JP6394855B2 - 制御装置および同装置を備えるステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置および同装置を備えるステアリング装置に関する。

従来のステアリング装置の一例として、各転舵輪を転舵させるための転舵アクチュエータが各転舵輪に設けられ、各転舵輪の転舵角を独立して制御することが可能な車両用転舵装置が知られている。この車両用転舵装置は、各転舵輪がラックシャフトおよびタイロッドにより機械的に連結されていない。なお、特許文献１は、従来の車両用転舵装置の一例を開示している。

特開２０１３−６７２６０号公報

ところで、従来の車両用転舵装置では、車両走行中において例えば縁石等の障害物に左前輪の車幅方向の外側部が衝突した場合、左前輪および右前輪がラックシャフト等で機械的に連結されていないため、車幅方向の内方に向けて左前輪のトー角が増加する一方、右前輪のトー角が変化しない。このため、トーイン量が大きくなりやすい。そして、このトーイン量が過度に大きくなった場合、左前輪の横力が大きくなり、車両が滑るおそれがある。なお、このような問題は、右前輪が障害物に衝突して右前輪が車幅方向の内方に向けてトー角が増加するときも同様に生じる。

本発明の目的は、左前輪および右前輪の一方が障害物に衝突したときに車両が滑ることを抑制することが可能な制御装置および同装置を備えるステアリング装置を提供することである。

〔１〕本ステアリング装置の制御装置の独立した一形態によれば、車両の左前輪および右前輪のそれぞれを独立して転舵可能なアクチュエータを有するステアリング装置の制御装置であって、前記車両の操舵部材の操舵角に基づいて演算される目標転舵角と前記左前輪および前記右前輪の一方の実際の転舵角との偏差である転舵角偏差量が閾値以上のとき、前記左前輪および前記右前輪の他方を、前記左前輪および前記右前輪の一方のトー角の変化方向と同じ方向に転舵させるために前記アクチュエータを制御する転舵調整部を備える。

上記構成によれば、左前輪が障害物に衝突することにより左前輪のトー角がトーイン方向に変更される場合、障害物に衝突していない右前輪が左前輪のトー角の変化方向と同じ方向、すなわちトーアウト方向に転舵する。また、右前輪が障害物に衝突することにより右前輪のトー角がトーイン方向に変更される場合、障害物に衝突していない左前輪が右前輪のトー角の変化方向と同じ方向、すなわちトーアウト方向に転舵する。このように、左前輪の転舵角と右前輪の転舵角との差を小さくすることにより過度なトーイン状態となることが抑制される。したがって、左前輪および右前輪のトーイン量が大きいことに起因して車両が滑ることが抑制される。

〔２〕前記制御装置に従属した一形態によれば、前記転舵調整部は、前記左前輪と前記右前輪とのトーイン量を減少させ、かつ、前記トーイン量が「０」よりも大きくなるように前記左前輪および前記右前輪の他方を転舵させるために前記アクチュエータを制御する。

上記構成によれば、例えば、車両の右旋回時に左前輪が縁石等の障害物に衝突して左前輪および右前輪がトーインとなる場合、転舵調整部により左前輪および右前輪のトーイン量を小さくするものの、トーイン量を「０」よりも大きくすることにより、右前輪が左前輪の外側部を障害物に押し付ける力が車両に作用する。このため、左前輪の外側部を障害物に擦り付けながら車両が走行するため、車両の挙動が安定する。

〔３〕前記制御装置に従属した一形態によれば、前記ステアリング装置は、前記操舵部材に反力トルクを付与する反力モータを備え、前記左前輪および前記右前輪の転舵角と操舵部材の操舵角とを互いに独立して変化させる構成であり、当該制御装置は、前記転舵角偏差量が前記閾値以上のとき、前記操舵部材が特定の操舵位置に保持するために前記反力モータを制御する。

左前輪および右前輪の一方が縁石等の障害物に衝突したとき、その衝撃により運転者が意図しない方向に操舵部材を操作してしまうおそれがある。
この点、上記制御装置によれば、転舵角偏差量が閾値以上のときに反力モータが操舵部材を特定の操舵位置に保持するため、左前輪および右前輪の一方が障害物に衝突したときに操舵部材が運転者の意図しない操作により操舵部材が動くことが抑制される。このため、運転者に安心感を与えることができる。

〔４〕前記制御装置に従属した一形態によれば、前記特定の操舵位置は、中立位置である。
上記制御装置によれば、左前輪および右前輪の一方が縁石等の障害物に衝突した場合に操舵部材が中立位置に固定されるため、運転者が車両のシートに背中を押し付けた姿勢になりやすい。このため、左前輪および右前輪の一方が縁石等の障害物に衝突した場合でも運転者がその衝突による衝撃に耐えやすくなる。

〔５〕本ステアリング装置の独立した一形態によれば、前記制御装置を備える。

本制御装置および本ステアリング装置によれば、左前輪および右前輪の一方が障害物に衝突したときに車両が滑ることを抑制することができる。

実施形態の車両の構成図。 実施形態の制御装置およびその周辺のブロック図。 （ａ）、（ｂ）は左前輪および右前輪のトー角、トーイン、および、トーイン量を説明するための平面図。 実施形態の制御装置が実行する選択制御の処理手順を示すフローチャート。 車両の右旋回時の異常時転舵制御の車両の走行状況を示す模式図。 （ａ）は車両の右旋回時の通常時転舵制御の車両の走行状況を示す模式図、（ｂ）は左前輪およびその周辺の拡大図。 変形例の制御装置の一部のブロック図。

