JP5994868B2 - 操舵制御装置 - Google Patents

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    • B62D15/02Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/025Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation

Description

本発明は、ステアリングホイールと操向輪とが機械的に分離したステア・バイ・ワイヤ方式の操舵制御装置に関するものである。
従来、操舵制御装置の技術としては、例えば、特許文献1に記載の従来技術がある。
この従来技術では、操舵角に基づく操舵反力の制御量と、ステアリングラック軸力に基づく操舵反力の制御量とに基づいて、反力モータを駆動する。これにより、この従来技術では、操向輪に作用する外力の影響を操舵反力に反映させている。
特開2000−108914号公報
操舵制御により車線維持を支援する車線維持支援装置は、車両の進行方向と走行車線との角度偏差を打ち消す方向に操舵を制御するために、上記操舵制御装置における操舵反力の制御量に補正量を付加する場合がある。このため、反力モータは、当該操舵制御装置が意図したのとは異なる制御量で駆動される。
このように、車線維持支援機能は、主機能である操舵制御に新たな機能を付与するものであるにもかかわらず、当該操舵制御を妨げてしまう場合があるという問題を有している。
そこで、本発明の目的は、車線維持支援機能が操舵制御を妨げるのを防止することができる操舵制御装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の一態様では、車線維持支援部が作動状態の場合には、操舵角に応じた操作反力を与える軸力であるフィードフォワード軸力に基づいて操舵反力を算出し、車線維持支援部が非作動状態の場合には、操舵角に応じた操作反力を与える軸力であるフィードフォワード軸力と、操向輪に入力された路面からの力を操舵反力として運転者に返す軸力であるフィードバック軸力とに基づいて操舵反力を算出する。
本発明によれば、車線維持支援機能が操舵制御を妨げるのを防止できる。
本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、自車両Aの構成を表す概念図である。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、制御演算部11の構成を表すブロック図である。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、目標反力電流算出部11Bの構成を表すブロック図である。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、フィードフォワード軸力算出部11Baの構成を表すブロック図である。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、ピニオン軸力Thの算出式の係数を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、制御マップM1を表すグラフである。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、制御マップM2を表すグラフである。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、操舵角δと操舵反力との関係を表すグラフである。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、制御マップM3を表すグラフである。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、制御マップM4を表すグラフである。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、フィードバック軸力算出部11Bbの構成を表すブロック図である。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、横G軸力、電流軸力、ヨーレート軸力、および実際のステアリングラック軸力を表すグラフである。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、ブレンド軸力TBR、および実際のステアリングラック軸力を表すグラフである。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、制御マップM5を表すグラフである。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、制御マップM6を表すグラフである。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、制御マップM7を表すグラフである。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、制御マップM8a、M8bを表すグラフである。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、制御マップM9を表すグラフである。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、制御マップM10を表すグラフである。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、車線維持支援コントローラの処理を説明する図である。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、各値の関係を説明する平面図である。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、各値の関係を説明する平面図である。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、ヨー角φとヨー角偏差との関係を示す図である。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、自車両の横位置に対するゲインKy_R、Ky_Lの関係を示す図である。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、自車両の横位置に対する転舵抑制ゲインの関係を示す図である。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、カーブ曲率に対するカーブ補正ゲインを示す概念図である。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、自車両の横位置に対する第1目標操舵反力算出ゲインの関係を説明する図である。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、自車両の横位置に対する第2目標操舵反力算出ゲインの関係を説明する図である。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、軸力と操舵反力との関係を示すグラフである。 本発明の第1の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、自車両Aの操舵制御装置の動作を説明するための図である。 本発明の第2の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、制御演算部11の構成を表すブロック図である。 本発明の第2の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、目標反力電流算出部11Bの構成を表すブロック図である。 本発明の第3の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、目標反力電流算出部11Bの構成を表すブロック図である。 本発明の第3の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、制御マップM11を表すグラフである。 本発明の第3の実施形態による操舵制御装置を説明する図であって、操舵角速度とフリクション項との関係を示すグラフである。
〔第1の実施形態〕
本発明に係る第1の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態の車線維持支援装置を適用した自車両のシステム概要構成図である。この実施形態の自車両は、ステア・バイ・ワイヤシステムを採用している。すなわち、ステアリングホイールの操舵状態と独立して操舵輪の転舵角を制御可能となっている。また、操舵輪の転舵状態と独立してステアリングホイールの操舵反力を制御可能となっている。また、操向輪とステアリングホイールとは機械的に分離している。
(構成)
まず、自車両Aの構成について図1を参照しながら説明する。
運転者が操作するステアリングホイール12にステアリング入力軸30が連結する。そのステアリング入力軸30には、ステアリングホイール12の操舵角を検出するステアリングホイール角度センサ1を設ける。そのステアリングホイール角度センサ1は、検出した操舵角度信号を操舵用コントローラ11(以下、「制御演算部11」と称する場合がある)に出力する。
上記ステアリング入力軸30に、操舵トルクセンサ2を介して第1中間軸31が連結する。操舵トルクセンサ2は、ステアリング入力軸30に入力した操舵トルクを検出し、そのトルク信号を操舵用コントローラ11に出力する。
自車両Aは反力制御部3を備える。反力制御部3は、操舵反力アクチュエータ3Aと、操舵反力モータ角度センサ3Bと、反力電流検出部3Cと、反力モータ駆動部3Dとを備える。
上記第1中間軸31に、操舵反力アクチュエータ3Aが連結する。操舵反力アクチュエータ3Aは、操舵用コントローラ11からの指令に基づき操舵反力を第1中間軸31に付加する。その操舵反力アクチュエータ3Aの操舵反力モータに操舵反力モータ角度センサ3Bを設ける。操舵反力モータ角度センサ3Bは、操舵反力モータの回転角度位置を検出し、その検出信号を操舵用コントローラ11に出力する。
操舵反力アクチュエータ3Aと、操舵反力モータ角度センサ3Bとで反力モータ4が構成される。反力モータ4は、減速機を介してステアリングシャフトと連結される。そして、反力モータ4は、反力モータ駆動部3Dによって駆動され、ステアリングシャフトを介してステアリングホイール12に回転トルクを付与する。これにより、反力モータ4は、操舵反力を発生する。反力モータ4の駆動方法としては、例えば、反力モータ4を駆動する電流(以下、反力電流とも呼ぶ)を制御する方法を採用できる。
反力電流検出部3Cは、反力電流を検出する。そして、反力電流検出部3Cは、検出信号を反力モータ駆動部3Dおよび操舵用コントローラ11に出力する。
反力モータ駆動部3Dは、操舵用コントローラ11が算出する目標反力電流に基づいて、反力電流検出部3Cが検出する反力電流が当該目標反力電流と一致するように反力モータ4の反力電流を制御する。これにより、反力モータ駆動部3Dは、反力モータ4を駆動する。目標反力電流とは、反力モータ4を駆動する電流の目標値をいう。
上記第1中間軸31に、メカニカルバックアップ装置10を介して第2中間軸32が連結する。メカニカルバックアップ装置10は、通常状態では、第1中間軸31と第2中間軸32との間のトルク伝達を切った状態とする。また、メカニカルバックアップ装置10は、操舵用コントローラ11からの指令に基づき、第1中間軸31と第2中間軸32とを接続してトルク伝達を可能な状態とする。
自車両Aは転舵制御部5を備える。転舵制御部5は、転舵アクチュエータ5Aと、転舵アクチュエータ角度センサ5Bと、転舵電流検出部5Cと、転舵モータ駆動部5Dとを備える。
上記第2中間軸32は、転舵トルクセンサ7を介してステアリング出力軸33に連結している。また、上記第2中間軸32に、転舵アクチュエータ5Aが連結する。転舵アクチュエータ5Aは、操舵用コントローラ11からの指令に基づき第2中間軸32を回動変位する。その転舵アクチュエータ5Aの転舵用モータに転舵アクチュエータ角度センサ5Bを設ける。転舵アクチュエータ角度センサ5Bは、転舵アクチュエータ5Aのモータの回転角度位置を検出し、その検出信号を操舵用コントローラ11に出力する。
転舵アクチュエータ5Aと、転舵アクチュエータ角度センサ5Bとで、転舵モータ6が構成される。転舵モータ6は、減速機を介してピニオンシャフト55と連結される。そして、転舵モータ6は、転舵モータ駆動部5Dによって駆動され、ピニオンシャフト55を介してステアリングラック(以下、「ラック軸」と称する場合がある)34を左右に移動させる。これにより、転舵モータ6は、前輪(以下、操向輪と称する場合がある)13を転舵する。転舵モータ6の駆動方法としては、例えば、転舵モータ6を駆動する電流(以下、転舵電流とも呼ぶ)を制御する方法を採用できる。
転舵電流検出部5Cは、転舵電流(操向輪13に作用するタイヤ横力Fdで変動する自車両Aの状態量)を検出する。そして、転舵電流検出部5Cは、検出信号を転舵モータ駆動部5Dおよび操舵用コントローラ11に出力する。
転舵モータ駆動部5Dは、操舵用コントローラ11が算出する目標転舵電流に基づいて、転舵電流検出部5Cが検出する転舵電流が当該目標転舵電流と一致するように転舵モータ6の転舵電流を制御する。これにより、転舵モータ駆動部5Dは、転舵モータ6を駆動する。目標転舵電流とは、転舵モータ6を駆動する電流の目標値をいう。
上記ステアリング出力軸33は、ラックアンドピニオン機構を介してラック軸34に連結する。すなわち、ステアリング出力軸33に連結するピニオンシャフト55がラック軸34のラックに噛み合う。ラック軸34は、車幅方向に軸を向けて配置してある。そして、ステアリング出力軸33を回動変位させることで、ラック軸34は車幅方向に向けて軸方向変位する。
転舵角センサ8は、前輪13の転舵角θを検出する。転舵角θの検出方法としては、例えば、ステアリングラックのラック移動量を基に算出する方法を採用できる。転舵角センサ8は、検出信号を操舵用コントローラ11に出力する。
上記ラック軸34の左右端部は、それぞれ左右のタイロッド35およびナックルアーム36を介してナックル(不図示)に連結する。ナックルアーム36は当該ナックルから突出しており、操向輪である前輪13を回転自在に支持する。上記タイロッド35にタイロッド軸力センサ9を設ける。タイロッド軸力センサ9は、タイロッド35の軸力を検出し、その検出信号を操舵用コントローラ11に出力する。
また、自車両Aは自車両状態検出部14を備える。自車両状態検出部14は、車速センサ14A、横Gセンサ14B及びヨーレートセンサ14Cを備える。車速センサ14Aは、自車両Aの車速Vを検出する。横Gセンサ14Bは、自車両Aの横方向加速度Gy(操向輪13に作用するタイヤ横力Fdで変動する自車両Aの状態量)を検出する。ヨーレートセンサ14Cは、自車両Aのヨーレートγ(操向輪13に作用するタイヤ横力Fdで変動する自車両Aの状態量)を検出する。
自車両状態検出部14は、車速センサ14A、横Gセンサ14B及びヨーレートセンサ14Cにおいてそれぞれ検出した検出信号を自車両状態パラメータとして操舵用コントローラ11に出力する。なお、自車両状態検出部14は、走行路面の摩擦係数推定値を検出する路面摩擦係数推定部を備えていてもよい。
操舵用コントローラ11は、車線維持支援コントローラ15からの指令に基づき、転舵指令値となるように転舵アクチュエータ5Aを制御すると共に、操舵反力を付与するための指令値となるように操舵反力アクチュエータ3Aを制御する。
また、自車両Aは、前輪13及び後輪40の各車輪にブレーキユニットを備える。各ブレーキユニットは、ブレーキディスク22と、液圧の供給によりブレーキディスク22を摩擦挟持してブレーキ力(制動力)を与えるホイルシリンダ23とを備える。これらブレーキユニットの各ホイルシリンダ23に、圧力制御ユニット24が連結し、圧力制御ユニット24から供給した液圧によって、ブレーキユニットは各車輪に対し個別に制動を付加する。
図1に示すように、自車両Aに備えられた車線維持支援装置50は外界認識部16と、車線維持支援コントローラ15とを有している。外界認識部16は、例えば画像処理機能付き単眼カメラで構成する。画像処理機能付き単眼カメラは自車両Aの位置を検出する。画像処理機能付き単眼カメラは、自車両A前方の路面を撮像する。その撮像したカメラ画像から路面の状態を判断し、自車が走行する走行車線内の自車両の位置に関する信号を、車線維持支援コントローラ15に出力する。走行車線内の自車両の位置に関する信号は、走行車線に対する自車両の進行方向の角度偏差であるヨー角φ、走行車線中央からの横変位X、及び走行車線の曲率ρに関する情報である。
また、自車両Aは方向指示スイッチ17を備える。方向指示スイッチ17の信号は、運転者が走行車線を変更するか否かの判断情報として、車線維持支援コントローラ15に出力する。
また、車線維持支援コントローラ15は、操舵用コントローラ11から、現在のステアの状態やタイヤの操舵状態などの信号を入力する。
車線維持支援コントローラ15は、入力した信号に基づき自車両を走行車線に維持させるための制御量を算出して、例えば最終目標補正操舵反力τY*、補正操舵反力中心値ΔTsc及び最終目標補正転舵角θY*を少なくとも上記操舵用コントローラ11に出力する。
次に、自車両Aに備えられた操舵用コントローラ11(制御演算部11)について図2から図30を用いて説明する。
図2は、制御演算部11の構成を表すブロック図である。なお、図2では、理解を容易にするため、車線維持支援装置50に備えられた外界視認部16及び車線維持支援コントローラ15が併せて図示されている。
図2に示すように、制御演算部11は、目標転舵角演算部11A、目標反力電流算出部11B、および目標転舵電流演算部11Cを備える。
目標転舵角演算部11Aは、ステアリングホイール角度センサ1が検出した操舵角δと、車速センサ14Aが検出した車速Vと、車線維持支援コントローラ15に設けられた補正転舵角演算部15Cが演算した最終目標補正転舵角θY*とに基づいて、転舵角θ(ピニオンシャフト55の回転角)の目標値である目標転舵角θ*を算出する。目標転舵角演算部11Aは、転舵指令角演算部11Aaと、加算器11Abとを有している。転舵指令角演算部11Aaはステアリングホイール角度センサ1が検出した操舵角δ及び車速センサ14Aが検出した車速Vに基づいて転舵指令角を演算するようになっている。加算器11Abは当該転舵指令角に最終目標補正転舵角θY*を加算するようになっている。これにより、目標転舵角演算部11Aは目標転舵角θ*を算出するようになっている。転舵指令角の算出方法としては、例えば、操舵角δと、操舵角δおよび転舵角θの可変ギア比との乗算値を採用する方法がある。なお、最終目標補正転舵角θY*の算出方法は後述する。目標転舵角演算部11Aは、算出結果を目標反力電流算出部11Bに出力する。
