JP4016268B2 - 操舵系制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のステアリングから機械的に切り離された操舵輪の舵角を、ステアリングの操作角に基づいてアクチュエータにて位置決め制御するための操舵系制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ステアリングと操舵輪とが機械的に切り離されたステアリングシステムとして、ステアリングの操作角を入力した操舵系制御装置が、操舵輪の舵角の目標値を演算し、ステアリングと操舵輪とが仮想のギヤ比で連結されているように舵角を位置決め制御するもの（所謂、ステアリングバイワイヤシステム）が開発されている。そして、この操舵系制御装置では、車速に応じて仮想のギヤ比を変更する構成になったいる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２７７７７９号公報（段落［００２４］［００２５］［００２７］）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の操舵系制御装置では、ステアリングを保舵した状態で車速等の運転状況が変更した場合に、その運転状況に応じて仮想のギヤ比が変更され、保舵中にも拘わらず操舵輪の舵角が変化して運転者に違和感を与える虞があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、運転者に安定した操舵感覚を与えることが可能な操舵系制御装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る操舵系制御装置は、車両のステアリングから機械的に切り離された操舵輪の舵角を、ステアリングの操作角に基づいてアクチュエータにて位置決め制御するための操舵系制御装置であって、ステアリングの操作角から操舵輪の舵角に係る目標値を決定するための操舵係数を、車速等の運転状況に応じて更新する操舵係数更新手段と、更新された操舵係数と操作角とから操舵輪の舵角に係る目標値を決定する目標値決定手段とを備え、目標値決定手段は、ステアリングが中立点以外の位置で保舵された場合は、その保舵の開始時に更新された操舵係数を用いて、操舵輪の舵角に係る目標値を決定すると共に、保舵が解除されたときに、操舵係数を保舵中に用いた操舵係数から操舵係数更新手段が更新した最新の操舵係数に徐々に変化させて、操舵輪の舵角に係る目標値を決定する操舵系制御装置において、操舵係数を保舵中に用いた操舵係数から操舵係数更新手段が更新した最新の操舵係数に徐々に変化さるための補正ゲインが設定され、所定周期でインクリメントされる整数をｎとし、ステアリングの操作角をθ（ｎ）とし、操舵係数更新手段が更新した最新の操舵係数をＫ（ｎ）とし、保舵の開始時に更新された操舵係数をＫ（０）とし、補正ゲインをＡ（ｎ）とし、保舵を解除した後の操舵輪の舵角に係る目標値をＸ（ｎ）とした場合に、目標値決定手段は、目標値Ｘ（ｎ）を、Ｘ（ｎ）＝θ（ｎ）×Ｋ（ｎ）×Ａ（ｎ）、によって求めると共に、ステアリングの操作中の補正ゲインＡ（ｎ）を、Ａ（ｎ）＝１、とし、保舵中の補正ゲインＡ（ｎ）を、Ａ（ｎ）＝Ｋ（０）／Ｋ（ｎ）、とし、保舵解除後の補正ゲインＡ（ｎ）を、通常は、Ｋ（０）／Ｋ（ｎ）から徐々に１に収束させ、ステアリングの切り込み中でかつ補正ゲインＡ（ｎ）が１より大きな場合或いは、ステアリングの切り戻し中でかつ補正ゲインＡ（ｎ）が１より小さい場合は、保舵解除後の補正ゲインＡ（ｎ）を現状の値に保持するように構成したところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の操舵系制御装置において、ステアリングの中立点から中立点以外の位置で保舵する迄のステアリングの操作角の積算変位量をΣｄθとし、保舵解除直後から現時点までのステアリングの操作角の積算変位量をΣｄθ’とし、保舵解除時の補正ゲインをＡ（０）とすると、保舵解除後の補正ゲインＡ（ｎ）を、
Ａ（ｎ）＝Ａ（０）−（Ａ（０）−１）×｜Σｄθ’｜／｜Σｄθ｜
Ａ（０）＝Ｋ（０）／Ｋ（ｎ）
、で求めることで、保舵前におけるステアリングの操作角の積算変位量に対応させて、Ａ（ｎ）をＫ（０）／Ｋ（ｎ）から徐々に１に収束させるところに特徴を有する。
【００１０】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
請求項１の操舵系制御装置では、ステアリングが中立点以外の位置で保舵された場合は、たとえ車速等の運転状況が変化しても、保舵の開始時に更新された操舵係数を用いて操舵輪の舵角に係る目標値が一定の値に決定される。そして、保舵が解除されたときには、保舵中の操舵係数から最新の操舵係数に徐々に変化させて、操舵輪の舵角に係る目標値が決定される。これにより、保舵中に車速等の運転状況が変化しても操舵輪の舵角が一定に保持され、保舵解除後は、車速等の運転状況に対応した最新の操舵係数にスムーズに移行し、運転者に安定した操舵感覚を与えることができる。
【００１１】
具体的には、請求項１の操舵系制御装置では、所定周期でインクリメントされる整数をｎとし、ステアリングの操作角をθ（ｎ）とし、操舵係数更新手段が更新した最新の操舵係数をＫ（ｎ）とし、保舵の開始時に更新された操舵係数をＫ（０）とし、操舵係数を保舵中に用いた操舵係数から操舵係数更新手段が更新した最新の操舵係数に徐々に変化さるための補正ゲインをＡ（ｎ）とし、保舵を解除した後の操舵輪の舵角に係る目標値をＸ（ｎ）とした場合に、目標値決定手段が目標値Ｘ（ｎ）を、
Ｘ（ｎ）＝θ（ｎ）×Ｋ（ｎ）×Ａ（ｎ）
、によって求める。そして、ステアリングの操作中（即ち、保舵されれていない状態）の補正ゲインＡ（ｎ）は１になり、ステアリングの操作中の目標値Ｘ（ｎ） は、
Ｘ（ｎ）＝θ（ｎ）×Ｋ（ｎ）
、で求められる。また、保舵中の補正ゲインＡ（ｎ）は、Ｋ（０）／Ｋ（ｎ）になりかつ操作角θ（ｎ）は一定であるから、舵角に係る目標値Ｘ（ｎ）は、
Ｘ（ｎ）＝θ（ｎ）×Ｋ（ｎ）×Ｋ（０）／Ｋ（ｎ）＝θ（ｎ）×Ｋ（０）
、となり、一定に保持される。
さらに、保舵解除後の補正ゲインは、通常、Ｋ（０）／Ｋ（ｎ）から徐々に１に収束するので、保舵解除後に上記したステアリングの操作中と同じ状態にスムーズに移行される。これにより、運転者に違和感を与えることなく、操舵輪の位置決め制御を行うことができる。