図１を参照して、車両１の構成について説明する。
車両１は、転舵輪である左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒと、駆動輪である左後輪および右後輪を駆動させるエンジン（図示略）と、操舵部材の一例としてのステアリングホイール２１の操作により左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒを転舵させるステアリング装置１０とを備えている。また、車両１は、車速、エンジン回転数等を表示するディスプレイ装置９０と、音声により運転者に報知する報知部１００とを備えている。本実施形態では、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒがラックシャフト等により互いに機械的に連結されていない。

ステアリング装置１０は、ステアリングホイール２１を含む操舵機構２０と、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒを転舵させる転舵機構３０と、操舵機構２０と転舵機構３０とを制御する制御装置４０とを有している。ステアリング装置１０は、操舵機構２０と転舵機構３０とが機械的に連結されていないステアバイワイヤ方式である。

操舵機構２０は、ステアリングホイール２１に接続されたステアリングシャフト２２、および、ステアリングホイール２１の操作に際して操舵反力トルクを付与する反力モータ２３を有している。操舵機構２０は、ステアリングホイールと転舵機構等とが機械的に結合したステアリング装置である機械式ステアリング装置のステアリングホイールの操作の際に生じる操舵反力を模擬するように反力モータ２３による反力トルクを付与することができる。

転舵機構３０は、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒが独立して転舵可能な機構であり、左前輪８０Ｌを転舵させるアクチュエータの一例としての左前輪転舵駆動部３１Ｌ、および、右前輪８０Ｒを転舵させるアクチュエータの一例としての右前輪転舵駆動部３１Ｒを有している。左前輪転舵駆動部３１Ｌおよび右前輪転舵駆動部３１Ｒは、機械的に分離されている。

左前輪転舵駆動部３１Ｌは、左前輪８０Ｌを転舵させる駆動源となる左前輪転舵モータ３２Ｌ、左前輪８０Ｌにナックルを介して接続されたタイロッド３４Ｌ、および、左前輪転舵モータ３２Ｌとタイロッド３４Ｌとに連結され、左前輪転舵モータ３２Ｌの回転をタイロッド３４Ｌの長手方向の移動に変換する運動変換機構３３Ｌを有している。また、右前輪転舵駆動部３１Ｒは、左前輪転舵駆動部３１Ｌと同様に、右前輪転舵モータ３２Ｒ、タイロッド３４Ｒ、および、運動変換機構３３Ｒを有している。なお、運動変換機構３３Ｌ，３３Ｒの一例は、ボールねじ機構である。

制御装置４０は、車両１に設けられた各種のセンサの検出結果を運転者の要求あるいは走行状態を示す情報として取得し、これら取得される各種の情報に応じて、反力モータ２３、左前輪転舵モータ３２Ｌ、および、右前輪転舵モータ３２Ｒを制御する。各種のセンサとしては、例えば、トルクセンサ７１、操舵角センサ７２、車速センサ７３、および、転舵角センサ７４Ｌ，７４Ｒが挙げられる。トルクセンサ７１は、ステアリングシャフト２２に加えられたトルクである操舵トルクＴＳを検出する。操舵角センサ７２は、ステアリングホイール２１の回転角である操舵角θｓを検出する。車速センサ７３は、車速ＶＳを検出する。転舵角センサ７４Ｌは、タイロッド３４Ｌの長手方向の変位量を検出する変位センサであり、検出された変位量に基づいて左前輪８０Ｌの転舵角θｗｌを検出する。転舵角センサ７４Ｒは、タイロッド３４Ｒの長手方向の変位量を検出する変位センサであり、検出された変位量に基づいて右前輪８０Ｒの転舵角θｗｒを検出する。なお、本実施形態では、操舵角センサ７２が検出する操舵角θｓ、および、転舵角センサ７４Ｌ，７４Ｒが検出する転舵角θｗｌ，θｗｒは、中立位置を「０」とし、中立位置から右旋回方向の角度を正とし、中立位置から左旋回方向の角度を負とする。

図２を参照して、制御装置４０の詳細な構成について説明する。
まず、制御装置４０のハードウェア構成について説明する。
制御装置４０は、左前輪転舵駆動部３１Ｌと右前輪転舵駆動部３１Ｒとを制御する転舵ＥＣＵ５０、および、反力モータ２３を制御する操舵ＥＣＵ６０を有している。

転舵ＥＣＵ５０は、左前輪転舵モータ３２Ｌを駆動するモータ駆動回路５８Ｌ、右前輪転舵モータ３２Ｒを駆動するモータ駆動回路５８Ｒ、ならびに、モータ駆動回路５８Ｌ，５８Ｒのそれぞれにモータ駆動信号を出力するマイコン５１を有している。転舵ＥＣＵ５０は、操舵角センサ７２、車速センサ７３、および、転舵角センサ７４Ｌ，７４Ｒの検出結果をそれぞれ定められたサンプリング周期で取り込む。