目標反力電流算出部11Bは、目標転舵角演算部11Aが算出した目標転舵角θ*と、車速センサ14Aが検出した車速Vと、転舵電流検出部5Cが検出した転舵電流と、補正操舵反力演算部15Aが演算した最終目標補正操舵反力τY*と、補正操舵反力中心演算部15Bが演算した補正操舵反力中心値ΔTscとに基づいて目標反力電流を算出する。最終目標補正操舵反力τY*及び補正操舵反力中心値ΔTscの算出方法は後述する。目標反力電流算出部11Bは、算出結果を反力制御部3(反力モータ駆動部3D)に出力する。
ここで、目標反力電流算出部11Bの構成を説明する。
図3は、目標反力電流算出部11Bの構成を表すブロック図である。
図3に示すように、目標反力電流算出部11Bは、フィードフォワード軸力算出部11Ba、フィードバック軸力算出部11Bb、軸力切替出力部11Bf、最終軸力算出部11Bc、軸力−操舵反力変換部11Bd、および目標反力電流演算部11Beを備える。
図4は、フィードフォワード軸力算出部11Baの構成を表すブロック図である。
図4に示すように、フィードフォワード軸力算出部11Baは、ステアリングホイール角度センサ1が検出した操舵角δ、および車速センサ14Aが検出した車速Vに基づき、後述する(5)式に従ってフィードフォワード軸力TFFを算出する。そして、フィードフォワード軸力算出部11Baは、算出結果を最終軸力算出部11Bc(図2参照)に出力する。
図5は、ピニオン軸力Thの算出式の係数を説明するための図である。
ここで、転舵ピニオン角Θとピニオン軸力Thとの関係式は、ステアリングホイール12と操向輪13とが機械的に接続している操舵機構を備える車両の運動方程式を基に下記(1)式で表される。転舵ピニオン角Θとしては、例えば、ピニオンシャフト55の回転角がある。具体的には、転舵ピニオン角Θは、操舵角δと、操舵角δおよび転舵角θとの間の可変ギア比との乗算値とする。また、ピニオン軸力Thとしては、例えば、ステアリングホイール12に付与される操舵反力がある。下記(1)式の右辺第1項は、ピニオン軸力Thを構成する成分のうち、転舵ピニオン角速度dΘ/dtに基づく成分を表すダンピング項である。また、右辺第2項は、ピニオン軸力Thを構成する成分のうち、転舵ピニオン角加速度dΘ/dtに基づく成分を表す慣性項である。さらに、右辺第3項は、ピニオン軸力Thを構成する成分のうち、タイヤ横力Fd(転舵ピニオン角Θ)に基づく成分を表す比例項である。
Th=Ks(Jrs+Cr・s)/(Jr・s+(Cr+Cs)s+Ks)・Θ+Cs(Jrs+Cr・s)/(Jr・s+(Cr+Cs)s+Ks)・Θ+(Ks+Cs・s)/(Jr・s+(Cr+Cs)s+Ks)・Fd ・・・(1)
ただし、図5に示すように、Ksはピニオン剛性、Csはピニオン粘性、Jrはラック慣性、Crはラック粘性である。
また、上記(1)式では、右辺第2項、つまり、慣性項は、ノイズ成分を多く含み、ピニオン軸力Thの算出結果に振動を誘発するため除くのが好ましい。さらに、タイヤ横力Fdは、転舵ピニオン角Θおよび車速Vに依存するものとして、Fd=f(V)・Θと表すことができる。f(V)としては、例えば、車速Vに応じて変化する関数がある。それゆえ、上記(1)式は、下記(2)式のように表すことができる。
Th=Ks(Jrs+Cr・s)/(Jr・s+(Cr+Cs)s+Ks)・Θ+(Ks+Cs・s)/(Jr・s+(Cr+Cs)s+Ks)・f(V)・Θ ・・・(2)
図6は、制御マップM1を表すグラフである。
ここで、変数f(V)の設定方法としては、例えば、車速Vの絶対値に対応した変数f(V)を制御マップM1から読み出す方法を採用できる。制御マップM1としては、例えば、車速Vの絶対値に対応した変数f(V)を登録したマップがある。具体的には、図6に示すように、制御マップM1は、車速Vの絶対値が0である場合に変数f(V)を第1設定値(例えば、0.0)に設定する。また、車速Vの絶対値が第1設定車速V(>0)以上の範囲では、車速Vの大きさにかかわらず変数f(V)を第2設定値(>第1設定値。例えば、1.0)に設定する。さらに、制御マップM1は、車速Vの絶対値が0以上で且つ第1設定車速V未満の範囲では、転舵角速度dθ/dtの絶対値に応じて変数f(V)を直線的に増加させる。具体的には、制御マップM1は、車速Vの絶対値が0以上で且つ第1設定車速V未満の範囲では、車速Vの絶対値と変数f(V)との関係を表す一次関数に従って変数f(V)を設定する。一次関数は、車速Vの絶対値が0である場合に変数f(V)を第1設定値(0.0)とし、車速Vの絶対値が第1設定車速V1である場合に変数f(V)を第2設定値(1.0)とする。これにより、フィードフォワード軸力算出部11Baは、車速Vの絶対値が第1設定車速V未満である場合には、車速Vの絶対値が小さいほど比例成分の絶対値を小さくする(低減する)。また、フィードフォワード軸力算出部11Baは、車速Vの絶対値が第1設定車速V以上である場合には、車速Vの大きさにかかわらず、比例成分の絶対値の低減を行わない。
また、上記(2)式は、等価的に、下記(3)式のように表すことができる。
Th=P(s+2・ζ・ωn)s/(s+2・ζ・ωn・s+ωn)δ+I・(s+2・ζ・ωn)/(s+2・ζ・ωn・s+ωn)・f(V)・δ
=P(s+2・ζ・ωn)/(s+2・ζ・ωn・s+ωn)dδ/dt+I・(s+2・ζ・ωn)/(s+2・ζ・ωn・s+ωn)・f(V)・δ ・・・(3)
ただし、P、Iは制御定数、ζは減衰係数、ωnは固有振動数である。ζ、ωnの設定方法としては、例えば、設計値とする方法や、実験結果から同定する方法を採用できる。
そのため、ピニオン軸力Th、つまり、ステアリングホイール12に発生する操舵反力は、上記(3)式を基に下記(4)式で表すことができる。
Th=P(s+2・ζ・ωn)/(s+2・ζ・ωn・s+ωn)dδ/dt+I・(s+2・ζ・ωn)/(s+2・ζ・ωn・s+ωn)・f(V)・δ ・・・(4)
そして、上記(4)式、つまり、ピニオン軸力Thの数式を基に、本実施形態のフィードフォワード軸力TFFの算出方法としては、下記(5)式を採用する。
FF=P・P・P(s+2・ζ・ωn)/(s+2・ζ・ωn・s+ωn)dδ/dt+I・(s+2・ζ・ωn)/(s+2・ζ・ωn・s+ωn)・f(V)・δ+補正用ダンピング成分
=ダンピング成分・P・P+比例成分+補正用ダンピング成分 ・・・(5)
ただし、ダンピング成分はP(s+2・ζ・ωn)/(s+2・ζ・ωn・s+ωn)dδ/dt、比例成分はI・(s+2・ζ・ωn)/(s+2・ζ・ωn・s+ωn)・f(V)・δである。また、補正用ダンピング成分は、操舵角速度dδ/dtに基づくダンピング成分であり、操舵角速度dδ/dtと反対方向に操舵反力を発生させるものである。
図7は、制御マップM2を表すグラフである。
ここで、ゲインPの設定方法としては、例えば、操舵角速度dδ/dtの絶対値に対応したゲインPを制御マップM2から読み出す方法を採用できる。制御マップM2としては、例えば、操舵角速度dδ/dtの絶対値に対応したゲインPを登録したマップがある。具体的には、図7に示すように、制御マップM2は、操舵角速度dδ/dtが0である場合にゲインPを第3設定値(例えば、1.0)に設定する。また、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第1設定操舵角速度dδ/dt(>0)以上の範囲では、操舵角速度dδ/dtの大きさにかかわらずゲインPを第4設定値(<第3設定値。例えば、0.5)に設定する。さらに、制御マップM2は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が0以上で且つ第1設定操舵角速度dδ/dt未満の範囲では、操舵角速度dδ/dtの絶対値に応じてゲインPを直線的に低下させる。具体的には、制御マップM2は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が0以上で且つ第1設定操舵角速度dδ/dt未満の範囲では、操舵角速度dδ/dtの絶対値とゲインPとの関係を表す一次関数に従ってゲインPを設定する。一次関数は、操舵角速度dδ/dtが0である場合にゲインPを第3設定値(1.0)とし、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第1設定操舵角速度dδ/dtである場合にゲインPを第4設定値(0.5)とする。これにより、フィードフォワード軸力算出部11Baは、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第1設定操舵角速度dδ/dt未満である場合には、操舵角速度dδ/dtの絶対値が大きいほどダンピング成分の絶対値を小さくする(補正する)。また、フィードフォワード軸力算出部11Baは、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第1設定操舵角速度dδ/dt以上である場合には、操舵角速度dδ/dtの大きさにかかわらず、ゲインPに基づくダンピング成分の絶対値の補正を行わない。
図8は、操舵角δと操舵反力との関係を表すグラフである。このグラフは、操舵制御装置毎(ステアリングホイール12と操向輪13とが機械的に結合している機械式の操舵制御装置、およびダンピング成分の飽和を考慮していないステアリング・バイ・ワイヤ方式の操舵制御装置毎)に示されている。機械式の操舵制御装置では、操舵角速度dδ/dtの増大に伴い、操舵反力に含まれるダンピング成分が飽和する。それゆえ、機械式の操舵制御装置では、図8に示すように、ダンピング成分が飽和することで、操舵角速度dδ/dtの大きさにかかわらず、操舵角δと操舵反力とからなるリサジュー図形の形状が一定となる。しかしながら、操舵反力に含まれるダンピング成分の飽和を考慮していないステア・バイ・ワイヤ方式の操舵制御装置では、操舵角速度dδ/dtの増大に応じて操舵反力が増大し続ける。これに対し、本実施形態の制御演算部11は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が大きいほどダンピング成分の絶対値を小さくする。それゆえ、本実施形態の制御演算部11は、操舵角速度dδ/dtが大きい場合に、ダンピング成分の絶対値の増大を抑制できる。そのため、本実施形態の制御演算部11は、ダンピング成分が過剰となることを抑制できる。これにより、本実施形態の制御演算部11は、より適切な操舵感を付与できる。
図9は、制御マップM3を表すグラフである。
また、ゲインPの設定方法としては、例えば、車速Vの絶対値に対応したゲインPを制御マップM3から読み出す方法を採用できる。制御マップM3としては、例えば、車速Vの絶対値に対応したゲインPを登録したマップがある。具体的には、図9に示すように、制御マップM3は、車速Vの絶対値が0である場合にゲインPを第5設定値(例えば、0.5)に設定する。また、車速Vの絶対値が第2設定車速V(>0)以上の範囲では、車速Vの大きさにかかわらずゲインPを第6設定値(>第5設定値。例えば、1.0)に設定する。さらに、制御マップM3は、車速Vの絶対値が0以上で且つ第2設定車速V未満の範囲では、車速Vの絶対値に応じてゲインPを直線的に増加させる。具体的には、制御マップM3は、車速Vの絶対値が0以上で且つ第2設定車速V未満の範囲では、車速Vの絶対値とゲインPとの関係を表す一次関数に従ってゲインPを設定する。一次関数は、車速Vの絶対値が0である場合にゲインPを第5設定値(0.5)とし、車速Vの絶対値が第2設定車速Vである場合にゲインPを第6設定値(1.0)とする。これにより、フィードフォワード軸力算出部11Baは、車速Vの絶対値が第2設定車速V未満である場合には、車速Vの絶対値が小さいほどダンピング成分の絶対値を小さくする(補正する)。また、フィードフォワード軸力算出部11Baは、車速Vの絶対値が第2設定車速V以上である場合には、車速Vの大きさにかかわらず、ゲインPに基づくダンピング成分の絶対値の補正を行わない。
本実施形態の制御演算部11は、車速Vの絶対値が小さいほどダンピング成分の絶対値を小さくする。ところで、ステアリングホイール12と操向輪13とが機械的に結合している機械式の操舵制御装置では、車速Vが低減すると、操向輪13のタイヤ横力Fdが低減し、操舵反力が低減する。これに対し、本実施形態の制御演算部11は、車速Vの絶対値が小さいほどダンピング成分の絶対値を小さくすることで、操舵反力を低減できる。これにより、本実施形態の制御演算部11は、より適切な操舵感を付与できる。
図10は、制御マップM4を表すグラフである。
さらに、補正用ダンピング成分の設定方法としては、例えば、操舵角速度dδ/dtの絶対値に対応した補正用ダンピング成分を制御マップM4から読み出す方法を採用できる。制御マップM2としては、例えば、操舵角速度dδ/dtの絶対値に対応した補正用ダンピング成分を登録したマップがある。具体的には、図10に示すように、制御マップM4は、車速V毎に設定される。各制御マップM4は、操舵角速度dδ/dtが0である場合に補正用ダンピング成分を第7設定値(例えば、0.0)に設定する。また、制御マップM4は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第2設定操舵角速度dδ/dt(>0)以上の範囲では、操舵角速度dδ/dtの大きさにかかわらず補正用ダンピング成分を第8設定値(一定値)に設定する。さらに、制御マップM4は、操舵角速度dδ/dtが0.0以上で且つ操舵角速度dδ/dtの絶対値が第3設定操舵角速度dδ/dt(0<dδ/dt<dδ/dt)未満の範囲では、操舵角速度dδ/dtの絶対値に応じて補正用ダンピング成分を直線的に増加させる。具体的には、各制御マップM4は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が0以上で且つ第3設定操舵角速度dδ/dt未満の範囲では、操舵角速度dδ/dtの絶対値と補正用ダンピング成分との関係を表す一次関数に従って補正用ダンピング成分を設定する。一次関数は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が0である場合に補正用ダンピング成分を第7設定値(0.0)とし、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第3設定操舵角速度dδ/dtである場合に補正用ダンピング成分を第9設定値(0<第9設定値<第8設定値)に設定する。また、各制御マップM4は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第3設定操舵角速度dδ/dt以上で且つ第2設定操舵角速度dδ/dt未満の範囲では、操舵角速度dδ/dtの絶対値に応じて補正用ダンピング成分を直線的に増加させる。具体的には、制御マップM4は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第3設定操舵角速度dδ/dt以上で且つ第2設定操舵角速度dδ/dt未満の範囲では、車速Vの絶対値と補正用ダンピング成分との関係を表す一次関数に従って補正用ダンピング成分を設定する。一次関数は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第3設定操舵角速度dδ/dtである場合に補正用ダンピング成分を第9設定値とし、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第2設定操舵角速度dδ/dtである場合に補正用ダンピング成分を第8設定値とする。これにより、フィードフォワード軸力算出部11Baは、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第2設定操舵角速度dδ/dt未満である場合には、操舵角速度dδ/dtの絶対値が大きいほど補正用ダンピング成分の絶対値を大きくする。また、フィードフォワード軸力算出部11Baは、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第2設定操舵角速度dδ/dt以上である場合には、操舵角速度dδ/dtの大きさにかかわらず、補正用ダンピング成分の絶対値を予め定めた一定値とする。第8及び第9設定値は、車速Vが増加するほど高い値に設定される。
このように、本実施形態の制御演算部11は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が大きいほど絶対値が大きくなる補正用ダンピング成分をフィードフォワード軸力TFFに加算する。それゆえ、本実施形態の制御演算部11は、ステアリングホイール12の切り始めに、操舵角速度dδ/dtの絶対値が増大した場合に、操舵反力の立ち上がりを増大できる。これにより、本実施形態の制御演算部11は、より適切な操舵感を付与できる。
また、本実施形態の制御演算部11は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第2設定操舵角速度dδ/dt以上である場合には、予め定めた一定値を補正用ダンピング成分とする。それゆえ、運転者がステアリングホイール12を切ったことで、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第2設定操舵角速度dδ/dt以上となった場合には、補正用ダンピング成分の変動を抑制できる。そのため、本実施形態の制御演算部11は、補正用ダンピング成分の変動による操舵反力の変化が感知されず、運転者に操舵感の違和感を与えることを防止できる。
図11は、フィードバック軸力算出部11Bbの構成を表すブロック図である。
図11に示すように、フィードバック軸力算出部11Bbは、電流軸力算出部11Bba、ブレンド軸力算出部11Bbb、操舵角速度検出部11Bbc、操舵判定部11Bbd、およびフィードバック軸力算出実行部11Bbeを備える。
電流軸力算出部11Bbaは、転舵電流検出部5Cが検出した転舵電流に基づき、下記(6)式に従ってステアリングラック軸力(以下、電流軸力とも呼ぶ)を算出する。下記(6)式では、まず、転舵電流と、転舵電流を基に転舵モータ6の出力トルクを算出するためのトルク定数[Nm/A]と、転舵モータ6のモータトルクを伝達するためのモータギア比とを乗算する。続いて、下記(6)式では、乗算結果を転舵モータ6のピニオンギアのピニオン半径[m]で除算し、除算結果に、転舵モータ6の出力トルクが伝達される際の効率を乗算し、乗算結果を電流軸力として算出する。そして、電流軸力算出部11Bbaは、算出結果をブレンド軸力算出部11Bbbおよびフィードバック軸力算出実行部11Bbeに出力する。
電流軸力=(転舵電流×モータギア比×トルク定数[Nm/A]/ピニオン半径[m])×効率 ・・・(6)