ところで、運転者にとっては、ステアリングを深く切り込むに従って操舵輪の舵角の変化が増し、ステアリングを切り戻すに従って操舵輪の舵角の変化が鈍くなるものが好ましい。そして、本発明の操舵系制御装置では、保舵解除後であって、ステアリングの切り込み中でかつ補正ゲインＡ（ｎ）が１より大きな場合或いは、ステアリングの切り戻し中でかつ補正ゲインＡ（ｎ）が１より小さい場合には、補正ゲインＡ（ｎ）を現状の値に保持されるので、上記したステアリングの切り込み・切り戻し対する操舵輪の挙動を実現することができる。
【００１２】
＜請求項２の発明＞
請求項２の構成によれば、保舵解除直後から現時点までのステアリングの操作角の積算変位量Σｄθ’が徐々に増加して、ステアリングの中立点から中立点以外の位置で保舵する迄のステアリングの操作角の積算変位量Σｄθと同じ値に近づくと、補正ゲインＡ（ｎ）がＫ（０）／Ｋ（ｎ）から１に収束する。これにより、保舵状態を挟んだ前後におけるステアリングの操舵感覚を近似させることができ、運転者に違和感を与えることなく、操舵輪の位置決め制御を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る第１実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
図１には、本実施形態のステアリングシステム１０の全体構成が示されている。このステアリングシステム１０は、所謂、ステアバイワイヤシステムであって、ステアリング１１と操舵輪２０，２０とが機械的に切り離されており、ステアリング１１の中心に固定されたステアリングシャフト１２が、反力用アクチュエータ１３に軸支され、ステアリングシャフト１２を回転させたときの反力を反力用アクチュエータ１３で発生させている。
【００１５】
より具体的には、反力用アクチュエータ１３の駆動回路１３Ｋには、反力コントローラ１４（以下、「反力ＥＣＵ１４」という）の出力が接続され、その反力ＥＣＵ１４の入力には、軸力センサ１５及び車速センサ１６が接続されている。軸力センサ１５は、操舵輪２０，２０の間に差し渡されたリレーロッド２２にかかる軸力を検出している。そして、反力ＥＣＵ１４は、軸力センサ１５の検出結果に基づき、路面状況に応じてリレーロッド２２にかかる軸力の変化をステアリング１１の回転に対する反力の変化として反映させている。また、反力ＥＣＵ１４は、車速センサ１６の検出結果に基づき、ステアリング１１の回転に対する反力を変化させ、高速走行時にはステアリング１１が重たくなり、低速走行時にはステアリング１１が軽くなるように制御している。
【００１６】
反力用アクチュエータ１３とステアリングシャフト１２との間には、操作角センサ１７が取り付けられ、ステアリング１１の操作角「θ」を検出している。ここで、車両を直進させる際のステアリング１１の位置が、本発明に係る「ステアリングの中立点」に相当し、ステアリング１１の操作角「θ」は、中立点を原点とした所定の座標における「位置」でありかつ中立点からの変位量でもある。
【００１７】
前記したリレーロッド２２には、転舵用アクチュエータ２１の出力部が連結されている。そして、駆動回路２１Ｋにて転舵用アクチュエータ２１を駆動することで、リレーロッド２２がスライドされ、これに連動して操舵輪２０，２０が転舵される。
【００１８】
転舵用アクチュエータ２１には、リレーロッド２２のスライド位置を検出するための位置センサ２３が取り付けられている。ここで、車両を直進させるためのリレーロッド２２の位置を「中立点」とすると、リレーロッド２２が中立点から左右の何れかにスライドした量に応じて、操舵輪２０，２０が左右何れかの向きに所定の舵角だけ転舵する。そして、本実施形態では、リレーロッド２２の中立点を原点としかつリレーロッド２２のスライド方向に延びた所定の座標におけるリレーロッド２２のスライド位置「Ｘ」が、本発明にかかる「操舵輪の舵角に係る目標値」に相当する。
【００１９】
リレーロッド２２を目標位置に位置決め制御するために、本発明に係る「操舵系制御装置」に相当する転舵コントローラ２５（以下、「転舵ＥＣＵ２５」という）が設けられている。転舵ＥＣＵ２５には、車速センサ１６、操作角センサ１７および位置センサ２３の検出信号が取り込まれている。転舵ＥＣＵ２５は、車速センサ１６が検出した車速ｖに基づいて、仮想ギヤ比Ｋ（本発明に係る「操舵係数」に相当する）を決定する。
【００２０】
ここで、ステアリング１１の変位角θを横軸とし、リレーロッド２２のスライド位置Ｘを縦軸とした座標において、変位角θとスライド位置Ｘとの関係を示したグラフを作成すると、図２に示すように、車速ｖ毎に複数のグラフが描かれる。そして、これら各グラフにおける傾き（＝ΔＸ／Δθ）が仮想ギヤ比Ｋに相当し、車速ｖが増すに従って仮想ギヤ比Ｋは小さくなり、逆に、車速ｖが低減するに従って仮想ギヤ比Ｋは大きくなる。また、本実施形態では、操作角θとスライド位置Ｘとは線形関係になっいるので、次式（１）に示すように、ステアリング１１の位置としての操作角θと仮想ギヤ比Ｋとの積によって、リレーロッド２２のスライド位置Ｘを求めることができる。
【００２１】
Ｘ＝θ×Ｋ ・・・・・（１）
【００２２】
ところで、ステアリング１１が中立点以外の所定位置で保舵された状態においても、例えば、車速の変化に応じて仮想ギヤ比Ｋを変更すると、例えば、図２の点Ｐ１から点Ｐ２の変化に示すように、ステアリング１１の操作角θが一定であるにも拘わらず、リレーロッド２２のスライド位置Ｘが変化するという現象が起きてしまう。そこで、本実施形態では、ステアリング１１が中立点以外の位置で保舵された場合には、以下に詳説するように、転舵ＥＣＵ２５が実行する転舵用プログラムＭによって通常時と異なる処理を行っている。
【００２３】
転舵ＥＣＵ２５は、図３及び図４に示した転舵用プログラムＭを所定周期で実行する。なお、以下の説明において、Ａ(n)、Ｋ(n)等のように「(n)」を付したものは、操舵用プログラムＭを実行した現時点の各値を示し、Ａ(n-1)、Ｋ(n-1)等のように「(n-1)」を付したものは、操舵用プログラムＭを前回実行した時点の各値を示すものとする。
【００２４】
転舵用プログラムＭが実行されると、転舵ＥＣＵ２５に取り込まれた車速ｖに基づいて仮想ギヤ比Ｋ(n)が決定される（Ｓ１）。即ち、本実施形態ではステップＳ１が、本発明に係る「操舵係数更新手段」に相当する。
【００２５】
次いで、ステアリング１１が中立点にあるか否かをチェックし（Ｓ２）、ステアリング１１が中立点にある場合には（Ｓ２で「Ｙ」）、補正ゲインＡ（ｎ）を「１」とし（Ｓ３）、リレーロッド２２の目標値Ｘ（ｎ）を次式（２）の演算にて求める（Ｓ４）。
