JP5412822B2 - 車両用操舵制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用操舵制御装置に関する。

車両用操舵制御装置にあっては特許文献1に記載の様に、通常時には操舵ハンドルと転舵輪を機械的に分離し、操舵ハンドルへの入力に基づき転舵用のモータを駆動して転舵輪を転舵させるステアバイワイヤシステムが知られている。この技術にあっては、転舵輪を駆動する転舵用のモータ（以下、転舵モータという）およびコントローラを複数備えて冗長系を構成し、いずれか１つの系統が失陥した際には他の系統によってステアバイワイヤを継続可能となっている。
特表２００３−５２９４８３号公報

上述のようなステアバイワイヤシステムを採用した車両用制御装置においては、例えばある回転半径のカーブを一定操舵角、一定車速で走行中、複数の転舵モータの合計出力（トルク）は路面反力と釣り合うトルクとなっている。このとき複数の転舵モータおよびコントローラから成る複数系統のうちの幾つかの系統が故障して、幾つかの転舵モータが所望のトルクを出力できなくなると、複数の転舵モータの合計出力は路面反力よりも小さくなり、路面反力によって転舵輪が押し戻され、実転舵角は操舵入力に基づく指令転舵角よりも小さくなり、指令転舵角と実転舵角とが乖離する。

その際、上記従来技術にあっては異常となった系統を遮断して（異常が発生した系統の転舵モータの出力トルクを０として）、正常な系統のみでステアバイワイヤ制御を継続する。しかし、指令転舵角と実転舵角との乖離によって車両は運転者の所望する軌道からアウト側（カーブ外側）に外れており、所望の軌道に戻すために運転者が操舵ハンドルを切り増すと指令転舵角も増加する。増加した指令転舵角に追従するように正常な系統の転舵モータが制御されるため、実転舵角が急増して車両挙動が急変するおそれがあった。

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、車両挙動の急変を低減しつつステアバイワイヤ制御の続行を可能とした車両用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、操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段を備え、コントローラは、異常判定手段で、複数の転舵モータのいずれの異常も検出されていない場合には、操舵角に基づき転舵モータに対する指令転舵角を演算すると共に、実転舵角が指令転舵角に一致する様に、複数の転舵モータを制御し、異常判定手段で、複数の転舵モータのいずれかの異常が検出された場合には、この異常が検出された転舵モータの駆動を禁止するとともに、実転舵角に一致する様に最終指令転舵角を設定した後、運転者による操舵中は、操舵角に基づき演算される指令転舵角との偏差が徐々に低減する様に最終指令転舵角を設定して、実転舵角が最終指令転舵角に一致する様に、複数の転舵モータのうちの正常な転舵モータを制御することとした。

よって、車両挙動の急変を低減しつつステアバイワイヤ制御の続行を可能とした車両用操舵制御装置を提供できる。

以下、本発明の車両用操舵制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。

［システム構成］
実施例１につき説明する。図１は本願車両用操舵制御装置のシステム構成図である。車両用操舵制御装置は、操舵ハンドル（ステアリング）１、ステアリングシャフト９a、ピニオンシャフト９ｂ、転舵輪ＦＬ，ＦＲ、ラック４、バックアップクラッチ５、第１、第２転舵モータ６ａ，６ｂ、および第１、第２転舵用コントローラ１１ａ，１１ｂ、ピニオンギヤ１２を有する。

ピニオンギヤ１２はピニオンシャフト９ｂに結合されたギヤであり、ピニオンシャフト９ｂの回転に伴って回転する。ピニオンギヤ１２とラック４とはギヤ機構により結合されており、ピニオンギヤ１２の回転に伴ってラック４が軸方向に移動する、所謂ラック＆ピニオン機構を形成している。

ラック４は軸方向移動によって転舵輪ＦＬ，ＦＲを転舵させる。第１、第２転舵モータ６ａ，６ｂはピニオンシャフト９ｂを介して、又は直接ピニオンギヤ１２に接続され、ピニオンギヤ１２に回転トルクを付与する事により転舵輪ＦＬ，ＦＲを転舵駆動する。

本願車両用操舵制御装置はいわゆるステアバイワイヤシステムであって、通常時にはバックアップクラッチ５を開放してステアリングシャフト９aとピニオンシャフト９ｂとの機械的接続を切断すると共に、電動モータである第１、第２転舵モータ６ａ，６ｂによってラック８を軸方向移動させ、転舵輪ＦＬ，ＦＲの転舵を行う。

例えば第１、第２転舵モータ６ａ，６ｂの双方共に駆動する事ができないフェール時には、バックアップクラッチ５を締結してステアリングシャフト９aとピニオンシャフト９ｂとを機械的に接続し、操舵ハンドル１の回転をラック４に機械的に伝達可能とする事により、操舵ハンドル１の操舵によるラック４の軸方向移動を可能とする。