ここで、転舵電流は、ステアリングホイール12が操舵され、目標転舵角θ*が変動し、目標転舵角θ*と実際の転舵角θとに差が生じることによって変動する。また、転舵電流は、操向輪13が転舵され、操向輪13にタイヤ横力Fdが作用し、目標転舵角θ*と実際の転舵角θとに差が生じることによっても変動する。さらに、転舵電流は、路面凹凸等によって操向輪13に路面外乱が作用し、操向輪13にタイヤ横力Fdが作用し、目標転舵角θ*と実際の転舵角θとに差が生じることによっても変動する。それゆえ、フィードバック軸力算出部11Bbは、転舵電流に基づくことで、操向輪13に作用するタイヤ横力Fdの影響を反映したステアリングラック軸力(電流軸力)を算出できる。ここで、電流軸力は、目標転舵角θ*と実際の転舵角θとに差が生じた時点で発生する。そのため、電流軸力は、図12に示すように、実際のステアリングラック軸力や横G軸力に比べ、位相が進む。
ブレンド軸力算出部11Bbbは、横Gセンサ14Bが検出した横方向加速度Gyに基づき、下記(7)式に従ってステアリングラック軸力(以下、横G軸力とも呼ぶ)を算出する。下記(7)式では、まず、前輪荷重と横方向加速度Gyとを乗算し、乗算結果を操向輪13にかかる軸力(軸方向の力)として算出する。続いて、下記(7)式では、算出した操向輪13にかかる軸力と、リンクの角度やサスペンションに応じた定数(以下、リンク比とも呼ぶ)とを乗算し、乗算結果を横G軸力として算出する。
横G軸力=操向輪13にかかる軸力×リンク比 ・・・(7)
操向輪13にかかる軸力=前輪荷重×横方向加速度Gy
ここで、横方向加速度Gyは、操向輪13が転舵され、操向輪13にタイヤ横力Fdが作用し、自車両Aが旋回することによって発生する。それゆえ、ブレンド軸力算出部11Bbbは、横方向加速度Gyに基づくことで、操向輪13に作用するタイヤ横力Fdの影響を反映したステアリングラック軸力(横G軸力)を算出できる。ここで、横Gセンサ14Bは、バネ上(車体)に配置したため、横方向加速度Gyの検出が遅れる。そのため、横G軸力は、図12に示すように、実際のステアリングラック軸力に比べ、位相が遅れる。
なお、本実施形態では、横G軸力を算出する際に、横Gセンサ14Bで検出した横方向加速度Gyを用いる例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、ヨーレートセンサ14Cが検出したヨーレートγに車速センサ14Aが検出した車速Vを乗算し、乗算結果γ×Vを横方向加速度Gyに代えて用いる構成としてもよい。
また、ブレンド軸力算出部11Bbbは、車速センサ14Aが検出した車速V、およびヨーレートセンサ14Cが検出したヨーレートγに基づき、下記(8)式に従ってステアリングラック軸力(以下、ヨーレート軸力とも呼ぶ)を算出する。下記(8)式では、まず、前輪荷重と車速Vとヨーレートγとを乗算し、乗算結果を操向輪13にかかる軸力として算出する。続いて、下記(8)式では、算出した操向輪13にかかる軸力とリンク比とを乗算し、乗算結果をヨーレート軸力として算出する。
ヨーレート軸力=操向輪13にかかる軸力×リンク比 ・・・(8)
操向輪13にかかる軸力=前輪荷重×車速V×ヨーレートγ
ここで、ヨーレートγは、操向輪13が転舵され、操向輪13にタイヤ横力Fdが作用し、自車両Aが旋回することによって発生する。それゆえ、ブレンド軸力算出部11Bbbは、ヨーレートγに基づくことで、操向輪13に作用するタイヤ横力Fdの影響を反映したステアリングラック軸力(ヨーレート軸力)を算出できる。ここで、ヨーレートセンサ14Cは、バネ上(車体)に配置したため、ヨーレートγの検出が遅れる。そのため、ヨーレート軸力は、図12に示すように、実際のステアリングラック軸力に比べ、位相が遅れる。
さらに、ブレンド軸力算出部11Bbbは、電流軸力算出部11Bbaから電流軸力を読み込む。続いて、ブレンド軸力算出部11Bbbは、読み込んだ電流軸力、および算出した横G軸力、ヨーレート軸力に基づき、下記(9)式に従ってステアリングラック軸力(以下、「ブレンド軸力」とも呼ぶ)TBRを算出する。下記(9)式では、横G軸力に配分比率K1を乗算し、電流軸力に配分比率K2を乗算し、ヨーレート軸力に配分比率K3を乗算し、これらの乗算結果の和をブレンド軸力TBRとして算出する。すなわち、横G軸力に配分比率K1を乗算した値、電流軸力に配分比率K2を乗算した値およびヨーレート軸力に配分比率K3を乗算した値に基づいて、ブレンド軸力TBRを算出する。そして、ブレンド軸力算出部11Bbbは、算出結果を操舵判定部11Bbdおよびフィードバック軸力算出実行部11Bbeに出力する。ここで、ブレンド軸力TBRは、操向輪13を右方向に向ける軸力を正値とし、操向輪13を左方向に向ける軸力を負値とする。
BR=横G軸力×K1+電流軸力×K2+ヨーレート軸力×K3 ・・・(9)
ここで、配分比率K1、K2、K3は横G軸力、電流軸力、ヨーレート軸力の配分比率である。配分比率K1、K2、K3の大小関係は、K1>K2>K3とする。すなわち、横G軸力、電流軸力、ヨーレート軸力の順に配分比率を大きい値とする。例えば、配分比率K1、K2、K3のそれぞれは、K1=0.6、K2=0.3、K3=0.1に設定する。これにより、ブレンド軸力算出部11Bbbは、ブレンド軸力TBRとして、操向輪13に作用するタイヤ横力Fdの影響を反映したステアリングラック軸力を算出する。
このように、本実施形態のブレンド軸力算出部11Bbbは、電流軸力に配分比率K2を乗算した値と横G軸力に配分比率K1を乗算した値とに基づいてブレンド軸力TBRを算出する。ここで、図12に示すように、横G軸力は、実際のステアリングラック軸力に比べ、位相が遅れる。また、電流軸力は、実際のステアリングラック軸力に比べ、位相が進む。それゆえ、本実施形態のブレンド軸力算出部11Bbbは、横G軸力に電流軸力を加えることで、図13に示すように、横G軸力による位相の遅れを補償でき、より適切なブレンド軸力TBRを算出できる。そのため、本実施形態の制御演算部11は、ブレンド軸力TBRに基づいて反力モータ4を駆動することで、より適切な操舵反力を付与できる。
また、本実施形態のブレンド軸力算出部11Bbbは、電流軸力に配分比率K2を乗算した値と横G軸力に配分比率K1を乗算した値とに基づいてブレンド軸力TBRを算出する。ここで、車両Aは、路面凹凸等によって操向輪13に路面外乱が作用し、操向輪13にタイヤ横力Fdが作用した場合、目標転舵角θ*と実際の転舵角θとに差が生じる。それゆえ、本実施形態のブレンド軸力算出部11Bbbは、横G軸力に電流軸力を加えることで、操向輪13に作用する路面外乱の影響をブレンド軸力TBRに反映でき、より適切なブレンド軸力TBRを算出できる。そのため、本実施形態の制御演算部11は、ブレンド軸力TBRに基づいて反力モータ4を駆動することで、より適切な操舵反力を付与できる。
さらに、本実施形態のブレンド軸力算出部11Bbbは、電流軸力の配分比率K2よりも横G軸力の配分比率K1を大きくする。それゆえ、本実施形態のブレンド軸力算出部11Bbbは、電流軸力の配分比率を低減でき、例えば、電流軸力の推定精度が転舵モータ6の慣性やフリクションの影響によって低下したとしても、ブレンド軸力TBRの推定精度の低下を抑制できる。そのため、本実施形態の制御演算部11は、ブレンド軸力TBRに基づいて反力モータ4を駆動することで、より適切な操舵反力を付与できる。
また、本実施形態のブレンド軸力算出部11Bbbは、電流軸力に配分比率K2を乗算した値と横G軸力に配分比率K1を乗算した値とヨーレート軸力に配分比率K3を乗算した値とに基づいてフィードバック軸力TFBを算出する。ここで、例えば、自車両Aがスピン状態になった場合に、転舵電流および横方向加速度Gyが増大するため、横Gセンサ14Bの検出結果および転舵電流検出部5Cの検出結果はいずれも最大値(飽和値)となる。これに対し、ヨーレートγも増大するが、ヨーレートγの増大量は転舵電流および横方向加速度Gyの増加量に比べて比較的小さいので、ヨーレートセンサ14Cの検出結果は最大値(飽和値)に到達しない。そのため、車両Aのスピン状態の度合いに応じてヨーレートセンサ14Cの検出結果は変動する。それゆえ、車両Aのスピン状態の度合いに応じてブレンド軸力TBRを変動できる。その結果、本実施形態の制御演算部11は、ブレンド軸力TBRに基づいて反力モータ4を駆動することで、より適切な操舵反力を付与できる。
操舵角速度検出部11Bbcは、ステアリングホイール角度センサ1が検出した操舵角δに基づいて、ステアリングホイール12の操舵角速度dδ/dtを算出する。そして、操舵角速度検出部11Bbcは、算出結果をブレンド軸力算出部11Bbbおよび操舵判定部11Bbdに出力する。ここで、操舵角速度dδ/dtは、ステアリングホイール12が時計回りに回転する場合の角速度を正値とし、反時計回りに回転する場合の角速度を負値とする。
操舵判定部11Bbdは、ブレンド軸力算出部11Bbbが算出したブレンド軸力TBRおよび操舵角速度検出部11Bbcが検出した操舵角速度dδ/dtに基づいて、運転者がステアリングホイール12の切り増し操作および切り戻し操作のいずれを行っているかを判定する。切り増し操作としては、例えば、ステアリングホイール12(操舵角δ)が中立位置から離れる方向への操舵操作である。また、切り戻し操作としては、例えば、ステアリングホイール12(操舵角δ)が中立位置に近づく方向への操舵操作がある。具体的には、操舵判定部11Bbdは、ブレンド軸力TBRが正値であり且つ操舵角速度dδ/dtが正値である場合、またはブレンド軸力TBRが負値であり且つ操舵角速度dδ/dtが負値である場合には、ステアリングホイール12の切り増し操作を行っていると判定し、変数K4を1.0とする。変数K4は、ステアリングホイール12の切り増し操作および切り戻し操作のいずれを行なっているかを表すフラグである。変数K4は、ステアリングホイール12の切り増し操作を行なっている場合に1.0とし、切り戻し操作を行なっている場合に0.0とする。さらに、操舵判定部11Bbdは、ブレンド軸力TBRが正値であり且つ操舵角速度dδ/dtが負値である場合、またはブレンド軸力TBRが負値であり且つ操舵角速度dδ/dtが正値である場合には、ステアリングホイール12の切り増し操作を行っていないと判定し、変数K4を0とする。そして、操舵判定部11Bbdは、設定した変数K4をフィードバック軸力算出実行部11Bbeに出力する。
フィードバック軸力算出実行部11Bbeは、電流軸力算出部11Bba、ブレンド軸力算出部11Bbb、操舵角速度検出部11Bbcおよび操舵判定部11Bbdから電流軸力、ブレンド軸力TBR、操舵角速度dδ/dtおよび変数K4を読み込む。続いて、フィードバック軸力算出実行部11Bbeは、読み込んだ電流軸力、ブレンド軸力TBR、操舵角速度dδ/dtおよび変数K4に基づき、下記(10)式に従ってステアリングラック軸力(以下、フィードバック軸力TFB)を算出する。そして、フィードバック軸力算出実行部11Bbeは、算出結果を軸力切替出力部11Bfに出力する。
フィードバック軸力TFB=電流軸力×GB+ブレンド軸力TBR×(1−GB) ・・・(10)
ただし、GBは、電流軸力とブレンド軸力TBR(図3参照)とを配分する比率(以下、配分比率と呼ぶ)を表す数値である。なお、以下、GBは、配分比率を表す数値としてだけでなく、配分比率の符号として用いられる場合がある。これにより、フィードバック軸力算出実行部11Bbeは、配分比率GBに基づいて、電流軸力とブレンド軸力TBRとをGB:(1−GB)の割合で合算させて、フィードバック軸力TFBを算出する。
ここで、配分比率GBの設定方法としては、例えば、操舵判定部11Bbdが出力した判定結果を基に配分比率設定部11Bbfで配分比率GBを設定する方法を採用できる。配分比率設定部11Bbfは、操舵判定部11Bbdから操舵角速度dδ/dtおよび変数K4を読み込む。続いて、配分比率設定部11Bbfは、読み込んだ操舵角速度dδ/dtおよび変数K4に基づき、下記(11)式に従って配分比率GBを算出する。
GB=K4×K5 ・・・(11)
ただし、K5は、K4が1.0のとき、つまり、ステアリングホイール12の切り増し操作時における、電流軸力の配分比率GBとブレンド軸力TBRの配分比率(1−GB)を表す数値である。これにより、フィードバック軸力算出実行部11Bbeは、ステアリングホイール12の切り増し操作時には、変数K5に基づいて電流軸力とブレンド軸力TBRとをK5:(1−K5)の割合で合算させて、フィードバック軸力TFBを算出する。なお、K4が0.0のとき、つまり、ステアリングホイール12の切り戻し操作時には、変数K5にかかわらず、ブレンド軸力TBRをフィードバック軸力TFBとする。
ここで、変数K5の設定方法としては、例えば、操舵角速度dδ/dtに対応した変数K5を制御マップM5から読み出す方法を採用できる。制御マップM5としては、例えば、操舵角速度dδ/dtに対応した変数K5を登録したマップがある。
図14は、制御マップM5を表すグラフである。
図14に示すように、制御マップM5は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が0以上で且つ第4設定操舵角速度dδ/dt(>0)未満の範囲では、操舵角速度dδ/dtの大きさにかかわらず変数K5を第10設定値(例えば、1.0)に設定する。また、制御マップM5は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第5設定操舵角速度dδ/dt(>dδ/dt)以上の範囲では、操舵角速度dδ/dtの大きさにかかわらず変数K5を第11設定値(<第10設定値。例えば、0.0)に設定する。さらに、制御マップM5は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第4設定操舵角速度dδ/dt以上で且つ第5設定操舵角速度dδ/dt未満の範囲では、操舵角速度dδ/dtの絶対値に応じて変数K5を直線的に低下させる。具体的には、制御マップM5は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第4設定操舵角速度dδ/dt以上で且つ第5設定操舵角速度dδ/dt未満の範囲では、操舵角速度dδ/dtの絶対値と変数K5との関係を表す一次関数に従って変数K5を設定する。一次関数は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第4設定操舵角速度dδ/dtである場合に変数K5を第10設定値(1.0)とし、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第5設定操舵角速度dδ/dtである場合に変数K5を第11設定値(0.0)とする。これにより、配分比率設定部11Bbfは、変数K4が1.0(切り増し操作時)であり、且つ、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第4設定操舵角速度dδ/dt未満(低速操舵時)である場合には、配分比率GBを1.0とする。そして、フィードバック軸力算出実行部11Bbeは、電流軸力をフィードバック軸力TFBとする。また、配分比率設定部11Bbfは、変数K4が1.0(切り増し操作時)であり、且つ、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第5設定操舵角速度dδ/dt以上(高速操舵時)である場合には、配分比率GBを0.0とする。これにより、フィードバック軸力算出実行部11Bbeは、ブレンド軸力TBRをフィードバック軸力TFBとする。また、配分比率設定部11Bbfは、変数K4が1.0(切り増し操作時)であり、且つ、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第4設定操舵角速度dδ/dt以上で且つ第5設定操舵角速度dδ/dt未満(中速操舵時)である場合には、変数K5を配分比率GBとする。これにより、フィードバック軸力算出実行部11Bbeは、電流軸力に変数K5を乗算した値とブレンド軸力TBRに(1−K5)を乗算した値とを合算したものをフィードバック軸力TFBとする。一方、配分比率設定部11Bbfは、変数K4が0.0(切り戻し操作時)である場合には、操舵角速度dδ/dtにかかわらず、0.0を配分比率GBとする。そして、フィードバック軸力算出実行部11Bbeは、ブレンド軸力TBRをフィードバック軸力TFBとする。
このように、本実施形態のフィードバック軸力算出実行部11Bbeは、ステアリングホイール12の切り増し操作が行われると、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第4設定操舵角速度dδ/dt未満である場合には、電流軸力をフィードバック軸力TFBとする。ここで、ステアリングホイール12と操向輪13とが機械的に結合している機械式の操舵制御装置では、ステアリングホイール12の切り増し操作時には、操向輪13の転舵に伴うタイヤ横力Fdとフリクションとにより、ステアリングホイール12を中立位置に戻す操舵反力が発生する。また、本実施形態のフィードバック軸力算出実行部11Bbeでは、ステアリングホイール12の切り増し操作時には、電流軸力は、タイヤ横力Fdとフリクションとの合算値と等しくなる。そのため、本実施形態の制御演算部11は、電流軸力をフィードバック軸力TFBとすることで、機械式の操舵制御装置と同様に、ステアリングホイール12を中立位置に戻す操舵反力を付与できる。これにより、本実施形態の制御演算部11は、ステアリングホイール12の切り増し操作時に、より適切な操舵反力を付与できる。
ちなみに、ブレンド軸力TBRは、操向輪13の転舵に伴うフリクションの要素が含まれていない。それゆえ、例えば、ステアリングホイール12の切り増し操作時に、ブレンド軸力TBRをフィードバック軸力TFBとする方法では、操舵感に違和感を与える可能性がある。
また、本実施形態のフィードバック軸力算出実行部11Bbeは、ステアリングホイール12の切り戻し操作が行われると、操舵角速度dδ/dtの絶対値の大きさにかかわらず、電流軸力と横G軸力とを予め設定された配分比率で配分したブレンド軸力TBRをフィードバック軸力TFBとする。ここで、ステアリングホイール12と操向輪13とが機械的に結合している機械式の操舵制御装置では、ステアリングホイール12の切り戻し操作時には、操向輪13の転舵に伴うタイヤ横力Fdにより、ステアリングホイール12を中立位置に戻す操舵反力が発生する。それゆえ、機械式の操舵制御装置では、ステアリングホイール12の切り戻し操作時には、運転者は、ステアリングホイール12の保持力を低減し、ステアリングホイール12を手の平で滑らせることで、ステアリングホイール12を中立位置に戻し、操向輪13を中立位置に戻していた。これに対し、本実施形態のフィードバック軸力算出実行部11Bbeでは、ブレンド軸力TBRをフィードバック軸力TFBとすることで、転舵電流が低減し、電流軸力が低減したとしても、ステアリングホイール12を中立位置に戻す操舵反力が低減することを抑制できる。そのため、本実施形態のフィードバック軸力算出実行部11Bbeは、機械式の操舵制御装置と同様に、運転者がステアリングホイール12の保持力を低減し、ステアリングホイール12を手の平で滑らせることで、ステアリングホイール12を中立位置に戻すことができる。これにより、本実施形態の制御演算部11は、ステアリングホイール12の切り戻し操作時に、より適切な操舵反力を付与できる。
