JPWO2014038134A1 - Vehicle steering control device and vehicle steering control method - Google Patents
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Abstract
クラッチを締結状態から確実に解放状態とすることができる車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法を提供する。クラッチ（６）が締結状態であるときに、クラッチ締結解除条件が成立したとき、クラッチ（６）に対して締結解除指令を出力する。そして、クラッチ（６）に対して締結解除指令を出力してから、クラッチ（６）の締結解除が完了したことを検出するまでの間、転舵輪（１１Ｒ，１１Ｌ）の転舵角θｒを、操舵角θｓの変化勾配に対して転舵角θｒの変化勾配が一致又は略一致するようなギア比固定転舵指令角（解放時転舵指令角θｒ２）とするべく転舵モータ（８）を駆動制御する。Provided are a vehicle steering control device and a vehicle steering control method capable of surely releasing a clutch from an engaged state. When the clutch (6) is in the engaged state and the clutch engagement / release condition is satisfied, an engagement / release command is output to the clutch (6). And after outputting fastening release instruction | command with respect to a clutch (6) until it detects that the fastening release of a clutch (6) was completed, turning angle (theta) r of a steered wheel (11R, 11L), The steering motor (8) is set so that the gear ratio fixed steering command angle (the steering command angle θr2 when released) is such that the change gradient of the steering angle θr matches or substantially matches the change gradient of the steering angle θs. Drive control.
Description
本発明は、運転者が操作する操作部と転舵輪を転舵する転舵部とを機械的に断接するクラッチを備えたステアバイワイヤシステムによる車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle steering control device and a vehicle steering control method using a steer-by-wire system including a clutch that mechanically connects and disconnects an operation unit operated by a driver and a steering unit that steers steered wheels.
従来、操舵輪（ステアリングホイール）と転舵輪との間のトルク伝達経路を機械的に分離した状態で、転舵モータを駆動制御し、転舵輪を、操舵輪の操作に応じた角度（目標転舵角）に転舵する操舵制御装置がある。このような操舵制御装置は、一般的に、ステアバイワイヤ（ＳＢＷ）と呼称するシステム（ＳＢＷシステム）を形成する装置である。
ＳＢＷシステムを形成する装置としては、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、通常時はクラッチを解放することでステアリングホイールと転舵輪とを機械的に分離し、ＳＢＷ制御を行うものである。また、フェール時にはクラッチを締結し、ステアリングホイールと転舵輪を機械的に接続してマニュアルステアを確保するバックアップシステムを備えている。Conventionally, in a state where the torque transmission path between the steered wheel (steering wheel) and the steered wheel is mechanically separated, the steered motor is driven and controlled, and the steered wheel is turned to an angle corresponding to the steered wheel operation (target roll There is a steering control device that steers to a steering angle. Such a steering control device is a device that forms a system (SBW system) generally called a steer-by-wire (SBW).
As an apparatus for forming the SBW system, there is a technique described in
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術にあっては、クラッチを締結状態から解放状態とするためにクラッチ解放指令を出力した場合、ステアリング操作中であると、トルク印加中にクラッチ解放動作を行うことになり、クラッチの解放ができない場合がある。そのため、例えばステアリングホイールを操作しながらイグニッションスイッチをオン状態とした場合には、クラッチの解放ができないままＳＢＷ制御を開始することになり、適切な操舵制御を行うことができない。
そこで、本発明は、クラッチを締結状態から確実に解放状態とすることができる車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法を提供することを課題としている。However, in the technique described in
Then, this invention makes it a subject to provide the steering control apparatus for vehicles and the steering control method for vehicles which can make a clutch into a releasing state reliably from a fastening state.
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、クラッチを締結した状態でクラッチの締結解除条件が成立したとき、当該クラッチに対して締結解除指令を出力する。また、クラッチに対して締結解除指令を出力してから、クラッチの解放が完了するまでの間、転舵輪の転舵角を、ステアリングホイールの操舵角の変化勾配と転舵輪の転舵角の変化勾配とを一致又は略一致させるためのギア比固定転舵指令角とするように、転舵アクチュエータを駆動制御する。 In order to solve the above-described problem, according to one aspect of the present invention, when a clutch release condition is satisfied in a state where the clutch is engaged, an engagement release command is output to the clutch. Also, during the period from the output of the engagement release command to the clutch until the release of the clutch is completed, the turning angle of the steered wheel, the change angle of the steering angle of the steering wheel, and the change of the steered angle of the steered wheel are changed. The steering actuator is driven and controlled so that the gear ratio fixed steering command angle for matching or substantially matching the gradient is obtained.
本発明によれば、クラッチ解放指令を出力した後は、操舵側と転舵側を同じように動かし操舵トルクが増加しないようにすることができるので、クラッチ解放動作を容易且つ確実に行うことができる。したがって、クラッチを解放状態として行うべき制御を、クラッチを締結したまま行ってしまうといった事態を回避することができる。そのため、クラッチ解放指令出力後における操舵の違和感を抑制することができる。 According to the present invention, after the clutch release command is output, the steering side and the steered side can be moved in the same way so that the steering torque does not increase, so that the clutch release operation can be performed easily and reliably. it can. Therefore, it is possible to avoid a situation where the control that should be performed with the clutch released is performed while the clutch is engaged. Therefore, the uncomfortable feeling of steering after the clutch release command is output can be suppressed.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
（構成）
図１は、本実施形態に係る車両用操舵制御装置を適用したステアバイワイヤシステム（ＳＢＷシステム）の全体構成図である。
図１に示すように、運転者が操舵操作可能なステアリングホイール１は、左右前輪（転舵輪）１１Ｒ，１１Ｌとは機械的に切り離し可能に設ける。ステアリングホイール１は、ステアリングシャフト２に連結する。ステアリングシャフト２には、操舵角センサ３と、反力モータ４と、操舵トルクセンサ５とを設ける。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
(Constitution)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a steer-by-wire system (SBW system) to which a vehicle steering control device according to this embodiment is applied.
As shown in FIG. 1, a
操舵角センサ３は、ステアリングホイール１の操舵角θｓを検出するものであり、エンコーダ等で構成する。
反力モータ４は、ステアリングシャフト２にトルクを付加することにより、ステアリングホイール１に操舵反力を与えるためのものである。ここで、上記操舵反力は、運転者がステアリングホイール１を操舵する操作方向とは反対方向へ作用する反力である。この反力モータ４は、ブラシレスモータ等で構成し、コントローラ２０が出力する反力モータ駆動電流に応じて駆動する。The steering angle sensor 3 detects the steering angle θs of the
The reaction force motor 4 is for applying a steering reaction force to the