ステアリングシャフト９aには操舵角センサ２、トルクセンサ３、反力モータ４が設けられている。これらはバックアップクラッチ５よりも操舵ハンドル１側に設けられている。

操舵角センサ２、トルクセンサ３はそれぞれ運転者によって操舵ハンドル１に入力された操舵角θｈおよび操舵トルクＴを検出し、操舵反力コントローラ１０に出力する。また、第１、第２転舵モータ角センサ７ａ，７ｂは転舵モータ角θ１、θ２を検出し、第１、第２転舵用コントローラ１１ａ，１１ｂを介して操舵反力コントローラ１０に出力される。

尚、転舵モータ角θ１、θ２と実際の転舵輪ＦＬ，ＦＲの転舵角（実転舵角θｍ）とにはラック＆ピニオン機構のギヤ比に応じて一意に定まる相関関係が有る為、転舵モータ角θ１、θ２に基づいて実転舵角θｍを検出する事が可能であり、以下では特に記載が無い限り実転舵角θｍは転舵モータ角θ１、θ２に基づいて算出されたものとする。

各コントローラ１０，１１ａ，１１ｂはそれぞれ通信ライン１２によって接続されて相互に通信可能とされ、操舵反力コントローラ１０に入力された操舵トルクＴ及び操舵角θｈは第１、第２転舵用コントローラ１１ａ，１１ｂへ、第１、第２転舵用コントローラ１１ａ，１１ｂに入力された転舵モータ角θ１、θ２は操舵反力コントローラ１０へ、それぞれ通信ライン１２を介して入力される。

操舵反力コントローラ１０は、第１、第２転舵モータ角センサ７ａ，７ｂにより検出された転舵モータ角θ１、θ２に基づき（すなわち実転舵角θｍに基づき）操舵ハンドル１に付与する反力Ｔ'を演算し、この反力Ｔ'に基づき反力モータ４を駆動する。
また、反力モータ４の故障診断を行ない、反力モータ4の故障時にはバックアップクラッチ５を締結する。

転舵用コントローラ１１ａ，１１ｂはシステムの正常時（バックアップクラッチ５の切断時）には、操舵角θｈに基づいて指令転舵角θｏｄｒを算出し、算出した指令転舵角θｏｄｒと転舵モータ角θ１、θ２（に基づいた実転舵角θｍ）とに基づき第１、第２転舵モータ６ａ，６ｂの指令電流Ｉｓ１，Ｉｓ２を演算し、第１、第２転舵モータ６ａ，６ｂを駆動して転舵を行う。

つまり、操舵角θｈに基づいて転舵角の目標値である指令転舵角θｏｄｒを演算し、この指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとの偏差に基づいて第１、第２転舵モータ６ａ，６ｂの指令電流Ｉｓ１，Ｉｓ２を演算し、第１、第２転舵モータ６ａ，６ｂを駆動する事により、指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとが一致するように制御する角度制御を行っている。

また、転舵モータ６ａ，６ｂの異常を検出する異常診断を行い、転舵モータ６ａ，６ｂの双方共に異常であればバックアップクラッチ５を締結する。

なお、操舵角θｈに基づく指令転舵角θｏｄｒの算出は、予め定められた操舵角θｈと指令転舵角θｏｄｒとの比率に基づいて算出する。この操舵角θｈと指令転舵角θｏｄｒとの比率は、例えば車速が高い場合には操舵角θｈに対する指令転舵角θｏｄｒを小さく、車速が低い場合には操舵角θｈに対する指令転舵角θｏｄｒを大きくする等、可変であっても良い。

このようなシステムにおいては、第１、第２転舵モータ６ａ，６ｂおよび反力モータ4が正常である正常時にはバックアップクラッチ５を解放して操舵ハンドル１に反力を付与するとともに、第１、第２転舵モータ６ａ，６ｂの双方によって転舵を行うステアバイワイヤ制御を実行する。

また、第１、第２転舵モータ６ａ，６ｂのいずれか一方が正常で、且つ反力モータ4が正常である時にはバックアップクラッチ５を解放して操舵ハンドル１に反力を付与するとともに、第１、第２転舵モータ６ａ，６ｂのいずれか異状が発生した方の駆動を禁止し（出力トルクを０、すなわちフリーな状態とし）、正常な一方の転舵モータによって転舵を行うステアバイワイヤ制御を実行する。

更に反力モータ4もしくは転舵モータ６ａ，６ｂの双方の転舵モータの異常が検出された際は、バックアップクラッチ５を締結すると共に反力モータ４、転舵モータ６ａ，６ｂのトルク出力を停止し、操舵ハンドル１によって直接ラック４を駆動可能とし、運転者の操舵操作による転舵を可能とする。

［片系統故障時における車両挙動安定化］
ある回転半径のカーブを一定操舵角、一定車速で走行中、転舵モータ６ａ，６ｂは路面反力と釣り合うトルクを出力している。このとき転舵モータ６ａ，６ｂのうち一方の系統が故障して所望のトルクを出力できなくなると、路面反力によって転舵輪ＦＬ，ＦＲが押し戻される。

