、３２…作動角センサ
４０…出力軸、４１…出力角センサ、７０…操舵制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵ハンドルの操舵量と車輪の転舵量との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置が知られている。このような伝達比可変機構の一般的な制御手法としては、車速に応じて伝達比Ｇを設定すると共に、設定した伝達比Ｇのもとで、操舵ハンドルの操舵角に応じてアクチュエータの動作制御を実行する。
【０００３】
例えば操舵ハンドルが操舵された状態で、短時間に車速の大きさが急激に変化すると、車速の急変に伴って伝達比が大きく変化し、この影響でアクチュエータが駆動される場合がある。このようにアクチュエータが駆動されると車輪が転舵されるため、運転者に操舵違和感を与える場合がある。そこで、このように車速が急変した場合の対応策として、伝達比の変化或いは制御上の車速変化を抑制することにより、車速の急変に起因したアクチュエータの動作を抑制する抑制処理が、例えば特開昭６３−２４７１６８号に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一例として、車速が急減速した場合を想定すると、前述した抑制処理が実施された場合には、車速の急激な低下に伴う伝達比の変化が抑制される。具体的には、急減速に伴う伝達比のクイック側への速い移行が抑制されて、スロー側に維持される傾向となり（図５参照）、急減速直後には通常の低速走行時に比べて操舵感が異なってしまう。
【０００５】
一方、車両がほぼ直進状態で走行している場合に、このような急激な減速が行われた場合であっても、操舵角、アクチュエータの作動角、車輪の転舵角など、一連の操舵系の位置が中立付近にあり、中立位置からの偏差が小さい分だけ、伝達比変化の影響も小さい。このような状況下で急減速に起因する伝達比の変化を抑制すると、車速に応じた本来の伝達比変化が抑制されてしまい、アクチュエータの応答性に影響を及ぼし、車速に応じた好適な操舵特性を損なう場合も起こり得る。
【０００６】
なお、車速が急変した場合に、伝達比の変化を抑制する場合を説明したが、伝達比は車速に応じて設定するため、操舵制御で用いる車速（制御車速）の変化を抑制させた場合も同様の結果となる。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、車速の急変に伴ってアクチュエータが駆動される現象を、操舵系の位置を考慮しつつ好適に抑えることで、好適な操舵特性を維持し得る車両用操舵制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項１にかかる車両用操舵制御装置は、操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置であって、伝達比可変機構を回転駆動する駆動手段と、駆動手段の作動角を検知する作動角検知手段と、作動角が制御目標に追従するように駆動手段の動作制御を行う制御手段とを備えており、制御手段は、車速に応じて伝達比を設定し、設定した伝達比と操舵角とをもとに、制御目標を設定する設定手段と、操舵角、作動角及び転舵角の少なくともいずれかに基づく操舵系の位置と、車速変化の大きさとをもとに、車速変化に起因した制御目標の変化を制限する制限手段とを備え、操舵系の位置が中立位置から離間している領域では、中立位置付近の領域に比べて、車速の変化に対する制御目標の変化量を小さいものとするよう構成される。
【０００９】