操舵ＥＣＵ６０は、反力モータ２３を駆動するモータ駆動回路６６、および、モータ駆動回路６６にモータ駆動信号を出力するマイコン６１、を有している。操舵ＥＣＵ６０は、トルクセンサ７１、操舵角センサ７２、および、車速センサ７３の検出結果をそれぞれ定められたサンプリング周期で取り込む。

次に、転舵ＥＣＵ５０のマイコン５１の機能的な構成について、マイコン５１が実行する転舵制御とともに説明する。
転舵ＥＣＵ５０のマイコン５１は、記憶部（図示略）に格納された制御プログラムを実行することによって実現される各種の演算処理部を有している。

マイコン５１は、演算処理部として、目標転舵角設定部５２、電流指令値演算部５３、モータ駆動信号生成部５４、転舵角偏差量演算部５５、転舵異常検出部５６、および、転舵量演算部５７を有している。

マイコン５１は、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒ（ともに図１参照）に転舵異常が発生していないとき、運転者によるステアリングホイール２１（図１参照）の操作および車速ＶＳに応じて、各転舵モータ３２Ｌ，３２Ｒにより各前輪８０Ｌ，８０Ｒを互いに同じ転舵方向かつ同じ転舵量で転舵させる通常時転舵制御を実行する。また、マイコン５１は、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒの一方に転舵異常が発生しているとき、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒのうちの転舵異常が発生していない他方の転舵角を、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒの一方の転舵異常となる転舵角に合わせるように転舵させる異常時転舵制御を実行する。

なお、図３（ａ）および（ｂ）に示されるように、転舵異常とは、左前輪８０Ｌのトー角θｔｌが車幅方向の内方（トーイン方向）に向けて増加し、または、右前輪８０Ｒのトー角θｔｒがトーイン方向に向けて増加し、左前輪８０Ｌと右前輪８０Ｒとがトーインとなる量（以下、「トーイン量」）が過度に大きくなる状態を示す。また、トーインは、図３に示されるように、左前輪８０Ｌの前端部と右前輪８０Ｒの前端部との間の寸法ＤＦが左前輪８０Ｌの後端部と右前輪８０Ｒの後端部との間の寸法ＤＲよりも小さい状態を示す。そして、トーイン量は、寸法ＤＲと寸法ＤＦとの差（ＤＲ−ＤＦ）にて示される量を示す。なお、トーイン量が過度に大きくなる要因の一例として、左前輪８０Ｌ（右前輪８０Ｒ）の車幅方向の外側部８１Ｌ（８１Ｒ）が縁石等の障害物に衝突することが挙げられる。

マイコン５１は、転舵角偏差量演算部５５の演算結果に基づいて転舵異常検出部５６により左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒの一方に転舵異常が発生したか否かを検出する。
転舵角偏差量演算部５５は、目標転舵角設定部５２により演算された目標転舵角θｗｔと、転舵角センサ７４Ｌにより検出された転舵角θｗｌとの偏差である転舵角偏差量ΔＷｌを演算し、上記目標転舵角θｗｔと転舵角センサ７４Ｒにより検出された転舵角θｗｒとの偏差である転舵角偏差量ΔＷｒを演算する。なお、目標転舵角θｗｔは、ステアリングホイール２１の操作に基づく左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒの目標となる転舵角を示す。

転舵異常検出部５６は、転舵角偏差量演算部５５により演算された転舵角偏差量ΔＷｌの絶対値と予め設定された閾値Ｔｈとの比較、および、転舵角偏差量演算部５５により演算された転舵角偏差量ΔＷｒの絶対値と上記閾値Ｔｈとの比較に基づいて、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒに転舵異常が発生しているか否かを判定する。なお、閾値Ｔｈは、１サンプリング周期における目標転舵角θｗｔと転舵角θｗｌ（転舵角θｗｒ）との差の絶対値の上限値に安全率を加味した値であり、試験等により予め設定される。閾値Ｔｈの一例は、「１０°」である。

転舵異常検出部５６は、転舵角偏差量ΔＷｌの絶対値が閾値Ｔｈよりも大きいとき、左前輪８０Ｌに転舵異常が発生していると判定し、転舵角偏差量ΔＷｒの絶対値が閾値Ｔｈよりも大きいとき、右前輪８０Ｒに転舵異常が発生していると判定する。そして、転舵異常検出部５６は、左前輪８０Ｌに転舵異常が発生した旨の出力信号Ｃｌ、または、右前輪８０Ｒに転舵異常が発生した旨の出力信号Ｃｒを転舵量演算部５７、目標転舵角設定部５２、操舵ＥＣＵ６０、ディスプレイ装置９０、および、報知部１００に出力する。

（通常時転舵制御）
図２に示されるように、マイコン５１は、通常時転舵制御において、目標転舵角設定部５２、電流指令値演算部５３、および、モータ駆動信号生成部５４の順に演算処理することによりモータ駆動信号Ｓｗｌ，Ｓｗｒを生成する。

具体的には、目標転舵角設定部５２は、操舵角θｓと目標転舵角θｗｔとの関係を車速ＶＳに応じて規定する三次元マップ（図示略）を用いて車速ＶＳおよび操舵角θｓから目標転舵角θｗｔを設定する。このマップは、操舵角θｓが大きくなるにつれて、または、車速ＶＳが小さくなるにつれて目標転舵角θｗｔが大きくなる関係を有している。