【００２６】
Ｘ（ｎ）＝θ（ｎ）×Ｋ（ｎ）×Ａ（ｎ） ・・・・・・（２）
【００２７】
ここで、操作角θ（ｎ）とリレーロッド２２の目標値Ｘ（ｎ）との比（＝Ｘ（ｎ）／θ（ｎ））を仮想ギヤ比と定義するのであれば、本実施形態では、上記式（２）における［Ｋ（ｎ）×Ａ（ｎ）］が実質的な仮想ギヤ比になる。なお、ステアリング１１が中立点にある場合は（Ｓ２で「Ｙ」）、θ（ｎ）＝０であるから、上記式（２）により、リレーロッド２２の目標値Ｘ（ｎ）は「０」に固定される。
【００２８】
ステアリング１１が中立点にない場合には（Ｓ２で「Ｎ」）、ステアリング１１が保舵されているか否かがチェックされる（Ｓ５）。
【００２９】
ステアリング１１が保舵されている場合には（Ｓ５で「Ｙ」）、フラッグＦが「０」か否かをチェックすることで（Ｓ８）、保舵開始時か保舵継続中かをチェックする。ここで、フラッグＦが「０」であった場合、即ち、保舵開始時の場合には（Ｓ８で「Ｙ」）、Ｋ(0)に仮想ギヤ比Ｋ(n)の値を記憶する（Ｓ９）。そして、フラッグＦに「１」をセットする（Ｓ１０）。
【００３０】
次いで、補正ゲインＡ（ｎ）を次式（３）で求める（Ｓ１１）。
Ａ（ｎ）＝Ｋ（０）／Ｋ（ｎ） ・・・・・・（３）
また、この補正ゲインＡ（ｎ）は、保舵解除後の補正ゲイン収束演算（Ｓ１４）で固定値として使用するために、Ａ（０）に記憶される（Ｓ１２）。
【００３１】
次いで、保舵が解除された時の収束レートＢ（収束率）を次式（４）に基づいて決定する（Ｓ１３）。
Ｂ＝｜１−Ａ（０）｜／｜Σｄθ｜ ・・・・・（４）
ここで、Σｄθは、操作角θの中立点からの積算変位量である。
【００３２】
次いで、リレーロッド２２の目標値Ｘ（ｎ）を前記式（２）の演算にて求める（Ｓ４）。ここで、前記式（２）に前記式（３）を代入すると、
【００３３】
Ｘ（ｎ）＝θ（ｎ）×Ｋ（０） ・・・・・・（２）’
【００３４】
となり、ステアリング１１の保舵中においては、θ(n)は一定であるので、かりに車速が変わっても、リレーロッド２２の目標値は一定に保持され、操舵輪２０の舵角が固定される。
【００３５】
一方、ステアリング１１が保舵されていない場合には（Ｓ５で「Ｎ」）、フラッグが「０」にリセットされ（Ｓ６）、操舵用プログラムＭを前回実行したときの補正ゲインＡ(n−１)が「１」であるか以下をチェックする（Ｓ７）。そして、補正ゲインＡ(n−１)が「１」であった場合には（Ｓ７で「Ｙ」）、補正ゲインＡ（ｎ）を「１」にして（Ｓ３）、リレーロッド２２の目標値を前記式（２）の演算にて求める（Ｓ４）。なお、Ａ(n−１)が「１」になる場合としては、保舵中に車速が変更されなかった場合、或いは、保舵継続中に車速が変更されたが保舵開始時と保舵解除時の車速が同じであった場合が挙げられる。
【００３６】
一方、補正ゲインＡ(n−１)が「１」でなかった場合（Ｓ７で「Ｎ」）、即ち、保舵開始時と保舵解除時の車速が異なる場合は、補正ゲイン収束演算が行われる（Ｓ１４）。
【００３７】
補正ゲイン収束演算（Ｓ１４）は、図４に詳細が示されており、まず、保舵解除直前の補正ゲインＡ（０）が「１」より大きい否かがチェックされる（Ｓ２０）。Ａ（０）が「１」より大きい場合には（Ｓ２０で「Ｙ」）、次式（５）で補正ゲインＡ（ｎ）が求められる（Ｓ２１）。
【００３８】
Ａ（ｎ）＝Ａ（０）−Ｂ×｜Σｄθ’｜ ・・・・・（５）
【００３９】
ここで、Σｄθ’は、保舵中の操作角θから保舵解除後の現時点までの積算変位量である。そして、Ａ（ｎ）が「１」より小さくならない限り（Ｓ２２で「Ｎ」）、上記式（５）で求めたＡ（ｎ）と前記式（２）とを用いて、リレーロッド２２の目標値が演算される（Ｓ４）。なお、Ａ（ｎ）が「１」より小さくなった場合（オーバーシュートした場合）には（Ｓ２２で「Ｙ」）、Ａ（ｎ）を「１」にすることで（Ｓ２３）、Ａ（ｎ）の発振を防ぐ。
【００４０】
一方、Ａ（０）が「１」より小さい場合には（Ｓ２０で「Ｎ」）、次式（６）で補正ゲインＡ（ｎ）が求められる（Ｓ２４）。
【００４１】
Ａ（ｎ）＝Ａ（０）＋Ｂ×｜Σｄθ’｜ ・・・・・（６）
【００４２】
ここで、Σｄθ’は、保舵中の操作角θから保舵解除後の現時点までの積算変位量であり、Ａ（ｎ）が「１」より大きくならない限り（Ｓ２５で「Ｎ」）、上記式（６）で求めたＡ（ｎ）を用いて、リレーロッド２２の目標値が前記（２）式の演算にて求められる（Ｓ４）。なお、Ａ（ｎ）が「１」より大きくなった場合（オーバーシュートした場合）には（Ｓ２５で「Ｙ」）、Ａ（ｎ）を「１」にすることで（Ｓ２６）、Ａ（ｎ）の発振を防ぐ。
【００４３】
これらにより、例えば、図５（Ａ）の点Ｐ３から点Ｐ４に延ばした破線で示すように、ステアリング１１を所定の操作角θ１において保舵中に車速がｖ３からｖ１に変わり、保舵解除後にステアリング１１を中立点に切り戻す場合には、中立点に戻るに従って徐々にＡ(n)が１に収束し、運転者に違和感を与えることなく、車速ｖ３の仮想ギヤ比Ｋから車速ｖ１の仮想ギヤ比Ｋに切り替えることができる。また、図５（Ｂ）の点Ｐ５から点Ｐ６に延ばした破線で示すように、ステアリング１１を中立点から更に切る場合においても、Ａ(n)が緩やかに変化し、運転者に違和感を与えることなく、仮想ギヤ比の切り替えることができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、上記した転舵用プログラムＭのステップＳ１〜Ｓ４までが、本発明に係る「目標値決定手段」に相当する。また、図６には、転舵用プログラムＭの流れをブロック線図にして示してある。
【００４５】
本実施形態に係る転舵ＥＣＵ２５の構成は以上のようであり、この転舵ＥＣＵ２５によれば、ステアリング１１の操作中におけるリレーロッド２２の目標値Ｘ(n) は、
Ｘ(n)＝θ(n)×Ｋ(n)
で求められる。そして、保舵解除後には、［Ｋ(n)×Ａ(n)］を実質的な仮想ギヤ比として、次式でリレーロッド２２の目標値Ｘ(n)が演算される。
Ｘ(n)＝θ(n)×Ｋ(n)×Ａ(n)
ここで、保舵解除後に補正ゲインＡ(n)が徐々に１に収束するので、実質的な仮想ギヤ比が［Ｋ(n)×Ａ(n)］から［Ｋ(n)］にスムーズに移行する。これにより、運転者に安定した操舵感覚を与えることできる。
【００４６】
＜第２実施形態＞
本実施形態は、前記第１実施形態の構成の一部を変更したものであり、第１実施形態と異なる部分が図７〜図１０に示されている。以下、第１実施形態と異なる部分に関してのみ説明し、同一の構成に関しては、第１実施形態と同一の符合を付して重複説明を省略する。