なお、「制御目標の変化を制限する」とは、制御目標の変化を禁止する場合と、変化を抑制させる場合の双方を含む意である。また、操舵ハンドル、伝達比可変機構および転舵輪は、機械的に接続された一連の操舵系を構成しており、操舵角、作動角或いは転舵角の少なくともいずれかをもとに、操舵系の位置を検知することができる。この際、設定されている伝達比を考慮しても良い。
【００１０】
このような制限手段を備えることで、車速変化が大の場合に、一様に伝達比の変化を制限するのではなく、操舵系の位置と車速変化の大きさの関係から、車速変化に応じた制御目標の変化を許容するか否かを選択できる。操舵系の位置が中立位置から離間している領域では、中立位置付近の領域に比べて、車速変化に対する伝達比変化を小さくすることで、車速変化に起因する制御目標の急変が制限される。換言すれば、操舵系の位置が中立位置付近の領域では、車速変化が大きい場合であっても制御目標の変化の制限の程度が少なくされ、車速に応じた好適な操舵特性が確保される。
【００１１】
請求項２にかかる車両用操舵制御装置は、操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置であって、伝達比可変機構を回転駆動する駆動手段と、駆動手段の作動角を検知する作動角検知手段と、作動角が制御目標に追従するように駆動手段の動作制御を行う制御手段とを備えており、制御手段は、車速に応じて伝達比を設定し、設定した伝達比と操舵角とをもとに、制御目標を設定する設定手段と、操舵角、作動角及び転舵角の少なくともいずれかに基づく操舵系の位置と、車速変化の大きさとをもとに、車速変化に起因した制御目標の変化を制限する制限手段とを備え、操舵系の位置が中立位置付近の領域では、車速変化が大の場合にも車速変化に起因した制御目標の変化を許容し、操舵系の位置が中立位置付近から離間した領域では、車速変化が小の場合にも車速変化に起因した制御目標の変化を制限する。
【００１２】
車速が急激に変化した場合にはこれに伴って伝達比が大きく変化し、この影響で制御目標の変化速度が大となる。しかし、操舵系の位置が中立位置付近の領域にある場合には、この制御目標の変化によって駆動手段が操舵系を駆動する量が小であり、例えば操舵角が中立位置に維持された状況下では、車速が急変した場合であっても駆動手段によって操舵系が駆動される量はごく僅かである。このため、操舵系の位置が中立位置付近にある場合には、車速変化が大きい場合であっても設定手段によって通常の制御目標を設定して、車速に応じた好適な操舵特性を確保する。
【００１３】
一方、操舵系の位置が中立位置から離間するに連れて、車速の急変に起因した伝達比の変化速度が大きい状況では、操舵系がより大きく駆動される傾向がある。このため、操舵系の位置が中立位置から離間した領域では、制限手段によって、急加減速に起因した伝達比の変化を制限して、車速変化に起因した制御目標の変化を制限する。
【００１４】
請求項３にかかる車両用操舵制御装置は、請求項１又は２にかかる車両用操舵制御装置において、制限手段は伝達比の変化を制限する。
【００１５】
車速に応じて伝達比が設定され、設定された伝達比と操舵角とをもとに制御目標が設定される。このため、車速に応じて伝達の変化を制限することで、車速変化に起因した制御目標の変化を制限することができる。
【００１６】
請求項４にかかる車両用操舵制御装置は、請求項１又は２にかかる車両用操舵制御装置において、伝達比を設定する際に用いる制御上の車速を制御車速とすると、制限手段はこの制御車速の変化を制限する。
【００１７】