そのため、転舵輪ＦＬ，ＦＲの実転舵角θｍは操舵角θｈに基づく指令転舵角θｏｄｒよりも小さくなり、指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとが乖離する。この乖離によって車両は運転者の所望する軌道からアウト側（カーブ外側）に外れることとなる。

所望の軌道に戻すために運転者が操舵ハンドル１を切り増すと指令転舵角θｏｄｒも増加する。増加した指令転舵角θｏｄｒに追従するように正常な系統が制御されるため、実転舵角θｍが急増して（すなわち、実転舵角θｍの変化量が大きくなり）車両挙動が急変するおそれがある。

すなわち、運転者が所望の軌道に戻すために操舵ハンドル１を切り増した場合、指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとの偏差は、路面反力によって転舵輪ＦＬ，ＦＲが押し戻された事によって発生した偏差に、更に運転者によって切り増された操舵角が加算される場合が有り、指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとの偏差が大きくなる。この偏差を０とするように正常な系統の転舵モータが制御され、実転舵角の変化量が大きくなる。

したがって本願では、指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとの偏差（角度差）を徐々に低減させるように、転舵モータ６ａ，６ｂに対する指令転舵角θｏｄｒにかえて、後述する最終指令転舵角θｆｉｎを指令転舵角とする制御を行う。

すなわち、指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとが乖離した場合、この乖離を少なくする方向に転舵モータ６ａ，６ｂに対し偏差（角度差）を低減する補正量（角度差低減量ａ）を設定することにより最終指令転舵角θｆｉｎを算出し、算出した最終指令転舵角θｆｉｎと実転舵角θｍとの偏差に基づいて転舵モータ６ａ，６ｂの制御を行う。角度差低減量ａは、図２の操舵速度−角度差低減量マップから求める。

図２では、角度差低減量ａを操舵ハンドル１に対する操舵速度の増大に伴って大きく設定している。切り増し時では操舵速度が大きいほど運転者は大きい転舵（大きく転舵量を変化させる事）を意図していると考えられるため、実転舵角θｍが大きく変化しても運転者に違和感を与えない。この為、角度差低減量ａを大きく設定して指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとの偏差（角度差）を極力すみやかに低減させるものである。

以下、転舵モータ６ａ，６ｂのいずれかが故障した際の指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍの関係につき、図３〜図８に示す想定される各パターンについて説明する。

なお、転舵前、転舵後の指令転舵角をそれぞれθｏｄｒ１，θｏｄｒ２とし、転舵後の推定実転舵角θｍ'を以下の式で求める。また、Δθｏｄｒは下記のとおりθｏｄｒ１，θｏｄｒ２の差分であり、右回り方向を正とする。
Δθｏｄｒ＝θｏｄｒ２−θｏｄｒ１・・・（１）
θｍ'＝θｍ＋Δθｏｄｒ・・・（２）

（１．指令転舵角θｏｄｒ＞実転舵角θｍ）
（１−１．角度差増大＋切り増し）
図３は指令転舵角θｏｄｒ＞実転舵角θｍの状態で切り増しを行った場合の最終指令転舵角θｆｉｎおよび角度差低減量ａを示す図である。なお、角度差低減量ａは常に正の値とする。

指令転舵角θｏｄｒ＞実転舵角θｍであり、かつ角度差が拡大する方向に指令転舵角θｏｄｒが変化する場合、角度差低減量ａを推定実転舵角θｍ'に加算し、最終指令転舵角θｆｉｎを求める。
θｆｉｎ＝θｍ'＋ａ
＝θｍ＋Δθｏｄｒ＋ａ・・・（１−１）

（１−２．角度差減少＋切り戻し）
指令転舵角θｏｄｒ＞実転舵角θｍの状態で切り戻しが行われた場合、切り戻しによって指令転舵角θｏｄｒが実転舵角θｍを跨いで変化するか否かによって場合分けを行う。
尚、指令転舵角θｏｄｒが実転舵角θｍを跨いで変化するとは、運転者の切り戻しや切り増し操舵によって、指令転舵角θｏｄｒが実転舵角θｍ未満の値から実転舵角θｍより大きな値に変化する場合、若しくは実転舵角θｍより大きな値から実転舵角θｍ未満の値に変化する場合を意味し、これらを以下では「指令転舵角が実転舵角を跨ぐ」と記載する。

（１−２−１．θｏｄｒ２がθｍを跨ぐ場合）
図４は、切り戻しによって指令転舵角θｏｄｒが実転舵角θｍを跨ぐ場合を示す図である。すなわち、切り戻し前の指令転舵角θｏｄｒ1が切り戻し前の実転舵角θｍより大きく、切り戻し後の指令転舵角θｏｄｒ２が切り戻し前の実転舵角θｍ未満の値となる場合を表わしている。切り戻しによって操舵前の指令転舵角θｏｄｒ１と実転舵角θｍとの角度差が減少する方向に変化する。

その際、操舵後の指令転舵角θｏｄｒ２が実転舵角θｍを跨いで変化すると、上記（２）式に基づき演算される推定実転舵角θｍ'は、切り戻し後の指令転舵角θｏｄｒ２よりも中立側に位置することとなる。