操舵トルクセンサ５は、ステアリングホイール１からステアリングホイール２に伝達する操舵トルクＴを検出する。この操舵トルクセンサ５は、トーションバーの捩れ角変位をポテンショメータで検出することで、操舵トルクＴを検出する構成となっている。
クラッチ６は、ステアリングホイール１と転舵輪１１Ｒ，１１Ｌとの間に介装し、コントローラ２０からのクラッチ指令（クラッチ指令電流）に従って、解放状態または締結状態に切り換わる。
このクラッチ６は、通常状態では、解放状態となっており、ＳＢＷシステムに何らかの異常（例えば操舵反力系の異常）が発生したときに締結状態となる。当該異常が発生してクラッチ６を締結した状態では、操舵系に運転者の操舵負担を軽減するための操舵補助力を付与する操舵補助制御（以下、ＥＰＳ制御という）を行う。The
The
The
また、このクラッチ６は、運転者がステアリングホイール１を切り込み限界付近まで操舵した端当て状態であるときにも、締結状態となる。端当て状態となってクラッチ６を締結した状態では、運転者に端当て感を与えるための端当て時制御を行う。
クラッチ６の解放状態では、ステアリングホイール１と転舵輪１１Ｒ，１１Ｌとの間のトルク伝達経路が機械的に分離するため、ステアリングホイール１の操舵操作が転舵輪１１Ｒ，１１Ｌへ伝達しない状態となる。一方、クラッチ６の締結状態では、ステアリングホイール１と転舵輪１１Ｒ，１１Ｌとの間のトルク伝達経路が機械的に結合するため、ステアリングホイール１の操舵操作が転舵輪１１Ｒ，１１Ｌへ伝達する状態となる。The
In the released state of the
図２は、クラッチ６の構成を説明する分解構成図である。また、図３は、クラッチ６の締結状態を示す図である。ここで、図３（ａ）は、入力軸方向に沿う面から見た図、図３（ｂ）はローラ位置の入力軸半径方向に沿う面から見た図である。
この図２及び図３に示すように、クラッチ６は、内輪カム６１、外輪６２及び複数（一例として、８個を図示）のローラ（係合子）６３を有する。そして、内輪カム６１の外面（外周面）６１ａと外輪６２の内面（内周面）６２ａとの間にローラ６３が噛み込んで係合することにより、締結状態となる。また、内輪カム６１の外面６１ａと外輪６２の内面６２ａの間に係合していたローラ６３の係合が解除することにより、解放状態となる。FIG. 2 is an exploded configuration diagram illustrating the configuration of the
As shown in FIGS. 2 and 3, the
内輪カム６１は、ステアリングホイール１の操作に連動する入力軸６４（ステリングシャフト２）に連結し、入力軸６４の回動時に入力軸６４と一体的に回動する。円筒状の外輪６２は、内輪カム６１を格納するように内輪カム６１を覆って配置し、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌに操舵トルクを伝達する図示しない出力軸（ピニオンシャフト７）に連結する。
内輪カム６１と、内輪カム６１を覆う外輪６２との間には、入力軸６４方向に重ねて摺動保持器６５と回転保持器６６とを、それぞれの脚部６５ａ，６６ａを交互に位置して配置する。両脚部６５ａ，６６ａは何れも、重なり合う内輪カム６１の外面６１ａと外輪６２の内面６２ａとの間に形成した空間を自由に移動することができる。The
Between the
摺動保持器６５は、内輪カム６１が挿通可能な円環部６５ｂと、円環部６５ｂに入力軸６４方向に突設すると共に略等間隔離間する４個の脚部６５ａとを有する。各脚部６５ａは、入力軸６４を挿通したアーマチュア６７に連結する。また、回転保持器６６は、内輪カム６１が挿通可能な円環部６６ｂと、円環部６６ｂに入力軸６４方向に突設すると共に略等間隔離間して４個の脚部６６ａを有する。
The sliding
摺動保持器６５と回転保持器６６のそれぞれの脚部６５ａ，６６ａは、重なり合う内輪カム６１の外面と外輪６２の内面６２ａとの間に、隣接する脚部６５ａ，６６ａ間距離が長い空間と短い空間が交互に位置するように配置する。この４箇所の脚部６５ａ，６６ａ間距離が長い空間のそれぞれには、コイルバネ等のバネ部材６８と共にローラ６３を配置する。各バネ部材６８は、並置した２個を１組として、内輪カム６１とアーマチュア６７との間に位置するバネ保持部材６９によって位置決め保持する。
Each of the
内輪カム６１と外輪６２との間に配置した摺動保持器６５と回転保持器６６の、それぞれの円環部６５ｂ,６６ｂの対向面間には、ボールカム（ボールトルクカム）機構７０が介在している。ボールカム機構７０は、円環部６５ｂと円環部６６ｂのそれぞれの対向面に設けた円弧状断面のカム溝７０ａと、両カム溝７０ａ間に挟み込んだボール７０ｂとを有している。
A ball cam (ball torque cam)
ローラ６３は、例えば円柱状に形成し、内輪カム６１の外面６１ａに接触しつつ移動可能に配置している。バネ部材６８の両側に位置する２個のローラ６３は、バネ部材６８によって付勢し、一方は脚部６５ａに、他方は脚部６６ａに、それぞれ押し当てる。
各ローラ６３が移動する内輪カム６１の外面６１ａは、各ローラ６３を押し当てている両脚部６５ａ，６６ａ間の略中央と、各脚部６５ａ，６６ａとを直線状に結ぶ平坦面（平面）により形成している。この平坦面は、入力軸６４半径方向断面において、内輪カム６１の外面６１ａを円弧とした場合、円弧に対する弦に相当する。つまり、ローラ６３を配置した脚部６５ａ（或いは脚部６６ａ）側へ向かう空間は、外輪６２の内面６２ａ側を上面に、平坦面からなる内輪カム６１の外面６１ａ側を下面にして、脚部６５ａ（或いは脚部６６ａ）に向かうに連れて上下面間距離が狭まった、楔形状空間となる。なお、脚部６５ａと脚部６６ａは、楔形状空間を自由に移動することができる。The
The
また、図２及び図３に示すように、アーマチュア６７を回転自在に装着した入力軸６４には、アーマチュア６７の外側（内輪カム６１とは反対側）に隣接して、入力軸６４と一体的に回転するロータ７１を装着している。アーマチュア６７は、ロータ７１側に突設した複数の脚６６ａを介して、ロータ７１に対し、入力軸６４方向に規制した離反距離のもと接近離反可能に、且つ、入力軸６４を軸心として回動自在に装着している。このロータ７１には、電磁コイル７２が内蔵されており、電磁コイル７２の励磁によりコイル吸引力が発生することで、アーマチュア６７をロータ７１に引き寄せ密着する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
次に、クラッチ６の動作について説明する。
（クラッチ締結時）
クラッチ締結時は、電磁コイル７２が無励磁状態にあり、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、バネ部材６８は、各ローラ６３を脚部６５ａ或いは脚部６６ａに押し当てている。各ローラ６３を介して、脚部６５ａ或いは脚部６６ａにバネ部材６８の付勢力が作用することにより、脚部６５ａと脚部６６ａは、互いに離反するように押し広げられ、摺動保持器６５と回転保持器６６が互いに逆向きに内輪カム６１の回りを移動する。Next, the operation of the clutch 6 will be described.
(When clutch is engaged)
When the clutch is engaged, the
脚部６５ａと脚部６６ａが押し広げられるのに伴って、バネ部材６８の両側に位置してバネ部材６８に付勢されている両ローラ６３は、外輪６２の内面６２ａと内輪カム６１の外面６１ａとで囲まれ、脚部６５ａ（或いは脚部６６ａ）側が狭まった楔形状空間に入り込む。楔形状空間に入り込んだ両ローラ６３は、各ローラ６３の内輪カム６１と外輪６２との噛み込み位置まで、即ち、アーマチュア６７が外輪６２に接触するまで移動する。
As the
脚部６５ａと脚部６６ａが押し広げられて、摺動保持器６５と回転保持器６６が互いに逆向きに移動するのに伴い、両円環部６５ｂ,６６ｂの対向面間に介在するボールカム機構７０において、ボール７０ｂが両カム溝７０から略露出した状態になり、両円環部６５ｂ,６６ｂ間の距離が拡大する。そのとき、円環部６５ｂと共に脚部６５ａが、ロータ７１から離反するように移動し、それに連れて、アーマチュア６７が、ロータ７１から離反し外輪６２のロータ７１対向端面に向かって移動する。
そして、互いに逆向きに回動移動する内輪カム６１と外輪６２との位相差が許容値を超えた時点で、ローラ６３が内輪カム６１と外輪６２の間に楔状に噛み込むことにより、入力軸６４に連結する内輪カム６１と、出力軸に連結する外輪６２が締結状態になる。A ball cam mechanism interposed between the opposing surfaces of the two
Then, when the phase difference between the
（クラッチ解放時）
図４は、クラッチ６の解放状態を示す図である。ここで、図４（ａ）は入力軸方向に沿う面から見た図、図４（ｂ）はローラ位置の入力軸半径方向に沿う面から見た図である。
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、クラッチ解放時、電磁コイル７２が励磁状態になってコイル吸引力が発生し、外輪６２に接触していたアーマチュア６７は、ロータ７１側に引き寄せられる。アーマチュア６７がロータ７１側に引き寄せられるのに伴い、アーマチュア６７と脚部６５ａが連結されている摺動保持器６５もロータ７１側に移動する。摺動保持器６５のロータ７１側への移動時、摺動保持器６５と回転保持器６６の間に介在しているボールカム機構７０において、ボール７０ｂがカム溝７０ａ内に略埋没した状態になるように、摺動保持器６５と回転保持器６６が互いに逆向きに移動する。(When the clutch is released)
FIG. 4 is a diagram showing a released state of the
As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), when the clutch is disengaged, the
摺動保持器６５と回転保持器６６の移動に伴って、脚部６５ａと脚部６６ａがそれぞれバネ部材６８の両側に位置するローラ６３を付勢力に抗して互いに接近させるように、両脚部６５ａ，６６ａが接近移動し、バネ部材６８を押し縮めて圧縮状態にする。この両脚部６５ａ，６６ａの接近移動により、両ローラ６３０は、入り込んでいた楔形状空間から押し出され、内輪カム６１と外輪６２との噛み込み位置から離脱する。
As the sliding
そして、両ローラ６３が、内輪カム６１と外輪６２との噛み込み位置から離脱することにより、入力軸６４に連結する内輪カム６１と、出力軸に連結する外輪６２の締結が解除され、解放状態になる。
このように、本実施形態のクラッチ６は、内輪カム６１の外面６１ａと外輪６２の内面６２ａとの間にローラ６３が楔状に噛み込んで係合することにより締結状態となる構成を有する。また、クラッチ６は、内輪カム６１の外面６１ａと外輪６２の内面６２ａとの間のローラ６３の係合が解除することにより解放状態となる構成を有する。Then, when both
As described above, the clutch 6 according to the present embodiment has a configuration in which the
図１に戻って、ピニオンシャフト７の他端には、ピニオンギア１２を設ける。ピニオンギア１２は、ラック軸１３の両端部間に設けたラックギアと噛合する。
ラック軸１３の両端は、それぞれタイロッド１４及びナックルアーム１５を介して、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌに連結する。すなわち、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌは、ピニオンギア１２の回転に応じてラック軸１３が車幅方向へ変位することで、タイロッド１４及びナックルアーム１５を介して転舵し、車両の進行方向を変化可能となっている。Returning to FIG. 1, a
Both ends of the
また、転舵モータ８は、反力モータ４と同様にブラシレスモータ等で構成し、コントローラ２０が出力する転舵モータ駆動電流に応じて駆動する。この転舵モータ８は、転舵モータ駆動電流に応じて駆動することにより、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌを転舵するための転舵トルクを出力する。
転舵モータ８の出力軸先端側には、ピニオンギアを用いて形成した転舵出力歯車８ａを設ける。そして、転舵出力歯車８ａは、ラック軸１３の両端部間に設けたラックギアと噛合する。すなわち、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌは、転舵出力歯車８ａの回転に応じて転舵可能となっている。Further, the