【００４７】
図７に示すように、本実施形態の転舵ＥＣＵは、車速ｖ以外に、操作角θ、操作角速度ｄθ／ｄｔによって仮想ギヤ比Ｋを決定する。具体的には、仮想ギヤ比Ｋが操作角θの大きさによって変化するように設定されている。即ち、図８に示すように、操作角θが増すに従って、仮想ギヤ比Ｋが大きくなる。これにより、ステアリング１１の中立点付近に比べて、ステアリング１１を切り込む程、操舵輪２０が急峻に転舵する。また、例えば、ステアリング１１の操作角速度の大きさに応じた係数を、仮想ギヤ比Ｋに乗じることで、ステアリング１１を早く回転させたときに操舵輪２０が早く転舵する構成になっている。
【００４８】
ところで、本実施形態では、上記したように操作角θとスライド位置Ｘとが非線形関係なので、前記第１実施形態の式（１）にように、ステアリング１１の位置としての操作角θと仮想ギヤ比Ｋとの積によって、リレーロッド２２のスライド位置Ｘを求めることができない。そこで、本実施形態の転舵用プログラムＭ’では、図９に示すように、目標値演算処理の構成を、前記第１実施形態と異ならせてある。即ち、本実施形態では、目標値演算処理（Ｓ３２）では、次式（７）に示すように、操作角θの変位量Δθ（ｎ）と仮想ギヤ比Ｋ（ｎ）と補正ゲインＡ（ｎ）の積によって、リレーロッド２２のスライド位置Ｘ（ｎ）の変位量ΔＸを求め、この変位量ΔＸを現時点のスライド位置Ｘ（ｎ）に加えて目標値を求めている。
【００４９】
Ｘ（ｎ）＝Ｘ（ｎ）＋Δθ（ｎ）×Ｋ（ｎ）×Ａ（ｎ） ・・・・・・（７）
【００５０】
ところで、前記第１実施形態の構成では、保舵解除後に常に補正ゲイン収束演算処理（Ｓ１４）を行うので、ステアリング１１を切り込む程、操舵輪２０が緩やかに転舵し、ステアリング１１を切り戻す程、操舵輪２０が急峻に転舵する状況が生じうる。また、図１０の点Ｐ７から点Ｐ８に移行する場合のように、ステアリング１１を廻しても、操舵輪２０が転舵しない状況又は逆向きに転舵する状況が起こりうる。
【００５１】
そこで、本実施形態では、補正ゲイン収束演算処理（Ｓ１４）を実行する前に、ステアリング１１を切り込み中（即ち、θ(n)＞θ(n−１)）でかつ補正ゲインＡ(n)が１より大きいか否かをチェックすると共に（Ｓ３０）、ステアリング１１を切り戻し中（即ち、θ(n)＜θ(n−１)）でかつ補正ゲインＡ(n)が１より小さいか否かをチェックしている（Ｓ３１）。
【００５２】
そして、ステアリング１１を切り込み中でかつ補正ゲインＡ(n)が１より大きい場合（Ｓ３０で「Ｙ」）、或いは、ステアリング１１を切り戻し中でかつ補正ゲインＡ(n)が１より小さい場合（Ｓ３２で「Ｙ」）の場合には、ゲイン収束演算処理（Ｓ１４）を行わずに、補正ゲインＡ(n)を変化させる現状の値に保持する。そして、上記以外の場合に（Ｓ３０で「Ｎ」、Ｓ３１で「Ｎ」）、補正ゲイン収束演算処理（Ｓ１４）を実行する。
【００５３】
これにより、ステアリング１１を深く切り込むに従って操舵輪２０の舵角の変化が急峻になり、ステアリング１１を切り戻すときに、操舵輪２０の舵角の変化が鈍くなる特性を保持することができる。
【００５４】
＜他の実施形態＞
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）前記第１及び第２の実施形態では、ステアリング１１の操作角θに仮想ギヤ比Ｋ及び補正ゲインＡを掛けて目標値Ｘを演算する構成であったが、操作角及び車速等の諸条件に応じてデータマップから目標値を決定する構成であってもよい。
【００５５】
（２）前記第１及び第２の実施形態では、リレーロッド２２のスライド位置を本発明に係る「操舵輪の舵角に係る目標値」としていたが、操舵輪の舵角と連動して変化するものであれば、「操舵輪の舵角に係る目標値」は、ステアシャフトのスライド位置以外のもの（例えば、操舵輪の舵角そのもの）であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るステアリングシステムの概念図
【図２】ステアリングの操作角とステアシャフトのスライド位置と車速との関係を示したグラフ
【図３】転舵用プログラムのフローチャート
【図４】補正ゲイン収束演算処理のフローチャート
【図５】（Ａ）補正ゲインを徐々に収束させた状態を示したグラフ
（Ｂ）補正ゲインを徐々に収束させた状態を示したグラフ
【図６】操舵系制御装置の制御構成を示したブロック図
【図７】第２実施形態におけるステアリングの操作角とステアシャフトのスライド位置と車速との関係を示したグラフ
【図８】操舵系制御装置の制御構成を示したブロック図
【図９】転舵用プログラムのフローチャート
【図１０】補正ゲインを徐々に収束させた状態を示したグラフ
【符号の説明】
１０…ステアリングシステム
１１…ステアリング
１２…ステアリングシャフト
１５…軸力センサ
１６…車速センサ
１７…操作角センサ
２０…操舵輪
２１…転舵用アクチュエータ
２２…ステアロッド
２３…位置センサ
２５…転舵ＥＣＵ（操舵系制御装置）
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のステアリングから機械的に切り離された操舵輪の舵角を、ステアリングの操作角に基づいてアクチュエータにて位置決め制御するための操舵系制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ステアリングと操舵輪とが機械的に切り離されたステアリングシステムとして、ステアリングの操作角を入力した操舵系制御装置が、操舵輪の舵角の目標値を演算し、ステアリングと操舵輪とが仮想のギヤ比で連結されているように舵角を位置決め制御するもの（所謂、ステアリングバイワイヤシステム）が開発されている。