次に、電流指令値演算部５３は、転舵角センサ７４Ｌ，７４Ｒにより検出された転舵角θｗｌ，θｗｒと目標転舵角θｗｔとの偏差量をそれぞれ演算し、これら演算された偏差量に基づいて左前輪転舵モータ３２Ｌに供給する電流指令値Ｉｔｌ、および、右前輪転舵モータ３２Ｒに供給する電流指令値Ｉｔｒを演算する。

最後に、モータ駆動信号生成部５４は、電流指令値Ｉｔｌ、および、モータ駆動回路５８Ｌに設けられた電流センサ５９Ｌにより検出された電流値Ｉｌを取り込み、これら取り込まれる情報に基づいて電流値Ｉｌが電流指令値Ｉｔｌに追従するように電流のフィードバック制御を行う。そして、モータ駆動信号生成部５４は、電流指令値Ｉｔｌと電流値Ｉｌとの偏差を求め、その偏差をなくすようなモータ駆動信号Ｓｗｌを生成する。また同様に、モータ駆動信号生成部５４は、電流指令値Ｉｔｒ、および、モータ駆動回路５８Ｒに設けられた電流センサ５９Ｒにより検出された電流値Ｉｒを取り込み、これら取り込まれる情報に基づいて同様に電流のフィードバック制御を行い、モータ駆動信号Ｓｗｒを生成する。モータ駆動信号生成部５４は、これらモータ駆動信号Ｓｗｌ，Ｓｗｒをモータ駆動回路５８Ｌ，５８Ｒに出力する。

（異常時転舵制御）
以下では、一例として左前輪８０Ｌに転舵異常が発生した場合について説明する。
マイコン５１は、異常時転舵制御において、転舵角偏差量演算部５５、転舵量演算部５７、目標転舵角設定部５２、電流指令値演算部５３、および、モータ駆動信号生成部５４の順に演算処理することにより、転舵異常が発生していない右前輪８０Ｒを転舵させる右前輪転舵モータ３２Ｒのモータ駆動信号Ｓｗｒｂを生成する。一方、マイコン５１は、異常時転舵制御において、左前輪８０Ｌに転舵異常が発生したときの転舵角（以下、「異常転舵角θｗｌｂ」）に維持するように、左前輪８０Ｌを転舵させる左前輪転舵モータ３２Ｌのモータ駆動信号Ｓｗｌｂを生成する。なお、マイコン５１が異常時転舵制御を実行するとき、転舵角偏差量演算部５５、転舵量演算部５７、目標転舵角設定部５２、電流指令値演算部５３、および、モータ駆動信号生成部５４が「転舵調整部」に相当する。

転舵量演算部５７は、転舵異常検出部５６の出力信号Ｃｌが入力されたとき、転舵角偏差量ΔＷｌおよび転舵角偏差量ΔＷｒに基づいて、目標転舵量Ｗｔを演算する。この目標転舵量Ｗｔは、左前輪８０Ｌと右前輪８０Ｒとを僅かにトーインとするものであり、そのトーイン量を「０」よりも僅かに大きい規定値Ｗｃにするための転舵量であり、角度で表示される。目標転舵量Ｗｔは、転舵角偏差量ΔＷｌと転舵角偏差量ΔＷｒとの差と、規定値Ｗｃとの差（Ｗｃ−ΔＷｌ＋ΔＷｒ）として演算される。そして転舵量演算部５７は、目標転舵量Ｗｔを目標転舵角設定部５２に出力する。なお、規定値Ｗｃは、左前輪８０Ｌと右前輪８０Ｒとを僅かにトーインさせるための値である。規定値Ｗｃの一例は、「１°」である。すなわち、規定値Ｗｃは、左前輪８０Ｌのトー角θｔｌと右前輪８０Ｒのトー角θｔｒとの合計がトーイン方向において「１°」となる値である。

次に、目標転舵角設定部５２は、転舵異常検出部５６の出力信号Ｃｌが入力されたとき、右前輪８０Ｒの転舵角θｗｒに目標転舵量Ｗｔを加算することにより目標転舵角θｗｔｒｂを設定する。上記転舵角θｗｒに目標転舵量Ｗｔを加算する理由は、次のとおりである。すなわち、左前輪８０Ｌが転舵異常となるとき、左前輪８０Ｌは車幅方向の内方すなわち右旋回方向に転舵した状態となる。このため、右前輪８０Ｒも同様に右旋回方向すなわち右前輪８０Ｒが車幅方向の外方となるように転舵させる必要がある。このため、右旋回方向の転舵角は正の値となるため、目標転舵量Ｗｔは正の値となる。したがって、右前輪８０Ｒの転舵角θｗｒに目標転舵量Ｗｔを加算することで目標転舵角θｗｔｒｂが設定される。

また、目標転舵角設定部５２は、異常転舵角θｗｌｂを目標転舵角θｗｔｌｂとして設定する。
そして、電流指令値演算部５３は、目標転舵角θｗｔｒｂおよび転舵角θｗｒに基づいて電流指令値Ｉｔｒｂを演算し、転舵角θｗｌおよび目標転舵角θｗｔｌｂに基づいて転舵角θｗｌを目標転舵角θｗｔｌｂに維持するための電流指令値Ｉｔｌｂを演算する。そして、モータ駆動信号生成部５４は、モータ駆動回路５８Ｒの電流センサ５９Ｒにより検出された電流値Ｉｒと電流指令値Ｉｔｒｂとの偏差をなくすようなモータ駆動信号Ｓｗｒｂを生成し、モータ駆動回路５８Ｒに出力する。またモータ駆動信号生成部５４は、モータ駆動回路５８Ｌの電流センサ５９Ｌにより検出された電流値Ｉｌと電流指令値Ｉｔｌｂとの偏差をなくすようなモータ駆動信号Ｓｗｌｂを生成し、モータ駆動回路５８Ｌに出力する。