ここで、切り戻し後の推定実転舵角θｍ'と指令転舵角θｏｄｒ２との角度差を低減するため、推定実転舵角θｍ'に角度差低減量ａを加算して最終指令転舵角θｆｉｎを算出する。なお、切り戻しであるためΔθｏｄｒは負の値である。
θｆｉｎ＝θｍ'＋ａ
＝θｍ＋Δθｏｄｒ＋ａ・・・（３）

しかし角度差低減量ａの値が過大であると、最終指令転舵角θｆｉｎの値が切り戻し後の指令転舵角θｏｄｒ２よりも大きくなってしまう。

切り戻し後の指令転舵角θｏｄｒ２は運転者の切り戻し操舵角に対応するため、最終指令転舵角θｆｉｎがこのθｏｄｒ２よりも大きいと、切り戻し前の指令転舵角θｏｄｒ１と最終指令転舵角θｆｉｎとの差分である切り戻し量が過少となり、操舵角変化に対する実際の転舵角θｍの変化量が小さく、運転者に違和感を与えることとなる。

したがって、運転者の操舵によって指令転舵角θｏｄｒが実転舵角θｍを跨ぐ場合は角度差低減量ａに上限値を設けることとする。これにより最終指令転舵角θｆｉｎの値が切り戻し後の指令転舵角θｏｄｒ２よりも大きくなることを防止し、切り戻し量が過少となることを防ぐ。よって運転者に与える違和感を低減する。

運転者に違和感を与えないためには、最終指令転舵角θｆｉｎの許容範囲を
推定実転舵角θｍ'＜θｆｉｎ＜切り戻し後指令転舵角θｏｄｒ２
の範囲に限定する必要がある。したがって、最終指令転舵角θｆｉｎと切り戻し後の指令転舵角θｏｄｒ２の関係が
θｆｉｎ＜θｏｄｒ２・・・（４）
となればよい。

ここで、上記式（３）から
θｆｉｎ＝θｍ＋Δθｏｄｒ＋ａ＜θｏｄｒ２
上記式（１）から
θｏｄｒ２＝θｏｄｒ１＋Δθｏｄｒ

これにより、上記式（４）を用いて
θｍ＋Δθｏｄｒ＋ａ＜θｏｄｒ１＋Δθｏｄｒ
ａ＜θｏｄｒ１−θｍ
したがって、角度差低減量ａの上限値ａｍａｘは
ａｍａｘ＝θｏｄｒ１−θｍ・・・（１−２−１）
となる。

（１−２−２．θｏｄｒ２がθｍを跨がない場合）
図５は、切り戻しによっても指令転舵角θｏｄｒが実転舵角θｍを跨がない場合を示す図である。図３とは異なり、切り戻し後の指令転舵角θｏｄｒ２は切り戻し前の実転舵角θｍよりも大きいため、最終指令転舵角θｆｉｎは切り戻し前の実転舵角θｍよりも中立側であれば運転者に違和感を与えることはない。

したがって、この場合における最終指令転舵角θｆｉｎの許容範囲は
推定実転舵角θｍ'＜θｆｉｎ＜切り戻し前実転舵角θｍ
上記（３）式を用いて
θｆｉｎ＝θｍ＋Δθｏｄｒ＋ａ＜θｍ

したがって
ａ＜−Δθｏｄｒ
角度差低減量ａは常に正であり、切り戻し時におけるΔθｏｄｒは負であるから、ａの上限値ａｍａｘは
ａｍａｘ＝｜Δθｏｄｒ｜・・・（１−２−２）
となる。

（２．実転舵角θｍ＞指令転舵角θｏｄｒ）
（２−１．角度差減少＋切り増し）
実転舵角θｍ＞指令転舵角θｏｄｒの状態で切り増しが行われた場合についても、上記（１−２）と同様に指令転舵角θｏｄｒが実転舵角θｍを跨いで変化するか否かによって場合分けを行う。

（２−１−１．θｏｄｒ２がθｍを跨ぐ場合）
図６は、切り増しによって指令転舵角θｏｄｒが実転舵角θｍを跨ぐ場合を示す図である。実転舵角θｍ＞指令転舵角θｏｄｒ1であるため、切り増しによって操舵前の指令転舵角θｏｄｒ１と実転舵角θｍとの角度差が減少する方向に変化する。

その際、操舵によって指令転舵角θｏｄｒが実転舵角θｍを跨いで変化する（操舵後の指令転舵角θｏｄｒ２が実転舵角θｍより大きくなる）と、上記（２）式に基づき演算される推定実転舵角θｍ'は、切り増し後の指令転舵角θｏｄｒ２よりも大きくなる。

切り増し後の推定実転舵角θｍ'と指令転舵角θｏｄｒ２との角度差を低減するため、推定実転舵角θｍ'から角度差低減量ａを減じて最終指令転舵角θｆｉｎを算出する。切り増しであるためΔθｏｄｒは正の値である。
θｆｉｎ＝θｍ'＋ａ
＝θｍ＋Δθｏｄｒ−ａ・・・（６）