制御車速に応じて伝達比が設定され、設定された伝達比と操舵角とをもとに制御目標が設定される。このように伝達比は制御車速に応じて設定されるため、制御車速自体の変化を制限することで、伝達比の変化を制限することができ、これにより、車速変化に起因した制御目標の変化を制限することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態につき、添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１に操舵装置の構成を示す。入力軸２０と出力軸４０とは伝達比可変機構３０を介して連結されており、入力軸２０には操舵ハンドル１０が連結されている。出力軸４０は、ラックアンドピニオン式のギヤ装置５０を介してラック軸５１に連結されており、ラック軸５１の両側には転舵輪ＦＷが連結されている。
【００２０】
また、操舵ハンドル１０の操舵角が入力軸２０の回転角に対応するため、入力軸２０には、入力軸２０の回転角としての操舵角θｈを検出する操舵角センサ２１を設けている。
【００２１】
伝達比可変機構３０は、入力軸２０と出力軸４０とを連結する所定のギヤ機構を備えており、このギヤ機構を、例えばサーボモータで構成するアクチュエータ３１で駆動することで、入力軸２０に対して出力軸４０が相対的に回転して、入力軸２０−出力軸４０間の回転量の伝達比が変化する機構となっている。このアクチュエータ３１には、アクチュエータ３１の作動角を検出する作動角センサ３２を備えており、検出された作動角θｍは操舵制御装置１００に与えられる。
【００２２】
この出力軸４０の回転角を出力角θｐとすると、アクチュエータ３１が作動角θｍだけ回転することで、操舵角θｈが増速されて出力角θｐとなるため、操舵角θｈ、作動角θｍ、出力角θｐは下記（１）式の関係となる。従って、操舵角θｈと作動角θｍとをもとに、出力角θｐを把握することができる。
θｐ＝θｈ＋θｍ …（１）
【００２３】
そして出力角θｐはラック軸５１のストローク位置に対応し、さらにラック軸５１のストローク位置は車輪ＦＷの転舵角に対応するため、操舵角θｈと作動角θｍとをもとに車輪ＦＷの転舵角を検知することができる。
【００２４】
伝達比可変機構３０の駆動制御は操舵制御装置１００によって実施される。操舵制御装置１００には、操舵角センサ２１、作動角センサ３２の他、車両の速度を検出する車速センサ６０、車両に作用する前後方向の加速度を検出する加速度センサ６１の各検出信号が与えられ、操舵制御装置１００はこれらの信号をもとに伝達比Ｇを設定すると共に、伝達比Ｇ及び操舵角θｈに応じて設定される制御信号Ｉｓをアクチュエータ３１に対して出力する処理を繰り返し、伝達比可変機構３０の駆動制御を実施している。
【００２５】
ここで、操舵制御装置１００で実施する制御処理について、図２のフローチャートに沿って説明する。
【００２６】
このフローチャートはイグニションスイッチのオン操作によって起動する。まず、ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と記す。）１００に進み、操舵角センサ２１で検出された操舵角θｈ、作動角センサ３２で検出された作動角θｍ、車速センサ６０の検出結果より得られる車速（制御車速）Ｖがそれぞれ読み込まれる。
【００２７】
続くＳ２００では伝達比Ｇの設定処理が実施されるが、具体的な設定処理については、後に詳述する。
【００２８】
続くＳ３００では、制御目標となるアクチュエータ３１の目標作動角θｍｍを設定する。操舵角θｈ、伝達比Ｇ及び出力角θｐは下記（２）式の関係となるため、（１）式、（２）式より目標作動角θｍｍは（３）式で規定される。
θｐ＝Ｇ・θｈ …（２）
θｍｍ＝（Ｇ−１）・θｈ …（３）
【００２９】