そして、この操舵系制御装置では、車速に応じて仮想のギヤ比を変更する構成になったいる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２７７７７９号公報（段落［００２４］［００２５］［００２７］）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の操舵系制御装置では、ステアリングを保舵した状態で車速等の運転状況が変更した場合に、その運転状況に応じて仮想のギヤ比が変更され、保舵中にも拘わらず操舵輪の舵角が変化して運転者に違和感を与える虞があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、運転者に安定した操舵感覚を与えることが可能な操舵系制御装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る操舵系制御装置は、車両のステアリングから機械的に切り離された操舵輪の舵角を、ステアリングの操作角に基づいてアクチュエータにて位置決め制御するための操舵系制御装置であって、ステアリングの操作角から操舵輪の舵角に係る目標値を決定するための操舵係数を、車速等の運転状況に応じて更新する操舵係数更新手段と、更新された操舵係数と操作角とから操舵輪の舵角に係る目標値を決定する目標値決定手段とを備え、目標値決定手段は、ステアリングが中立点以外の位置で保舵された場合は、その保舵の開始時に更新された操舵係数を用いて、操舵輪の舵角に係る目標値を決定すると共に、保舵が解除されたときに、操舵係数を保舵中に用いた操舵係数から操舵係数更新手段が更新した最新の操舵係数に徐々に変化させて、操舵輪の舵角に係る目標値を決定する操舵系制御装置において、操舵係数を保舵中に用いた操舵係数から操舵係数更新手段が更新した最新の操舵係数に徐々に変化さるための補正ゲインが設定され、所定周期でインクリメントされる整数をｎとし、ステアリングの操作角をθ（ｎ）とし、操舵係数更新手段が更新した最新の操舵係数をＫ（ｎ）とし、保舵の開始時に更新された操舵係数をＫ（０）とし、補正ゲインをＡ（ｎ）とし、保舵を解除した後の操舵輪の舵角に係る目標値をＸ（ｎ）とした場合に、目標値決定手段は、目標値Ｘ（ｎ）を、Ｘ（ｎ）＝θ（ｎ）×Ｋ（ｎ）×Ａ（ｎ）、によって求めると共に、ステアリングの操作中の補正ゲインＡ（ｎ）を、Ａ（ｎ）＝１、とし、保舵中の補正ゲインＡ（ｎ）を、Ａ（ｎ）＝Ｋ（０）／Ｋ（ｎ）、とし、保舵解除後の補正ゲインＡ（ｎ）を、通常は、Ｋ（０）／Ｋ（ｎ）から徐々に１に収束させ、ステアリングの切り込み中でかつ補正ゲインＡ（ｎ）が１より大きな場合或いは、ステアリングの切り戻し中でかつ補正ゲインＡ（ｎ）が１より小さい場合は、保舵解除後の補正ゲインＡ（ｎ）を現状の値に保持するように構成したところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の操舵系制御装置において、ステアリングの中立点から中立点以外の位置で保舵する迄のステアリングの操作角の積算変位量をΣｄθとし、保舵解除直後から現時点までのステアリングの操作角の積算変位量をΣｄθ’とし、保舵解除時の補正ゲインをＡ（０）とすると、保舵解除後の補正ゲインＡ（ｎ）を、
Ａ（ｎ）＝Ａ（０）−（Ａ（０）−１）×｜Σｄθ’｜／｜Σｄθ｜
Ａ（０）＝Ｋ（０）／Ｋ（ｎ）
、で求めることで、保舵前におけるステアリングの操作角の積算変位量に対応させて、Ａ（ｎ）をＫ（０）／Ｋ（ｎ）から徐々に１に収束させるところに特徴を有する。
【００１０】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
請求項１の操舵系制御装置では、ステアリングが中立点以外の位置で保舵された場合は、たとえ車速等の運転状況が変化しても、保舵の開始時に更新された操舵係数を用いて操舵輪の舵角に係る目標値が一定の値に決定される。そして、保舵が解除されたときには、保舵中の操舵係数から最新の操舵係数に徐々に変化させて、操舵輪の舵角に係る目標値が決定される。これにより、保舵中に車速等の運転状況が変化しても操舵輪の舵角が一定に保持され、保舵解除後は、車速等の運転状況に対応した最新の操舵係数にスムーズに移行し、運転者に安定した操舵感覚を与えることができる。
【００１１】
具体的には、請求項１の操舵系制御装置では、所定周期でインクリメントされる整数をｎとし、ステアリングの操作角をθ（ｎ）とし、操舵係数更新手段が更新した最新の操舵係数をＫ（ｎ）とし、保舵の開始時に更新された操舵係数をＫ（０）とし、操舵係数を保舵中に用いた操舵係数から操舵係数更新手段が更新した最新の操舵係数に徐々に変化さるための補正ゲインをＡ（ｎ）とし、保舵を解除した後の操舵輪の舵角に係る目標値をＸ（ｎ）とした場合に、目標値決定手段が目標値Ｘ（ｎ）を、
Ｘ（ｎ）＝θ（ｎ）×Ｋ（ｎ）×Ａ（ｎ）
、によって求める。そして、ステアリングの操作中（即ち、保舵されれていない状態）の補正ゲインＡ（ｎ）は１になり、ステアリングの操作中の目標値Ｘ（ｎ） は、
Ｘ（ｎ）＝θ（ｎ）×Ｋ（ｎ）
、で求められる。また、保舵中の補正ゲインＡ（ｎ）は、Ｋ（０）／Ｋ（ｎ）になりかつ操作角θ（ｎ）は一定であるから、舵角に係る目標値Ｘ（ｎ）は、
Ｘ（ｎ）＝θ（ｎ）×Ｋ（ｎ）×Ｋ（０）／Ｋ（ｎ）＝θ（ｎ）×Ｋ（０）
、となり、一定に保持される。
さらに、保舵解除後の補正ゲインは、通常、Ｋ（０）／Ｋ（ｎ）から徐々に１に収束するので、保舵解除後に上記したステアリングの操作中と同じ状態にスムーズに移行される。これにより、運転者に違和感を与えることなく、操舵輪の位置決め制御を行うことができる。
ところで、運転者にとっては、ステアリングを深く切り込むに従って操舵輪の舵角の変化が増し、ステアリングを切り戻すに従って操舵輪の舵角の変化が鈍くなるものが好ましい。そして、本発明の操舵系制御装置では、保舵解除後であって、ステアリングの切り込み中でかつ補正ゲインＡ（ｎ）が１より大きな場合或いは、ステアリングの切り戻し中でかつ補正ゲインＡ（ｎ）が１より小さい場合には、補正ゲインＡ（ｎ）を現状の値に保持されるので、上記したステアリングの切り込み・切り戻し対する操舵輪の挙動を実現することができる。
【００１２】
＜請求項２の発明＞
請求項２の構成によれば、保舵解除直後から現時点までのステアリングの操作角の積算変位量Σｄθ’が徐々に増加して、ステアリングの中立点から中立点以外の位置で保舵する迄のステアリングの操作角の積算変位量Σｄθと同じ値に近づくと、補正ゲインＡ（ｎ）がＫ（０）／Ｋ（ｎ）から１に収束する。これにより、保舵状態を挟んだ前後におけるステアリングの操舵感覚を近似させることができ、運転者に違和感を与えることなく、操舵輪の位置決め制御を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る第１実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
図１には、本実施形態のステアリングシステム１０の全体構成が示されている。このステアリングシステム１０は、所謂、ステアバイワイヤシステムであって、ステアリング１１と操舵輪２０，２０とが機械的に切り離されており、ステアリング１１の中心に固定されたステアリングシャフト１２が、反力用アクチュエータ１３に軸支され、ステアリングシャフト１２を回転させたときの反力を反力用アクチュエータ１３で発生させている。