A steered
さらに、転舵モータ８には、転舵モータ角センサ９を設ける。転舵モータ角センサ９は、転舵モータ８の回転角を検出する。転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵角θｒは、転舵出力歯車８ａの回転角度と、ラック軸１３のラックギアと転舵出力歯車８ａとのギア比とによって一意に決定する。そのため、本実施形態では、転舵モータ８の回転角から転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵角θｒを求める。
コントローラ２０は、操舵角センサ３で検出したステアリングホイール１の操舵角θｓと、操舵トルクセンサ５で検出した操舵トルクＴと、転舵モータ角センサ９で検出した転舵角θｒとを入力する。また、コントローラ２０は、この他に、他システムのコントローラ１６から車速Ｖやヨーレートγを入力する。Further, the steered
The
そして、クラッチ６の解放状態では、コントローラ２０は、ステアリングホイール１の操舵状態に応じて転舵モータ８を駆動制御し、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌを転舵する。これにより、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵角θｒは、操舵状態に応じた転舵指令角に一致する。また同時に、コントローラ２０は、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵状態に応じて反力モータ６を駆動制御し、ステアリングホイール１に操舵反力を付与する。これにより、ステアリングホイール１に路面反力を模擬した操舵反力を与える。このようにして、コントローラ２０は、ステアバイワイヤ制御（以下、ＳＢＷ制御という）を行う。
In the released state of the clutch 6, the
また、端当て状態となってクラッチ６を締結した状態では、コントローラ２０は、運転者に端当て感を与えるための端当て時制御として、転舵角を所定転舵角で固定する転舵角固定制御を行う。上記所定転舵角は、例えばラックエンド角とする。端当て時制御は、運転者がステアリングホイール１の切り戻し操作を行ったタイミングで終了する。端当て時制御を終了した後は、通常のＳＢＷ制御に復帰する。
In the state where the
本実施形態では、コントローラ２０は、端当て時制御からＳＢＷ制御へ移行する際、クラッチ解放指令を出力してからクラッチ６の解放が完了するまでの間、ギア比固定制御を行う。ギア比固定制御とは、転舵角θｒを、操舵角θｓの変化勾配に対して転舵角θｒの変化勾配が一致又は略一致するような転舵指令角（ギア比固定転舵指令角）とするべく転舵モータ８を駆動制御するものである。以下、このギア比固定制御について詳細に説明する。
In the present embodiment, the
図５は、コントローラ２０の構成を示すブロック図である。
この図５に示すように、コントローラ２０は、切替判定部２１と、クラッチ制御部２２とを備える。
切替判定部２１は、操舵角θｓと転舵角θｒと操舵トルクＴとを入力し、クラッチ６の締結及び締結解除の切替を判定する。本実施形態では、切替判定部２１は、操舵角θｓと転舵角θｒとに基づいて端当て状態を検出し、その検出結果に応じてクラッチ６の締結及び締結解除の切替を判定する。ここで、端当て状態とは、運転者がステアリングホイール１を中立位置から左方向または右方向に操舵し、ラック軸１３が最大移動量に達した状態（操舵限界に達した状態）をいう。また、切替判定部２１は、操舵トルクＴに基づいて、クラッチ６の状態（締結状態であるか解放状態であるか）を判定する。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the
As shown in FIG. 5, the
The switching
図６は、切替判定部２１で実行する端当て判定処理手順を示すフローチャートである。この端当て判定処理は、所定時間毎に繰り返し実行する。
先ずステップＳ１で、切替判定部２１は、直前に設定した後述する切替判定フラグＦｌｇに基づいて、クラッチ６が締結状態であるか否かを判定する。そして、Ｆｌｇ＝０又はＦｌｇ＝２である場合には、クラッチ６が解放状態であると判断してステップＳ２に移行する。一方、Ｆｌｇ＝１である場合には、クラッチ６が締結状態であると判断して後述するステップＳ８に移行する。FIG. 6 is a flowchart showing a terminal contact determination processing procedure executed by the switching
First, in step S1, the switching
ステップＳ２では、切替判定部２１は、転舵角θｒが最大転舵角即ちラックエンド角であるか否かを判定する。そして、転舵角θｒが最大転舵角ではないと判定した場合にはステップＳ３に移行し、転舵角θｒが最大転舵角であると判定した場合には後述するステップＳ５に移行する。
ステップＳ３では、切替判定部２１は、クラッチ６を解放するためのクラッチ指令（クラッチ解放指令）を、クラッチ制御部２２に出力し、ステップＳ４に移行する。In step S2, the switching
In step S3, the switching
ステップＳ４では、切替判定部２１は、切替判定フラグＦｌｇを、端当て状態ではないことを示す“０”にセットする。そして、切替判定フラグＦｌｇ＝０を後述する反力指令切替部２５及び転舵指令切替部３０に出力してから、端当て判定処理を終了する。
ステップＳ５では、切替判定部２１は、操舵角θｓが最大操舵角即ち切り込み限界角であるか否かを判定する。そして、操舵角θｓが最大操舵角ではないと判定した場合には前記ステップＳ３に移行し、操舵角θｓが最大操舵角であると判定した場合にはステップＳ６に移行する。In step S4, the switching
In step S5, the switching
ステップＳ６では、切替判定部２１は、クラッチ６を締結するためのクラッチ指令（クラッチ締結指令）をクラッチ制御部２２に出力し、ステップＳ７に移行する。
ステップＳ７では、切替判定部２１は、切替判定フラグＦｌｇを、端当て状態であることを示す“１”にセットする。そして、切替判定フラグＦｌｇ＝１を後述する反力指令切替部２５及び転舵指令切替部３０に出力してから、端当て判定処理を終了する。In step S6, the switching
In step S <b> 7, the switching
このように、切替判定部２１は、ＳＢＷ制御中に端当て状態であるか否かを判定し、端当て状態を検出していないとき、後述する反力指令切替部２５及び転舵指令切替部３０に切替判定フラグＦｌｇ＝０を出力する。また、このとき切替判定部２１は、クラッチ制御部２２にクラッチ解除指令を出力する。一方、切替判定部２１は、ＳＢＷ制御中に端当て状態を検出すると、後述する反力指令切替部２５及び転舵指令切替部３０に切替判定フラグＦｌｇ＝１を出力すると共に、クラッチ制御部２２にクラッチ締結指令を出力する。
In this way, the switching
また、ステップＳ８では、切替判定部２１は、端当て時制御を終了するか否かを判定する。例えば、運転者によるステアリングホイール１の切り戻し操作を検出したとき、端当て時制御を終了するものと判断する。そして、端当て時制御を終了すると判断した場合には、クラッチ６の締結解除条件が成立したものとしてステップＳ９に移行し、端当て時制御を継続すると判断した場合には前記ステップＳ６に移行する。
ステップＳ９では、切替判定部２１は、クラッチ制御部２２にクラッチ解放指令を出力し、ステップＳ１０に移行する。
ステップＳ１０では、切替判定部２１は、切替判定フラグＦｌｇを、端当て状態でなくなりクラッチ解放動作中であることを示す“２”にセットする。そして、切替判定フラグＦｌｇ＝２を後述する反力指令切替部２５及び転舵指令切替部３０に出力し、ステップＳ１１に移行する。
ステップＳ１１では、切替判定部２１は、クラッチ６が確実に解放状態となったか否かを判定する。ここでは、操舵トルクセンサ５で検出した操舵トルクＴが、ゼロ付近の解放判断閾値以下（例えば１Ｎｍ以下）である状態が、所定時間（例えば数ｍｓｅｃ）続いたときに、クラッチ６の解放が完了したと判断する。In step S8, the switching
In step S9, the switching
In step S10, the switching
In step S11, the switching
そして、このステップＳ１１で、クラッチ６がまだ解放していないと判断すると前記ステップＳ９に移行し、クラッチ６が解放したと判断すると端当て判定処理を終了する。
クラッチ制御部２２は、切替判定部２１から入力したクラッチ指令に従って、クラッチ６の締結及び締結解除を制御する。
図２に戻って、コントローラ２０は、反力演算部２３と、リミッタ２４と、反力指令切替部２５と、反力制御部２６とを備える。
反力演算部２３は、操舵角θｓと車速Ｖと転舵角θｒとに基づいて、目標の反力指令（転舵状態に応じた反力トルク）を演算する。そして、演算した反力指令を通常反力指令Ｔｓ０として設定する。If it is determined in step S11 that the
The
Returning to FIG. 2, the
The reaction
そして、反力演算部２３は、設定した通常反力指令Ｔｓ０を、そのまま反力指令切替部２５に出力すると共に、リミッタ２４を介して反力指令切替部２５に出力する。リミッタ２４は、通常反力指令Ｔｓ０に制限をかけ、その結果をリミッタ後反力指令Ｔｓ１として反力指令切替部２５に出力する。
反力指令切替部２５は、切替判定部２１から切替判定フラグＦｌｇ＝０又は切替判定フラグＦｌｇ＝２を入力している場合には、通常反力指令Ｔｓ０を最終反力指令Ｔｓ*として反力制御部２６に出力する。また、反力指令切替部２５は、切替判定部２１から切替判定フラグＦｌｇ＝１を入力している場合には、リミッタ後反力指令Ｔｓ１を最終反力指令Ｔｓ*として反力制御部２６に出力する。Then, the reaction
When the switching determination flag Flg = 0 or the switching determination flag Flg = 2 is input from the switching
反力制御部２６は、実反力トルクを最終反力指令Ｔｓ*に一致するための反力モータ４への電流指令値（反力モータ駆動電流）を演算し、その電流司令値をもとに反力モータ４を駆動制御する。ここでは、フィードフォワード制御＋フィードバック制御＋ロバスト補償による反力サーボ制御により、上記電流指令値を演算する。
転舵指令角演算部２７は、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌを運転者の操舵に応じた転舵角とするための転舵指令角を演算する。ここでは、操舵角θｓに、車速Ｖに応じて設定したギア比を乗算し、転舵指令角を演算する。そして、転舵指令角演算部２７は、演算した転舵指令角を通常転舵指令角θｒ０として転舵指令切替部３０に出力する。The reaction
The steered command
端当て時転舵指令角出力部２８は、予め格納した転舵角（例えばラックエンド角）を、端当て時転舵指令角θｒ１として転舵指令切替部３０に出力する。
解放時転舵指令角演算部２９は、操舵角θｓと転舵角θｒと操舵トルクＴとを入力する。この解放時転舵指令角演算部２９は、クラッチ６を、締結状態からできるだけ早く確実に解放状態とするためのクラッチ解放用の転舵指令角（解放時転舵指令角θｒ２）を演算する。The end contact turning command
The disengagement turning command
本実施形態では、解放時転舵指令角演算部２９は、操舵角θｓの変化勾配に対して転舵角θｒの変化勾配が一致するような転舵指令角を算出し、その転舵指令角を、操舵トルクＴが減少する方向に補正することで、解放時転舵指令角θｒ２を演算する。
図７は、解放時転舵指令角演算部２９の構成を示すブロック図である。
解放時転舵指令角演算部２９は、オフセット算出部２９ａと、減算器２９ｂと、トルク解消項算出部２９ｃと、加算器２９ｄとを備える。
オフセット算出部２９ａは、操舵角θｓと、転舵角θｒと、切替判定フラグＦｌｇとを入力する。そして、切替判定フラグＦｌｇが２以外から２となったタイミングで、次式をもとにオフセットΔθを算出する。
Δθ＝θｓ−θｒ ………（１）In this embodiment, the turning turning command