さらに、本実施形態のフィードバック軸力算出実行部11Bbeは、ステアリングホイール12の切り増し操作を行っていると判定し、且つ、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第4設定操舵角速度dδ/dt以上であると判定した場合には、電流軸力とブレンド軸力TBRとを配分してフィードバック軸力TFBを設定するとともに、操舵角速度dδ/dtの絶対値が小さくなるほど電流軸力の配分比率を大きくする。それゆえ、本実施形態のフィードバック軸力算出実行部11Bbeは、例えば、ステアリングホイール12の切り戻し操作中に、操舵角δが中立位置を跨ぎ、引き続き同方向へステアリングホイール12の切り増し操作が行われた場合、切り増し操作中に操舵角速度dδ/dtの絶対値が徐々に低減するにつれ、ブレンド軸力TBRから電流軸力へとフィードバック軸力TFBを徐々に移行できる。これにより、本実施形態の制御演算部11は、より適切な操舵反力を付与できる。
図3に戻り、最終軸力算出部11Bcは、ステアリングホイール角度センサ1、車速センサ14A、横Gセンサ14B、フィードフォワード軸力算出部11Baおよびフィードバック軸力算出部11Bbから操舵角δ、車速V、横方向加速度Gy、フィードフォワード軸力TFFおよびフィードバック軸力TFBを読み込む。続いて、最終軸力算出部11Bcは、読み込んだ操舵角δに基づいて、ステアリングホイール12の操舵角速度dδ/dtを算出する。続いて、最終軸力算出部11Bcは、読み込んだ操舵角δ、車速V、横方向加速度Gy、フィードフォワード軸力TFF、軸力切替出力部11Bfが出力する軸力Toc、算出した操舵角速度dδ/dt及び補正操舵反力中心値ΔTscに基づき、下記(12)式に従ってステアリングラック軸力(以下、最終軸力)を算出する。そして、最終軸力算出部11Bcは、算出結果を軸力−操舵反力変換部11Bdに出力する。
最終軸力=フィードフォワード軸力TFF×GF+Toc×(1−GF)+ΔTsc ・・・(12)
ここで、GFは、フィードフォワード軸力TFFとフィードバック軸力TFBとを配分する比率(以下、配分比率と呼ぶ)を表す数値である。なお、以下、GFは、配分比率を表す数値としてだけでなく、配分比率の符号として用いられる場合がある。また、(12)式中のΔTscは、補正操舵反力中心値ΔTscの数値を表している。これにより、最終軸力算出部11Bcは、配分比率GFに基づいて、フィードフォワード軸力TFFと軸力TocとをGF:(1−GF)の割合で合算させた値に補正操舵反力中心値ΔTscを加算して、最終軸力を算出する。軸力切替出力部11Bfは、車線維持支援コントローラ15が作動していない非作動状態ではフィードバック軸力TFBを出力し、車線維持支援コントローラ15が作動している作動状態ではフィードフォワード軸力FFFを出力するようになっている。このため、最終軸力算出部11Bcは、車線維持支援コントローラ15の非作動時には、フィードフォワード軸力TFFとフィードバック軸力TFBとをGF:(1−GF)の割合で合算させた値に補正操舵反力中心値ΔTscを加算して、最終軸力を算出する。また、最終軸力算出部11Bcは、車線維持支援コントローラ15の作動時には、フィードフォワード軸力TFFとフィードフォワード軸力TFFとをGF:(1−GF)の割合で合算させた値に補正操舵反力中心値ΔTscを加算して、最終軸力を算出する。すなわち、最終軸力算出部11Bcは、車線維持支援コントローラ15の作動時には、フィードフォワード軸力TFFに補正操舵反力中心値ΔTscを加算した値を最終軸力として出力するようになっている。
このように、本実施形態の最終軸力算出部11Bcは、フィードバック軸力TFBおよびフィードフォワード軸力TFFに基づいて最終軸力を算出する。ここで、フィードバック軸力TFBは、操向輪13に作用するタイヤ横力Fdの影響を反映するため、路面状態の変化や車両状態の変化に応じて変化する。これに対し、フィードフォワード軸力TFFは、タイヤ横力Fdの影響を反映しないため、路面状態の変化等にかかわらず滑らかに変化する。それゆえ、最終軸力算出部11Bcは、フィードバック軸力TFBに加え、フィードフォワード軸力TFFに基づいて最終軸力を算出することで、より適切な最終軸力を算出できる。
ここで、配分比率GFの設定方法としては、軸力差分に基づく配分比率GFと横方向加速度Gyに基づく配分比率GFとのうちいずれか小さい値と、車速Vおよび操舵角δに基づく配分比率GFと、操舵角速度dδ/dtに基づく配分比率GFとを乗算し、乗算結果を配分比率GFとする方法を採用できる。軸力差分としては、例えば、フィードフォワード軸力TFFとフィードバック軸力TFBとの差を採用できる。具体的には、軸力差分は、フィードフォワード軸力TFFからフィードバック軸力TFBを減算した減算結果とする。
図15は、制御マップM6を表すグラフである。
配分比率GFの設定方法としては、例えば、軸力差分の絶対値に対応した配分比率GFを制御マップM6から読み出す方法を採用できる。制御マップM6としては、例えば、軸力差分の絶対値に対応した配分比率GFを登録したマップがある。具体的には、図15に示すように、制御マップM6は、軸力差分の絶対値が0以上で且つ第1設定軸力差分Z(>0)未満の範囲では、軸力差分の大きさにかかわらず配分比率GFを第12設定値(例えば、1.0)に設定する。第1設定軸力差分Zとしては、例えば、フィードフォワード軸力TFFの推定精度が低下を開始する軸力差分を採用できる。また、制御マップM6は、軸力差分の絶対値が第2設定軸力差分Z(>Z)以上の範囲では、軸力差分の大きさにかかわらず配分比率GFを第13設定値(<第12設定値。例えば、0.0)に設定する。第2設定軸力差分Zとしては、例えば、フィードフォワード軸力TFFの推定精度がフィードバック軸力TFBの推定精度よりも低下する軸力差分を採用できる。さらに、制御マップM6は、軸力差分の絶対値が第1設定軸力差分Z以上で且つ第2設定軸力差分Z未満の範囲では、軸力差分の絶対値に応じて配分比率GFを直線的に低下させる。具体的には、制御マップM6は、軸力差分の絶対値が第1設定軸力差分Z以上で且つ第2設定軸力差分Z未満の範囲では、軸力差分の絶対値と配分比率GFとの関係を表す一次関数に従って配分比率GFを設定する。一次関数は、軸力差分の絶対値が第1設定軸力差分Zである場合に配分比率GFを第12設定値(1.0)とし、軸力差分の絶対値が第2設定軸力差分Zである場合に配分比率GFを第13設定値(0.0)とする。
このように、本実施形態の最終軸力算出部11Bcは、軸力差分の絶対値が第1設定軸力差分Z以上である場合には、軸力差分の絶対値が第1設定軸力差分Z未満である場合に比べ、配分比率GF(フィードフォワード軸力TFFの配分比率GF)を小さくする。それゆえ、本実施形態の最終軸力算出部11Bcは、例えば、車線維持支援コントローラ15の非作動時に路面μが低減し、フィードフォワード軸力TFFの推定精度が低下して、軸力差分が増大した場合に、フィードバック軸力TFBの配分比率(1−GF)を増大できる。そのため、本実施形態の最終軸力算出部11Bcは、より適切な操舵反力を付与することができる。
図16は、制御マップM7を表すグラフである。
ここで、配分比率GFの設定方法としては、例えば、横方向加速度Gyの絶対値に対応した配分比率GFを制御マップM7から読み出す方法を採用できる。制御マップM7としては、例えば、横方向加速度Gyの絶対値に対応した配分比率GFを登録したマップがある。具体的には、図16に示すように、制御マップM7は、横方向加速度Gyの絶対値が0以上で且つ第1設定横方向加速度Gy(>0)未満の範囲では、横方向加速度Gyの大きさにかかわらず配分比率GFを第14設定値(例えば、1.0)に設定する。第1設定横方向加速度Gyとしては、例えば、フィードフォワード軸力TFFの推定精度が低下を開始する横方向加速度Gyを採用できる。また、制御マップM7は、横方向加速度Gyの絶対値が第2設定横方向加速度Gy(>Gy)以上の範囲では、横方向加速度Gyの大きさにかかわらず配分比率GFを第15設定値(<第14設定値。例えば、0.0)に設定する。第2設定横方向加速度Gyとしては、例えば、フィードフォワード軸力TFFの推定精度がフィードバック軸力TFBの推定精度よりも低下する横方向加速度Gyを採用できる。さらに、制御マップM7は、横方向加速度Gyの絶対値が第1設定横方向加速度Gy以上で且つ第2設定横方向加速度Gy未満の範囲では、横方向加速度Gyの絶対値に応じて配分比率GFを直線的に低下させる。具体的には、制御マップM7は、横方向加速度Gyの絶対値が第1設定横方向加速度Gy以上で且つ第2設定横方向加速度Gy未満の範囲では、横方向加速度Gyの絶対値と配分比率GFとの関係を表す一次関数に従って配分比率GFを設定する。一次関数は、横方向加速度Gyの絶対値が第1設定横方向加速度Gyである場合に配分比率GF3を第14設定値(1.0)とし、横方向加速度Gyの絶対値が第2設定横方向加速度Gyである場合に配分比率GF3を第15設定値(0.0)とする。
このように、本実施形態の最終軸力算出部11Bcは、横方向加速度Gyの絶対値が第1設定横方向加速度Gy以上である場合には、横方向加速度Gyの絶対値が第1設定横方向加速度Gy未満である場合に比べ、配分比率GF(フィードフォワード軸力TFFの配分比率GF)を小さくする。それゆえ、本実施形態の最終軸力算出部11Bcは、例えば車線維持支援コントローラ15の非作動時に、横方向加速度Gyが増大し、フィードフォワード軸力TFFの推定精度が低下した場合に、フィードバック軸力TFBの配分比率(1−GF)を増大できる。そのため、本実施形態の最終軸力算出部11Bcは、より適切な操舵反力を付与することができる。
図17は、制御マップM8a、M8bを表すグラフである。
ここで、配分比率GFの設定方法としては、例えば、車速Vの絶対値および操舵角δの絶対値に対応した配分比率GF3a、GF3bを制御マップM8a、M8bから読み出し、読み出した配分比率GF3a、GF3bを乗算し、乗算結果を配分比率GFとする方法を採用できる。制御マップM8aとしては、例えば、車速Vの絶対値に対応した配分比率GFを登録したマップがある。具体的には、図17(a)に示すように、制御マップM8aは、車速Vの絶対値が0以上で且つ第3設定車速V未満の範囲では、車速Vの大きさにかかわらず配分比率GF3aを第16設定値(例えば、0.5)に設定する。第3設定車速Vとしては、例えば、車速Vが低いことによるタイヤ特性の非線形性(タイヤすべり角に対するタイヤ横力Fdの非線形性)が現れ、フィードフォワード軸力TFFの推定精度が低下を開始する車速Vを採用できる。また、制御マップM8aは、車速Vの絶対値が第4設定車速V(>V)以上の範囲では、車速Vの大きさにかかわらず配分比率GF3aを第17設定値(>第16設定値。例えば、1.0)に設定する。第4設定車速Vとしては、例えば、フィードフォワード軸力TFFの推定精度がフィードバック軸力TFBの推定精度よりも向上する車速Vを採用できる。さらに、制御マップM8aは、車速Vの絶対値が第3設定車速V以上で且つ第4設定車速V未満の範囲では、車速Vの絶対値に応じて配分比率GF3aを直線的に増加させる。具体的には、制御マップM8aは、車速Vの絶対値が第3設定車速V以上で且つ第4設定車速V未満の範囲では、車速Vと配分比率GF3aとの関係を表す一次関数に従って配分比率GF3aを設定する。一次関数は、車速Vの絶対値が第3設定車速Vである場合に配分比率GF3aを第16設定値(0.5)とし、車速Vが第4設定車速Vである場合に配分比率GF3aを第17設定値(1.0)とする。
このように、本実施形態の最終軸力算出部11Bcは、車速Vの絶対値が第4設定車速V未満である場合には、車速Vの絶対値が第4設定車速V以上である場合に比べ、配分比率GF3a(フィードフォワード軸力TFFの配分比率GF)を小さくする。それゆえ、本実施形態の最終軸力算出部11Bcは、例えば、車線維持支援コントローラ15の非作動時に車速Vが低減し、フィードフォワード軸力TFFの推定精度が低下した場合に、フィードバック軸力TFBの配分比率(1−GF)を増大できる。そのため、本実施形態の最終軸力算出部11Bcは、より適切な操舵反力を付与することができる。
また、制御マップM8bとしては、例えば、操舵角δの絶対値に対応した配分比率GF3bを登録したマップがある。具体的には、図17(b)に示すように、制御マップM8bは、操舵角δの絶対値が0以上で且つ第1設定操舵角δ(>0)未満の範囲では、操舵角δの大きさにかかわらず配分比率GF3bを第18設定値(例えば、1.0)に設定する。第1設定操舵角δとしては、例えば、フィードフォワード軸力TFFの推定精度が低下を開始する操舵角δを採用できる。また、制御マップM8bは、操舵角δの絶対値が第2設定操舵角δ(>δ)以上の範囲では、操舵角δの大きさにかかわらず配分比率GF3bを第19設定値(<第18設定値。例えば、0.6)に設定する。第2設定操舵角δとしては、例えば、フィードフォワード軸力TFFの推定精度がフィードバック軸力TFBの推定精度よりも低下する操舵角δを採用できる。さらに、制御マップM8bは、操舵角δの絶対値が第1設定操舵角δ以上で且つ第2設定操舵角δ未満の範囲では、操舵角δの絶対値に応じて配分比率GF3bを直線的に低下させる。具体的には、制御マップM8bは、操舵角δの絶対値が第1設定操舵角δ以上で且つ第2設定操舵角δ未満の範囲では、操舵角δの絶対値と配分比率GF3bとの関係を表す一次関数に従って配分比率GF3bを設定する。一次関数は、操舵角δの絶対値が第1設定操舵角δである場合に配分比率GF3bを第18設定値(1.0)とし、操舵角δの絶対値が第2設定操舵角δである場合に配分比率GF3を第19設定値(0.6)とする。
このように、本実施形態の最終軸力算出部11Bcは、操舵角δの絶対値が第1設定操舵角δ以上である場合には、操舵角δの絶対値が第1設定操舵角δ未満である場合に比べ、配分比率GF3b(フィードフォワード軸力TFFの配分比率GF)を小さくする。それゆえ、本実施形態の最終軸力算出部11Bcは、例えば、車線維持支援コントローラ15の非作動時に操舵角δが増大し、フィードフォワード軸力TFFの推定精度が低下した場合に、フィードバック軸力TFBの配分比率(1−GF)を増大できる。そのため、本実施形態の最終軸力算出部11Bcは、より適切な操舵反力を付与することができる。
図18は、制御マップM9を表すグラフである。
ここで、配分比率GFの設定方法としては、例えば、操舵角速度dδ/dtの絶対値に対応した配分比率GFを制御マップM9から読み出す方法を採用できる。制御マップM9としては、例えば、操舵角速度dδ/dtの絶対値に対応した配分比率GFを登録したマップがある。具体的には、図18に示すように、制御マップM9は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が0以上で且つ第4設定操舵角速度dδ/dt(>0)未満の範囲では、操舵角速度dδ/dtの大きさにかかわらず配分比率GFを第20設定値(例えば、1.0)に設定する。第4設定操舵角速度dδ/dtとしては、例えば、フィードフォワード軸力TFFの推定精度が低下を開始する操舵角速度dδ/dtを採用できる。また、制御マップM9は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第5設定操舵角速度dδ/dt(>dδ/dt)以上の範囲では、操舵角速度dδ/dtの大きさにかかわらず配分比率GFを第21設定値(<第20設定値。例えば、0.0)に設定する。第5設定操舵角速度dδ/dtとしては、例えば、フィードフォワード軸力TFFの推定精度がフィードバック軸力TFBの推定精度よりも低下する操舵角速度dδ/dtを採用できる。さらに、制御マップM9は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第4設定操舵角速度dδ/dt以上で且つ第5設定操舵角速度dδ/dt未満の範囲では、操舵角速度dδ/dtの絶対値に応じて配分比率GFを直線的に低下させる。具体的には、制御マップM9は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第4設定操舵角速度dδ/dt以上で且つ第5設定操舵角速度dδ/dt未満の範囲では、操舵角速度dδ/dtの絶対値と配分比率GFとの関係を表す一次関数に従って配分比率GFを設定する。一次関数は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第4設定操舵角速度dδ/dtである場合に配分比率GFを第20設定値(1.0)とし、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第5設定操舵角速度dδ/dtである場合に配分比率GFを第21設定値(0.0)とする。
このように、本実施形態の最終軸力算出部11Bcは、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第4設定操舵角速度dδ/dt以上である場合には、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第4設定操舵角速度dδ/dt未満である場合に比べ、配分比率GF(フィードフォワード軸力TFFの配分比率GF)を小さくする。それゆえ、本実施形態の最終軸力算出部11Bcは、例えば、車線維持支援コントローラ15の非作動時に操舵角速度dδ/dtが増大し、フィードフォワード軸力TFFの推定精度が低下した場合に、フィードバック軸力TFBの配分比率(1−GF)を増大できる。そのため、本実施形態の最終軸力算出部11Bcは、より適切な操舵反力を付与することができる。
これにより、最終軸力算出部11Bcは、軸力差分の絶対値が第1設定軸力差分Z未満、横方向加速度Gyの絶対値が第1設定横方向加速度Gy未満、車速Vの絶対値が第4設定車速V以上、操舵角δの絶対値が第1設定操舵角δ未満、および操舵角速度dδ/dtの絶対値が第4設定操舵角速度dδ/dt未満である場合には、車線維持支援コントローラ15の非作動状態及び作動状態に関わらず、フィードフォワード軸力TFFに補正操舵反力中心値ΔTscを加算した軸力を最終軸力とする。また、最終軸力算出部11Bcは、軸力差分の絶対値が第2設定軸力差分Z以上、横方向加速度Gyの絶対値が第2設定横方向加速度Gy以上、および操舵角速度dδ/dtの絶対値が第5設定操舵角速度dδ/dt以上の少なくともいずれかであって車線維持支援コントローラ15の非作動状態の場合には、フィードバック軸力TFBに補正操舵反力中心値ΔTscを加算した軸力を最終軸力とする。さらに、最終軸力算出部11Bcは、軸力差分の絶対値が第1設定軸力差分Z以上で且つ第2設定軸力差分Z未満、横方向加速度Gyの絶対値が第1設定横方向加速度Gy以上で且つ第2設定横方向加速度Gy未満、車速Vの絶対値が第4設定車速V未満、操舵角δの絶対値が第1設定操舵角δ以上、および操舵角速度dδ/dtの絶対値が第4設定操舵角速度dδ/dt以上であって車線維持支援コントローラ15の非作動状態の場合には、フィードフォワード軸力TFFに配分比率GFを乗算した値とフィードバック軸力TFBに配分比率(1−GF)を乗算した値に補正操舵反力中心値ΔTscを加算した軸力を最終軸力とする。