【００１５】
より具体的には、反力用アクチュエータ１３の駆動回路１３Ｋには、反力コントローラ１４（以下、「反力ＥＣＵ１４」という）の出力が接続され、その反力ＥＣＵ１４の入力には、軸力センサ１５及び車速センサ１６が接続されている。軸力センサ１５は、操舵輪２０，２０の間に差し渡されたリレーロッド２２にかかる軸力を検出している。そして、反力ＥＣＵ１４は、軸力センサ１５の検出結果に基づき、路面状況に応じてリレーロッド２２にかかる軸力の変化をステアリング１１の回転に対する反力の変化として反映させている。また、反力ＥＣＵ１４は、車速センサ１６の検出結果に基づき、ステアリング１１の回転に対する反力を変化させ、高速走行時にはステアリング１１が重たくなり、低速走行時にはステアリング１１が軽くなるように制御している。
【００１６】
反力用アクチュエータ１３とステアリングシャフト１２との間には、操作角センサ１７が取り付けられ、ステアリング１１の操作角「θ」を検出している。ここで、車両を直進させる際のステアリング１１の位置が、本発明に係る「ステアリングの中立点」に相当し、ステアリング１１の操作角「θ」は、中立点を原点とした所定の座標における「位置」でありかつ中立点からの変位量でもある。
【００１７】
前記したリレーロッド２２には、転舵用アクチュエータ２１の出力部が連結されている。そして、駆動回路２１Ｋにて転舵用アクチュエータ２１を駆動することで、リレーロッド２２がスライドされ、これに連動して操舵輪２０，２０が転舵される。
【００１８】
転舵用アクチュエータ２１には、リレーロッド２２のスライド位置を検出するための位置センサ２３が取り付けられている。ここで、車両を直進させるためのリレーロッド２２の位置を「中立点」とすると、リレーロッド２２が中立点から左右の何れかにスライドした量に応じて、操舵輪２０，２０が左右何れかの向きに所定の舵角だけ転舵する。そして、本実施形態では、リレーロッド２２の中立点を原点としかつリレーロッド２２のスライド方向に延びた所定の座標におけるリレーロッド２２のスライド位置「Ｘ」が、本発明にかかる「操舵輪の舵角に係る目標値」に相当する。
【００１９】
リレーロッド２２を目標位置に位置決め制御するために、本発明に係る「操舵系制御装置」に相当する転舵コントローラ２５（以下、「転舵ＥＣＵ２５」という）が設けられている。転舵ＥＣＵ２５には、車速センサ１６、操作角センサ１７および位置センサ２３の検出信号が取り込まれている。転舵ＥＣＵ２５は、車速センサ１６が検出した車速ｖに基づいて、仮想ギヤ比Ｋ（本発明に係る「操舵係数」に相当する）を決定する。
【００２０】
ここで、ステアリング１１の変位角θを横軸とし、リレーロッド２２のスライド位置Ｘを縦軸とした座標において、変位角θとスライド位置Ｘとの関係を示したグラフを作成すると、図２に示すように、車速ｖ毎に複数のグラフが描かれる。そして、これら各グラフにおける傾き（＝ΔＸ／Δθ）が仮想ギヤ比Ｋに相当し、車速ｖが増すに従って仮想ギヤ比Ｋは小さくなり、逆に、車速ｖが低減するに従って仮想ギヤ比Ｋは大きくなる。また、本実施形態では、操作角θとスライド位置Ｘとは線形関係になっいるので、次式（１）に示すように、ステアリング１１の位置としての操作角θと仮想ギヤ比Ｋとの積によって、リレーロッド２２のスライド位置Ｘを求めることができる。
【００２１】
Ｘ＝θ×Ｋ ・・・・・（１）
【００２２】
ところで、ステアリング１１が中立点以外の所定位置で保舵された状態においても、例えば、車速の変化に応じて仮想ギヤ比Ｋを変更すると、例えば、図２の点Ｐ１から点Ｐ２の変化に示すように、ステアリング１１の操作角θが一定であるにも拘わらず、リレーロッド２２のスライド位置Ｘが変化するという現象が起きてしまう。そこで、本実施形態では、ステアリング１１が中立点以外の位置で保舵された場合には、以下に詳説するように、転舵ＥＣＵ２５が実行する転舵用プログラムＭによって通常時と異なる処理を行っている。
【００２３】
転舵ＥＣＵ２５は、図３及び図４に示した転舵用プログラムＭを所定周期で実行する。なお、以下の説明において、Ａ(n)、Ｋ(n)等のように「(n)」を付したものは、操舵用プログラムＭを実行した現時点の各値を示し、Ａ(n-1)、Ｋ(n-1)等のように「(n-1)」を付したものは、操舵用プログラムＭを前回実行した時点の各値を示すものとする。
【００２４】
転舵用プログラムＭが実行されると、転舵ＥＣＵ２５に取り込まれた車速ｖに基づいて仮想ギヤ比Ｋ(n)が決定される（Ｓ１）。即ち、本実施形態ではステップＳ１が、本発明に係る「操舵係数更新手段」に相当する。
【００２５】
次いで、ステアリング１１が中立点にあるか否かをチェックし（Ｓ２）、ステアリング１１が中立点にある場合には（Ｓ２で「Ｙ」）、補正ゲインＡ（ｎ）を「１」とし（Ｓ３）、リレーロッド２２の目標値Ｘ（ｎ）を次式（２）の演算にて求める（Ｓ４）。
【００２６】
Ｘ（ｎ）＝θ（ｎ）×Ｋ（ｎ）×Ａ（ｎ） ・・・・・・（２）
【００２７】
ここで、操作角θ（ｎ）とリレーロッド２２の目標値Ｘ（ｎ）との比（＝Ｘ（ｎ）／θ（ｎ））を仮想ギヤ比と定義するのであれば、本実施形態では、上記式（２）における［Ｋ（ｎ）×Ａ（ｎ）］が実質的な仮想ギヤ比になる。なお、ステアリング１１が中立点にある場合は（Ｓ２で「Ｙ」）、θ（ｎ）＝０であるから、上記式（２）により、リレーロッド２２の目標値Ｘ（ｎ）は「０」に固定される。
【００２８】
ステアリング１１が中立点にない場合には（Ｓ２で「Ｎ」）、ステアリング１１が保舵されているか否かがチェックされる（Ｓ５）。
【００２９】
ステアリング１１が保舵されている場合には（Ｓ５で「Ｙ」）、フラッグＦが「０」か否かをチェックすることで（Ｓ８）、保舵開始時か保舵継続中かをチェックする。ここで、フラッグＦが「０」であった場合、即ち、保舵開始時の場合には（Ｓ８で「Ｙ」）、Ｋ(0)に仮想ギヤ比Ｋ(n)の値を記憶する（Ｓ９）。そして、フラッグＦに「１」をセットする（Ｓ１０）。
【００３０】
次いで、補正ゲインＡ（ｎ）を次式（３）で求める（Ｓ１１）。
Ａ（ｎ）＝Ｋ（０）／Ｋ（ｎ） ・・・・・・（３）
また、この補正ゲインＡ（ｎ）は、保舵解除後の補正ゲイン収束演算（Ｓ１４）で固定値として使用するために、Ａ（０）に記憶される（Ｓ１２）。
【００３１】
次いで、保舵が解除された時の収束レートＢ（収束率）を次式（４）に基づいて決定する（Ｓ１３）。