FIG. 7 is a block diagram illustrating the configuration of the release turning steering command
The disengagement turning command
The offset
Δθ = θs−θr (1)
そして、オフセット算出部２９ａは、切替判定フラグＦｌｇが２以外に切り替わるまで、上記タイミングで算出したオフセットΔθを出力する。オフセットΔθは、切替判定フラグＦｌｇ＝２となったタイミングでの操舵角θｓと転舵角θｒとの角度偏差である。すなわち、当該角度偏差は、切替判定フラグＦｌｇ＝２となる前に実施していた可変ギア比制御によって生じた角度偏差である。
減算器２９ｂは、操舵角θｓからオフセット算出部２９ａで算出したオフセットΔθを減算し、その結果を転舵指令角θｒｓとして出力する。この転舵指令角θｒｓは、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とを一致させるための転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵指令角である。
トルク解消項算出部２９ｃは、操舵トルクＴに予め設定したゲインを乗算することで、操舵トルクＴ分に相当する転舵指令角θｒｔを算出する。そして、算出した転舵指令角θｒｔを、転舵指令角θｒｓを補正するためのトルク解消項として加算器２９ｄに出力する。Then, the offset
The subtractor 29b subtracts the offset Δθ calculated by the offset
The torque elimination
加算器２９ｄは、減算器２９ｂから出力した転舵指令角θｒｓとトルク解消項θｒｔとを加算し、その結果を解放時転舵指令角θｒ２として出力する。
転舵指令切替部３０は、切替判定部２１から切替判定フラグＦｌｇ＝０を入力している場合には、通常転舵指令角θｒ０を最終転舵指令角θｒ*として角度サーボ制御部３１に出力する。また、転舵指令切替部３０は、切替判定部２１から切替判定フラグＦｌｇ＝１を入力している場合には、端当て時転舵指令角θｒ１を最終転舵指令角θｒ*として角度サーボ制御部３１に出力する。さらに、転舵指令切替部３０は、切替判定部２１から切替判定フラグＦｌｇ＝２を入力している場合には、解放時転舵指令角θｒ２を最終転舵指令角θｒ*として角度サーボ制御部３１に出力する。The
The steering
角度サーボ制御部３１は、実転舵角θｒが最終転舵指令角θｒ*と一致するように、転舵モータ８の電流指令値（転舵モータ駆動電流）を演算する。ここで、角度サーボ制御部３１は、最終転舵指令角θｒ*に所定の応答特性で実転舵角θｒが追従するように制御演算する角度サーボ制御により、転舵モータ８の電流指令値を演算する。舵角サーボ制御では、フィードフォワード制御＋フィードバック制御＋ロバスト補償により、上記電流指令値を演算する。The angle
このように、コントローラ２０は、切替判定部２１で端当て状態を検出してクラッチ６を締結したとき、運転者に端当て感を与えるための端当て時制御を行う。そして、コントローラ２０は、この端当て時制御中に、運転者のステアリングホイール１の切り戻し操作を検出すると、端当て時制御を終了してＳＢＷ制御に復帰するべくクラッチ６に解放指令を出力する。
このとき、クラッチ６に解放指令を出力した後、クラッチ６の解放が完了するまでの間は、可変ギア比制御を停止して、操舵角θｓと転舵角θｒとが同じように動くように転舵モータ８を駆動制御する。その際、操舵トルクＴを減らすように転舵指令角を補正する。このようにして、ギア比固定制御を行う。As described above, the
At this time, after the release command is output to the
（動作）
次に、第１の実施形態の動作について説明する。
本ＳＢＷシステムは、クラッチ６の締結を解除した状態でＳＢＷ制御を実行する。
ＳＢＷ制御中に運転者がステアリング操作を行うと、操舵角センサ３は運転者が入力した操舵角θｓを検出する。そして、コントローラ２０は、実転舵角が、操舵角センサ３が検出した操舵角θｓに応じた転舵量となるように転舵モータ８を駆動制御する。これにより、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌが転舵する。(Operation)
Next, the operation of the first embodiment will be described.
The SBW system performs SBW control in a state where the engagement of the clutch 6 is released.
When the driver performs a steering operation during the SBW control, the steering angle sensor 3 detects the steering angle θs input by the driver. Then, the
また、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵によって、路面から転舵輪１１Ｒ，１１Ｌへ路面反力が入力する。そのため、コントローラ２０は、反力モータ４を駆動制御して、実路面反力に相当する操舵反力をステアリングホイール１に付与する。
このようにしてＳＢＷ制御を行うことで、運転者は自身の感覚に合致したステアリング操作を行うことができる。
このＳＢＷ制御中に、運転者がステアリングホイール１の切り込み操作を行い、図８の時刻ｔ１の直前で切り込み限界に達すると、操舵角センサ３は最大操舵角θｓを検出する。また、その操舵角θｓに応じた転舵量となるように転舵モータ８を駆動制御することで、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌは最大転舵角まで転舵する。そのため、転舵モータ角度センサ９は最大転舵角θｒを検出する（図６のステップＳ２でＹｅｓ、ステップＳ５でＹｅｓ）。Further, road surface reaction force is input from the road surface to the steered
By performing the SBW control in this manner, the driver can perform a steering operation that matches his / her sense.
During the SBW control, when the driver performs the turning operation of the
すると、コントローラ２０は、時刻ｔ１で、クラッチ締結指令によってクラッチ６を解放状態から締結状態へ切り替える制御を行う（ステップＳ６）。また、同時に、最終転舵指令角θｒ*を端当て時転舵指令角θｒ１に固定すると共に、最終反力指令Ｔｓ*をリミット後反力指令Ｔｓ１に切り替える（ステップＳ７）。
これにより、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵角は、端当て時転舵指令角θｒ１で固定となる。このとき、ステアリングホイール１と転舵輪１１Ｒ，１１Ｌとは、クラッチ６を介して機械的に連結している。そのため、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵角を固定することで、ステアリングホイール１をそれ以上切り込めないようにすることができる。すなわち、反力モータの過熱を防止しつつ、運転者に対して良好な端当て感を与えることができる。Then, the
Thereby, the turning angle of the steered
その後、運転者がハンドルを切り戻し方向に操作すると、コントローラ２０は端当て時制御を終了すると判断し（ステップＳ８でＹｅｓ）、時刻ｔ２で、クラッチ解放指令によってクラッチ６を締結状態から解放状態へ切り替える制御を行う（ステップＳ９）。このとき、コントローラ２０は、解放時転舵指令角θｒ２を最終転舵指令角θｒ*として設定すると共に、通常反力指令Ｔｓ０を最終反力指令Ｔｓ*として設定する（ステップＳ１０）。Thereafter, when the driver operates the steering wheel in the direction of turning back, the
時刻t２ではトルクが立っているため、解放時転舵指令角θｒ２は、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とを一致するための転舵指令角θｒｓを、操舵トルクＴが減少する方向へ補正した値となる。
したがって、解放時転舵指令角θｒ２を最終転舵指令角θｒ*として設定することで、時刻ｔ２以降は、ステアリングホイール１の切り戻し操作に伴って、操舵角θｓとほぼ同じ戻り方で最終転舵指令角θｒ*が変化する。つまり、操舵側と転舵側が同じように戻ることになる。さらに、解放時転舵指令角θｒ２には、トルク解消項θｒｔによって操舵トルクＴを減らす方向に補正を入れているため、トルクセンサ値は徐々にゼロとなる。Since the torque is standing at time t2, the steering command angle θr2 at the time of release is the steering command angle θrs for making the change gradient of the steering angle θs and the change gradient of the steering angle θr coincide with each other. The value is corrected in the decreasing direction.
Accordingly, by setting the steering command angle θr2 at the time of release as the final steering command angle θr * , after the time t2, the final turning is performed with the return method substantially the same as the steering angle θs as the
このように、トルクセンサ値が小さくなりクラッチ６が解放し易い状態となることで、クラッチ６が実際に解放すると、操舵トルクＴは完全に立たなくなる。そして、操舵トルクＴが解放判断閾値以下となる状態が一定時間続くと、時刻ｔ３でクラッチ６の解放が完了したと判断し（ステップＳ１１でＹｅｓ）、この時刻ｔ３で通常のＳＢＷ制御に復帰する（ステップＳ３及びＳ４）。
As described above, the torque sensor value becomes small and the
ところで、クラッチを締結した端当て時制御を行っている状態から、クラッチを解放して通常のＳＢＷ制御へ移行する場合、クラッチ解放指令を出力するのと同時にＳＢＷ制御へ移行すると、操舵の違和感が発生する場合がある。以下、この点について説明する。
図９は、クラッチ解放時における操舵の違和感について説明する図である。この図９に示す例では、時刻ｔ１１でクラッチ締結指令を出力し、クラッチを締結状態として端当て時制御を開始した後、時刻ｔ１２でクラッチ解放指令を出力している。By the way, when the clutch is released and the normal SBW control is shifted from the state where the clutch is engaged, the steering discomfort is felt if the clutch release command is output and the SBW control is performed at the same time. May occur. Hereinafter, this point will be described.
FIG. 9 is a diagram for explaining the uncomfortable feeling of steering when the clutch is released. In the example shown in FIG. 9, a clutch engagement command is output at time t11, the end-contact control is started with the clutch engaged, and a clutch release command is output at time t12.