上述のとおり、左前輪８０Ｌに転舵異常が発生したときの異常時転舵制御について説明したが、右前輪８０Ｒに転舵異常が発生したときの異常時転舵制御についても同様の処理手順で左前輪転舵モータ３２Ｌのモータ駆動信号Ｓｗｌｂを生成する。すなわち、マイコン５１は、左前輪転舵モータ３２Ｌが左前輪８０Ｌを転舵させるための目標転舵角θｗｔｌｂを設定し、目標転舵角θｗｔｌｂおよび転舵角θｗｌから電流指令値Ｉｔｌｂを演算してモータ駆動信号Ｓｗｌｂを生成する。また、マイコン５１は、右前輪８０Ｒに転舵異常が発生したときの転舵角である異常転舵角θｗｒｂを目標転舵角θｗｔｒｂとして設定し、転舵角θｗｒおよび目標転舵角θｗｔｒｂから転舵角θｗｒを目標転舵角θｗｔｒｂに維持するための電流指令値Ｉｔｒｂを演算してモータ駆動信号Ｓｗｒｂを生成する。

次に、操舵ＥＣＵ６０のマイコン６１の機能的な構成について、マイコン６１が実行する操舵制御とともに説明する。
操舵ＥＣＵ６０のマイコン６１は、記憶部（図示略）に格納された制御プログラムを実行することによって実現される各種の演算処理部を有している。

マイコン６１は、演算処理部として、目標モータトルク演算部６２、電流指令値演算部６３、モータ駆動信号生成部６４、および、操舵量演算部６５を有している。
マイコン６１は、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒに転舵異常が発生していないとき、操舵角θｓおよび車速ＶＳに基づいて、ステアリングホイール２１（図１参照）の操作に適切な操舵反力トルクがステアリングホイール２１に付与されるように反力モータ２３を制御する通常時操舵制御を実行する。また、マイコン６１は、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒの一方に転舵異常が発生しているとき、ステアリングホイール２１を中立位置に操作し、ステアリングホイール２１を中立位置に保持するように反力モータ２３を制御する異常時操舵制御を実行する。

（通常時操舵制御）
マイコン６１は、通常時操舵制御において、目標モータトルク演算部６２、電流指令値演算部６３、および、モータ駆動信号生成部６４の順に演算処理することにより、反力モータ２３を制御するモータ駆動信号Ｓｃを生成する。

具体的には、目標モータトルク演算部６２は、操舵角θｓと目標モータトルクＴｃｔとの関係を車速ＶＳに応じて規定する三次元マップを用いて目標モータトルクＴｃｔを演算する。なお、三次元マップは、操舵角θｓおよび車速ＶＳが大きくなるにつれて目標モータトルクＴｃｔが大きくなる関係を示している。

次に、電流指令値演算部６３は、トルクセンサ７１により検出された操舵トルクＴＳと目標モータトルクＴｃｔとの偏差量を演算し、この演算された偏差量に基づいて反力モータ２３に供給する電流指令値Ｉｔｃを演算する。

最後に、モータ駆動信号生成部６４は、電流指令値Ｉｔｃ、および、モータ駆動回路６６に設けられた電流センサ６７により検出された電流値Ｉｃを取り込み、これら取り込まれる情報に基づいて電流値Ｉｃが電流指令値Ｉｔｃに追従するように電流のフィードバック制御を行う。そして、モータ駆動信号生成部６４は、電流指令値Ｉｔｃと電流値Ｉｃとの偏差を求め、その偏差をなくすようにモータ駆動信号Ｓｃを生成し、モータ駆動回路６６に出力する。

（異常時操舵制御）
マイコン６１は、転舵異常検出部５６の出力信号Ｃｌ，Ｃｒの一方が入力されたとき、異常時操舵制御を実行する。

マイコン６１は、異常時操舵制御において、操舵量演算部６５、電流指令値演算部６３、および、モータ駆動信号生成部６４の順に演算処理することにより、反力モータ２３のモータ駆動信号Ｓｃｂを生成する。このモータ駆動信号Ｓｃｂにより反力モータ２３が制御されるため、反力モータ２３によりステアリングホイール２１が回転して中立位置に移動する。

具体的には、操舵量演算部６５は、ステアリングホイール２１が中立位置までに位置するまでの操舵量を演算する。詳細には、操舵量演算部６５は、操舵角センサ７２により検出された操舵角θｓと中立位置に対応する操舵角との偏差を演算し、これを目標操舵量Ｓｔとして電流指令値演算部６３に出力する。

次に、電流指令値演算部６３は、目標操舵量Ｓｔと、目標操舵量Ｓｔに対して反力モータ２３に供給する電流指令値Ｉｔｂとの関係を示すマップを用いて、目標操舵量Ｓｔから電流指令値Ｉｔｂを演算する。このマップは、目標操舵量Ｓｔが大きくなるにつれて電流指令値Ｉｔｂが大きくなる関係を示している。