続くＳ４００では、Ｓ１００で読み込まれたアクチュエータ３１の作動角θｍと、Ｓ３００で設定された目標作動角θｍｍとの偏差ｅを、ｅ＝θｍｍ−θｍとして演算し、続くＳ５００では、オーバーシュートすることなく偏差ｅを０にするように、アクチュエータ３１を制御する制御信号Ｉｓを決定する。この処理の一例としては、Ｉｓ＝Ｃ（ｓ）・ｅの演算式に基づいて、ＰＩＤ制御のパラメータを適切に設定することにより制御信号Ｉｓを決定することができる。なお、式中の「（ｓ）」はラプラス演算子である。
【００３０】
続くＳ６００では、Ｓ５００で決定された制御信号Ｉｓをアクチュエータ３１に出力し、制御信号Ｉｓに基づいてアクチュエータ３１を駆動する。
【００３１】
この後、Ｓ７００に進み、イグニションスイッチ（ＩＧ）がオフ操作されたかを判断し、「Ｎｏ」の場合にはＳ１００に戻り、Ｓ７００で「Ｙｅｓ」と判断されるまで、前述したＳ１００以降の処理が繰り返し実行される。
【００３２】
ここで、先のＳ２００で実施される伝達比Ｇの設定処理を図３のフローチャートに沿って説明する。
【００３３】
まず、Ｓ２０２に進み、加速度センサ６１で検出された、車両に作用する前後方向の加速度ｇの値を読み込む。
【００３４】
続くＳ２０４では、車速Ｖに応じた伝達比Ｇの更新を許可するか否かの判定を行う。この際、図４の判定マップをもとに判定を行う。この判定マップは、車速変化に伴う伝達比Ｇの更新を許可する更新許可領域と、更新を禁止する更新禁止領域とを、加速度ｇと作動角θｍとの関係に応じて予め規定しており、Ｓ２０４では、この時点での車速の変化状態を示す加速度ｇと、このときの操舵系の位置を示すアクチュエータ３１の作動角θｍとをもとに、いずれの領域にあるかを判定する。なお、アクチュエータ３１の作動角θｍは、操舵ハンドル１０の中立位置に対応する位置を０としており、左右の操舵に対応する回転位置が正・負となるが、図４では絶対値として示している。
【００３５】
この判定マップは次のような技術思想に基づいて規定している。車速Ｖが急激に変化した場合にはこれに伴って伝達比Ｇが速く変化し、この影響で目標作動角θｍｍが変化する。しかし、操舵系の位置、例えば操舵角θｈが中立位置付近の領域にある場合には、この伝達比Ｇの急変の影響によってアクチュエータ３１が操舵系を駆動する量が小であり、伝達比Ｇの急変による影響は小さい。このため、操舵系の位置が中立位置付近にある場合には、車速変化が大きい場合であっても通常の伝達比Ｇを設定して、車速Ｖに応じた好適な操舵特性を確保する。
【００３６】
一方、車速Ｖの急変によって伝達比Ｇの変化速度が大きい場合、操舵系の位置が中立位置から離間するに連れて、操舵系がより大きく駆動される傾向がある。このため、操舵系の位置が中立位置から離間した領域では、急加減速に起因した伝達比Ｇの変化を制限して、車速変化に起因した制御目標の変化を抑制する。
【００３７】
そこで、この時点での加速度ｇと作動角θｍとの関係が、更新許可領域にあると判定された場合には、Ｓ２０６に進み、図５に示す車速Ｖと伝達比Ｇとの関係を示すマップをもとに、車速Ｖに応じた伝達比Ｇを設定する。
【００３８】
続くＳ２０８では、制限フラグＦ＝０であるかを判断する。この制限フラグＦは、制限フラグＦ＝１の場合に、伝達比Ｇの更新に制限が加えられていることを示し、Ｆ＝０の場合にはこの制限が解除されていることを示す。この時点では、制限フラグＦ＝０に設定されているため、Ｓ２０８で「Ｙｅｓ」と判断されて、Ｓ２１０に進む。
【００３９】
Ｓ２０８では、設定された伝達比Ｇの値をＧｏｌｄとして記憶し、このルーチンを終了する。
【００４０】