時刻ｔ１２でクラッチ解放指令を出力すると同時にＳＢＷ制御に移行して可変ギア比制御を開始すると、時刻ｔ１２以降は、操舵角θｓの変化勾配に対して転舵指令角θｒ*の変化勾配が大きくなる。すなわち、ステアリングホイール１の切り戻し量に対して、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌが大きく戻ろうとする。
このとき、クラッチが解放状態であれば、クラッチが滑ることで操舵角θｓと転舵角θｒとの角度差を吸収し、ステアリングホイール１の切り戻し量に対して、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌが大きく戻ることができる。
ところが、時刻ｔ１２でクラッチ解放指令を出力したにもかかわらず、クラッチを解放できなかった場合、ハンドル戻し量に対して転舵輪１１Ｒ，１１Ｌが大きく戻ろうとしてもクラッチは滑らない。そのため、操舵角θｓと転舵角θｒとに角度差を設けることができず、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌが戻ることでハンドルを取られるおそれがある。When the clutch release command is output at the time t12 and at the same time the SBW control is started and the variable gear ratio control is started, the change gradient of the steering command angle θr * becomes larger than the change gradient of the steering angle θs after the time t12. . That is, the steered wheels 11 </ b> R and 11 </ b> L try to return greatly with respect to the amount of return of the
At this time, if the clutch is disengaged, the clutch slips to absorb the angle difference between the steering angle θs and the turning angle θr, and the steered
However, when the clutch release command is output at time t12 and the clutch cannot be released, the clutch does not slip even if the steered
また、このときトルクセンサがねじれ、トルクセンサ値は大きくなる。この状態は、図２に示す構成のクラッチの場合、ローラ６３が内外輪に強く噛み込んだ状態である。したがって、この状態では、クラッチ解放指令を出力してもクラッチを解放することができない。そのため、時刻ｔ１２から所定時間（図８の時刻ｔ２から時刻ｔ３までに相当する時間）が経過した時刻ｔ１３でも、クラッチが締結状態のままとなってしまう。
このように、クラッチ解放指令を出力すると同時にＳＢＷ制御の可変ギア比制御を開始すると、操舵の違和感が生じると共に、クラッチの解放が困難になる。
そこで、クラッチ締結状態からクラッチ解放状態としてＳＢＷ制御を開始する場合、クラッチ解放指令を出力したときはＥＰＳ制御を行っておき、クラッチの解放が完了したと判断したらＳＢＷ制御に移行する方法もある。At this time, the torque sensor is twisted and the torque sensor value increases. This state is a state in which the
As described above, if the variable gear ratio control of the SBW control is started at the same time when the clutch release command is output, the uncomfortable feeling of steering occurs and it becomes difficult to release the clutch.
Therefore, when starting the SBW control from the clutch engaged state to the clutch released state, there is a method in which the EPS control is performed when the clutch release command is output, and the process shifts to the SBW control when it is determined that the clutch release is completed.
ところが、この場合、クラッチが実際に解放してからクラッチの解放判断が終了するまでの間は、クラッチ解放状態でＥＰＳ制御を行うことになる。しかしながら、クラッチ解放状態ではトルクセンサでトルクが検出できないため、アシスト電流を適切に発生することができない。そのため、クラッチの解放判断に時間がかかると、その分、クラッチ解放状態でＥＰＳ制御を長く続けることになり、操舵感が悪化してしまう。 However, in this case, EPS control is performed in the clutch release state until the clutch release determination is completed after the clutch is actually released. However, since the torque cannot be detected by the torque sensor in the clutch disengaged state, the assist current cannot be generated appropriately. For this reason, if it takes time to determine the release of the clutch, the EPS control is continued for a long time in the clutch release state, and the steering feeling is deteriorated.
これに対して、本実施形態では、クラッチ解放指令を出力してから実際にクラッチ６の解放が完了するまでの間は、可変ギア比制御を停止したギア比固定制御を行う。これにより、上述したようなハンドル戻りの違和感も低減することができる。
また、操舵側と転舵側とが同じように動くようにすることができ、操舵トルクＴの増加を禁止することができる。そのため、クラッチ６を構成するローラ６３が内外輪に噛み込む力が余計にかかるのを防止することができる。その結果、クラッチ６を解放し易くすることができる。On the other hand, in the present embodiment, the gear ratio fixed control in which the variable gear ratio control is stopped is performed after the clutch release command is output until the
Further, the steering side and the steered side can be moved in the same manner, and an increase in the steering torque T can be prohibited. Therefore, it is possible to prevent an extra force that the
さらに、このとき、操舵トルクセンサ５で操舵トルクＴを検出し、操舵トルクＴを減らす方向に転舵指令角を補正する。そのため、クラッチ６が解放し易い状態を素早く作り出すことができ、素早く確実にクラッチを解放することができる。実際の転舵の応答は進んだり遅れたりするものであり、ジョイントによる角度変化もあるため、クラッチ締結中は可変ギア比制御を停止するだけではハンドルを取られる現象が生じる場合がある。操舵トルクＴを減らすように転舵指令角を補正することで、クラッチ締結中にハンドルが取られるのを確実に防止することができる。
Further, at this time, the steering torque T is detected by the
また、クラッチが実際に解放してからクラッチの解放判断が終了するまでの間は、クラッチ解放状態でギア比固定制御を行う。ギア比固定制御ではトルクセンサ値を用いないため、クラッチ解放状態となってトルクセンサでトルクを検出できない状態であっても適切な制御が可能である。
なお、図１において、反力モータ４が反力アクチュエータに対応し、転舵モータ８が転舵アクチュエータに対応し、コントローラ２０が操舵制御部に対応している。さらに、操舵角センサ３が操舵角検出部に対応し、操舵トルクセンサ５が操舵トルク検出部に対応し、転舵モータ角センサ９が転舵角検出部に対応している。また、図２において、リミッタ２４、反力指令切替部２５、反力制御部２６、端当て時転舵指令角出力部２８、転舵指令切替部３０及び角度サーボ制御部３１が端当て制御部に対応している。Further, the gear ratio fixing control is performed in the clutch released state after the clutch is actually released until the clutch release determination is completed. Since the torque sensor value is not used in the gear ratio fixed control, appropriate control is possible even when the clutch is in a released state and the torque cannot be detected by the torque sensor.
In FIG. 1, the reaction force motor 4 corresponds to the reaction force actuator, the turning
さらに、図６のステップＳ６がクラッチ締結制御部に対応し、ステップＳ８が切り戻し検出部に対応している。また、ステップＳ９がクラッチ解放制御部に対応し、ステップＳ１０が操舵反力付与部に対応し、ステップＳ１０及び図７の解放時転舵指令角演算部２９がギア比固定制御部に対応し、ステップＳ１１が解放完了検出部に対応している。
また、図７のオフセット算出部２９ａがオフセット算出部に対応し、減算器２９ｂが転舵指令角算出部に対応し、トルク解消項算出部２９ｃ及び加算器２９ｄが補正部に対応している。Further, step S6 in FIG. 6 corresponds to the clutch engagement control unit, and step S8 corresponds to the switchback detection unit. Step S9 corresponds to the clutch release control unit, Step S10 corresponds to the steering reaction force applying unit, Step S10 and the release turning steering command
Further, the offset
（効果）
第１の実施形態では、以下の効果が得られる。
（１）クラッチ６を締結した状態でクラッチ６の締結解除条件が成立したとき、コントローラ２０は、クラッチ解放指令を出力する。そして、クラッチ解放指令を出力してから、実際にクラッチ６の解放が完了したことを検出するまでの間、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とが一致又は略一致するように転舵角θｒを制御するギア比固定制御を行う。
このように、クラッチ解放指令を出力してから実際にクラッチ６が解放するまでの間、可変ギア比制御を停止して、ステアリングホイール１が１回転したときピニオンギアも１回転するような制御を行う。そのため、操舵トルクの増加を抑制しクラッチを解放し易くすることができる。また、クラッチを締結したまま可変ギア比制御を行うことがないため、ハンドルを取られるといった操舵の違和感も生じない。さらに、クラッチの解放に伴うトルク変動に起因したトルクセンサやシャフトの自由振動を防止することができる。したがって、クラッチ解放時における違和感（音振）を防止することができる。(effect)
In the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the engagement release condition of the clutch 6 is satisfied with the clutch 6 engaged, the
In this way, the variable gear ratio control is stopped between the output of the clutch release command and the actual release of the clutch 6, and control is performed so that the pinion gear rotates once when the
（２）クラッチ６は、内輪カム６１と、外輪６２と、操舵による入力軸６４の回動時、内輪カム６１の外面６１ａと外輪６２の内面６２ａとの間に楔状に噛み込むローラ６３とを有する。そして、クラッチ６は、ローラ６３が噛み込み内輪カム６１と外輪６２とが係合することにより締結状態となり、ローラ６３の噛み込みが解除され内輪カム６１と外輪６２との係合が解除されることにより解放状態となる。
このような構造のクラッチ６では、トルクを印加するとローラ６３が内外輪に噛み込み、締結状態となる。すると、仮にクラッチ解放指令を出力しても解放状態とすることができない。しかしながら、ギア比固定制御を行うことで、上記のような構造のクラッチ６を適用した場合であっても、適切にクラッチ６を解放状態とすることができる。(2) The
In the clutch 6 having such a structure, when a torque is applied, the
（３）コントローラ２０は、クラッチ解放指令を出力したときの操舵角θｓから、クラッチ解放指令を出力したときの転舵角θｒを減算することで、操舵角θｓと転舵角θｒとの角度偏差（オフセット）Δθを算出する。そして、現在の操舵角θｓからオフセットΔθを減算することで、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とが一致するための転舵指令角θｒｓを算出する。
このように、クラッチ解放指令を出力したときの角度偏差Δθ（直前の可変ギア比制御によって生じている角度偏差）と、現在の操舵角θｓとを用いるので、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とが一致するための転舵指令角θｒｓを精度良く算出することができる。(3) The
As described above, since the angle deviation Δθ when the clutch release command is output (the angle deviation caused by the immediately preceding variable gear ratio control) and the current steering angle θs are used, the change gradient of the steering angle θs and the steering are used. The steering command angle θrs for matching the change gradient of the angle θr can be calculated with high accuracy.