そして、モータ駆動信号生成部６４は、モータ駆動回路６６の電流値Ｉｃと電流指令値Ｉｔｂとの電流のフィードバック制御によりモータ駆動信号Ｓｃｂを生成し、モータ駆動回路６６に出力する。これにより、反力モータ２３は、モータ駆動信号Ｓｃｂによりモータ駆動回路６６が動作することによりステアリングホイール２１を中立位置に向けて動作させる。このため、運転者がステアリングホイール２１の操作によらず、ステアリングホイール２１が中立位置に操舵される。

そして、マイコン６１は、反力モータ２３によりステアリングホイール２１が中立位置に位置したとき、保舵するために必要な目標モータトルクを演算する。マイコン６１は、通常時操舵制御と同様に、目標モータトルク演算部６２、電流指令値演算部６３、および、モータ駆動信号生成部６４の順に演算処理する。一方、マイコン６１は、通常時操舵制御に対して目標モータトルク演算部６２による目標モータトルクの演算方法が異なる。

すなわち、通常時操舵制御においては、運転者がステアリングホイール２１を操作するときに適切な操舵反力トルクが付与されるように目標モータトルクＴｃｔを演算する。一方、異常時操舵制御においては、運転者がステアリングホイール２１を操作するとき、その操作に対してステアリングホイール２１が中立位置に保持可能な目標モータトルクＴｃｋを演算する。

具体的には、目標モータトルク演算部６２は、運転者がステアリングホイール２１を操作することによりステアリングシャフト２２に入力した操舵トルクＴＳに応じて、この操舵トルクＴＳとは反対方向の操舵トルクとなるように目標モータトルクＴｃｋを演算する。そして、マイコン６１は、電流指令値演算部６３によりこの目標モータトルクＴｃｋに基づいて電流指令値Ｉｔｋを演算し、モータ駆動信号生成部６４により電流指令値Ｉｔｋと電流センサ６７により検出されたモータ駆動回路６６の電流値Ｉｃとの偏差をなくすようなモータ駆動信号Ｓｃｋを生成する。これにより、操舵トルクＴＳを打ち消すようなトルクを反力モータ２３がステアリングシャフト２２に付与することによりステアリングホイール２１が中立位置に保持される。

上記のように構成された制御装置４０は、車両１の走行中において、通常時操舵制御および通常時転舵制御の組み合わせと、異常時操舵制御および異常時転舵制御の組み合わせとを選択する選択制御を実行する。

図４を参照して、選択制御の処理手順について説明する。なお、以降の説明において、符号が付された車両１の各構成要素は、図１および図２に記載された車両１の各構成要素を示す。

制御装置４０は、まずステップＳ１において、転舵異常検出部５６により左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒの一方に転舵異常が発生しているか否かを判定する。
制御装置４０は、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒの一方に転舵異常が発生していないと判定したとき（ステップＳ１：ＮＯ）、ステップＳ２において、操舵ＥＣＵ６０が通常時操舵制御を実行し、ステップＳ３において、転舵ＥＣＵ５０が通常時転舵制御を実行する。

一方、制御装置４０は、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒの一方に転舵異常が発生したと判定したとき（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ステップＳ４において、操舵ＥＣＵ６０が異常時操舵制御を実行し、ステップＳ５において、転舵ＥＣＵ５０が異常時転舵制御を実行する。

また、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒの一方に転舵異常が発生したとき、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒの一方に転舵異常が発生した旨を運転者に認識させる必要がある。
そこで、制御装置４０は、ステップＳ６において、転舵異常検出部５６の出力信号Ｃｌ，Ｃｒをディスプレイ装置９０および報知部１００に出力する。これにより、ディスプレイ装置９０は、出力信号Ｃｌ，Ｃｒに基づいて、ウォーニングインジケータランプ（図示略）を点灯することにより左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒに転舵異常が発生したことを運転者に報知する。また報知部１００は、出力信号Ｃｌ，Ｃｒに基づいて、運転者の操作とは関係なくステアリングホイール２１が制御される自動操舵になる旨をブザーまたは音声案内により運転者に報知する。また報知部１００は、音声案内にて運転者にブレーキ操作を行うように指示する。

このように、異常時操舵制御および異常時転舵制御が実行されているとき、運転者は車両１に異常が発生していることを認識し、さらに報知部１００でブレーキ操作が指示されるため、車両１を停止するためにブレーキ操作を行う。そして、車両１が停止したとき、異常時操舵制御および異常時転舵制御を解除する。

すなわち、制御装置４０は、ステップＳ７において、車速ＶＳが「０」か否か、すなわち車両１が停車したか否かを判定する。制御装置４０は、ステップＳ７において、車速ＶＳが「０」のとき、すなわち車両１が停車したと判定したとき（ステップＳ７：ＹＥＳ）、ステップＳ８において、異常時転舵制御および異常時操舵制御から通常時転舵制御および通常時操舵制御に変更する。一方、制御装置４０は、ステップＳ７において、車速ＶＳが「０」ではないとき、すなわち車両１が走行を維持していると判定したとき（ステップＳ７：ＮＯ）、ステップＳ４に移行する。これにより、車速ＶＳが「０」となるまで異常時転舵制御および異常時操舵制御が維持される。