ここで角度差低減量ａの値が過大であると、推定実転舵角θｍ'からの減算量が大きくなりすぎて最終指令転舵角θｆｉｎが切り増し後の指令転舵角θｏｄｒ２よりも小さくなってしまう。指令転舵角θｏｄｒ２は運転者の切り増し操舵角に対応するため、最終指令転舵角θｆｉｎがこのθｏｄｒ２よりも小さいと、切り増し前の指令転舵角θｏｄｒ１と最終指令転舵角θｆｉｎとの差分である切り増し量が過少となって運転者に違和感を与える。

したがって、上記（１−２）と同様、操舵後の指令転舵角θｏｄｒ２が実転舵角θｍを跨ぐ場合は角度差低減量ａに上限値を設けることとする。これにより最終指令転舵角θｆｉｎの値が切り増し後の指令転舵角θｏｄｒ２よりも小さくなることを防止し、運転者に与える違和感を低減する。

運転者に違和感を与えない最終指令転舵角θｆｉｎの許容範囲は
切り増し後指令転舵角θｏｄｒ２＜θｆｉｎ＜推定実転舵角θｍ'
となる。したがって、最終指令転舵角θｆｉｎと切り増し後の指令転舵角θｏｄｒ２の関係が
θｆｉｎ＞θｏｄｒ２・・・（７）
となればよい。

ここで、上記（６）式を用いて
θｆｉｎ＝θｍ＋Δθｏｄｒ−ａ＞θｍ'
（２）式より
θｍ'＝θｍ＋Δθｏｄｒ
したがって
θｍ＋Δθｏｄｒ−ａ＞θｍ＋Δθｏｄｒ
ａ＜−Δθｏｄｒ＋θｍ

角度差低減量ａは常に正であるため
ａｍａｘ＝｜Δθｏｄｒ−θｍ｜・・・（２−１−１）
となる。

（２−１−２．θｏｄｒ２がθｍを跨がない場合）
図７は、切り増しによって指令転舵角θｏｄｒが実転舵角θｍを跨がない場合を示す図である。図６とは異なり、最終指令転舵角θｆｉｎは切り増し前の実転舵角θｍよりも大きければ運転者に違和感を与えることはない。

したがって、この場合における最終指令転舵角θｆｉｎの許容範囲は
切り戻し前実転舵角θｍ＜θｆｉｎ＜推定実転舵角θｍ'
上記（６）式を用いて
θｍ＜θｆｉｎ＝θｍ＋Δθｏｄｒ−ａ

したがって
ａ＜Δθｏｄｒ
角度差低減量ａは常に正であるから、ａの上限値ａｍａｘは
ａｍａｘ＝｜Δθｏｄｒ｜・・・（２−１−２）
となる。

（２−２．角度差増大＋切り戻し）
図８は、実転舵角θｍ＞指令転舵角θｏｄｒの状態で切り戻しが行われた場合の図である。この場合、最終指令転舵角θｆｉｎが切り戻し後の指令転舵角θｏｄｒ２よりも大きければ、運転者に違和感を与えることはない。したがって
θｆｉｎ＞θｏｄｒ２

上記（６）式から
θｆｉｎ＝θｍ＋Δθｏｄｒ−ａ＞θｏｄｒ２
上記（２）式を用いてθｏｄｒ２を代入し
θｍ＋Δθｏｄｒ−ａ＞θｏｄｒ１＋Δθｏｄｒ

したがって
ａ＜θｍ−θｏｄｒ１
角度差低減量ａは常時正であるから
ａｍａｘ＝｜θｍ−θｏｄｒ１｜
となる。

以上、各パターンをまとめると、角度差が減少する方向に操舵が行われ、かつ操舵によって指令転舵角θｏｄｒが、転舵前の実転舵角θｍを跨がない場合は
角度差低減量ａｍａｘ＝｜Δθｏｄｒ｜
跨ぐ場合は
角度差低減量ａｍａｘ＝｜θｏｄｒ１−θｍ｜
となる。

すなわち、最終指令転舵角θｆｉｎが変化する方向は、転舵後の指令転舵角θｏｄｒ２に対して操舵角θｈの変化方向と同一方向のみである。角度差低減量ａに上限値を設け、最終指令転舵角θｆｉｎを必ず転舵後の指令転舵角θｏｄｒ２に対し運転者の操舵方向側に位置させることで、運転者に与える違和感を低減する。

［操舵遅れ低減制御処理］
図９は角度差低減量ａの付加による操舵遅れ低減制御のフローチャートである。以下、各ステップにつき説明する。

ステップＳ１では車速ＶＩ、操舵角θｈ、実転舵角θｍを読み込み、ステップＳ２へ移行する。

ステップＳ２では操舵角θｈに基づき指令転舵角θｏｄｒ１を演算し、ステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３では操舵角θｈに基づき操舵速度ωを演算し、ステップＳ４へ移行する。

ステップＳ４では第１、第２転舵モータ６ａ，６ｂのいずれかが故障したかどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ５へ移行し、ＮＯであればステップＳ１０へ移行する。