（４）コントローラ２０は、ギア比固定制御に際し、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とが一致するための転舵指令角θｒｓを、操舵トルクＴが減少する方向に補正する。そして、転舵角θｒを、補正後の転舵指令角とするべく転舵モータ８を駆動制御する。
これにより、素早くトルクを打ち消し、クラッチ６が解放し易い状態とすることができる。したがって、運転者がステアリングホイール１を操作しているときにクラッチ解放指令を出力した場合であっても、クラッチ６の素早い解放が可能となる。(4) During the gear ratio fixed control, the
Thereby, the torque can be quickly canceled and the clutch 6 can be easily released. Therefore, even when the driver outputs a clutch release command while operating the
（５）コントローラ２０は、ギア比固定制御中、ステアリングホイール１に転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵状態に応じた操舵反力を付与するべく反力モータ４を駆動制御する。
このように、ギア比固定制御中に、通常のＳＢＷ制御における操舵反力を付与する。これにより、クラッチ解放に伴う反力変動を感じにくくすることができる。
また、ギア比固定制御は、ＳＢＷ制御における転舵指令角（通常転舵指令角θｒ０）のみをギア比固定制御用の転舵指令角（解放時転舵指令角θｒ２）に切り替えた制御とすることができる。したがって、スムーズにＳＢＷ制御へ切り替えることができる。(5) During the gear ratio fixed control, the
Thus, during the gear ratio fixed control, the steering reaction force in the normal SBW control is applied. Thereby, it is possible to make it difficult to feel the reaction force fluctuation accompanying the clutch release.
The gear ratio fixed control is a control in which only the steering command angle (normal steering command angle θr0) in the SBW control is switched to the steering command angle (gearing command angle θr2 at release) for the gear ratio fixed control. be able to. Therefore, it is possible to smoothly switch to SBW control.
（６）コントローラ２０は、クラッチ解放状態でＳＢＷ制御を行い、ＳＢＷ制御中に端当て状態を検出すると、クラッチ締結状態として運転者に端当て感を与える端当て時制御を行う。そして、この端当て時制御中に、運転者によるステアリングホイールの切り戻し操作を検出したとき、クラッチ６に対して締結解除指令を出力する。
これにより、クラッチ締結状態からクラッチ解放状態とする場面において、操舵の違和感なく確実なクラッチ解放動作を行うことができる。(6) The
Thereby, in the scene which changes from a clutch fastening state to a clutch release state, a reliable clutch release operation can be performed without a sense of incongruity of steering.
（７）コントローラ２０は、操舵トルクＴが、ゼロ付近の解放判断閾値以下である状態が一定時間継続したとき、クラッチ６の締結解除が完了したと判断する。
このように、操舵トルクを監視することで、クラッチ６が解放状態となったことを適切に検出することができる。また、クラッチ解放指令を出力したにもかかわらず、クラッチ６が締結したままの場合には、その間、ギア比固定制御を継続することができるので、確実なクラッチの解放が可能となる。(7) When the state where the steering torque T is equal to or less than the release determination threshold value near zero continues for a certain period of time, the
Thus, by monitoring the steering torque, it is possible to appropriately detect that the
（８）クラッチ６を締結した状態でクラッチ６の締結解除条件が成立したとき、クラッチ６に対して締結解除指令を出力する。また、クラッチ６に対して締結解除指令を出力してから、クラッチ６の締結解除が完了したことを検出するまでの間、転舵角θｒを、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とが一致又は略一致するような転舵指令角θｒ２とするべく転舵アクチュエータを駆動制御する。
これにより、クラッチ締結状態でクラッチ解放指令を出力したとき、操舵の違和感なくクラッチ６を素早く確実に解放することができる。(8) When an engagement release condition for the clutch 6 is satisfied with the clutch 6 engaged, an engagement release command is output to the
Thereby, when a clutch release command is output in the clutch engaged state, the clutch 6 can be quickly and reliably released without a sense of incongruity of steering.
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、イグニッションスイッチをオン状態としたとき、クラッチ締結解除条件が成立したと判断するようにしたものである。
（構成）
第２の実施形態におけるコントローラ２０は、図５に示す第１の実施形態におけるコントローラ２０と同様の構成を有する。但し、第２の実施形態とは、切替判定部２１での処理が異なる。
切替判定部２１は、コントローラ２０に電源を投入したとき、図１０に示すクラッチ解放判定処理を実行する。(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the second embodiment, when the ignition switch is turned on, it is determined that the clutch engagement release condition is satisfied.
(Constitution)
The
The switching
先ずステップＳ２１で、切替判定部２１は、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わったか否かを判定する。そして、イグニッションスイッチがオフ状態である場合にはオン状態になるまで待機し、オン状態に切り替わったと判定するとステップＳ２２に移行する。
ステップＳ２２では、切替判定部２１は、クラッチ制御部２２にクラッチ解放指令を出力し、ステップＳ２３に移行する。First, in step S21, the switching
In step S22, the switching
ステップＳ２３では、切替判定部２１は、切替判定フラグＦｌｇを、クラッチ解放動作中であることを示す“２”にセットする。そして、切替判定フラグＦｌｇ＝２を反力指令切替部２５及び転舵指令切替部３０に出力し、ステップＳ２４に移行する。
ステップＳ２４では、切替判定部２１は、クラッチ６が確実に解放状態となったか否かを判定する。ここでは、操舵トルクセンサ５で検出した操舵トルクＴが所定値以下（例えば１Ｎｍ以下）である状態が、所定時間（例えば数ｍｓｅｃ）続いたときに、クラッチ６の解放が完了したと判断する。In step S23, the switching
In step S24, the switching
そして、このステップＳ２４で、クラッチ６がまだ解放していないと判断すると前記ステップ２２に移行し、クラッチ６が解放したと判断するとステップＳ２５に移行する。
ステップＳ２５では、切替判定部２１は、切替判定フラグＦｌｇを、通常のＳＢＷ制御中であることを示す“０”にセットする。そして、切替判定フラグＦｌｇ＝０を反力指令切替部２５及び転舵指令切替部３０に出力し、端当て判定処理を終了する。If it is determined in step S24 that the
In step S25, the switching
（動作）
次に、第２の実施形態の動作について説明する。
本ＳＢＷシステムでは、電源投入してイグニッションスイッチをオンしたとき、締結状態にあるクラッチ６を解放してＳＢＷ制御を開始する。
すなわち、コントローラ２０は、イグニッションスイッチをオンしたことを検出すると（図１０のステップＳ２１でＹｅｓ）、そのタイミングでクラッチ解放指令によってクラッチ６を締結状態から解放状態へ切り替える制御を行う（ステップＳ２２）。また、同時に、コントローラ２０は、解放時転舵指令角θｒ２を最終転舵指令角θｒ*として設定すると共に、通常反力指令Ｔｓ０を最終反力指令Ｔｓ*として設定する（ステップＳ２３）。
ステアリングホイール１を操作しながらイグニッションスイッチをオンした場合、クラッチ解放指令を出力したタイミングではトルクが立った状態となっている。このようにトルク印加中であると、クラッチ６が解放できない場合がある。(Operation)
Next, the operation of the second embodiment will be described.
In the present SBW system, when the power is turned on and the ignition switch is turned on, the clutch 6 in the engaged state is released and SBW control is started.
That is, when the
When the ignition switch is turned on while operating the
しかしながら、このときコントローラ２０は、解放時転舵指令角θｒ２を最終転舵指令角θｒ*として設定する。これにより、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とが略一致する。また、トルクセンサ値はゼロへ向けて減少し、クラッチ６が解放し易い状態となる。そして、実際にクラッチ６が解放してトルクが完全に立たなくなると、コントローラ２０は、クラッチ６の解放が完了したと判断し（ステップＳ２４でＹｅｓ）、通常のＳＢＷ制御を開始する（ステップＳ２５）。
このように、イグニッションスイッチをオン状態としたときに、クラッチ解放指令を出力してギア比固定制御を行う。したがって、ハンドル操作したままイグニッションスイッチをオン状態とした場合には、素早くトルクを打ち消し、クラッチ６を確実に解放することができる。したがって、スムーズにＳＢＷ制御を開始することができる。However, at this time, the
In this way, when the ignition switch is turned on, the clutch release command is output to perform the gear ratio fixed control. Therefore, when the ignition switch is turned on while the steering wheel is operated, the torque can be quickly canceled and the clutch 6 can be reliably released. Therefore, SBW control can be started smoothly.
また、ハンドル操作をせずにイグニッションスイッチをオン状態とした場合には、操舵トルクＴ＝０であるため、トルク解消項θｒｔ＝０となる。そのため、解放時転舵指令角θｒ２を最終転舵指令角θｒ*として設定することで、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とが一致する。
したがって、イグニッションスイッチをオン状態とした後、ステアリングホイール１を操作した場合には、操舵側と転舵側が同じように動くため、操舵トルクＴはゼロを維持する。そのため、クラッチ６を確実に解放し、スムーズにＳＢＷ制御を開始することができる。
なお、図１０のステップＳ２２がクラッチ解放制御部に対応し、ステップＳ２３及び図７の解放時転舵指令角演算部２９がギア比固定制御部に対応し、ステップＳ２４が解放完了検出部に対応している。Further, when the ignition switch is turned on without operating the steering wheel, the torque cancellation term θrt = 0 because the steering torque T = 0. Therefore, by setting the release turning command angle θr2 as the final turning command angle θr * , the change gradient of the steering angle θs matches the change gradient of the turning angle θr.
Therefore, when the
Note that step S22 in FIG. 10 corresponds to the clutch release control unit, step S23 and the release turning steering command
（効果）
第２の実施形態では、以下の効果が得られる。
（１）コントローラ２０は、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態となったとき、クラッチ締結解除条件が成立したと判断する。
したがって、ハンドル操作したままイグニッションスイッチをオン状態とした場合であっても、クラッチを素早く確実に解放することができる。そのため、クラッチを締結したまま通常のＳＢＷ制御を開始してしまうのを防止することができる。(effect)
In the second embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the ignition switch changes from the off state to the on state, the
Therefore, even when the ignition switch is turned on while the steering wheel is operated, the clutch can be quickly and reliably released. Therefore, it is possible to prevent normal SBW control from being started with the clutch engaged.