図５および図６を参照して、車両１の左前輪８０Ｌに転舵異常が発生したときの車両１の挙動についてその作用効果とともに説明する。なお、車両１の左前輪８０Ｌの転舵異常は、車両１が右旋回しているときに左前輪８０Ｌが車道と歩道とを区画する縁石ＣＢに衝突したことに起因して発生したとする。

図６（ａ）に示されるように、車両１の右旋回時に左前輪８０Ｌの外側部８１Ｌが縁石ＣＢに衝突したときに転舵ＥＣＵ５０が通常時転舵制御を維持し、操舵ＥＣＵ６０が通常時操舵制御を維持したとした場合、左前輪８０Ｌが車幅方向の内方（トーイン方向）に向けてトー角θｔｌ（図６（ｂ）参照）が増加するように変更してしまう。一方、右前輪８０Ｒのトー角θｔｌ（図６では図示略）は増加しない、すなわち右前輪８０Ｒは転舵角θｗｒが維持されている。このため、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒのトーイン量が過度に増加し、左前輪８０Ｌに横力が作用して車両１が図中の一点鎖線の矢印により示される左旋回方向に滑る（スピンする）場合がある。

これに対して、本実施形態の車両１は、図５に示されるように、左前輪８０Ｌの外側部８１Ｌが縁石ＣＢに衝突したとき、転舵ＥＣＵ５０により異常時転舵制御が実行される。これにより、右前輪８０Ｒが右旋回方向となる車幅方向の外方（トーアウト方向）に転舵する、すなわち右前輪８０Ｒが転舵角θｗｒから目標転舵角θｗｔｒｂとなるように転舵するため、左前輪８０Ｌと右前輪８０Ｒとのトーイン量が減少する。このため、車両１に左旋回方向へ回転しようとする力が小さくなる。したがって、車両１は、図中の一点鎖線の矢印により示されるように、左旋回方向に車両１が滑ることが抑制されて右旋回方向に湾曲した走行路に沿って走行する。

また、異常時転舵制御により、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒのトーイン量は減少するものの、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒのトーイン量が「０」よりも僅かに大きい。このため、右前輪８０Ｒが車両１を左旋回させる力が車両１に僅かに作用することにより、車両１は、左前輪８０Ｌの外側部８１Ｌを縁石ＣＢに押し付けながら走行する。このため、車両１の挙動が安定しやすい。

また、例えば左前輪８０Ｌの外側部８１Ｌが縁石に衝突するときに車体に加えられる衝撃によりステアリングホイール２１が運転者の意図しない方向に回転するおそれがある。また、車体加えられた衝撃が運転者にも伝わるため、運転者は、ステアリングホイール２１を把持しているとき、意図しない方向にステアリングホイール２１を操作してしまうおそれがある。

そこで、本実施形態の操舵ＥＣＵ６０は、異常時操舵制御を実行することにより、ステアリングホイール２１が中立位置に移動し、その位置にてステアリングホイール２１が保持される。このため、車体の振動に起因してステアリングホイール２１が回転することが抑制される。また、運転者がステアリングホイール２１を操作しようとしても反力モータ２３がその操作する力に抗してステアリングホイール２１を中立位置に維持させる。このため、運転者の意図しない方向に操作されること、および車体の振動に起因して運転者が意図しない方向にステアリングホイール２１を操作してしまうことが抑制される。また、ステアリングホイール２１が中立位置に保持されるため、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒの一方に転舵異常が発生したときに車両１の車体に振動が加えられたとき、運転者が車両のシート（図示略）に背中を押し付けられた姿勢になりやすい。このため、車体の振動に対して運転者がシートにより支持されているため、車体の振動に起因して運転者がシートに対して動くことが抑制される。したがって、運転者に安心感を与えることができる。

なお、本制御装置および本ステアリング装置が取り得る具体的形態は、上記実施形態に示された内容に限定されない。本制御装置および本ステアリング装置は、例えば、以下に示される上記実施形態の変形例の形態を取り得る。

・変形例の操舵ＥＣＵ６０は、異常時操舵制御において、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒの一方に転舵異常が発生したとき、中立位置以外の特定の操舵位置でステアリングホイール２１を保持する。

・変形例の操舵ＥＣＵ６０は、異常時操舵制御において、ステアリングシャフト２２の回転を機械的に規制するステアリングロック装置によりステアリングホイール２１を中立位置または特定の操舵位置で保持する。

・変形例の操舵ＥＣＵ６０は、異常時操舵制御において、ステアリングホイール２１を保持するために反力モータ２３に供給される電流指令値Ｉｔｃに上限値を設ける。これにより、電流指令値Ｉｔｃにより反力モータ２３が発生させる操舵反力トルクよりも大きい操舵トルクＴＳを運転者がステアリングホイール２１を介してステアリングシャフト２２に付与したときに限り、ステアリングホイール２１が回転する。これにともない、変形例の転舵ＥＣＵ５０は、例えば左前輪８０Ｌが転舵異常のとき、ステアリングホイール２１の回転に基づいて右前輪８０Ｒを転舵させるために右前輪転舵駆動部３１Ｒを制御する。これにともない、変形例の転舵ＥＣＵ５０は、右前輪８０Ｒの転舵方向と同じ方向に左前輪８０Ｌを転舵させるために左前輪転舵駆動部３１Ｌを制御する。このため、運転者が路肩に車両１を停車させるようにステアリングホイール２１を操作することができる。