それゆえ、最終軸力算出部11Bcは、自車両Aが、道路の路面μが高く(ドライ路面)、車速Vが高く、操舵角δが小さく、操舵角速度dδ/dtが小さい状況(以下、特定状況とも呼ぶ)にある場合には、車線維持支援コントローラ15の非作動状態及び作動状態に関わらず、フィードフォワード軸力TFFに補正操舵反力中心値ΔTscを加算した軸力を最終軸力とする。ここで、フィードフォワード軸力TFFは、タイヤ横力Fdの影響を反映しないため、路面状態の変化等にかかわらず滑らかに変化する。それゆえ、最終軸力算出部11Bcは、自車両Aが特定状況にある場合には、安定した操舵感を実現することができる。さらに、最終軸力算出部11Bcは、車線維持支援機能という付加機能の作動時にも操舵感のよいフィードフォワード軸力TFFに基づく軸力を最終軸力とすることができる。それゆえ、最終軸力算出部11Bcは、車線維持支援機能という付加機能の作動時に、安定した操舵感を実現することができる。
これに対し、最終軸力算出部11Bcは、自車両Aが、特定状況以外の状況(以下、通常状況とも呼ぶ)にあって車線維持支援コントローラ15の非作動状態の場合には、フィードバック軸力TFB、またはフィードフォワード軸力TFFとフィードバック軸力TFBとを合算したものを最終軸力とする。ここで、フィードバック軸力TFBは、操向輪13に作用するタイヤ横力Fdの影響を反映するため、路面状態の変化や車両状態の変化に応じて変化する。それゆえ、最終軸力算出部11Bcは、自車両Aが通常状況にある場合には、ステアリングホイール12と操向輪13とが機械的に結合している機械式の操舵制御装置と同様の操舵感を付与でき、自然な操舵感を実現することができる。
図3に戻り、軸力−操舵反力変換部11Bdは、最終軸力算出部11Bcが算出した最終軸力と、補正操舵反力演算部15A(図2参照)が演算した最終目標補正操舵反力τY*とに基づいて目標操舵反力を算出する。目標操舵反力とは、操舵反力の目標値をいう。目標操舵反力の算出方法としては、例えば、車速Vおよび最終軸力に対応した事前目標操舵反力を制御マップM10から読み出し、読み出した事前目標操舵反力に最終目標補正操舵反力τY*を加算する方法を採用できる。制御マップM10とは、車速V毎に、最終軸力に対応した事前目標操舵反力を登録したマップをいう。軸力−操舵反力変換部11Bdは、制御マップM10から事前目標操舵反力を読み出す事前目標操舵反力読み出し部11Bdaと、事前目標操舵反力と最終目標補正操舵反力τY*とを加算する加算部11Bdbとを有している。
図19は、制御マップM10を表すグラフである。
図19に示すように、制御マップM10は、車速V毎に設定される。また、制御マップM10は、最終軸力が大きいほど事前目標操舵反力を大きい値とする。
図3に戻り、目標反力電流演算部11Beは、軸力−操舵反力変換部11Bdが算出した目標操舵反力に基づき、下記(13)式に従って目標反力電流を算出する。そして、目標反力電流演算部11Beは、算出結果を反力モータ駆動部3Dに出力する。
目標反力電流=目標操舵反力×ゲイン ・・・(13)
なお、本実施形態では、目標反力電流演算部11Beが、軸力−操舵反力変換部11Bdが算出した目標操舵反力を基に目標反力電流を算出する例を示したが、他の構成を採用することもできる。例えば、軸力−操舵反力変換部11Bdは、最終目標補正操舵反力τY*に代えて端当て反力を加算して目標操舵反力を補正するようになっていてもよい。端当て反力としては、例えば、転舵角θが最大値となった場合に付与する操舵反力がある。
次に、車線維持支援コントローラ15の処理について、図20を参照しつつ説明する。
車線維持支援コントローラ15は、所定サンプリング周期毎に繰り返して当該処理を実行する。
まず、ステップS100にて、各センサ及び操舵用コントローラ11からの各種データを読み込む。車線維持支援コントローラ15は、例えば車輪速センサ18〜21から各車輪速Vwを読み込む。また、車線維持支援コントローラ15は、操舵用コントローラ11が出力した操舵角δ、操舵角速度dδ/dt(以下、dδ/dtを「δ′」と表記する場合がある)及び操舵トルクτを読み込む。さらに、車線維持支援コントローラ15は、方向指示スイッチ17が出力した信号を読み込む。外界認識部16からは、自車両の走行車線に対する車両のヨー角φ、走行車線中央からの横変位X、及び走行車線の曲率ρをそれぞれ読み込む。
続いてステップS110にて、下記(14)式および(15)式に基づき、左右の車線端部基準閾値XLt、XRtの設定を行う。
ここで、図21に示すように、右側の車線端部基準閾値XRtは、右逸脱に対して設定する車線端部基準LXRの位置を特定するものである。左側の車線端部基準閾値XLtは、左逸脱に対して設定する車線端部基準LXLの位置を特定するものである。
XRt=(Wlane/2)−(Wcar/2)−Xoffset ・・・(14)
XLt=−((Wlane/2 )−(Wcar/2)−Xoffset) ・・・(15)
また、下記(16)式および(17)式に基づき、左右の車線幅方向オフセット閾値XLt2、XRt2の設定を行う。
XRt2=(Wlane/2)−(Wcar/2)−Xoffset2 ・・・(16)
XLt2=−((Wlane/2)−(Wcar/2)−Xoffset2) ・・・(17)
ここで、走行車線中央Lsからの横変位Xは、走行車線Lに対して自車両Aが中心よりも右側にいる場合を正とし、左側に位置する場合を負とする。このため、右側の車線端部基準閾値XRt及び車線幅方向オフセット閾値XRt2側を正としている。
また、図21に示すように、Wlaneは走行車線幅であり、Wcarは自車両Aの車幅である。
また、Xoffset及びXoffset2は走行車線端部Le(白線や路肩)の位置に対する余裕代である。この余裕代Xoffset及びXoffset2は、走行車線幅Wlaneや車速などに応じて変更しても良い。例えば、走行車線幅Wlaneが狭い程、余裕代Xoffset及びXoffset2を小さくする。また、左右の車線端部基準LXL、LXR毎に異なる余裕代Xoffset及びXoffset2を使用しても良い。
また、余裕代Xoffset及びXoffset2は、ゼロ又は負値としても良い。また、この左右の車線端部基準LXL、LXRは固定値であっても良い。また、余裕代Xoffset及びXoffset2は、同じ値であっても良い。この場合には、左右の車線端部基準閾値XLt、XRtとが左右の車線幅方向オフセット閾値XLt2、XRt2とが同じものとなる。
次に、ステップS120にて、下記式に基づき、右逸脱に対するヨー角偏差ΔφRを算出する。
ΔφR=φ(φ>0の場合)
ΔφR=0(φ≦0の場合)
ここで、走行車線に対する車両のヨー角φは、図22に示すように、右側へヨー角がついている場合を正とし、左側へヨー角がついている場合を負とする。また、ΔφRは、右逸脱に対してのみ設定するヨー角偏差であるため、図23(a)に示すように、ΔφR≦0の場合、ΔφR=0とする(正の値のみをとるようにする)。
図20に戻って、次にステップS130にて、下記式に基づき、左逸脱に対するヨー角偏差ΔφLを算出する。
ΔφL=φ(φ<0の場合)
ΔφL=0(φ≧0の場合)
ここで、ΔφLは、左逸脱に対してのみ設定したヨー角偏差であるため、図23(b)に示すように、ΔφL≧0の場合、ΔφL=0とする(負の値のみをとるようにする)。
図20に戻って、次に、ステップS140にて、第1目標補正転舵角θY1*を算出する。ステップS140の処理は補正転舵角演算部15C(図2参照)が実行する。第1目標補正転舵角θY1*は、走行車線に対する車両のヨー角φを打ち消すための制御量である。すなわち、走行車線と車両の進行方向が平行となるようにするための角度偏差用の制御量である。
第1目標補正転舵角θY1*の算出について説明する。
まず、下記式によって、右逸脱に対する第1目標転舵角θY1_R*、及び左逸脱に対する第1目標転舵角θY1_L*をそれぞれ算出する。
θY1_R*=−(Kc_Y×Ky_R×Kv_Y×ΔφR)
θY1_L*=−(Kc_Y×Ky_L×Kv_Y×ΔφL)
ここで、Kc_Yは車両諸元により定まるフィードバックゲインである。また、Kv_Yは車速に応じた補正ゲインである。
また、Ky_R、Ky_Lは、図24(a)及び図24(b)に示すような、走行車線に対する自車両の横変位に応じてそれぞれ個別に設定するフィードバックゲインである。そして、右逸脱に対するフィードバックゲインKy_Rは、右側の車線端部基準LXRに近づくにつれて大きくなるように設定する。また、左逸脱に対するフィードバックゲインKy_Lは、左側の車線端部基準LXLに近づくにつれて大きくなるように設定する。また、第1目標転舵角θY1_R*、及びθY1_L*は、右方向への転舵を正とし、左方向への転舵を負とする。
ここで、フィードバックゲインKy_R、Ky_Lの最小値の境界として、XLt,XRtの代わりに、車線幅方向オフセット閾値XLt2,XRt2を使用しても良い。
次に、下記式に基づき、右逸脱に対する第1目標転舵角θY1_R*と、左逸脱に対する第1目標転舵角θY1_L*との和として、第1目標補正転舵角θY1*を算出する。
θY1*=θY1_R*+θY1_L*
ここで、右側へヨー角がついている場合には、ステップS130によりΔφL=0となる(図23(b)参照)。したがって、左逸脱に対する第1目標転舵角θY1_L*は0となり、第1目標補正転舵角θY1*として、右逸脱に対する第1目標転舵角θY1_R*のみが採用される。同様に、左側へヨー角がついている場合には、ステップS120によりΔφR=0となる(図23(a)参照)。したがって、右逸脱に対する第1目標転舵角θY_R*は0となり、第1目標補正転舵角θY1*として、左逸脱に対する第1目標転舵角θY_L*のみが採用される。
これにより、逸脱側へヨー角が発生している場合には積極的に逸脱を防止するよう制御する。一方、逸脱回避側へヨー角が発生している場合には、違和感なく、穏やかに、走行車線に対して車両の向きを合わせることができる。
図20に戻って、次に、ステップS150では、上記第1目標補正転舵角θY1*に応じたハンドル位置が、操舵反力の中立位置となるように、操舵反力アクチュエータ3Aを制御する。
補正操舵反力中心演算部15B(図2参照)は、例えば、上記第1目標転舵角θY1*位置に対応するハンドル位置と実際のハンドル位置との偏差に応じた補正操舵反力中心値ΔTscを演算する。そして、補正操舵反力中心演算部15B(図2参照)は、その補正操舵反力中心値ΔTsc相当の操舵反力を付与するように操舵用コントローラ11に指令を出力する。操舵用コントローラ11に設けられた目標反力電流算出部11B(図3参照)は、最終軸力算出部11Bcが算出した最終軸力に補正操舵反力中心値ΔTscを加算して得られた目標操舵反力に基づく目標反力電流を出力する。これにより、操舵用コントローラ11は、補正操舵反力中心値ΔTsc相当の操舵反力を出力するように、上記操舵反力アクチュエータ3を制御する。
次に、ステップS160では、右逸脱に対する操舵角基準値δR*、及び左逸脱に対する操舵角基準値δL*をそれぞれ算出する。この操舵角基準値δR*、δL*は、運転者のハンドル操舵による車線端部側への切り増し量を算出するために使用する基準値である。
ここで、上記ステップS150の処理により、走行車線と自車両の進行方向とが平行となるハンドル位置(操舵角)で操舵反力が中立位置となる(操舵トルクが0となる)。このため、走行車線が直線路であってもカーブ路であっても、走行車線と自車両の進行方向が平行となる向きから、運転者が左右どちらの走行車線端部に対して近づく方向に操舵したかを、操舵トルクτの符号により検出できるようになる。
下記のように場合分けして、右逸脱に対する操舵角基準値δR*を算出する。
すなわち、
1)操舵トルクτ≦τthの場合(右へ操舵トルクをかけていない場合)、下記式のように、右逸脱に対する操舵角基準値δR*を実操舵角値δで更新する。
δR*=δ
2)操舵トルクτ>τthの場合、右逸脱に対する操舵角基準値δR*を更新しない(保持する)。
同様に、下記のように場合分けして、左逸脱に対する操舵角基準値δL*を算出する。
すなわち、
1)操舵トルクτ≧−τthの場合(左へ操舵トルクをかけていない場合)、下記式のように、左逸脱に対する操舵角基準値δL*を実操舵角値δで更新する。
δL* = δ
2)操舵トルクτ<−τthの場合、左逸脱に対する操舵角基準値δL*を更新しない(保持する)。
ここで、上記τthは運転者操舵を判断するための操舵トルク閾値であり、絶対値(正の値)で設定する。また、操舵トルクτは、右へ操舵トルクをかけている場合を正の値とし、左へ操舵トルクをかけている場合を負の値とし、操舵角δは、右方向への操舵を正の値とし、左方向への操舵を負の値とする。
上記算出によって、操舵トルク閾値τth以上の操舵トルクを検出したときの実操舵角値δが、右逸脱に対する操舵角基準値δR*、又は左逸脱に対する操舵角基準値δL*となる。
次に、ステップS170では、下記式に基づき、運転者のハンドル操舵による車線端部側への操舵切り増し量を算出する。
右側の車線端部基準側への操舵切り増し量ΔδRを、下記式によって算出する。
ΔδR=δ−δR*(δ>δR*の場合)
ΔδR=0(δ≦δR*の場合)
同様に、左側の車線端部基準側への操舵切り増し量ΔδLを、下記式によって算出する。
ΔδL=δ−δL*(δ<δL*の場合)
ΔδL=0(δ≧δL*の場合)
これによって、左右それぞれの車線端部基準側へのハンドル操舵分を、操舵切り増し量として抽出することができる。
次に、ステップS180では、第2目標補正転舵角θY2*を算出する。第2目標転舵角θY2*は、車両の逸脱側への動きを予め抑えるための制御量である。ステップS180の処理は補正転舵角演算部15C(図2参照)が実行する。
第2目標転舵角θY2*の算出は、右逸脱に対する第2目標転舵角θY2_R*、左逸脱に対する第2目標転舵角θY2_L*をそれぞれ算出し、その和を取ることで当該第2目標転舵角θY2*を算出する。
まず、下記式によって、右逸脱に対する第2目標転舵角θY2_R*、及び左逸脱に対する第2目標転舵角θY2_L*をそれぞれ算出する。
すなわち、右逸脱に対する第2目標転舵角θY2_R*を、下記式によって算出する。1)操舵トルクτ≧τthの場合(右へ操舵トルクをかけている場合)
θY2_R*=−(Kc_g×Kg_R×KρL_R×ΔδR)
2)操舵トルクτ<τthの場合
θY2_R*=0
また、左逸脱に対する第2目標転舵角θY2_L*を、下記式によって算出する。
1)操舵トルクτ≦−τthの場合(左へ操舵トルクをかけている場合)
θY2_L*=−(Kc_g×Kg_L×KρL_L×ΔδL)
2) 操舵トルクτ>−τthの場合
θY2_L*=0
ここで、Kc_gは、車両の諸元によって決まる、操舵角(ハンドル角)とタイヤ角(操舵輪の転舵角)とのギア比係数である。
また、Kg_R、Kg_Lは、運転者操舵による走行車線端部側への操舵切り増し量に対する転舵抑制ゲインである。そして、Kg_R、Kg_Lは、図25(a)及び図25(b)に示すような、走行車線に対する横変位に応じてそれぞれ個別に設定しておく。
ここで、右逸脱に対する転舵抑制ゲインKg_Rは、右側走行端部基準に近づくにつれて大きくなるように設定する。左逸脱に対する転舵抑制ゲインKg_Lは、左側走行端部基準に近づくにつれて大きくなるように設定する。但し、これら転舵抑制ゲインは、最大値を1.0とする。最大値を1.0とすることで、第2目標転舵角は運転者による操舵切り増し量を打ち消す分が上限値となる。つまり、逸脱側への運転者操舵時にのみ、操舵角(ハンドル角)に対するタイヤ角の転舵応答を下げることができ、拘束感や違和感のなく、適切に車線維持支援を行うことができる。なお、最小値となる閾値として、XLt2,XRt2の代わりに車線端部基準閾値XLt、XRtを使用しても良い。
また、Kρは、図26のような値である。
すなわち すなわち、曲率ρの向き(走行車線Lのカーブ方向)に応じて3種類に分けて、下記のように、個別のマップを使用して、右逸脱に対するカーブ補正ゲインKρL_R、及び左逸脱に対するカーブ補正ゲインKρL_Lを設定する。
曲率ρ<0(右カーブ)と判定した場合:
KρL_R:図26(a)に示すような、カーブIN側補正ゲインマップから読み込む。
KρL_L:図26(b)に示すような、カーブOUT側補正ゲインマップから読み込む。
曲率ρ>0(左カーブ)と判定した場合
KρL_R:図26(b)に示すような、カーブOUT側補正ゲインマップから読み込む。
KρL_L:図26(a)に示すような、カーブIN側補正ゲインマップから読み込む。
曲率ρ=0(直線路)と判定した場合
KρL_R=1.0(補正なし)
KρL_L=1.0(補正なし)
ここで、走行車線Lの曲率ρは、旋回半径の逆数であり、直線路でρ=0となり、カーブがきつくなる(旋回半径が小さくなる)につれて、曲率ρの絶対値が大きな値となる。また、左カーブを正とし、右カーブを負とする。
上記カーブIN側補正ゲインマップは、図26(a)のように、曲率ρの絶対値が所定以上となると、曲率ρの絶対値が大きくなるにつれて、補正のゲインが小さくなるマップである。そして、左右の走行車線端部Leのうち、カーブ路の内側に位置する走行車線端部Leに対する制御のゲインを、曲率ρの絶対値の増大に応じて低減するように補正するものである。
また、上記カーブOUT側補正ゲインマップは、図26(b)のように、曲率ρの絶対値が所定以上となると、曲率ρの絶対値が大きくなるにつれて、補正のゲインが大きくなるマップである。そして、左右の走行車線端部Leのうち、カーブ路の外側に位置する走行車線端部Leに対する制御のゲインを、曲率ρの絶対値の増大に応じて増加するように補正するものである。
但し、無条件で、Kρ=1としても良い。
そして、下記式のように、右逸脱に対する第2目標転舵角θY2_R*と左逸脱に対する第2目標転舵角θY2_L*との和として、第2目標補正転舵角θY2*を算出する。
θY2*=θY2_R*+θY2_L*
図20に戻って、次に、ステップS190では、車線維持支援のための最終目標補正転舵角θY*を算出する。ステップS190の処理は補正転舵角演算部15C(図2参照)が実行する。本実施形態では、下記式のように、ステップS140において算出した第1目標転舵角θY1*と、ステップS180において算出した第1目標転舵角θY2*の和として、最終目標補正転舵角θY*を算出する。
θY*=θY1*+θY2*
次に、ステップS200では、最終目標補正転舵角θY*を操舵用コントローラ11に出力する。例えば補正転舵角演算部15Cは、最終目標補正転舵角θY*を操舵用コントローラ11に出力する。
但し、方向指示スイッチ17がオン状態となっている場合であって、方向指示スイッチ17の指示方向と、ハンドル操舵方向とが一致している場合には、補正転舵角演算部15Cは、車線維持支援のための最終目標補正転舵角θY*を操舵用コントローラ11に出力しない。
操舵用コントローラ11は、転舵角が、転舵指令角演算部11Aaが演算した転舵指令角に最終目標補正転舵角θY*を加算した目標転舵角θ*になるように、転舵アクチュエータ5Aを駆動する。これによって、操舵輪である前輪13の転舵角が目標転舵角θ*となる。