ステップＳ５では第１、第２転舵モータ６ａ，６ｂのうち異常なモータを遮断し、ステップＳ６へ移行する。

ステップＳ６では指令転舵角θｏｄｒ１と実転舵角θｍの差分が所定値θｏ以上かどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ７へ移行し、ＮＯであればステップＳ１０へ移行する。なお、差分は絶対値を取るものとし、所定値θｏは２°〜３°とする。

ステップＳ７では後述のステップＳ１３で立てられるフラグ（最終指令転舵角θｆｉｎ＝実転舵角θｍとした際に立てるフラグ）が立っているかどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ８へ移行し、ＮＯであればステップＳ１２へ移行する。

ステップＳ８では操舵中（操舵ハンドル１の切り増しまたは切り戻し）かどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ９へ移行し、ＮＯであれば制御を終了する。
切り増しまたは切り戻しではない保舵中は実転舵角θｍを保持し、切り増しまたは切り戻しの操舵中のみステップＳ９に進んで指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとの偏差を低減させる。
これにより、非操舵時に指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとの角度差を低減する制御が介入することを回避し、運転者に違和感を与えることを防止する。

ステップＳ９では、転舵前指令転舵角θｏｄｒ１＞転舵前実転舵角θｍであるかどうかが判断され、ＹＥＳであればステップＳ１４へ移行し、ＮＯであればステップＳ１６へ移行する。

ステップＳ１０では最終指令転舵角θｆｉｎ＝現在の指令転舵角θｏｄｒとし、ステップＳ１１へ移行する。

ステップＳ１１ではステップＳ１３で立てられるフラグをクリアし、制御を終了する。

ステップＳ１２では最終指令転舵角θｆｉｎ＝実転舵角θｍとし、ステップＳ１３へ移行する。

ステップＳ１３では最終指令転舵角θｆｉｎ＝実転舵角θｍとした際に立てるフラグを立て、制御を終了する。

ステップＳ１４ではθｏｄｒ１＞θｍの場合における角度差低減量ａを演算し、ステップＳ１５へ移行する。

ステップＳ１５では、θｏｄｒ１＞θｍの場合における最終指令転舵角θｆｉｎを演算し、制御を終了する。

ステップＳ１６ではθｏｄｒ１＜θｍの場合における角度差低減量ａを演算し、ステップＳ１７へ移行する。

ステップＳ１７ではθｏｄｒ１＜θｍの場合における最終指令転舵角θｆｉｎを演算し、制御を終了する。

［操舵制御の経時変化］
図１０は比較例、図１１は本願における操舵制御のタイムチャートである。
（比較例）
（時刻ｔ１）
時刻ｔ１において異常が発生し、第１、第２転舵モータ６ａ，６ｂのいずれかが故障する。このため、路面反力に対し転舵トルクが不十分となり、指令転舵角θｏｄｒは一定値であるにもかかわらず実転舵角θｍが減少する。ヨーレイトは遅れて追従する。

（時刻ｔ２）
時刻ｔ２において実転舵角θｍを指令転舵角θｏｄｒに追従させる制御が行われ、実転舵角θｍが上昇する。

（時刻ｔ３）
時刻ｔ３において運転者による切り増しが行われ、指令転舵角θｏｄｒおよび実転舵角θｍが上昇する。

（時刻ｔ４）
時刻ｔ４において切り増しから切り戻しに切り替わる。

（時刻ｔ５）
時刻ｔ５において保舵状態となる。時刻ｔ１〜ｔ５にかけて、ヨーレイトは実転舵角θｍに対し遅れて追従する。

（本願）
（時刻ｔ１１）
時刻ｔ１１において異常が発生し、第１、第２転舵モータ６ａ，６ｂのいずれかが故障する。このため、路面反力に対し転舵トルクが不十分となり、指令転舵角θｏｄｒは一定値であるにもかかわらず実転舵角θｍが減少する。ヨーレイトは遅れて追従する。
指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとの角度差（差分）がθｏ以上となった場合、角度差を低減するための制御が実行される（図９：ステップＳ６以降）。

（時刻ｔ１２）
時刻ｔ１２において運転者により保舵状態とされる。また、時刻ｔ１２において第１、第２転舵モータ６ａ，６ｂのいずれかの異常が確定し、図９にしたがって角度差低減制御が行われる。これにより最終指令転舵角θｆｉｎと実転舵角θｍとの偏差が低減される。