これに対し、先のＳ２０４で、この時点での加速度ｇと作動角θｍとの関係が、更新禁止領域にあると判定された場合には、Ｓ２１２に進み、前回のルーチンで設定された伝達比Ｇｏｌｄを、伝達比Ｇとして再び設定する。そして、続くＳ２１４では、制限フラグＦをＦ＝１に設定し、伝達比Ｇの更新に制限が加えられていることを示した後、前述したＳ２１０の処理が実行される。
【００４１】
従って、Ｓ２０４で加速度ｇと作動角θｍとの関係が更新禁止領域にあると判定される間、Ｓ２１２の処理において前回のルーチンで設定された伝達比Ｇの値がそのまま維持されることになり、この間、伝達比Ｇの変更が禁止される。
【００４２】
また、加速度ｇと作動角θｍとの関係が、再び更新許可領域に復帰した場合には、Ｓ２０４からＳ２０６を経てＳ２０８に進む。
【００４３】
この状況下では、制限フラグＦ＝１に設定されているため、Ｓ２０８で「Ｎｏ」と判断されてＳ２１６に進む。
【００４４】
Ｓ２１６では、Ｓ２０６で設定された伝達比Ｇと、復帰直前のルーチンにおけるＳ２１０で記憶された伝達比Ｇｏｌｄとの偏差を、伝達比偏差Ｇｅ＝Ｇ−Ｇｏｌｄとして設定する。
【００４５】
続くＳ２１８では、Ｓ２１６で設定した伝達比偏差Ｇｅがしきい値β（β＞０）以上であるかを判断し、「Ｙｅｓ」の場合にはＳ２２０に進み、この伝達比偏差Ｇｅを減少させるべく、αを所定の定数（α＞０）として、Ｇｏｌｄに定数αを加えた値を今回のルーチンで設定する伝達比Ｇとして設定し、前出のＳ２１０に進む。従ってＳ２１８で「Ｙｅｓ」と判断される間は、前回のルーチンで設定された伝達比Ｇｏｌｄがルーチン毎に定数α分だけ増加され、通常の処理で車速Ｖに応じて設定されるべき本来の伝達比Ｇの値に、徐々に近づくこことになる。
【００４６】
これに対し、Ｓ２１８の判断で「Ｎｏ」の場合にはＳ２２２に進み、伝達比偏差Ｇｅがしきい値−β以下であるかを判断する。その結果、「Ｙｅｓ」の場合にはＳ２２４に進み、この伝達比偏差Ｇｅを減少させるべく、Ｇｏｌｄから定数αを減じた値を今回のルーチンで設定する伝達比Ｇとして設定し、前出のＳ２１０に進む。従ってＳ２２２で「Ｙｅｓ」と判断される間は、前回のルーチンで設定された伝達比Ｇｏｌｄがルーチン毎に定数α分だけ減少され、通常の処理で車速Ｖに応じて設定されるべき本来の伝達比Ｇの値に、徐々に近づくこことになる。
【００４７】
そして、β＞Ｇｅ＞−βとなると伝達比偏差Ｇｅが解消されたものとして処理することとし、Ｓ２２６に進んで制限フラグＦを０にリセットし、前出のＳ２１０に進む。従ってＳ２１８及びＳ２２２で共に「Ｎｏ」の場合には、Ｓ２０６で設定された伝達比Ｇの値が、変更なくそのまま設定されることになる。
【００４８】
Ｓ２００では、このように車速Ｖの変化状態とアクチュエータ３１の作動角θｍの位置とに応じて、伝達比Ｇの更新が制限される場合があり、伝達比Ｇの更新が制限されると、続くＳ３００で設定される、制御目標となるアクチュエータ３１の目標作動角θｍｍの変化が抑制される（（３）式参照）。従って、車速Ｖの急変によってアクチュエータ３１が駆動される現象を、車速Ｖの急変状態とその際の作動角θｍとに応じて好適に抑制することが可能となる。
【００４９】
また、伝達比Ｇの値を、制限を加えた値から通常の設定値に復帰させる際にも、経時的に徐々に復帰させる処理を採用したので、制限解除直後における設定伝達比の急変を防止することができる。
【００５０】
ここで、他の実施形態について説明する。
【００５１】
図３のフローチャートでは、伝達比Ｇの変化状態に制限を加える処理例を例示したが、この伝達比Ｇは車速Ｖに応じて設定するため、伝達比Ｇを設定する際に用いる車速Ｖ自体の変化に制限を加えることによっても、同様にＳ２００を実施することも可能である。