また、ステップS210では、第1目標補正操舵反力τY1*を、車線維持支援のための操舵反力として算出する。ステップS210の処理は、例えば補正操舵反力演算部15A(図3参照)が実行する。この第1目標補正操舵反力τY1*は、運転者の定常的な操舵入力に対する操舵反力である。そして、この第1目標操舵反力τY1*は、運転者が車線端部側に付加した操舵トルクτに応じて算出するものである。
まず、下記のように場合分けして、右逸脱に対する第1目標操舵反力τY1_R*、及び左逸脱に対する第1目標操舵反力τY1_L*をそれぞれ算出する。
まず、下記式によって、右逸脱に対する第1目標操舵反力τY1_R*を算出する。
1)操舵トルクτ≧τthの場合(右へ操舵トルクをかけている場合)
τY1_R*=Kt_R×(τ−τth)
2)操舵トルクτ<τthの場合
τY1_R*=0
また、下記式によって、左逸脱に対する第1目標操舵反力τY1_L*を算出する。
1)操舵トルクτ≦−τthの場合(左へ操舵トルクをかけている場合)
τY1_L*=Kt_L×(τ+τth)
2)操舵トルクτ>−τthの場合
τY1_L*=0
ここで、Kt_R、Kt_Lは、運転者操舵による走行車線端部側への操舵トルクに対する第1目標操舵反力算出ゲインである。このKt_R、Kt_Lは、図27(a)及び図27(b)に示すような、走行車線に対する横変位に応じてそれぞれ個別に設定するゲインである。右逸脱に対する第1目標操舵反力算出ゲインKt_Rは、右側の走行車線端部基準に近づくにつれて大きくなるように設定する。左逸脱に対する第1目標操舵反力算出ゲインKt_Lは、左側の走行車線端部基準に近づくにつれて大きくなるように設定する。但し、これら第1目標操舵反力算出ゲインKt_R、Kt_Lは、最大値を1.0とする。これによって、第1目標操舵反力は、運転者操舵による操舵トルクを打ち消す分が上限値となる。つまり、逸脱側への運転者操舵時にのみ、操舵反力を重くすることができる。なお、運転者による操舵トルク以上の操舵反力を発生させると、発生反力によりハンドルがはじき返されて、つまり、戻されてしまう。しかし、上記のように上限を設定することにより、あくまで操舵反力が「重い」という範囲内での制御が可能となる。ここで、ゲイン1.0は、運転者が入力した操舵トルクで力が釣り合う位置である。上記釣り合うとは、ハンドルが止まることを意味する。これによって、拘束感や違和感のなく、適切に車線維持支援を行うことができる。
次に、下記式のように、右逸脱に対する第1目標操舵反力τY1_R*と左逸脱に対する第1目標操舵反力τY1_L*との和として、第1目標補正操舵反力τY1*を算出する。
τY1*=τY1_R*+τY1_L*
ここで、τY1*、τY1_R*、τY1_L*は、左へ操舵反力を発生させる場合を正の値とし、右へ操舵反力を発生させる場合を負の値とする。
図20に戻って、次に、ステップS220では、第2目標補正操舵反力τY2*を算出する。ステップS220の処理は、例えば補正操舵反力演算部15A(図3参照)が実行する。第2目標補正操舵反力τY2*は、車線維持支援のための操舵反力であり、運転者の過渡的な操舵入力に対する操舵反力である。この第2目標補正操舵反力τY2*は、運転者が車線端部側へ操舵した操舵角速度δ′に応じて算出する。
その算出について説明する。
まず、下記のように場合分けして、右逸脱に対する第2目標操舵反力τY2_R*、左逸脱に対する第2目標操舵反力τY2_L*をそれぞれ算出する。
すなわち、下記式によって、右逸脱に対する第2目標操舵反力τY2_R*を算出する。
1)操舵角速度δ′≧δ′th の場合(右へ操舵している場合)
τY2_R*=Ks_R×(δ′−δ′th)
2)操舵角速度δ′<δ′th の場合
τY2_R*=0
また、左逸脱に対する第2目標操舵反力τY2_L*を算出する。
1)操舵角速度δ′≦ −δ′th の場合(左へ操舵している場合)
τY2_L*=Ks_L×(δ′+δ′th)
2)操舵角速度δ′>−δ′thの場合
τY2_L*=0
ここで、Ks_R、Ks_Lは、運転者操舵による車線端部側への操舵角速度に対する第2目標操舵反力算出ゲインである。この第2目標操舵反力算出ゲインKs_R、Ks_Lは、図28(a)及び図28(b)に示すような、走行車線に対する横変位に応じてそれぞれ個別に設定する。そして、右逸脱に対する第2目標操舵反力算出ゲインKs_Rは、右側の車線端部基準に近づくにつれて大きくなるように設定する。左逸脱に対する第2目標操舵反力算出ゲインKs_Lは、左側の車線端部基準に近づくにつれて大きくなるように設定する。これにより、逸脱側への運転者の操舵時にのみ、操舵反力を重くすることができ、拘束感や違和感のなく、適切に車線維持支援を行うことができる。
次に、下記式のように、右逸脱に対する第2目標操舵反力τY2_R*と、左逸脱に対する第2目標操舵反力τY2_L*との和として、第2目標補正操舵反力τY2*を算出する。
τY2* =τY2_R* +τY2_L*
ここで、τY2*、τY2_R*、τY2_L*は、左へ操舵反力を発生させる場合を正の値とし、右へ操舵反力を発生させる場合を負の値とする。また、操舵角速度δ′は、右方向への操舵を正の値とし、左方向への操舵を負の値とする。
図20に戻って、次に、ステップS230では、車線維持支援のための最終目標補正操舵反力τY*を算出する。ステップS230の処理は、例えば補正操舵反力演算部15A(図3参照)が実行する。本実施形態では、下記式に基づき、ステップS210において算出した第1目標補正操舵反力τY1*と、ステップS220において算出した第2目標補正操舵反力τY2*との和として、最終目標補正操舵反力τY*を算出する。
τY*=τY1*+τY2*
次に、ステップS240では、最終目標補正操舵反力τY*を操舵用コントローラ11に出力する。ステップS240の処理は、例えば補正操舵反力演算部15A(図3参照)が実行する。
但し、方向指示スイッチ17がオン状態となっている場合であって、方向指示スイッチ17の指示方向と、ハンドル操舵方向とが一致している場合には、補正操舵反力演算部15Aは、最終目標補正操舵反力τY*を操舵用コントローラ11に出力しない。
操舵用コントローラ11は、最終目標補正転舵角θY*と補正操舵反力中心値ΔTscとが反映された目標操舵反力となるように操舵反力アクチュエータ3Aを駆動する。
ここで、車線維持支援コントローラ15の車線維持支援機能が制御演算部11の機能を妨げる問題のうち、本実施形態に関連する特有の問題点について図17(b)を参照しつつ、図29を用いて説明する。
図29は、軸力と操舵反力との関係を示すグラフである。横軸は軸力の絶対値を示し、縦軸は操舵反力を示している。図29において、軸力の絶対値は、左側に向かうほど大きくなる。曲線αは、操舵反力が補正操舵反力中心値ΔTscによって補正されていない場合(図29では、この場合を「軸力中立点(元)」と表している)の軸力に対する操舵反力の特性を表している。曲線βは、操舵反力が補正操舵反力中心値ΔTscによって補正されている場合(図29では、この場合を「軸力中立点(オフセット後)」と表している)の軸力と操舵反力との関係を表している。
図29に示すように、軸力に対する操舵反力の特性は、軸力が大きくになるにしたがって操舵反力の増加量は小さくなる。軸力はステアリングホイール12の操舵角に対応する。軸力中立点(元)の場合、操舵角の値がδa(図17(b)の図中に示すδ1よりも小さい値)における曲線αの接線の傾きは、δaよりも大きい操舵角の値のδb(図17(b)の図中に示すδ2よりも大きい値)における曲線αの接線の傾きよりも大きくなる。
軸力中立点(オフセット後)の場合、軸力に対する操舵反力の特性は、補正操舵反力中心値ΔTscの分だけ軸力の絶対値が大きい方向にシフトした特性となる。このため、図29に示すように、軸力中立点(オフセット後)の場合の軸力に対する操舵反力の特性(曲線β)は、軸力中立点(元)の場合の軸力に対する操舵反力の特性(曲線α)と形状は変わらずに、図中左方向にシフトした特性となる。操舵角の値δbに対する操舵反力は、補正操舵反力中心値(軸力オフセット)分だけ軸力中立点(元)の場合よりも軸力中立点(オフセット後)の場合の方が小さくなる。これにより、操舵角の値δbにおける曲線βの接線の傾きは、操舵角の値δbにおける曲線αの接線の傾きよりも大きくなる。
図17(b)に示すように、操舵角度δの値によって配分比率GFの値が変化する。このため、操舵角度δの値(位置)によって最終軸力に対するフィードバック軸力TFBの寄与率が変化する。例えば、操舵角度の値δb(>δ2)では、配分比率GBが0.6となるため、最終軸力に対するフィードバック軸力TFBの寄与率は相対的に大きくなる。
フィードバック軸力TFB、すなわち転舵電流は、目標転舵角θ*によって変動する。
軸力中立点(オフセット後)の場合の操舵角度の値δbにおける曲線βの接線の傾きは、軸力中立点(元)の場合の値δbにおける曲線αの接線の傾きと比較して大きい。このため、軸力中立点(オフセット後)の場合は軸力中立点(元)の場合と比較して、操舵角が値δbからの変動量に対する操舵反力、すなわちフィードバック軸力TFBの変動量は大きくなる。このため、操舵角の値がδbから変動すると転舵電流の変動分が大きくなる。これにより、軸力中立点(オフセット後)の場合は軸力中立点(元)の場合と比較して、操舵反力が変動しやすくなる。
このように、最終軸力に対するフィードバック軸力TFBの寄与率が相対的に大きくなる操舵角(例えば、δ2より大きい操舵角)における操舵反力の変動は、車線維持支援装置50の非作動状態よりも作動状態の方が大きくなる場合がある。これにより、運転者は違和感を覚えてしまうという問題がある。
本実施形態による操舵制御装置に備えられた制御演算部11は、軸力切替出力部11Bfを有している。図3に示すように、軸力切替出力部11Bfは、車速センサ15A(図2参照)が検出した車速Vと、ステアリングホイール角度センサ1(図2参照)が検出した操舵角δと、フィードフォワード軸力算出部11Baが算出したフィードフォワード軸力TFFと、フィードバック軸力算出部11Bbが算出したフィードバック軸力TFBとが入力するようになっている。軸力切替出力部11Bfは、入力した車速V及び操舵角δに基づいて車線維持支援コントローラ15の作動状態と非作動状態とを判定する。軸力切替出力部11Bfは、車線維持支援コントローラ15が作動状態と判定したら、入力したフィードフォワード軸力TFFを最終軸力算出用の軸力Tocとして出力し、非作動状態と判定したら、入力したフィードバック軸力TFBを軸力Tocとして出力するようになっている。軸力切替出力部11Bfは、車速センサ15Aが検出した車速Vが予め定めた設定値(例えば、図17(a)に示すV3)より小さいと判断したら車線維持支援コントローラ15が作動状態と判定し、当該車速Vが当該設定値以上であると判定したら車線維持支援コントローラ15が非作動状態と判定する。あるいは、軸力切替出力部11Bfは、ステアリングホイール角度センサ1が検出した操舵角δが予め定めた設定値(例えば、図17(b)に示すδ2)以上であると判断したら車線維持支援コントローラ15が作動状態と判定し、当該操舵角δが当該設定値より小さいと判定したら車線維持支援コントローラ15が非作動状態と判定する。
軸力切替出力部11Bfは、車線維持支援装置50の作動状態時にフィードフォワード軸力TFFを出力し、フィードバック軸力TFBを出力しない。このため、制御演算部11は、車線維持支援装置50の作動状態、すなわち車線維持支援コントローラ15の作動状態においてフィードバック軸力TFBに基づかずに目標反力電流を算出できる。すなわち、制御演算部11は、最終軸力に対するフィードバック軸力TFBの寄与率が相対的に大きくなる範囲においてフィードバック軸力TFBに基づかずに目標反力電流を算出できる。これにより、制御演算部11は、操舵反力変動が大きくなることを解消するだけでなく、車線維持支援装置50という付加機能の作動時に、安定した操舵感を運転者に与えることができる。
本実施形態では、作動状態には、車線維持支援コントローラ15が自車両Aの走行支援を制御可能な状態である待機状態と、車線維持支援コントローラ15が自車両Aの走行支援の制御中であるオン状態とが含まれる。
(動作その他)
次に、自車両Aの操舵制御装置の動作について説明する。
図30は、自車両Aの操舵制御装置の動作を説明するための図である。
図30の時刻t1に示すように、自車両Aの走行中、運転者がステアリングホイール12を操作し、ステアリングホイール12の切り増し操作を行ったとする。すると、制御演算部11が、操舵角δおよび車速Vに基づき目標転舵角θ*を算出する(図2の目標転舵角演算部11A)。続いて、制御演算部11が、算出した目標転舵角θ*から実際の転舵角θを減じた減算結果に基づき目標転舵電流を算出する(図2の目標転舵電流演算部11C)。これにより、転舵制御部5が、運転者の操舵操作に応じて操向輪13を転舵する。
同時に、制御演算部11が、操舵角δおよび車速Vに基づきフィードフォワード軸力TFFを算出する(図3のフィードフォワード軸力算出部11Ba)。続いて、制御演算部11が、転舵電流に基づき電流軸力を算出する(図11の電流軸力算出部11Bba)。続いて、制御演算部11が、横方向加速度Gyに基づき横G軸力を算出する(図11のブレンド軸力算出部11Bbb)。続いて、制御演算部11が、ヨーレートγおよび車速Vに基づきヨーレート軸力を算出する(図11のブレンド軸力算出部11Bbb)。続いて、制御演算部11が、算出した電流軸力に配分比率K2を乗算した値と横G軸力に配分比率K1を乗算した値とヨーレート軸力に配分比率K3を乗算した値とに基づき、ブレンド軸力TBRを算出する(図11のブレンド軸力算出部11Bbb)。横G軸力、電流軸力、ヨーレート軸力の配分比率K1、K2、K3は、0.6:0.3:0.1とする。ここで、操舵角速度dδ/dtの絶対値が、第4設定操舵角速度dδ/dt未満であったとする。すると、変数K4が1.0となり、変数K5が1.0となり、配分比率GB(=K4×K5)が1.0となる(図11のフィードバック軸力算出実行部11Bbe)。そして、制御演算部11が、算出した電流軸力とブレンド軸力TBRとをGB:(1−GB)で配分して、電流軸力をフィードバック軸力TFBとする(図3のフィードバック軸力算出部11Bb)。続いて、制御演算部11が、算出したフィードフォワード軸力TFFとフィードバック軸力TFBとをGF:(1−GF)で配分し、さらに補正操舵反力中心値ΔTscを付加して最終軸力を算出する(図3の最終軸力算出部11Bc)。最終軸力を算出する際に、車線維持支援装置50が作動中である場合には、最終軸力は、フィードフォワード軸力TFF及び補正操舵反力中心値ΔTscのみで算出される。
続いて、制御演算部11が、算出した最終軸力に基づき目標操舵反力を算出する(図3の軸力−操舵反力変換部11Bd)。続いて、制御演算部11が、算出した目標操舵反力に基づき目標反力電流を算出する(図3の目標反力電流演算部11Be)。続いて、制御演算部11が、算出した目標反力電流に基づき反力モータ4を駆動する(図2の反力モータ駆動部3D)。これにより、反力制御部3が、ステアリングホイール12に操舵反力を付与する。
このように、本実施形態の操舵制御装置では、電流軸力、ブレンド軸力TBR、並びに切り増し操作および切り戻し操作の判定結果に基づいてフィードバック軸力TFBを算出する。それゆえ、本実施形態の操舵制御装置は、転舵モータ6の転舵電流および自車両Aの横方向加速度Gy等、一般的な車両が備えているセンサの検出結果に基づいて、フィードバック軸力TFBを算出できる。そのため、本実施形態の操舵制御装置は、フィードバック軸力TFBに基づいて反力モータ4を駆動することで、ステアリングラック軸力を検出するための専用のセンサを備える必要がなく、製造コストの増大を抑制できる。
また、本実施形態の操舵制御装置は、ステアリングホイール12の切り増し操作が行われると、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第4設定操舵角速度dδ/dt未満である場合には、電流軸力をフィードバック軸力TFBとする。そのため、本実施形態の操舵制御装置は、電流軸力をフィードバック軸力TFBとすることで、ステアリングホイール12と操向輪13とが機械的に結合している機械式の操舵制御装置と同様に、ステアリングホイール12を中立位置に戻す操舵反力を付与できる。これにより、本実施形態の操舵制御装置は、ステアリングホイール12の切り増し操作時に、より適切な操舵反力を付与できる。
ここで、図30の時刻t2に示すように、運転者が、ステアリングホイール12の切り増し操作を終え、切り戻し操作を行ったとする。すると、変数K4が0.0となり、変数K5にかかわらず、配分比率GB(=K4×K5)が0.0となる(図11のフィードバック軸力算出実行部11Bbe)。そして、制御演算部11が、算出した電流軸力とブレンド軸力TBRとをGB:(1−GB)で配分して、フィードバック軸力TFBを算出する(図3のフィードバック軸力算出部11Bb)。これにより、フィードバック軸力TFBが、電流軸力からブレンド軸力TBRへと切り換わる。
このように、本実施形態の操舵制御装置は、ステアリングホイール12の切り戻し操作が行われると、操舵角速度dδ/dtの絶対値の大きさにかかわらず、電流軸力と横G軸力とを予め設定された配分比率で配分したブレンド軸力TBRをフィードバック軸力TFBとする。ここで、ステアリングホイール12と操向輪13とが機械的に結合している機械式の操舵制御装置では、ステアリングホイール12の切り戻し操作時には、操向輪13の転舵に伴うタイヤ横力Fdにより、ステアリングホイール12を中立位置に戻す操舵反力が発生する。それゆえ、機械式の操舵制御装置では、ステアリングホイール12の切り戻し操作時には、運転者は、ステアリングホイール12の保持力を低減し、ステアリングホイール12を手の平で滑らせることで、ステアリングホイール12を中立位置に戻し、操向輪13を中立位置に戻していた。これに対し、本実施形態の操舵制御装置は、ブレンド軸力TBRをフィードバック軸力TFBとすることで、転舵電流が低減し、電流軸力が低減したとしても、ステアリングホイール12を中立位置に戻す操舵反力が低減することを抑制できる。そのため、本実施形態の操舵制御装置は、機械式の操舵制御装置と同様に、運転者がステアリングホイール12の保持力を低減し、ステアリングホイール12を手の平で滑らせることで、ステアリングホイール12を中立位置に戻すことができる。これにより、本実施形態の操舵制御装置は、ステアリングホイール12の切り戻し操作時に、より適切な操舵反力を付与できる。
ここで、図30の時刻t3に示すように、運転者が、ステアリングホイール12の切り戻し操作中(例えば、時計回り方向への操舵中)に、操舵角δが中立位置を跨いだ後、引き続き時計回り方向へステアリングホイール12の切り増し操作を行ったとする。また、操舵角速度dδ/dtの絶対値が、第4設定操舵角速度dδ/dt以上で且つ第5設定操舵角速度dδ/dt未満の範囲にあったとする。すると、操舵角速度dδ/dtの絶対値が小さくなるにつれ、変数K4が1.0となり、変数K5が増大し、電流軸力の配分比率GB(=K4×K5)が増大する(図11のフィードバック軸力算出実行部11Bbe)。そして、制御演算部11が、算出した電流軸力とブレンド軸力TBRとをGB:(1−GB)で配分して、フィードバック軸力TFBを算出する(図3のフィードバック軸力算出部11Bb)。これにより、フィードバック軸力TFBが、ブレンド軸力TBRから電流軸力へと徐々に移行する。