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態は、上述した第１及び第２の実施形態において、ギア比固定制御を行っている間、操舵反力を、クラッチ解放指令を出力する直前の操舵反力で固定するようにしたものである。
（構成）
図１１は、本実施形態に係る車両用操舵制御装置を適用したステアバイワイヤシステム（ＳＢＷシステム）の全体構成図である。
このＳＢＷシステムは、転舵モータ電流センサ１０を追加したことを除いては、図１に示すＳＢＷシステムと同一構成を有する。
ここで、転舵モータ電流センサ１０は、転舵モータ８に流れる電流（転舵モータ実電流Ｉｍ）を検出するものであり、転舵モータ８に設ける。そして、コントローラ２０は、転舵モータ電流センサ１０で検出した転舵モータ実電流Ｉｍも入力する。(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
In the third embodiment, in the first and second embodiments described above, the steering reaction force is fixed at the steering reaction force immediately before the clutch release command is output during the gear ratio fixing control. It is a thing.
(Constitution)
FIG. 11 is an overall configuration diagram of a steer-by-wire system (SBW system) to which the vehicle steering control device according to the present embodiment is applied.
This SBW system has the same configuration as the SBW system shown in FIG. 1 except that a steered motor
Here, the steered motor
図１２は、本実施形態のコントローラ２０の構成を示すブロック図である。本実施形態のコントローラ２０は、上述した図５に示すコントローラ２０の反力演算部２３、リミッタ２４及び反力指令切替部２５を、それぞれ反力演算部２３´、前回値保持部２４´及び反力指令切替部２５´に置換したことを除いては、図５のコントローラ２０と同一構成を有する。したがって、ここでは、構成の異なる部分を中心に説明する。
反力演算部２３´は、先ず、転舵モータ実電流Ｉｍと車速Ｖと転舵角θｒとに基づいて、セルフアライニングトルク（実ＳＡＴ）を演算する。そして、演算した実ＳＡＴに応じた目標の反力指令（転舵状態に応じた反力トルク）を、実ＳＡＴ反力指令Ｔｓ０´として設定する。反力演算部２３´は、設定した実ＳＡＴ反力指令Ｔｓ０´を反力指令切替部２５´に出力する。FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of the
The reaction
前回値保持部２４´は、反力指令切替部２５´の出力値を保持し、これを前回値反力指令Ｔｓ１´として反力指令切替部２５´に出力する。
反力指令切替部２５´は、切替判定部２１から切替判定フラグＦｌｇ＝０又は切替判定フラグＦｌｇ＝２を入力している場合には、実ＳＡＴ反力指令Ｔｓ０´を最終反力指令Ｔｓ*として反力制御部２６に出力する。また、反力指令切替部２５´は、切替判定部２１から切替判定フラグＦｌｇ＝１を入力している場合には、前回値反力指令Ｔｓ１´を最終反力指令Ｔｓ*として反力制御部２６に出力する。The previous
When the switching determination flag Flg = 0 or the switching determination flag Flg = 2 is input from the switching
このように、コントローラ２０は、切替判定部２１で端当て状態を検出してクラッチ６を締結したとき、運転者に端当て感を与えるための端当て時制御を行う。そして、コントローラ２０は、この端当て時制御中に、運転者のステアリングホイール１の切り戻し操作を検出すると、端当て時制御を終了してＳＢＷ制御に復帰するべくクラッチ６に解放指令を出力する。
このとき、クラッチ６に解放指令を出力してから、クラッチ６の解放が完了するまでの間は、可変ギア比制御を停止してギア比固定制御を行う。また、その間、クラッチ６に解放指令を出力する直前の操舵反力を維持する操舵反力固定制御を行う。As described above, the
At this time, the variable gear ratio control is stopped and the gear ratio fixed control is performed after the release command is output to the clutch 6 until the release of the clutch 6 is completed. In the meantime, steering reaction force fixing control is performed to maintain the steering reaction force immediately before the release command is output to the
（動作）
次に、第３の実施形態の動作について説明する。
ＳＢＷ制御中に、運転者がステアリングホイール１の切り込み操作を行い、切り込み限界に達すると、操舵角センサ３は最大操舵角θｓを検出する。また、その操舵角θｓに応じた転舵量となるように転舵モータ８を駆動制御することで、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌは最大転舵角まで転舵する。そのため、転舵モータ角度センサ９は最大転舵角θｒを検出する（図６のステップＳ２でＹｅｓ、ステップＳ５でＹｅｓ）。(Operation)
Next, the operation of the third embodiment will be described.
During the SBW control, when the driver performs the turning operation of the
すると、コントローラ２０は、クラッチ締結指令によってクラッチ６を解放状態から締結状態へ切り替える制御を行う（ステップＳ６）。また、同時に、最終転舵指令角θｒ*を端当て時転舵指令角θｒ１に固定すると共に、最終反力指令Ｔｓ*を前回値反力指令Ｔｓ１´に切り替える（ステップＳ７）。
これにより、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵角は、端当て時転舵指令角θｒ１で固定となる。また、操舵反力は、クラッチ締結指令を出力する直前の操舵反力で固定となる。
このとき、ステアリングホイール１と転舵輪１１Ｒ，１１Ｌとは、クラッチ６を介して機械的に連結している。そのため、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵角を固定することで、ステアリングホイール１をそれ以上切り込めないようにすることができる。すなわち、反力モータの過熱を防止しつつ、運転者に対して良好な端当て感を与えることができる。Then, the
Thereby, the turning angle of the steered
At this time, the
さらに、端当て時制御を開始したときに操舵反力を固定とするので、転舵輪１１Ｒ，１１Ｌの転舵角が変化して路面反力が変化した場合であっても、その路面反力の変動を操舵反力として運転者に伝えないようにすることができる。すなわち、端当て時制御の開始時に、最終転舵指令角θｒ*を通常転舵指令角θｒ０から端当て時転舵指令角θｒ１へ変更したとき、操舵反力が乱れて運転者に違和感を与えるのを防止することができる。Furthermore, since the steering reaction force is fixed when the end contact control is started, even if the turning angle of the steered
その後、運転者がハンドルを切り戻し方向に操作すると、コントローラ２０は端当て時制御を終了すると判断し（ステップＳ８でＹｅｓ）、クラッチ解放指令によってクラッチ６を締結状態から解放状態へ切り替える制御を行う（ステップＳ９）。このとき、コントローラ２０は、解放時転舵指令角θｒ２を最終転舵指令角θｒ*として設定すると共に、前回値反力指令Ｔｓ１´を最終反力指令Ｔｓ*として設定する（ステップＳ１０）。Thereafter, when the driver operates the steering wheel in the direction of turning back, the
このように、解放時転舵指令角θｒ２を最終転舵指令角θｒ*として設定することで、ステアリングホイール１の切り戻し操作に伴って、操舵角θｓとほぼ同じ戻り方で最終転舵指令角θｒ*が変化する。つまり、操舵側と転舵側が同じように戻ることになる。さらに、解放時転舵指令角θｒ２には、トルク補償値によって操舵トルクＴを減らす方向に補正を入れているため、トルクセンサ値は徐々にゼロとなる。これにより、クラッチ６が解放し易い状態となり、クラッチ６が解放する。Thus, by setting the steering command angle θr2 at the time of release as the final steering command angle θr * , the final steering command angle is returned in substantially the same way as the steering angle θs in accordance with the switching operation of the
そして、クラッチ６が実際に解放して操舵トルクＴが完全に立たなくなると、コントローラ２０は、クラッチ６の解放が完了したと判断し（ステップＳ１１でＹｅｓ）、通常のＳＢＷ制御に復帰する（ステップＳ３及びＳ４）。
すなわち、本実施形態では、図１３（ａ）に示すように、時刻ｔ２１でクラッチ解放指令を出力してから、時刻ｔ２２でクラッチ６が実際に解放して通常のＳＢＷ制御に復帰するまでの間、操舵反力を固定する。When the clutch 6 is actually released and the steering torque T is not fully established, the
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 13A, from the time when the clutch release command is output at time t21 until the time when the
クラッチ６を解放するために、最終転舵指令角θｒ*を端当て時転舵指令角θｒ１から解放時転舵指令角θｒ２に変更した場合、転舵モータ実電流Ｉｍが変動する。転舵モータ実電流Ｉｍは実ＳＡＴの演算に用いているため、転舵モータ実電流Ｉｍが変動すると実ＳＡＴの演算結果が変動し、実ＳＡＴ反力指令Ｔｓ０´も変動する。そのため、この実ＳＡＴ反力指令Ｔｓ０´に基づいて反力モータ４を駆動制御すると、図１３（ｂ）に示すように操舵反力が乱れ、運転者に違和感を与えてしまう。When the final steering command angle θr * is changed from the turning-time steering command angle θr1 to the released-time steering command angle θr2 in order to release the
これに対して、本実施形態では、クラッチ６を解放するために最終転舵指令角θｒ*を端当て時転舵指令角θｒ１から解放時転舵指令角θｒ２に変更したとき、操舵反力を、転舵指令角を変更する直前の操舵反力に固定する。すなわち、実ＳＡＴの変動に伴って変動する実ＳＡＴ反力指令Ｔｓ０´ではなく、前回値反力指令Ｔｓ１´に基づいて反力モータ４を駆動制御する。そのため、上述した操舵反力の乱れを抑制することができる。In contrast, in the present embodiment, when the final steering command angle θr * is changed from the end-turning steering command angle θr1 to the release-time steering command angle θr2 in order to release the
以上のように、端当て時制御開始時の転舵指令角の変更やクラッチ解放動作中の転舵指令角の変更によって、実ＳＡＴが変動した場合であっても、その変動を操舵反力の乱れとして運転者に伝えないようにすることができる。
なお、図１２の前回値保持部２４´、反力指令切替部２５´及び反力制御部２６が端当て制御時操舵反力固定制御部に対応し、図６のステップＳ１０及び前回値保持部２４´が操舵反力固定制御部に対応している。As described above, even if the actual SAT fluctuates due to a change in the steering command angle at the start of the end-to-end control or a change in the steering command angle during the clutch disengaging operation, the fluctuation is reduced by It is possible not to tell the driver as a disturbance.