【００５２】
このような処理の一例を図６のフローチャートに示す。
【００５３】
まずＳ２３２では、加速度センサ６１で検出された前後方向の加速度ｇの値を読み込み、続くＳ２３４では、図４の判定マップをもとに伝達比Ｇの更新を許可するか否かの判定を行う。
【００５４】
Ｓ２３４において、この時点での加速度ｇと作動角θｍとの関係が、更新許可領域にあると判定された場合には、Ｓ２３６に進み、先のＳ１００で読み込んだ車速Ｖの値を、伝達比Ｇの設定に用いる車速Ｖｃとして設定する。
【００５５】
続くＳ２３８では、制限フラグＦ＝０であるかを判断するが、この時点では制限フラグＦ＝０に設定されるため、Ｓ２３８で「Ｙｅｓ」と判断され、Ｓ２３９に進み、図７に示す車速Ｖｃと伝達比Ｇとの関係を示すマップをもとに、車速Ｖｃに応じた伝達比Ｇを設定する。
【００５６】
Ｓ２４０では、伝達比Ｇの設定に用いた車速Ｖｃの値をＶｏｌｄとして記憶し、このルーチンを終了する。
【００５７】
これに対し、先のＳ２３４で、この時点での加速度ｇと作動角θｍとの関係が、更新禁止領域にあると判定された場合には、Ｓ２４２に進み、前回のルーチンで用いた車速Ｖｏｌｄを、車速Ｖｃとして再び設定する。そして、続くＳ２４４では、制限フラグＦをＦ＝１に設定する。
【００５８】
続くＳ２３９では、このＳ２４２で設定された車速Ｖｃに応じた伝達比Ｇを設定し、この後、前述したＳ２４０が実施される。
【００５９】
従って、Ｓ２３４で加速度ｇと作動角θｍとの関係が更新禁止領域にあると判定される間、Ｓ２４２の処理において前回のルーチンで設定された車速Ｖｃの値がそのまま維持されることになり、この間、伝達比Ｇの変更が禁止される。
【００６０】
また、加速度ｇと作動角θｍとの関係が、再び更新許可領域に復帰した場合には、Ｓ２０４からＳ２０６を経てＳ２０８に進む。
【００６１】
この状況下では、制限フラグＦ＝１に設定されているため、Ｓ２３８で「Ｎｏ」と判断されてＳ２４６に進む。
【００６２】
Ｓ２４６では、Ｓ２３６で設定された車速Ｖｃと、復帰直前のルーチンにおけるＳ２４０で記憶された車速Ｖｏｌｄとの偏差を、車速偏差Ｖｅ＝Ｖｃ−Ｖｏｌｄとして設定する。
【００６３】
続くＳ２４８では、Ｓ２４６で設定した車速偏差Ｖｅがしきい値δ（δ＞０）以上であるかを判断し、「Ｙｅｓ」の場合にはＳ２５０に進み、この車速偏差Ｖｅを減少させるべく、γを所定の定数（γ＞０）として、Ｖｏｌｄに定数γを加えた値を今回のルーチンで用いる車速Ｖｃとして設定し、前出のＳ２３９に進む。従ってＳ２４８で「Ｙｅｓ」と判断される間は、前回のルーチンで設定された車速Ｖｏｌｄがルーチン毎に定数γ分だけ増加され、制御上用いる通常の車速Ｖの値に、徐々に近づくこことになる。
【００６４】
これに対し、Ｓ２４８の判断で「Ｎｏ」の場合にはＳ２５２に進み、車速偏差Ｖｅがしきい値−γ以下であるかを判断する。その結果、「Ｙｅｓ」の場合にはＳ２２４に進み、この車速偏差Ｖｅを減少させるべく、Ｖｏｌｄから定数γを減じた値を今回のルーチンで用いる車速Ｖｃとして設定し、前出のＳ２３９に進む。従ってＳ２５２で「Ｙｅｓ」と判断される間は、前回のルーチンで用いた車速Ｖｏｌｄがルーチン毎に定数γ分だけ減少され、制御上用いる通常の車速Ｖの値に、徐々に近づくこことになる。
【００６５】
そして、γ＞Ｖｅ＞−γとなると車速偏差Ｖｅが解消されたものとして処理することとし、Ｓ２５６に進んで制限フラグＦを０にリセットする。そして、前出のＳ２３９に進み、Ｓ１００で読み込んだ車速Ｖの値を用いて、伝達比Ｇの値が設定されることになる。
【００６６】