・変形例の転舵ＥＣＵ５０の転舵量演算部５７は、左前輪８０Ｌと右前輪８０Ｒとのトーイン量が「０」となるように、すなわち左前輪８０Ｌの転舵角θｗｌと右前輪８０Ｒの転舵角θｗｒとが一致するように目標転舵量Ｗｔを演算する。

・変形例の転舵ＥＣＵ５０は、目標転舵角θｗｔｌｂ（θｗｔｒｂ）と転舵角θｗｌ（θｗｒ）との偏差が大きくなるにつれて、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒの転舵速度を大きくしてもよい。

・変形例のステアリング装置１０は、図７に示されるように、車両１の前方の車道の路面を撮像するＣＣＤカメラを含む走行車線検出装置１１０を備えていてもよい。走行車線検出装置１１０は、ＣＣＤカメラにより撮像された画像に基づいて、周知の手法により車両１のヨー角ψｙを演算することができる。そして、走行車線検出装置１１０は、車両１のヨー角を制御装置４０に出力する。一方、変形例の制御装置４０は、車両１のヨー角ψｙに対応する左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒの転舵角である対応転舵角θｗｌｄ（θｗｒｄ）を演算する対応転舵角演算部１２０を有している。対応転舵角演算部１２０は、車両１のヨー角ψｙと対応転舵角θｗｌｄ（θｗｒｄ）との関係を示すマップ（図示略）を用いて、ヨー角ψｙに対応する対応転舵角θｗｌｄ（θｗｒｄ）を演算し、転舵角偏差量演算部５５に出力する。転舵角偏差量演算部５５は、転舵角θｗｌと対応転舵角θｗｌｄとの偏差である転舵角偏差量ΔＷｌ、および転舵角θｗｒと対応転舵角θｗｒｄとの偏差である転舵角偏差量ΔＷｒを演算し、転舵異常検出部５６に出力する。転舵異常検出部５６は、これら転舵角偏差量ΔＷｌ，ΔＷｒの一方が閾値Ｔｈ以上か否かを判定する。これにより、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒの一方が縁石に衝突したか否かを判定することができる。

・上記変形例の車両１において、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒの一方が縁石に衝突する直前のヨー角ψｙを取得し、左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒの一方が縁石に衝突後、上記衝突する直前のヨー角ψｙを目標ヨー角として、車両１のヨー角ψｙが目標ヨー角に近づくように左前輪８０Ｌおよび右前輪８０Ｒの他方を転舵制御してもよい。

・上記変形例の車両１において、走行車線検出装置に代えて、ＧＰＳに基づいて、周知の手法によりヨー角を演算してもよい。

１…車両、１０…ステアリング装置、２１…ステアリングホイール（操舵部材）、２３…反力モータ、３１Ｌ…左前輪駆動装置（アクチュエータ）、３１Ｒ…右前輪駆動装置（アクチュエータ）、４０…制御装置、８０Ｌ…左前輪、８０Ｒ…右前輪、θｓ…操舵角、θｗｌ，θｗｒ…転舵角（実際の転舵角）、θｗｔ…目標転舵角、θｔｌ，θｔｒ…トー角、ΔＷｌ，ΔＷｒ…転舵角偏差量、Ｔｈ…閾値。

Claims (4)

1. 車両の左前輪および右前輪のそれぞれを独立して転舵可能なアクチュエータを有するステアリング装置の制御装置であって、
   前記車両の操舵部材の操舵角に基づいて演算される目標転舵角と前記左前輪および前記右前輪の一方の実際の転舵角との偏差である転舵角偏差量が閾値以上のとき、前記左前輪および前記右前輪の他方を、前記左前輪および前記右前輪の一方のトー角の変化方向と同じ方向に転舵させるために前記アクチュエータを制御する転舵調整部を備え、
   前記転舵調整部は、前記左前輪と前記右前輪とのトーイン量を減少させ、かつ、前記トーイン量が「０」よりも大きくなるように前記左前輪および前記右前輪の他方を転舵させるために前記アクチュエータを制御する
   ステアリング装置の制御装置。
2. 車両の左前輪および右前輪のそれぞれを独立して転舵可能なアクチュエータを有するステアリング装置の制御装置であって、
   前記車両の操舵部材の操舵角に基づいて演算される目標転舵角と前記左前輪および前記右前輪の一方の実際の転舵角との偏差である転舵角偏差量が閾値以上のとき、前記左前輪および前記右前輪の他方を、前記左前輪および前記右前輪の一方のトー角の変化方向と同じ方向に転舵させるために前記アクチュエータを制御する転舵調整部を備え、
   前記ステアリング装置は、前記操舵部材に反力トルクを付与する反力モータを備え、前記左前輪および前記右前輪の転舵角と操舵部材の操舵角とを互いに独立して変化させる構成であり、
   当該制御装置は、前記転舵角偏差量が前記閾値以上のとき、前記操舵部材が特定の操舵位置に保持するために前記反力モータを制御する
   ステアリング装置の制御装置。
3. 前記特定の操舵位置は、中立位置である
   請求項２に記載のステアリング装置の制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置を備えるステアリング装置。