Ｂ＝｜１−Ａ（０）｜／｜Σｄθ｜ ・・・・・（４）
ここで、Σｄθは、操作角θの中立点からの積算変位量である。
【００３２】
次いで、リレーロッド２２の目標値Ｘ（ｎ）を前記式（２）の演算にて求める（Ｓ４）。ここで、前記式（２）に前記式（３）を代入すると、
【００３３】
Ｘ（ｎ）＝θ（ｎ）×Ｋ（０） ・・・・・・（２）’
【００３４】
となり、ステアリング１１の保舵中においては、θ(n)は一定であるので、かりに車速が変わっても、リレーロッド２２の目標値は一定に保持され、操舵輪２０の舵角が固定される。
【００３５】
一方、ステアリング１１が保舵されていない場合には（Ｓ５で「Ｎ」）、フラッグが「０」にリセットされ（Ｓ６）、操舵用プログラムＭを前回実行したときの補正ゲインＡ(n−１)が「１」であるか以下をチェックする（Ｓ７）。そして、補正ゲインＡ(n−１)が「１」であった場合には（Ｓ７で「Ｙ」）、補正ゲインＡ（ｎ）を「１」にして（Ｓ３）、リレーロッド２２の目標値を前記式（２）の演算にて求める（Ｓ４）。なお、Ａ(n−１)が「１」になる場合としては、保舵中に車速が変更されなかった場合、或いは、保舵継続中に車速が変更されたが保舵開始時と保舵解除時の車速が同じであった場合が挙げられる。
【００３６】
一方、補正ゲインＡ(n−１)が「１」でなかった場合（Ｓ７で「Ｎ」）、即ち、保舵開始時と保舵解除時の車速が異なる場合は、補正ゲイン収束演算が行われる（Ｓ１４）。
【００３７】
補正ゲイン収束演算（Ｓ１４）は、図４に詳細が示されており、まず、保舵解除直前の補正ゲインＡ（０）が「１」より大きい否かがチェックされる（Ｓ２０）。Ａ（０）が「１」より大きい場合には（Ｓ２０で「Ｙ」）、次式（５）で補正ゲインＡ（ｎ）が求められる（Ｓ２１）。
【００３８】
Ａ（ｎ）＝Ａ（０）−Ｂ×｜Σｄθ’｜ ・・・・・（５）
【００３９】
ここで、Σｄθ’は、保舵中の操作角θから保舵解除後の現時点までの積算変位量である。そして、Ａ（ｎ）が「１」より小さくならない限り（Ｓ２２で「Ｎ」）、上記式（５）で求めたＡ（ｎ）と前記式（２）とを用いて、リレーロッド２２の目標値が演算される（Ｓ４）。なお、Ａ（ｎ）が「１」より小さくなった場合（オーバーシュートした場合）には（Ｓ２２で「Ｙ」）、Ａ（ｎ）を「１」にすることで（Ｓ２３）、Ａ（ｎ）の発振を防ぐ。
【００４０】
一方、Ａ（０）が「１」より小さい場合には（Ｓ２０で「Ｎ」）、次式（６）で補正ゲインＡ（ｎ）が求められる（Ｓ２４）。
【００４１】
Ａ（ｎ）＝Ａ（０）＋Ｂ×｜Σｄθ’｜ ・・・・・（６）
【００４２】
ここで、Σｄθ’は、保舵中の操作角θから保舵解除後の現時点までの積算変位量であり、Ａ（ｎ）が「１」より大きくならない限り（Ｓ２５で「Ｎ」）、上記式（６）で求めたＡ（ｎ）を用いて、リレーロッド２２の目標値が前記（２）式の演算にて求められる（Ｓ４）。なお、Ａ（ｎ）が「１」より大きくなった場合（オーバーシュートした場合）には（Ｓ２５で「Ｙ」）、Ａ（ｎ）を「１」にすることで（Ｓ２６）、Ａ（ｎ）の発振を防ぐ。
【００４３】
これらにより、例えば、図５（Ａ）の点Ｐ３から点Ｐ４に延ばした破線で示すように、ステアリング１１を所定の操作角θ１において保舵中に車速がｖ３からｖ１に変わり、保舵解除後にステアリング１１を中立点に切り戻す場合には、中立点に戻るに従って徐々にＡ(n)が１に収束し、運転者に違和感を与えることなく、車速ｖ３の仮想ギヤ比Ｋから車速ｖ１の仮想ギヤ比Ｋに切り替えることができる。また、図５（Ｂ）の点Ｐ５から点Ｐ６に延ばした破線で示すように、ステアリング１１を中立点から更に切る場合においても、Ａ(n)が緩やかに変化し、運転者に違和感を与えることなく、仮想ギヤ比の切り替えることができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、上記した転舵用プログラムＭのステップＳ１〜Ｓ４までが、本発明に係る「目標値決定手段」に相当する。また、図６には、転舵用プログラムＭの流れをブロック線図にして示してある。
【００４５】
本実施形態に係る転舵ＥＣＵ２５の構成は以上のようであり、この転舵ＥＣＵ２５によれば、ステアリング１１の操作中におけるリレーロッド２２の目標値Ｘ(n) は、
Ｘ(n)＝θ(n)×Ｋ(n)
で求められる。そして、保舵解除後には、［Ｋ(n)×Ａ(n)］を実質的な仮想ギヤ比として、次式でリレーロッド２２の目標値Ｘ(n)が演算される。
Ｘ(n)＝θ(n)×Ｋ(n)×Ａ(n)
ここで、保舵解除後に補正ゲインＡ(n)が徐々に１に収束するので、実質的な仮想ギヤ比が［Ｋ(n)×Ａ(n)］から［Ｋ(n)］にスムーズに移行する。これにより、運転者に安定した操舵感覚を与えることできる。
【００４６】
＜第２実施形態＞
本実施形態は、前記第１実施形態の構成の一部を変更したものであり、第１実施形態と異なる部分が図７〜図１０に示されている。以下、第１実施形態と異なる部分に関してのみ説明し、同一の構成に関しては、第１実施形態と同一の符合を付して重複説明を省略する。
【００４７】
図７に示すように、本実施形態の転舵ＥＣＵは、車速ｖ以外に、操作角θ、操作角速度ｄθ／ｄｔによって仮想ギヤ比Ｋを決定する。具体的には、仮想ギヤ比Ｋが操作角θの大きさによって変化するように設定されている。即ち、図８に示すように、操作角θが増すに従って、仮想ギヤ比Ｋが大きくなる。これにより、ステアリング１１の中立点付近に比べて、ステアリング１１を切り込む程、操舵輪２０が急峻に転舵する。また、例えば、ステアリング１１の操作角速度の大きさに応じた係数を、仮想ギヤ比Ｋに乗じることで、ステアリング１１を早く回転させたときに操舵輪２０が早く転舵する構成になっている。
【００４８】
ところで、本実施形態では、上記したように操作角θとスライド位置Ｘとが非線形関係なので、前記第１実施形態の式（１）にように、ステアリング１１の位置としての操作角θと仮想ギヤ比Ｋとの積によって、リレーロッド２２のスライド位置Ｘを求めることができない。そこで、本実施形態の転舵用プログラムＭ’では、図９に示すように、目標値演算処理の構成を、前記第１実施形態と異ならせてある。即ち、本実施形態では、目標値演算処理（Ｓ３２）では、次式（７）に示すように、操作角θの変位量Δθ（ｎ）と仮想ギヤ比Ｋ（ｎ）と補正ゲインＡ（ｎ）の積によって、リレーロッド２２のスライド位置Ｘ（ｎ）の変位量ΔＸを求め、この変位量ΔＸを現時点のスライド位置Ｘ（ｎ）に加えて目標値を求めている。
【００４９】
Ｘ（ｎ）＝Ｘ（ｎ）＋Δθ（ｎ）×Ｋ（ｎ）×Ａ（ｎ） ・・・・・・（７）