このようにして、伝達比Ｇを設定する際に用いる車速Ｖｃの変化に制限を加えることによっても、図３の場合と同様に伝達比Ｇの変化に制限を加えることができ、Ｓ３００で設定される目標作動角θｍｍの変化が抑制される。
【００６７】
以上説明した各実施形態では、伝達比Ｇ或いは車速Ｖｃの変化を禁止する場合について例示したが、変化を禁止する場合に限定するものではなく、これらの変化を抑制できれば良い。従って、例えば図４に示した「更新禁止領域」を「更新抑制領域」とし、加速度ｇと作動角θｍとの関係がこの更新抑制領域にあると判定される場合には、伝達比Ｇ或いは車速Ｖｃの変化を抑制するような処理を実施しても良い。
【００６８】
この場合の実施形態を図８及び図９のフローチャートに示しておく。
【００６９】
図８のフローチャートは、図３のフローチャートに変更を加えたチャートであり、主な変更箇所は、Ｓ２０６の実行タイミングを、Ｓ２０２とＳ２０４の間とし、Ｓ２０４で更新抑制領域と判定された場合には、Ｓ２１４に進んで制限フラグＦをＦ＝１にセットする。そしてこの後、Ｓ２１６以降の処理に進む。従って、更新抑制領域と判定される間、伝達比Ｇの変化が抑制され、定数α分だけ増加或いは減少する。
【００７０】
図９のフローチャートは図６のフローチャートに変更を加えたチャートであり、主な変更箇所は、Ｓ２３６の実行タイミングをＳ２３２とＳ２３４の間とし、Ｓ２３４で更新抑制領域と判定された場合には、Ｓ２４４に進んで制限フラグＦをＦ＝１にセットする。そしてこの後、Ｓ２４６以降の処理に進む。従って、更新抑制領域と判定される間、車速Ｖｃの変化が抑制され、定数γ分だけ増加或いは減少する。
【００７１】
以上説明した各実施形態のうち、図４で図示した判定マップでは、横軸を、車両に作用する加速度｜ｇ｜によって示したが、車速Ｖの変化状態の程度が把握できれば良い。一例としては、通常、車速（車体速度）は、車輪の回転速度をもとに推定するため、例えば図１０に示すように、車輪速センサ７０の検出結果をもとに得られる車輪速度Ｖｗと、この車輪速度Ｖｗをローパスフィルタ７１に入力してその結果得られるフィルタ車速Ｖｆとを比較する。その結果、車速がより大きく急変するほど、偏差ΔＶ＝｜車輪速度Ｖｗ−フィルタ車速Ｖｆ｜は大きな値を示すので、この偏差ΔＶの大きさを図４のマップの横軸として採用しても良い。
【００７２】
また、操舵ハンドル１０から転舵輪ＦＷに至るの一連の操舵系は、互いに機械的に連結されており、操舵ハンドル１０の操舵角θｈ、アクチュエータ３１の作動角θｍ、出力軸４０の回転角θｐ（転舵輪ＦＷの転舵角）は、前述した（１）式〜（３）式の関係となる。従って、作動角θｍ、操舵角θｈ、出力角θｐ（転舵角）は、互いに関連した値を示すことになり、少なくともいずれかの値により、操舵系が中立位置からどの程度操作された状態であるかを示す、操舵系の位置を把握できる。なお、このときの伝達比Ｇを考慮しても良い。図４で図示した判定マップの縦軸は、代表的にアクチュエータ３１の作動角θｍを用いたが、この作動角θｍに代えて、操舵角θｈや出力角θｐを縦軸に採用することもできる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、各請求項にかかる車両用操舵制御装置によれば、操舵系の位置と車速変化の大きさとをもとに車速変化に起因した制御目標の変化を制限する制限手段を備えるので、車速変化が大の場合に、一様に伝達比の変化を制限するのではなく、操舵系の位置と車速変化の大きさの関係から、車速変化に応じた制御目標の変化を制限することができる。このため、車速の急変に伴ってアクチュエータが駆動される現象を、操舵系の位置を考慮しつつ好適に抑えることが可能となり、車速が急変した場合にも、操舵系の位置に応じた好適な操舵特性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】操舵装置の全体的な構成を示すブロック図である。