（時刻ｔ１３）
時刻ｔ１３において運転者による切り増しが行われる。

（時刻ｔ１４）
時刻ｔ１４において運転者による保舵が行われる。

（時刻ｔ１５）
時刻ｔ１５において運転者による切り戻しが行われる。

［実施例１の効果］
（１）運転者が操舵可能な操舵ハンドル１と、
操舵ハンドル１と機械的に切り離された転舵輪ＦＬ，ＦＲと、
転舵輪ＦＬ，ＦＲに転舵トルクを付与する複数の転舵モータ６ａ，６ｂと、
転舵モータ６ａ，６ｂを制御する転舵用コントローラ１１ａ，１１ｂと、
操舵ハンドル１の操舵角θｈを検出する操舵角検出手段（操舵角センサ２）と、
転舵輪ＦＬ，ＦＲの転舵角である実転舵角θｍを検出する転舵角検出手段（転舵モータ角センサ７ａ，７ｂ）と、
複数の転舵モータ６ａ，６ｂの異常を判定する異常判定手段（ステップＳ４）とを備えた車両用操舵制御装置において、
転舵用コントローラ１１ａ，１１ｂは、
異常判定手段で、複数の転舵モータ６ａ，６ｂのいずれの異常も検出されていない場合には、操舵角θｈに基づき転舵モータ６ａ，６ｂに対する指令転舵角θｏｄｒを演算すると共に、実転舵角θｍが指令転舵角θｏｄｒに一致する様に、複数の転舵モータ６ａ，６ｂを制御し、
異常判定手段で、複数の転舵モータ６ａ，６ｂのいずれかの異常が検出された場合には、この異常となった転舵モータ６ａ，６ｂの駆動を禁止するとともに、実転舵角θｍに指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとの偏差を低減させる所定の角度である角度差低減量ａを加算して指令転舵角θｏｄｒを演算して、実転舵角θｍが指令転舵角θｏｄｒに一致する様に、複数の転舵モータ６ａ，６ｂのうちの正常な転舵モータを制御することとした。

これにより、複数の転舵モータ６ａ，６ｂのうち１つが異常となって所望の転舵トルクを出力できないことにより、路面反力によって転舵輪ＦＬ，ＦＲが押し戻されて運転者が操舵ハンドル１を急に操舵した場合であっても、指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとの偏差（角度差）が低減される。
よって、運転者が操舵ハンドル１を急に切り増しや切り戻しを行った場合であっても、実転舵角θｍの急変を抑制して車両挙動を安定させることができる。

（２）転舵用コントローラ１１ａ，１１ｂは、異常判定手段で複数の転舵モータ６ａ，６ｂのいずれかの異常が検出された場合に、運転者による保舵中は実転舵角θｍを保持し、運転者による操舵中のみ、実転舵角θｍに指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとの偏差を低減させる角度差低減量ａを加算して指令転舵角θｏｄｒを演算することとした。

これにより、正常なモータの指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとの角度差を確実に低減することができる。また、非操舵時に指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとの角度差を低減する制御が介入することを回避し、運転者に違和感を与えることを防止できる。

（３）角度差低減量ａは、操舵ハンドル１に対する操舵速度ωの増大に伴って大きく設定されることとした。

切り増し時では操舵速度が大きいほど運転者は大きい転舵を意図しているため、角度差低減量ａを大きく設定して指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとの角度差をすみやかに低減させることができる。

（５）転舵用コントローラ１１ａ，１１ｂは、操舵角θｈの変化方向と同一方向に指令転舵角θｏｄｒが変化するように実転舵角θｍに角度差低減量ａを加算することとした。

指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとの角度差をすみやかに低減させるためには最終指令転舵角θｆｉｎを転舵後の指令転舵角θｏｄｒ２よりも転舵前の指令転舵角θｏｄｒ１側に変化させることが望ましい場合があるが、その場合運転者に違和感を与えるおそれがある。
したがって角度差低減量ａに上限値を設け、最終指令転舵角θｆｉｎを必ず転舵後の指令転舵角θｏｄｒ２に対し運転者の操舵方向側に位置させることで、運転者に与える違和感を低減することができる。

（６）転舵用コントローラ１１ａ，１１ｂは、運転者の操舵操作によって指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとの偏差が増大する方向に指令転舵角θｏｄｒが変化し、かつ運転者の操舵操作によって指令転舵角θｏｄｒが実転舵角θｍより小さい値から大きな値、若しくは実転舵角θｍより大きな値から小さな値に変化する場合、角度差低減量ａの上限値を設定することとした。

これにより、最終指令転舵角θｆｉｎを必ず転舵後の指令転舵角θｏｄｒ２に対し運転者の操舵方向側に位置させることが可能となり、運転者に与える違和感を確実に低減することができる。

実施例２につき説明する。基本構成は実施例１と同様である。実施例１では角度差低減量ａを操舵速度に基づき算出したが（図２参照）、実施例２では車速に基づき算出する点で異なる。

図１２は車速−角度差低減量ａのマップである。また、図１３は車速−ヨーレイトゲインマップである。車速−ヨーレイトゲインマップの関数は、車速−角度差低減量ａのマップの逆関数である。

図１３により車速の増大に伴ってヨーレイトを増大させるヨーレイトゲインを設定する。この場合、操舵入力に対する車両挙動変化はヨーレイトゲインによって変化するため、図１２ではヨーレイトゲインが小さく、ヨーレイトによる車両挙動変化が小さい低車速領域で角度差低減量ａを大きく設定する。