このように、本実施形態の操舵制御装置は、ステアリングホイール12の切り増し操作を行っていると判定し、且つ、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第4設定操舵角速度dδ/dt以上であると判定した場合には、電流軸力とブレンド軸力TBRとを配分してフィードバック軸力TFBを設定するとともに、操舵角速度dδ/dtの絶対値が小さくなるほど電流軸力の配分比率を大きくする。それゆえ、本実施形態の操舵制御装置は、ステアリングホイール12の切り戻し操作中に、操舵角δが中立位置を跨ぎ、引き続き同方向へステアリングホイール12の切り増し操作が行われた場合、切り増し操作中に操舵角速度dδ/dtの絶対値が徐々に低減するにつれ、ブレンド軸力TBRから電流軸力へとフィードバック軸力TFBを徐々に移行できる。これにより、本実施形態の操舵制御装置は、ステアリングホイール12の切り戻し操作から切り増し操作への切り換え時に、より適切な操舵反力を付与できる。
本実施形態では、図1のステアリングホイール12がステアリングホイールを構成する。図1の転舵モータ6が転舵アクチュエータを構成する。図1の転舵電流検出部5Cが転舵電流検出部を構成する。図11の電流軸力算出部11Bbaが電流軸力算出部を構成する。図11のブレンド軸力算出部11Bbbが横G軸力算出部を構成する。図3及び図11のフィードバック軸力算出部11Bbがフィードバック軸力算出部を構成する。図3及び図14のフィードフォワード軸力算出部11Baがフィードフォワード軸力算出部を構成する。図3の目標反転電流演算部11Bが操舵反力算出部を構成する。図1の反力モータ4が反力アクチュエータを構成する。図1の車線維持支援コントローラ15が車線維持支援部を構成する。図3の軸力切替出力部が軸力切替出力部を構成する。
(本実施形態の効果)
本実施形態は、次のような効果を奏する。
(1)目標反転電流演算部11Bは、車線維持支援コントローラ15が作動状態にあると判定した場合には、フィードバック軸力TFBを用いずにフィードフォワード軸力TFFに基づいて、目標操舵反力を算出する。
このような構成によれば、最終軸力に対するフィードバック軸力TFBの寄与率が相対的に大きくなる操舵角(例えば、δ2より大きい操舵角)における操舵反力が、車線維持支援装置50の非作動状態よりも作動状態の方が大きくなるのを防止できる。これにより、車線維持支援機能が操舵制御を妨げるのを防止できる。また、操舵制御装置は、操舵反力変動が大きくなることを解消するだけでなく、車線維持支援という付加機能の作動時に安定した操舵感を運転者に与えることができる。
(2)目標反転電流演算部11Bは、自車両Aの車速Vと、ステアリングホイール12の操舵角δとに基づいて、車線維持支援コントローラ15が作動状態か否かを判定する。
このような構成によれば、車線維持支援部の作動状態を最終軸力に対するフィードバック軸力TFBの寄与率で判定できる。
(3)車線維持支援コントローラ15の作動状態には、車線維持支援コントローラ15が自車両Aの走行支援を制御可能な状態である待機状態と、車線維持支援コントローラ15が自車両Aの走行支援の制御中であるオン状態とが含まれる。
このような構成によれば、車線維持支援コントローラ15が作動状態の場合には、操舵反力はフィードバック軸力TFBを用いずにフィードフォワード軸力TFFのみで算出され、車線維持支援コントローラ15が非作動状態の場合には、フィードバック軸力TFB及びフィードフォワード軸力TFFで算出される。これにより、車両の運転者は車線維持支援コントローラ15が作動状態か否かを判断できる。
(4)目標反転電流演算部11Bは、フィードフォワード軸力算出部11Baが出力するフィードフォワード軸力TFFと、フィードバック軸力算出部11Bbが出力するフィードバック軸力TFBとが入力し、車線維持支援コントローラ15の非作動状態ではフィードバック軸力TFBを出力し、車線維持支援コントローラ15の作動状態ではフィードフォワード軸力TFFを出力する軸力切替出力部11Bfを備える。
操舵反力算出部に軸力切替出力部を備えるだけで、操舵反力変動が大きくなることを解消するだけでなく、車線維持支援という付加機能の作動時に安定した操舵感を運転者に与えることができる。
(変形例)
(1)車線維持支援部は、自車両の進行方向が、走行車線と平行若しくは平行よりも上記車線端部基準側に向いている場合にだけ、上記転舵の抑制のための転舵補正量を算出するようにしても良い。
この場合には、自車両が左右一方の車線端部基準に近づいた位置にいても、自車両の進行方向が車線端部基準から離れる方向に向かっている場合には、当該左右一方の車線端部基準側にハンドル操舵した場合には、転舵抑制を行わない。
これによって、逸脱方向に車両が向かっている場合にだけ転舵の抑制を実施することで、不必要に転舵抑制を行うことを回避できる。
(2)車線維持支援部は、自車両の進行方向が走行車線と平行若しくは平行よりも上記車線端部基準側に向いている場合に、上記操舵反力補正量を算出するようにしても良い。
この場合には、自車両が左右一方の車線端部基準に近づいた位置にいても、自車両の進行方向が車線端部基準から離れる方向に向かっている場合には、当該左右一方の車線端部基準側にハンドル操舵した場合には、上記操舵反力を重くすることを行わない。
これによって、逸脱方向に自車両が向かっている場合にだけ操舵反力を重くする制御を実施することで、不必要に操舵反力を重くすることを回避できる。
〔第2の実施形態〕
(構成)
次に、本発明の第2の実施形態について図1から図29を参照しつつ、図31及び図32を用いて説明する。図31は、本実施形態による操舵制御装置に備えられた制御演算部11のブロック図である。図32は、目標反力電流算出部11Bの構成を表すブロック図である。
本実施形態における自車両並びに当該自車両に備えられた制御演算部及び車線維持支援装置は、上記第1の実施形態における自車両A並びに制御演算部11及び車線維持支援装置50とほぼ同様の構成を有し、同様の機能を発揮するようになっている。このため、以下、これらの構成について異なる点のみを説明する。
図31及び図32に示すように、目標反力電流算出部11Bは、上記実施の形態と異なり、軸力切替出力部11Bfを有していない。制御演算部11は、遮断部11Dと配分比率算出部11Bcbとを備えた車線維持支援動作制限部52を有している。車線維持支援動作制限部52は、目標操舵反力の算出に用いる最終軸力の決定に用いるパラメータである配分比率GFに基づいて、車線維持支援コントローラ15の動作を制限するようになっている。車線維持支援コントローラ15の動作の制限には、車線維持支援コントローラ15の出力信号が目標反力電流算出部に入力するのを遮断することや、車線維持支援コントローラ15の動作を停止状態とすることが含まれる。当該停止状態には、車線維持支援コントローラ15の不動作状態や、補正操舵反力演算部15A、補正操舵反力中心演算部15B及び補正転舵角演算部15Cのうち、少なくとも補正操舵反力演算部15Aを停止状態とすることが含まれる。
上記第1の実施形態において説明したように、配分比率GFは、フィードフォワード軸力とフィードバック軸力との軸力差分に基づく配分比率(軸力差分配分比率)GF(図15参照)と、横方向加速度に基づく配分比率(横G配分比率)GF(図16参照)と、操舵角に基づく操舵角速度の配分比率(角速度配分比率)GFとに基づいて決定する。
図31に示すように、車線維持支援動作制限部52に設けられた遮断部11Dは、車線維持支援コントローラ15の出力信号が入力するようになっている。当該出力信号には、例えば最終目標補正操舵反力τY*と、補正操舵反力中心値ΔTscと、最終目標補正転舵角θY*とが含まれる。遮断部11Dは、定常状態時では、入力した最終目標補正操舵反力τY*及び補正操舵反力中心値ΔTscを目標反力電流算出部11Bに出力し、入力した最終目標補正転舵角θY*を目標転舵角演算部11Aの加算部11Abに出力するようになっている。
また、遮断部11Dは、配分比率算出部11Bcb(図32参照)が出力する動作制限制御信号SCが入力するようになっている。車線維持支援動作制限部52は、動作制限制御信号SCに基づいて車線維持支援コントローラ15の動作を制限するようになっている。本実施形態では、遮断部11Dは、動作制限制御信号SCの信号レベルに基づいて、最終目標補正操舵反力τY*、補正操舵反力中心値ΔTsc及び最終目標補正転舵角θY*を目標反力電流算出部11B及び加算部11Abに出力するか否かを決定するようになっている。遮断部11Dは、動作制限制御信号SCの信号レベルが例えばロウレベルの場合には最終目標補正操舵反力τY*等を目標反力電流算出部11B等に出力し、当該信号レベルが例えばハイレベルの場合には最終目標補正操舵反力τY*等を目標反力電流算出部11B等に出力しないようになっている。また、動作制限制御信号SCは、最終目標補正操舵反力τY*、補正操舵反力中心値ΔTsc及び最終目標補正転舵角θY*毎にそれぞれ設けられている。このため、車線維持支援動作制限部52は、最終目標補正操舵反力τY*、補正操舵反力中心値ΔTsc及び最終目標補正転舵角θY*を出力するか否かを個別に制御できる。これにより、車線維持支援動作制限部52は、補正操舵反力演算部15A、補正操舵反力中心演算部15B及び補正転舵角演算部15Cのそれぞれの動作を独立して制限できる。
ここで、車線維持支援コントローラ15の車線維持支援機能が制御演算部11の機能を妨げる問題のうち、本実施形態に関連する特有の問題点について説明する。
車線維持支援装置50は、自車両Aの状態が安定し、かつ運転者の操作状態が安定している場合に、転舵角及び操舵反力制御を通して、自車両Aの直進性能を向上する。ここで、自車両Aの状態が安定している場合の一例は、限界高G状態又はタイヤすべり状態でない場合である。また、運転者の操作状態が安定している場合の一例は、運転者が早い操舵をしていない場合である。
実際の走行時には、タイヤが滑りやすい路面状態などの路面情報を的確に運転者に伝えたい場合がある。しかしながら、車線維持支援装置50が機能してしまうと、路面状態によらず自車両Aは直進してしまう。このため、どのような路面状態にあるのかを運転者が気付き難いという問題がある。
路面状態を的確に運転者に伝えたい状況は、最終軸力におけるフィードバック軸力TFBの配分比率が高い領域である。図15、図16及び図18に示すように、最終軸力におけるフィードバック軸力TFBの配分比率が高い領域は、配分比率GF、配分比率GF及び配分比率GFの設定値が相対的に低い領域である。すなわち、配分比率GFが第14設定値よりも第13設定値に近い値、配分比率GFが第16設定値よりも第15設定値に近い値、配分比率GFが第20設定値よりも第21設定値に近い値に設定する領域である。
そこで、本実施形態では、配分比率算出部11Bcbは、配分比率GF、配分比率GF及び配分比率GFの設定値のうちの最小値が予め設定した閾値よりも小さいか否かを判断するようになっている。配分比率算出部11Bcbは、当該最小値が当該閾値よりも小さいと判断した場合には、車線維持支援コントローラ15の動作を制限するために、信号レベルがハイレベルの動作制限制御信号SCを遮断部11Dに出力する。一方、配分比率算出部11Bcbは、当該最小値が当該閾値よりも大きいと判断した場合には、車線維持支援コントローラ15の動作を制限する必要がないため、信号レベルがロウレベルの動作制限制御信号SCを遮断部11Dに出力する。遮断部11Dは、動作制限制御信号SCの信号レベルがハイレベルの場合には、最終目標補正操舵反力τY*、補正操舵反力中心値ΔTsc及び最終目標補正転舵角θY*を目標反力電流算出部11B及び加算部11Abに出力しないようにする。これにより、目標反力電流算出部11Bが出力する目標反力電流や目標転舵電流演算部11Cが出力する目標転舵電流は、車線維持支援装置50が算出する補正分を含まなくなる。このため、自車両Aの車両直進機能は制限されるので、操舵制御装置は、路面情報を的確に運転者に伝えることができる。
軸力差分は、路面μの変化、すなわちタイヤすべりの指標となる。このため、車線維持支援動作制限部52は、車線維持支援コントローラ15の動作制限の判断に配分比率GFを用いることにより、当該判断に路面状態を反映させることができる。
また、車線維持支援動作制限部52は、補正操舵反力演算部15Aのみの動作を制限してもよいし、補正操舵反力演算部15A、補正操舵反力中心演算部15B及び補正転舵角演算部15Cのいずれの動作も制限してもよい。
さらに、車線維持支援動作制限部52は、車線維持支援コントローラ15の動作自体を停止することにより車線維持支援コントローラ15の動作を制限するように構成してもよい。
(動作その他)
本実施形態による操舵制御装置の動作は、上記第1の実施形態による操舵制御装置の動作とほぼ同様であるため、異なる点を簡述する。
本実施形態における目標操舵反力演算部11Bは、軸力切替出力部を有していないため、車線維持支援装置50が作動状態か否かに関わらず、フィードバック軸力TFB及びフィードフォワード軸力TFFに基づいて、最終軸力を算出する。また、操舵制御装置では、配分比率算出部11Bcbは、配分比率GF、配分比率GF及び配分比率GFの設定値を設定する際に、これらの設定値のうちの最小値が予め設定した閾値よりも小さいと判断したら、遮断部11Dを介して車線維持支援コントローラ15の動作を制限する。
本実施形態では、図1のステアリングホイール12がステアリングホイールを構成する。図1の転舵モータ6が転舵アクチュエータを構成する。図1の転舵電流検出部5Cが転舵電流検出部を構成する。図11の電流軸力算出部11Bbaが電流軸力算出部を構成する。図11のブレンド軸力算出部11Bbbが横G軸力算出部を構成する。図3及び図11のフィードバック軸力算出部11Bbがフィードバック軸力算出部を構成する。図3及び図14のフィードフォワード軸力算出部11Baがフィードフォワード軸力算出部を構成する。図3の目標反転電流演算部11Bが操舵反力算出部を構成する。図1の反力モータ4が反力アクチュエータを構成する。図1の車線維持支援コントローラ15が車線維持支援部を構成する。図31及び図32の遮断部11D及び配分比率算出部11Bcbが線維持支援動作制限部を構成する。図31の遮断部11Dが遮断部を構成する。
(本実施形態の効果)
(1)制御演算部11は、操舵反力の算出に用いるパラメータに基づいて、車線維持支援コントローラ15の動作を制限する。
このような構成によれば、操舵反力演算部は、操舵反力の演算に車線維持支援部が算出する補正分を含めなくなる。これにより、車線維持支援機能が操舵制御を妨げるのを防止できる。また、操舵制御装置は、路面情報を的確に運転者に伝えることができる。
(2)当該パラメータは、フィードフォワード軸力算出部11Baが算出したフィードフォワード軸力TFFとフィードバック軸力算出部11Bbが算出したフィードバック軸力TFBとを配分する比率である配分比率を含んでいる。
このような構成によれば、路面情報を的確に運転者に伝えることができる。
(3)当該配分比率は、配分比率GF、配分比率GF及び配分比率GFに基づいて決定する。
このような構成によれば、路面情報を的確に運転者に伝えることができる。
(4)制御演算部11は、配分比率GF、配分比率GF及び配分比率GFのうちの最小値が予め設定した閾値よりも小さい場合には車線維持支援コントローラ15の動作を制限し、当該最小値が当該閾値以上の場合には車線維持支援コントローラ15の動作を制限しない。
このような構成によれば、路面状態等の情報を含むフィードバック軸力TFBが操舵反力に反映されやすい場合に車線維持支援コントローラ15の動作を制限できる。これにより、路面情報を的確に運転者に伝えることができる。
(5)制御演算部11は、車線維持支援コントローラ15に備えられた補正操舵反力演算部15Aの動作を制限する。
このような構成によれば、操舵反力の制御量に直接寄与する最終目標補正操舵反力を付与せずに、操舵反力を算出できる。
(6)制御演算部11は、補正操舵反力中心演算部15B及び補正転舵角演算部15Cの動作を制限する。
このような構成によれば、操舵反力の制御量に寄与する補正分を付与せずに、操舵反力を算出できる。
(7)制御演算部11は、最終目標補正転舵角θY*、最終目標補正操舵反力τY*及び補正操舵反力中心値ΔTscの少なくともいずれか1つが制御演算部11に入力するのを遮断して車線維持支援コントローラ15の動作を制限する遮断部を有する。
このような構成によれば、車線維持支援コントローラ15の作動状態は継続したままで、操舵反力の制御量に寄与する補正分を付与せずに、操舵反力を算出できる。
(8)車線維持支援コントローラ15の動作の制限は、車線維持支援コントローラ15の動作の停止が含まれる。
このような構成によれば、操舵反力の制御量に寄与する補正分を付与せずに、操舵反力を算出できる。
〔第3の実施形態〕
次に、本発明の第3の実施形態について図1から図29を参照しつつ、図33から図35を用いて説明する。まず、図33及び図34を用いて本実施形態による操舵制御装置の概略構成について説明する。図33は、目標反力電流算出部11Bの構成を表すブロック図である。図34は、フリクション演算部11Bgが事前フリクションを算出する際に参照する制御マップM11を示す図である。
本実施形態における自車両並びに当該自車両に備えられた制御演算部及び車線維持支援装置は、上記第1の実施形態における自車両A並びに制御演算部11及び車線維持支援装置50とほぼ同様の構成を有し、同様の機能を発揮するようになっている。このため、以下、これらの構成について異なる点のみを説明する。
図33に示すように、目標反力電流算出部11Bは、上記実施の形態と異なり、軸力切替出力部11Bfを有していない。
目標反力電流算出部11Bは、第1操舵反力を補正する補正値に基づいて操向輪13(図1参照)の転舵に伴って発生するフリクションを演算するフリクション演算部11Bgを有している。
ここで、第1操舵反力は、事前目標操舵反力読み出し部11Bdaが読み出した事前目標操舵反力である。また、補正値は、最終軸力の算出に用いる補正操舵反力中心値ΔTscと最終目標補正操舵反力τY*とを含んでいる。すなわち、事前目標操舵反力を補正する補正値は、当該事前目標操舵反力に加算する補正値(最終目標補正操舵反力τY*)だけでなく、当該事前目標操舵反力の読み出しに用いる最終軸力の算出に用いる補正値(補正操舵反力中心値ΔTsc)も含む。
車線維持支援コントローラ15(図2参照)は、事前目標操舵反力読み出し部11Bdaが読み出した事前目標操舵反力を補正操舵反力中心値ΔTsc及び最終目標補正操舵反力τY*で補正することにより、自車両Aが走行車線から逸脱せずに走行するのを支援するようになっている。