【００５０】
ところで、前記第１実施形態の構成では、保舵解除後に常に補正ゲイン収束演算処理（Ｓ１４）を行うので、ステアリング１１を切り込む程、操舵輪２０が緩やかに転舵し、ステアリング１１を切り戻す程、操舵輪２０が急峻に転舵する状況が生じうる。また、図１０の点Ｐ７から点Ｐ８に移行する場合のように、ステアリング１１を廻しても、操舵輪２０が転舵しない状況又は逆向きに転舵する状況が起こりうる。
【００５１】
そこで、本実施形態では、補正ゲイン収束演算処理（Ｓ１４）を実行する前に、ステアリング１１を切り込み中（即ち、θ(n)＞θ(n−１)）でかつ補正ゲインＡ(n)が１より大きいか否かをチェックすると共に（Ｓ３０）、ステアリング１１を切り戻し中（即ち、θ(n)＜θ(n−１)）でかつ補正ゲインＡ(n)が１より小さいか否かをチェックしている（Ｓ３１）。
【００５２】
そして、ステアリング１１を切り込み中でかつ補正ゲインＡ(n)が１より大きい場合（Ｓ３０で「Ｙ」）、或いは、ステアリング１１を切り戻し中でかつ補正ゲインＡ(n)が１より小さい場合（Ｓ３２で「Ｙ」）の場合には、ゲイン収束演算処理（Ｓ１４）を行わずに、補正ゲインＡ(n)を変化させる現状の値に保持する。そして、上記以外の場合に（Ｓ３０で「Ｎ」、Ｓ３１で「Ｎ」）、補正ゲイン収束演算処理（Ｓ１４）を実行する。
【００５３】
これにより、ステアリング１１を深く切り込むに従って操舵輪２０の舵角の変化が急峻になり、ステアリング１１を切り戻すときに、操舵輪２０の舵角の変化が鈍くなる特性を保持することができる。
【００５４】
＜他の実施形態＞
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）前記第１及び第２の実施形態では、ステアリング１１の操作角θに仮想ギヤ比Ｋ及び補正ゲインＡを掛けて目標値Ｘを演算する構成であったが、操作角及び車速等の諸条件に応じてデータマップから目標値を決定する構成であってもよい。
【００５５】
（２）前記第１及び第２の実施形態では、リレーロッド２２のスライド位置を本発明に係る「操舵輪の舵角に係る目標値」としていたが、操舵輪の舵角と連動して変化するものであれば、「操舵輪の舵角に係る目標値」は、ステアシャフトのスライド位置以外のもの（例えば、操舵輪の舵角そのもの）であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るステアリングシステムの概念図
【図２】ステアリングの操作角とステアシャフトのスライド位置と車速との関係を示したグラフ
【図３】転舵用プログラムのフローチャート
【図４】補正ゲイン収束演算処理のフローチャート
【図５】（Ａ）補正ゲインを徐々に収束させた状態を示したグラフ
（Ｂ）補正ゲインを徐々に収束させた状態を示したグラフ
【図６】操舵系制御装置の制御構成を示したブロック図
【図７】第２実施形態におけるステアリングの操作角とステアシャフトのスライド位置と車速との関係を示したグラフ
【図８】操舵系制御装置の制御構成を示したブロック図
【図９】転舵用プログラムのフローチャート
【図１０】補正ゲインを徐々に収束させた状態を示したグラフ
【符号の説明】
１０…ステアリングシステム
１１…ステアリング
１２…ステアリングシャフト
１５…軸力センサ
１６…車速センサ
１７…操作角センサ
２０…操舵輪
２１…転舵用アクチュエータ
２２…ステアロッド
２３…位置センサ
２５…転舵ＥＣＵ（操舵系制御装置）
Claims (2)
- 車両のステアリングから機械的に切り離された操舵輪の舵角を、前記ステアリングの操作角に基づいてアクチュエータにて位置決め制御するための操舵系制御装置であって、
前記ステアリングの操作角から前記操舵輪の舵角に係る目標値を決定するための操舵係数を、車速等の運転状況に応じて更新する操舵係数更新手段と、
更新された前記操舵係数と前記操作角とから前記操舵輪の舵角に係る目標値を決定する目標値決定手段とを備え、
前記目標値決定手段は、前記ステアリングが中立点以外の位置で保舵された場合は、その保舵の開始時に更新された前記操舵係数を用いて、前記操舵輪の舵角に係る目標値を決定すると共に、前記保舵が解除されたときに、操舵係数を前記保舵中に用いた操舵係数から前記操舵係数更新手段が更新した最新の前記操舵係数に徐々に変化させて、前記操舵輪の舵角に係る目標値を決定する操舵系制御装置において、
前記操舵係数を前記保舵中に用いた操舵係数から前記操舵係数更新手段が更新した最新の前記操舵係数に徐々に変化さるための補正ゲインが設定され、
所定周期でインクリメントされる整数をｎとし、
前記ステアリングの操作角をθ（ｎ）とし、
前記操舵係数更新手段が更新した最新の前記操舵係数をＫ（ｎ）とし、
前記保舵の開始時に更新された前記操舵係数をＫ（０）とし、
前記補正ゲインをＡ（ｎ）とし、
保舵を解除した後の前記操舵輪の舵角に係る目標値をＸ（ｎ）とした場合に、
前記目標値決定手段は、前記目標値Ｘ（ｎ）を、
Ｘ（ｎ）＝θ（ｎ）×Ｋ（ｎ）×Ａ（ｎ）
、によって求めると共に、
前記ステアリングの操作中の前記補正ゲインＡ（ｎ）を、
Ａ（ｎ）＝１
、とし、前記保舵中の前記補正ゲインＡ（ｎ）を、
Ａ（ｎ）＝Ｋ（０）／Ｋ（ｎ）
、とし、前記保舵解除後の前記補正ゲインＡ（ｎ）を、通常は、Ｋ（０）／Ｋ（ｎ）から徐々に１に収束させ、前記ステアリングの切り込み中でかつ前記補正ゲインＡ（ｎ）が１より大きな場合或いは、前記ステアリングの切り戻し中でかつ前記補正ゲインＡ（ｎ）が１より小さい場合は、前記保舵解除後の前記補正ゲインＡ（ｎ）を現状の値に保持するように構成したことを特徴とする操舵系制御装置。 - 前記ステアリングの中立点から前記中立点以外の位置で保舵する迄の前記ステアリングの操作角の積算変位量をΣｄθとし、
前記保舵解除直後から現時点までの前記ステアリングの操作角の積算変位量をΣｄθ’とし、
前記保舵解除時の前記補正ゲインをＡ（０）とすると、
前記保舵解除後の前記補正ゲインＡ（ｎ）を、
Ａ（ｎ）＝Ａ（０）−（Ａ（０）−１）×｜Σｄθ’｜／｜Σｄθ｜
Ａ（０）＝Ｋ（０）／Ｋ（ｎ）
、で求めることで、前記保舵前における前記ステアリングの操作角の積算変位量に対応させて、前記Ａ（ｎ）をＫ（０）／Ｋ（ｎ）から徐々に１に収束させることを特徴とする請求項１に記載の操舵系制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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