角度差低減量ａおよびヨーレイトは、ともに値の増加によって車両挙動変化の増大を招くため、ヨーレイトの小さい低車速領域で角度差低減量ａを大きく設定し、ヨーレイトの小さい高車速領域で角度差低減量ａを小さく設定することで、角度差低減量ａの値を確保しつつ車両挙動の急変を回避する。

［実施例２の効果］
（４）角度差低減量ａは、操舵ハンドル１の操舵角θｈの変化に対する車両のヨーレイト変化であるヨーレイトゲインが小さい程大きく設定されることとした。

ヨーレイトが小さいほど転舵時における車両挙動の変化も小さいため、ヨーレイトに基づくゲインが小さいときは角度差低減量ａを大きく設定した場合であっても車両挙動は小さく抑制される。したがって、角度差低減量ａを大きく設定し、指令転舵角θｏｄｒと実転舵角θｍとの角度差をすみやかに低減させることができる。

［他の実施例］
以上、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

本願車両用操舵制御装置のシステム構成図である。 操舵速度−角度差低減量マップである。 指令転舵角＞実転舵角の状態で切り増しを行った場合の図である。 切り戻しによって操舵後の指令転舵角が実転舵角を跨ぐ場合を示す図である。 切り戻しによっても操舵後の指令転舵角が実転舵角を跨がない場合を示す図である。 実転舵角＞指令転舵角の状態で切り増しが行われた場合であって、切り増しによって操舵後の指令転舵角が実転舵角を跨ぐ場合を示す図である。 切り増し後の指令転舵角が実転舵角を跨がない場合を示す図である。 実転舵角＞指令転舵角の状態で切り戻しが行われた場合の図である。 操舵遅れ低減制御のフローチャートである。 比較例における操舵制御のタイムチャートである。 本願における操舵制御のタイムチャートである。 実施例２における車速−角度差低減量マップである。 実施例２における車速−ヨーレイトゲインマップである。

符号の説明

１ 操舵ハンドル
２ 操舵角センサ（操舵角検出手段）
６ａ，６ｂ 転舵モータ
７ａ，７ｂ 転舵モータ角センサ（転舵角検出手段）
１１ａ，１１ｂ 転舵用コントローラ（コントローラ）
ＦＬ，ＦＲ 転舵輪

Claims (6)

1. 運転者が操舵可能な操舵ハンドルと、
   前記操舵ハンドルと機械的に切り離された転舵輪と、
   前記転舵輪に転舵トルクを付与する複数の転舵モータと、
   前記転舵モータを制御するコントローラと、
   前記操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
   前記転舵輪の転舵角である実転舵角を検出する転舵角検出手段と、
   前記複数の転舵モータの異常を判定する異常判定手段と、
   を備えた車両用操舵制御装置において、
   前記転舵輪の転舵角を検出する転舵角検出手段を備え、
   前記コントローラは、
   前記異常判定手段で、前記複数の転舵モータのいずれの異常も検出されていない場合には、前記操舵角に基づき前記転舵モータに対する指令転舵角を演算すると共に、前記実転舵角が前記指令転舵角に一致する様に、前記複数の転舵モータを制御し、
   前記異常判定手段で、前記複数の転舵モータのいずれかの異常が検出された場合には、前記異常が検出された転舵モータの駆動を禁止すると共に、
   前記実転舵角に一致する様に最終指令転舵角を設定した後、
   運転者による操舵中は、前記操舵角に基づき演算される指令転舵角との偏差が徐々に低減する様に前記最終指令転舵角を設定し、
   運転者による保舵中は前記最終指令転舵角を保持して、
   前記実転舵角が前記最終指令転舵角に一致する様に、前記複数の転舵モータのうちの正常な転舵モータを制御すること
   を特徴とする車両用操舵制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用操舵制御装置において、
   前記偏差の低減量は、前記操舵ハンドルに対する操舵速度の増大に伴って大きく設定されること
   を特徴とする車両用操舵制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用操舵制御装置において、
   前記偏差の低減量は、前記操舵ハンドルの操舵角変化に対する車両のヨーレイト変化であるヨーレイトゲインが小さい程大きく設定されること
   を特徴とする車両用操舵制御装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用操舵制御装置において、
   前記コントローラは、運転者による操舵中、前記操舵角の変化方向と同一方向に変化する様に前記最終指令転舵角を設定すること
   を特徴とする車両用操舵制御装置。
5. 請求項４に記載の車両用操舵制御装置において、
   前記コントローラは、前記最終指令転舵角の変化後の値が前記操舵角に基づき演算される指令転舵角の変化後の値よりも運転者による操舵方向側に位置するよう、前記偏差の低減量の上限値を設定すること
   を特徴とする車両用操舵制御装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の車両用操舵制御装置において、
   前記コントローラは、前記異常判定手段で、前記複数の転舵モータのいずれかの異常が検出されたとき、前記操舵角に基づき演算される指令転舵角と前記実転舵角との差が所定の閾値以上である場合に、前記最終指令転舵角を設定して、前記複数の転舵モータのうちの正常な転舵モータを制御すること
   を特徴とする車両用操舵制御装置。

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