フリクション演算部11Bgは、フリクション演算前段部11Bgaと、フリクション演算後段部11Bgbとを有している。フリクション演算前段部11Bgaは、ステアリングホイール12の操舵角δから算出した操舵角速度dδ/dtと、自車両Aの車速Vとに基づく事前フリクションを演算するようになっている。
ここで、図34を用いて事前フリクションの演算方法について説明する。
図34は、制御マップM11を表すグラフである。
事前フリクションの演算方法としては、例えば、操舵角速度dδ/dtの絶対値に対応した事前フリクションを制御マップM11から読み出す方法を採用できる。制御マップM11としては、例えば、操舵角速度dδ/dtの絶対値に対応した事前フリクションを登録したマップがある。具体的には、図34に示すように、制御マップM11は、車速V毎に設定される。各制御マップM11は、操舵角速度dδ/dtが0である場合に事前フリクションを第22設定値(例えば、0.0)に設定する。また、制御マップM11は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第6設定操舵角速度dδ/dt(>0)以上の範囲では、操舵角速度dδ/dtの大きさにかかわらず事前フリクションを第23設定値(一定値)に設定する。さらに、制御マップM11は、操舵角速度dδ/dtが0.0以上で且つ操舵角速度dδ/dtの絶対値が第6設定操舵角速度dδ/dt未満の範囲では、操舵角速度dδ/dtの絶対値に応じて事前フリクションを直線的に増加させる。具体的には、各制御マップM11は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が0以上で且つ第6設定操舵角速度dδ/dt未満の範囲では、操舵角速度dδ/dtの絶対値と事前フリクションとの関係を表す一次関数に従って事前フリクションを設定する。一次関数は、操舵角速度dδ/dtの絶対値が0である場合に事前フリクションを第22設定値(0.0)とし、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第6設定操舵角速度dδ/dtである場合に事前フリクションを第23設定値(0<第23設定値)に設定する。これにより、事前フリクション演算前段部11Bgaは、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第6設定操舵角速度dδ/dt未満である場合には、操舵角速度dδ/dtの絶対値が大きいほど事前フリクションの絶対値を大きくする。また、事前フリクション演算前段部11Bgaは、操舵角速度dδ/dtの絶対値が第6設定操舵角速度dδ/dt以上である場合には、操舵角速度dδ/dtの大きさにかかわらず、事前フリクションの絶対値を予め定めた一定値とする。第6設定値は、車速Vが増加するほど高い値に設定される。
図33に戻って、事前フリクション演算前段部11Bgaは、制御マップM11を用いて得た事前フリクションをフリクション演算後段部11Bgbに出力する。
フリクション演算後段部11Bgbには、当該事前フリクションの他に、目標操舵反力が入力する。目標操舵反力は、事前目標操舵反力を最終目標補正操舵反力τY*で補正した操舵反力である。すなわち、目標操舵反力は、第1操舵反力を補正値で補正した第2操舵反力に相当する。
フリクション演算後段部11Bgbは、入力した目標操舵反力に基づく係数を算出する。当該係数の算出は、例えば目標操舵反力に当該係数を関連づけた制御マップから読み出す方法を採用できる。フリクション演算後段部11Bgbは、入力した事前フリクションに目標操舵反力から得られる係数を乗算してフリクションを算出する。このように、フリクション演算部11Bgは、目標操舵反力から得られる係数に基づいて、フリクションを演算するようになっている。
フリクション演算後段部11Bgbは、算出した当該フリクションを目標反力電流算出部11Bに設けられた加算部11Bhに出力する。加算部11Bhは、フリクション演算部11Bgが出力したフリクションと、目標操舵反力とを加算して、目標反力電流演算部11Beに出力する。目標反力電流演算部11Beは、フリクションが付加された目標操舵反力に基づいて、目標反力電流を演算する。目標反力電流演算部11Beは、目標反力電流を反力モータ駆動部3D(図2参照)に出力する。
ここで、車線維持支援コントローラ15の車線維持支援機能が制御演算部11の機能を妨げる問題のうち、本実施形態に関連する特有の問題点について説明する。
ステア・バイ・ワイヤシステムにおける反力制御には、操舵反力すなわちフィードバック軸力に応じたフリクション項が存在する。当該フリクション項は操舵反力が大きくなるほど大きくなる。上記第1の実施形態における特有の問題点において図29を用いて説明したように、車線維持支援制御をしている場合には、操舵反力に補正操舵反力中心値を加算するため、同じ操舵角位置であっても、車線維持支援制御をしていない場合と比較して、操舵反力が小さくなる。これに対し、フリクション項は、補正操舵反力中心値を加算する前の操舵反力で算出されるため、操舵反力に対するフリクション項が過剰になる。これにより、良好な操舵感が得られないという問題が生じる。
本実施形態におけるフリクション演算部11Bgは、補正操舵反力中心値ΔTsc及び最終目標補正操舵反力τY*を考慮した目標操舵反力に基づく係数を事前フリクションに乗算して操向輪13の転舵に伴って発生するフリクションを演算するようになっている。
図35は、操舵角速度とフリクション項との関係を示すグラフである。横軸は操舵角速度の絶対値を示し、縦軸はフリクション項を示している。曲線ε0は、補正操舵反力中心値ΔTscを考慮(車線維持支援制御分を考慮)した場合の操舵角速度に対するフリクション項の特性を表している。曲線ε1は、補正操舵反力中心値ΔTscを考慮していない場合の操舵角速度に対するフリクション項の特性を表している。すなわち、曲線ε0によって表す特性は、フリクション演算部11Bgが出力するフリクションの特性に相当している。曲線ε1によって表す特性は、事前フリクションの特性に相当している。
図35に示すように、補正操舵反力中心値ΔTscを考慮した場合には、補正操舵反力中心値ΔTscを考慮していない場合と比較して、フリクション項は低減する。これにより、本実施形態における制御演算部11は、補正操舵反力中心値ΔTscにより操舵反力が小さくなっても、操舵反力の低減分に応じてフリクション項も小さくできるので、フリクションが過剰になるのを防止して、良好な操舵感を得られる。
(動作その他)
本実施形態による操舵制御装置の動作は、上記第1の実施形態による操舵制御装置の動作とほぼ同様であるため、異なる点を簡述する。
本実施形態における目標操舵反力演算部11Bは、軸力切替出力部を有していないため、車線維持支援装置50が作動状態か否かに関わらず、フィードバック軸力TFB及びフィードフォワード軸力TFFに基づいて、最終軸力を算出する。また、操舵制御装置では、目標反転電流演算部11Bは、補正操舵反力中心値ΔTsc及び最終目標補正操舵反力τY*を考慮した目標操舵反力に基づく係数に基づいて、操向輪13の転舵に伴って発生するフリクションを演算する。続いて、目標反転電流演算部11Bは、演算したフリクションと目標操舵反力とを加算して目標反転電流を算出する。
本実施形態では、図1のステアリングホイール12がステアリングホイールを構成する。図1の転舵モータ6が転舵アクチュエータを構成する。図1の転舵電流検出部5Cが転舵電流検出部を構成する。図11の電流軸力算出部11Bbaが電流軸力算出部を構成する。図11のブレンド軸力算出部11Bbbが横G軸力算出部を構成する。図3及び図11のフィードバック軸力算出部11Bbがフィードバック軸力算出部を構成する。図3及び図14のフィードフォワード軸力算出部11Baがフィードフォワード軸力算出部を構成する。図3の目標反転電流演算部11Bが操舵反力算出部を構成する。図1の反力モータ4が反力アクチュエータを構成する。図1の車線維持支援コントローラ15が車線維持支援部を構成する。図35のフリクション演算部11Bgがフリクション演算部を構成する。図35のフリクション演算前段部11Bgaがフリクション演算前段部を構成する。図35のフリクション演算後段部11Bgbがフリクション演算後段部を構成する。事前目標操舵反力読み出し部11Bdaが読み出した事前目標操舵反力が第1操舵反力を構成する。また、最終軸力の算出に用いる補正操舵反力中心値ΔTsc及び最終目標補正操舵反力τY*が補正値を構成する。
(本実施形態の効果)
(1)フリクション演算部11Bgは、操舵反力を補正する補正値に基づいて操向輪13の転舵に伴って発生するフリクションを演算する。
このような構成によれば、操舵反力に対するフリクション項が過剰になるのを防止できる。これにより、車線維持支援機能が操舵制御を妨げるのを防止できる。また、良好な操舵感が得られる。
(2)当該補正値は、補正操舵反力中心値ΔTsc及び最終目標補正操舵反力τY*とを含む。
このような構成によれば、操舵反力に対するフリクション項が過剰になるのを防止できる。
(3)フリクション演算部11Bgは、補正操舵反力中心値ΔTsc及び最終目標補正操舵反力τY*で補正された操舵反力から得られる係数に基づいて、フリクションを演算する。
このような構成によれば、操舵反力に対するフリクション項が過剰になるのを防止できる。
(4)フリクション演算部11Bgは、ステアリングホイール12の操舵角δから算出した操舵角速度dδ/dtと、自車両Aの車速Vとに基づく事前フリクションを演算するフリクション演算前段部11Bgaと、事前フリクションと係数とに基づいて、フリクションを演算するフリクション演算後段部11Bgbとを有する。
この構成によれば、操舵反力を補正する補正量を操向輪13の転舵に伴って発生するフリクションの演算に反映できる。これにより、操舵反力に対するフリクション項が過剰になるのを防止できる。
(5)目標反力電流演算部11Beは、補正操舵反力中心値ΔTsc及び最終目標補正操舵反力τY*で補正された目標操舵反力と、フリクション演算部11Bgが演算したフリクションとに基づいて、目標反力電流を演算する。
この構成によれば、操舵反力に対する適切なフリクション項に基づいて、目標反転電流を演算できる。これにより、良好な操舵感が得られる。
1 ステアリングホイール角度センサ
3D 反力モータ駆動部
4 反力モータ
5C 転舵電流検出部
5D 転舵モータ駆動部
6 転舵モータ
11B 目標反力電流算出部
11Ba フィードフォワード軸力算出部
11Bb フィードバック軸力算出部
11Bbe フィードバック軸力算出実行部
11Bc 最終軸力算出部
11Bf 軸力切替出力部
11Bcb 配分比率算出部
11D 遮断部
11Bg フリクション演算部
12 ステアリングホイール
14A 車速センサ
14B 横Gセンサ
14C ヨーレートセンサ
15 車線維持支援部
15A 補正操舵反力演算部
15B 補正操舵反力中心演算部
15C 補正転舵角演算部
50 車線維持支援装置

Claims (14)

  1. 操向輪と機械的に分離したステアリングホイールと、
    前記ステアリングホイールの操作量に応じて前記操向輪を転舵する転舵アクチュエータと、
    前記転舵アクチュエータの転舵電流を検出する転舵電流検出部と、
    前記転舵電流に基づいてステアリングラックの軸力を算出する電流軸力算出部と、
    前記電流軸力算出部が算出した前記ステアリングラックの軸力に基づいて、前記操向輪に入力された路面からの力を操舵反力として運転者に返す軸力であるフィードバック軸力を算出するフィードバック軸力算出部と、
    前記ステアリングホイールの操舵角に基づいて、前記操舵角に応じた操作反力を与える軸力であるフィードフォワード軸力を算出するフィードフォワード軸力算出部と、
    前記フィードフォワード軸力算出部が算出した前記フィードフォワード軸力と前記フィードバック軸力算出部が算出した前記フィードバック軸力とに基づいて、操舵反力を算出する操舵反力算出部と、
    前記ステアリングホイールに前記操舵反力を付与する反力アクチュエータと、
    車両が走行車線から逸脱せずに走行するのを支援する車線維持支援部と
    を備え、
    前記操舵反力算出部は、前記車線維持支援部が作動状態と判定した場合には、前記フィードバック軸力を用いずに前記フィードフォワード軸力に基づいて前記操舵反力を算出し、前記車線維持支援部が非作動状態と判定した場合には、前記フィードバック軸力及び前記フィードフォワード軸力に基づいて前記操舵反力を算出すること
    を特徴とする操舵制御装置。
  2. 前記操舵反力算出部は、前記車両の車速と、前記ステアリングホイールの操舵角とに基づいて、前記作動状態か否かを判定すること
    を特徴とする請求項1記載の操舵制御装置。
  3. 前記作動状態には、前記車線維持支援部が前記車両の走行支援を制御可能な状態である待機状態と、前記車線維持支援部が前記車両の走行支援の制御中であるオン状態とが含まれること
    を特徴とする請求項1又は2に記載の操舵制御装置。
  4. 前記操舵反力算出部は、前記フィードフォワード軸力算出部が出力する前記フィードフォワード軸力と、前記フィードバック軸力算出部が出力する前記フィードバック軸力とが入力し、前記車線維持支援部が作動していない非作動状態では前記フィードバック軸力を出力し、前記作動状態では前記フィードフォワード軸力を出力する軸力切替出力部を有すること
    を特徴とする請求項1から3までのいずれか一項に記載の操舵制御装置。
  5. 操向輪と機械的に分離したステアリングホイールと、
    前記ステアリングホイールの操作量に応じて前記操向輪を転舵する転舵アクチュエータと、
    前記転舵アクチュエータの転舵電流を検出する転舵電流検出部と、
    前記転舵電流に基づいてステアリングラックの軸力を算出する電流軸力算出部と、
    前記電流軸力算出部が算出した前記ステアリングラックの軸力に基づいて、前記操向輪に入力された路面からの力を操舵反力として運転者に返す軸力であるフィードバック軸力を算出するフィードバック軸力算出部と、
    前記ステアリングホイールの操舵角に基づいて、前記操舵角に応じた操作反力を与える軸力であるフィードフォワード軸力を算出するフィードフォワード軸力算出部と、
    前記フィードフォワード軸力算出部が算出した前記フィードフォワード軸力と前記フィードバック軸力算出部が算出した前記フィードバック軸力とに基づいて、操舵反力を算出する操舵反力算出部と、
    前記ステアリングホイールに前記操舵反力を付与する反力アクチュエータと、
    車両が走行車線から逸脱せずに走行するのを支援する車線維持支援部と、
    前記操舵反力の算出に用いるパラメータに基づいて、前記車線維持支援部の動作を制限する車線維持支援動作制限部と
    を有し、
    前記パラメータは、前記フィードフォワード軸力算出部が算出した前記フィードフォワード軸力と前記フィードバック軸力算出部が算出した前記フィードバック軸力とを配分する比率である配分比率を含み、
    前記配分比率は、前記フィードフォワード軸力と前記フィードバック軸力との軸力差分に基づく軸力差分配分比率と、前記車両に作用する横方向加速度に基づく横G配分比率と、前記操舵角に基づく操舵角速度の角速度配分比率とに基づいて決定すること
    を特徴とする操舵制御装置。
  6. 前記車線維持支援動作制限部は、
    前記軸力差分配分比率、前記横G配分比率及び前記角速度配分比率のうちの最小値が予め設定した閾値よりも小さい場合には前記車線維持支援部の動作を制限し、前記最小値が前記閾値以上の場合には前記車線維持支援部の動作を制限しないこと
    を特徴とする請求項5記載の操舵制御装置。
  7. 前記車線維持支援部は、
    前記操向輪の転舵角を補正する補正転舵角を演算する補正転舵角演算部と、
    前記操舵反力を補正する補正操舵反力を演算する補正操舵反力演算部と、
    前記ステアリングホイールの位置が前記操舵反力の中立位置となるように補正する補正操舵反力中心値を演算する補正操舵反力中心演算部と
    を有し、
    前記車線維持支援動作制限部は、前記補正操舵反力演算部の動作を制限すること
    を特徴とする請求項5又はに記載の操舵制御装置。
  8. 前記車線維持支援動作制限部は、前記補正転舵角演算部及び前記補正操舵反力中心演算部の動作を制限すること
    を特徴とする請求項記載の操舵制御装置。
  9. 前記車線維持支援動作制限部は、前記補正転舵角、前記補正操舵反力及び前記補正操舵反力中心値の少なくともいずれか1つが前記操舵反力算出部に入力するのを遮断して前記車線維持支援部の動作を制限する遮断部を有すること
    を特徴とする請求項又はに記載の操舵制御装置。
  10. 前記車線維持支援部の動作の制限は、前記車線維持支援部の動作の停止が含まれること
    を特徴とする請求項5から9までのいずれか一項に記載の操舵制御装置。
  11. 操向輪と機械的に分離したステアリングホイールと、
    前記ステアリングホイールの操作量に応じて前記操向輪を転舵する転舵アクチュエータと、
    前記転舵アクチュエータの転舵電流を検出する転舵電流検出部と、
    前記転舵電流に基づいてステアリングラックの軸力を算出する電流軸力算出部と、
    前記電流軸力算出部が算出した前記ステアリングラックの軸力に基づいて、第1操舵反力を算出する操舵反力算出部と、
    前記ステアリングホイールの位置が前記第1操舵反力の中立位置となるように補正する補正操舵反力中心値を演算する補正操舵反力中心演算部を有し、前記第1操舵反力を補正して、車両が走行車線から逸脱せずに走行するのを支援する車線維持支援部と、
    前記補正操舵反力中心値を含み前記第1操舵反力を補正する補正値に基づいて前記操向輪の転舵に伴って発生するフリクションを演算するフリクション演算部と、
    前記第1操舵反力を前記補正値で補正した第2操舵反力を前記ステアリングホイールに付与する反力アクチュエータと、
    前記第2操舵反力と、前記フリクション演算部が演算した前記フリクションとに基づいて、前記反力アクチュエータを駆動する電流の目標値である目標反力電流を演算する目標反力電流演算部と
    備えることを特徴とする操舵制御装置。
  12. 前記車線維持支援部は、前記第1操舵反力を補正する補正操舵反力を演算する補正操舵反力演算部をさらに備え、
    前記補正値は、前記補正操舵反力をさらに含むこと
    を特徴とする請求項11記載の操舵制御装置。
  13. 前記フリクション演算部は、前記第2操舵反力から得られる係数に基づいて、前記フリクションを演算すること
    を特徴とする請求項11又は12に記載の操舵制御装置。
  14. 前記フリクション演算部は、
    前記ステアリングホイールの操舵角から算出した操舵角速度と、前記車両の車速とに基づく事前フリクションを演算するフリクション演算前段部と、
    前記事前フリクションと前記係数とに基づいて、前記フリクションを演算するフリクション演算後段部と
    を有すること
    を特徴とする請求項13記載の操舵制御装置。
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