【図２】操舵制御装置で実施する制御処理を示すフローチャートである。
【図３】図２におけるＳ２００で実施する処理例を示すフローチャートである。
【図４】加速度｜ｇ｜と作動角｜θｍ｜との関係をもとに、伝達比の更新を禁止する更新禁止領域と更新許可領域とを規定した判定マップである。
【図５】車速Ｖと伝達比Ｇとの関係を規定したマップである。
【図６】図２におけるＳ２００で実施する他の処理例を示すフローチャートである。
【図７】車速Ｖｃと伝達比Ｇとの関係を規定したマップである。
【図８】図２におけるＳ２００で実施する他の処理例を示すフローチャートである。
【図９】図２におけるＳ２００で実施する他の処理例を示すフローチャートである。
【図１０】偏差ΔＶの設定処理を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
１０…操舵ハンドル、２０…入力軸、２１…操舵角センサ
３０…伝達比可変機構、３１…アクチュエータ、３２…作動角センサ
４０…出力軸、４１…出力角センサ、７０…操舵制御装置
Claims (4)
- 操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置であって、
前記伝達比可変機構を回転駆動する駆動手段と、
前記駆動手段の作動角を検知する作動角検知手段と、
前記作動角が制御目標に追従するように前記駆動手段の動作制御を行う制御手段とを備えており、
前記制御手段は、車速に応じて伝達比を設定し、設定した伝達比と操舵角とをもとに、前記制御目標を設定する設定手段と、前記操舵角、作動角及び転舵角の少なくともいずれかに基づく操舵系の位置と、車速変化の大きさとをもとに、車速変化に起因した前記制御目標の変化を制限する制限手段とを備え、前記操舵系の位置が中立位置から離間している領域では、中立位置付近の領域に比べて、車速の変化に対する前記制御目標の変化量を小さいものとする車両用操舵制御装置。 - 操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角との間の伝達比を変化させる伝達比可変機構を備えた車両用操舵制御装置であって、
前記伝達比可変機構を回転駆動する駆動手段と、
前記駆動手段の作動角を検知する作動角検知手段と、
前記作動角が制御目標に追従するように前記駆動手段の動作制御を行う制御手段とを備えており、
前記制御手段は、車速に応じて伝達比を設定し、設定した伝達比と操舵角とをもとに、前記制御目標を設定する設定手段と、前記操舵角、作動角及び転舵角の少なくともいずれかに基づく操舵系の位置と、車速変化の大きさとをもとに、車速変化に起因した前記制御目標の変化を制限する制限手段とを備え、前記操舵系の位置が中立位置付近の領域では、車速変化が大の場合にも車速変化に起因した前記制御目標の変化を許容し、前記操舵系の位置が中立位置付近から離間した領域では、車速変化が小の場合にも車速変化に起因した前記制御目標の変化を制限する車両用操舵制御装置。 - 前記制限手段は、前記伝達比の変化を制限する請求項１又は２記載の車両用操舵制御装置。
- 前記伝達比を設定する際に用いる制御上の車速を制御車速とすると、前記制限手段はこの制御車速の変化を制限する請求項１又は２記載の車両用操舵制御装置。
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