Note that the previous
（効果）
第３の実施形態では、以下の効果が得られる。
（１）コントローラ２０は、転舵角制御を行っている間、当該転舵角制御を開始する直前にステアリングホイール１に付与していた操舵反力を維持するように、反力モータ４を駆動制御する。
このように、クラッチ解放指令を出力してから実際にクラッチ６が解放するまでの間、前回値反力指令Ｔｓ１´を用いて反力モータ４を駆動制御する操舵反力固定制御を行う。そのため、クラッチ６を解放するための解放動作により、運転者の操舵意思に反して転舵指令角を変更した場合であっても、実ＳＡＴの変動に起因した操舵反力の乱れを抑制することができる。したがって、操舵の違和感を抑制することができる。(effect)
In the third embodiment, the following effects can be obtained.
(1) During the turning angle control, the
As described above, the steering reaction force fixing control for driving and controlling the reaction force motor 4 is performed using the previous value reaction force command Ts1 ′ from when the clutch release command is output until the
（２）コントローラ２０は、端当て状態を検出して端当て時制御を開始してから、クラッチ解放指令を出力するまでの間、端当て時制御を開始する直前に付与していた操舵反力を維持するように、反力モータ４を駆動制御する。
これにより、クラッチ解放指令を出力した後のクラッチ解放動作中だけでなく、端当て時制御を開始してからクラッチ解放指令を出力するまでの間も、操舵反力を一定に保つことができる。したがって、端当て時制御開始時における運転者の違和感も適切に抑制することができる。(2) The
As a result, the steering reaction force can be kept constant not only during the clutch release operation after outputting the clutch release command, but also during the period from the start of end contact control to the output of the clutch release command. Therefore, the driver's uncomfortable feeling at the start of the end-to-end control can be appropriately suppressed.
（変形例）
（１）上記第１の実施形態においては、切替判定フラグＦｌｇが２から０へ切り替わって通常のＳＢＷ制御へ復帰したとき（図８の時刻ｔ３）の操舵の違和感を解消するために、転舵指令角を補正することもできる。クラッチ解放動作を行っている時刻ｔ２から時刻ｔ３の間は、可変ギア比制御を停止しているため、時刻ｔ３でＳＢＷ制御に移行して可変ギア比制御を開始したとき、転舵指令角が急激に変化してしまう。これが操舵の違和感となる。(Modification)
(1) In the first embodiment, the steering determination flag Flg is switched from 2 to 0 to return to normal SBW control (time t3 in FIG. 8) in order to eliminate the uncomfortable feeling of steering. The command angle can also be corrected. Since the variable gear ratio control is stopped between the time t2 and the time t3 when the clutch release operation is performed, when the shift gear control is started at the time t3, the steering command angle is changed. It changes suddenly. This makes the steering feel uncomfortable.
そこで、時刻ｔ３でＳＢＷ制御へ復帰したとき、その時刻ｔ３での転舵指令角（解放時転舵指令角θｒ２）と、本来の可変ギア比制御を行った場合の転舵指令角（通常転舵指令角θｒ０）との偏差を算出する。そして、時刻ｔ３以降は、その偏差を徐々に無くすように転舵指令角（通常転舵指令角θｒ０）を補正することで、転舵指令角が滑らかに変化するようにする。このとき、運転者による操舵操作が遅いほど、偏差を減らす量を少なくするなどの処理を施すことが好ましい。これにより、より運転者に与える違和感を抑制することができる。 Therefore, when returning to the SBW control at time t3, the steering command angle at the time t3 (steering command angle during release θr2) and the steering command angle when the original variable gear ratio control is performed (normal rotation) The deviation from the rudder command angle θr0) is calculated. Then, after time t3, the steering command angle (normal steering command angle θr0) is corrected so as to gradually eliminate the deviation so that the steering command angle changes smoothly. At this time, as the steering operation by the driver is slower, it is preferable to perform a process such as reducing the amount to reduce the deviation. Thereby, the discomfort given to a driver | operator can be suppressed more.
（２）上記各実施形態においては、クラッチ解放指令を出力した後、操舵トルクＴが解放判断閾値以下となったら直ぐに、クラッチの解放が完了したとしてギア比固定制御からＳＢＷ制御に移行することもできる。これにより、ＳＢＷ制御を開始するまでの時間を短縮することができ、操舵感が向上する。但し、この場合、ＳＢＷ制御に移行してから一定時間が経過するまでの間に、再び操舵トルクＴが解放判断閾値を上回った場合には、クラッチの解放が完了していなかったとしてギア比固定制御に戻るようにする。 (2) In each of the above embodiments, as soon as the steering torque T becomes equal to or less than the release determination threshold after the clutch release command is output, the gear ratio fixed control may be shifted to the SBW control on the assumption that the clutch release is completed. it can. As a result, the time required to start the SBW control can be shortened, and the steering feeling is improved. However, in this case, if the steering torque T again exceeds the disengagement threshold value after a certain period of time has passed since the shift to SBW control, the gear ratio is fixed because the disengagement of the clutch has not been completed. Return to control.
（３）上記各実施形態においては、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とを一致させるための転舵指令角θｒｓを、操舵トルクＴが減少する方向に補正するものとしたが、このトルク解消項θｒｔによる補正を省略することもできる。この場合、操舵トルクＴを積極的に減少することはできないが、操舵角θｓの変化勾配と転舵角θｒの変化勾配とを一致させることができるため、操舵トルクＴの増加は禁止することができる。したがって、クラッチ６のローラ６３が内外輪に噛み込む力が余計にかかるのを防止し、クラッチ６を解放し易くすることができる。
(3) In each of the above embodiments, the turning command angle θrs for making the change gradient of the steering angle θs and the change gradient of the turning angle θr coincide with each other in the direction in which the steering torque T decreases. However, the correction by the torque elimination term θrt can be omitted. In this case, the steering torque T cannot be positively decreased, but the change gradient of the steering angle θs and the change gradient of the turning angle θr can be matched, and therefore an increase in the steering torque T may be prohibited. it can. Therefore, it is possible to prevent an excessive force that the
（４）上記各実施形態においては、端当て時制御から通常のＳＢＷ制御へ復帰するときや、イグニッションスイッチをオン状態としてＳＢＷ制御を開始するときをクラッチの締結解除条件が成立したときとして、クラッチ解放用の制御を行うものとした。しかしながら、例えばＥＰＳ制御からＳＢＷ制御へ移行する場合など、クラッチ６を締結状態から解放状態へ切り替える場面であれば、本発明を適用することができる。
(4) In each of the above embodiments, when the clutch release release condition is satisfied when returning to normal SBW control from end contact control or when starting the SBW control with the ignition switch turned on, the clutch Control for release was performed. However, the present invention can be applied to any scene where the
本発明に係る車両用操舵制御装置によれば、クラッチ解放指令を出力した後は、操舵側と転舵側を同じように動かし操舵トルクが増加しないようにすることができるので、クラッチ解放動作を容易且つ確実に行うことができる。したがって、クラッチを解放状態として行うべき制御を、クラッチを締結したまま行ってしまうといった事態を回避することができ、クラッチ解放指令出力後における操舵の違和感を抑制することができるため、有用である。 According to the vehicle steering control device of the present invention, after the clutch release command is output, the steering side and the steered side can be moved in the same way so that the steering torque does not increase. It can be done easily and reliably. Therefore, it is possible to avoid a situation where the control that should be performed with the clutch in the released state is performed while the clutch is engaged, and it is possible to suppress the uncomfortable feeling of steering after the clutch release command is output, which is useful.
１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…操舵角センサ、４…反力モータ、５…操舵トルクセンサ、６…クラッチ、７…ピニオンシャフト、８…転舵モータ、８ａ…転舵出力歯車、９…転舵モータ角センサ、１１Ｒ，１１Ｌ…転舵輪、１２…ピニオンギア、１３…ラック軸、１４…タイロッド、１５…ナックルアーム、２０…コントローラ
DESCRIPTION OF
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、クラッチを締結した状態でクラッチの締結解除条件が成立したとき、当該クラッチに対して締結解除指令を出力する。また、クラッチに対して締結解除指令を出力してから、クラッチの解放が完了するまでの間、転舵輪の転舵角を、ステアリングホイールの操舵角の変化勾配と転舵輪の転舵角の変化勾配とを一致又は略一致させるためのギア比固定転舵指令角とするように、転舵アクチュエータを駆動制御する。具体的には、締結解除指令を出力したときの操舵角から、締結解除指令を出力したときの転舵角を減算することで、操舵角と転舵角との角度偏差を算出する。そして、現在の操舵角から角度偏差を減算することにより、操舵角の変化勾配と転舵角の変化勾配とを一致させるための転舵輪の転舵指令角を算出し、その転舵指令角に基づいてギア比固定転舵指令角を設定する。
In order to solve the above-described problem, according to one aspect of the present invention, when a clutch release condition is satisfied in a state where the clutch is engaged, an engagement release command is output to the clutch. Also, during the period from the output of the engagement release command to the clutch until the release of the clutch is completed, the turning angle of the steered wheel, the change angle of the steering angle of the steering wheel, and the change of the steered angle of the steered wheel are changed. The steering actuator is driven and controlled so that the gear ratio fixed steering command angle for matching or substantially matching the gradient is obtained. Specifically, the angle deviation between the steering angle and the turning angle is calculated by subtracting the turning angle when the fastening release command is output from the steering angle when the fastening release command is output. Then, by subtracting the angle deviation from the current steering angle, the steering command angle of the steered wheels for matching the steering angle change gradient with the turning angle change gradient is calculated, and the steering command angle is calculated as the steering command angle. Based on this, a fixed gear ratio steering command angle is set.
Claims (11)
転舵輪及び転舵輪を転舵する転舵機構を駆動する転舵アクチュエータを有する転舵部と、
前記操舵部と前記転舵部とを機械的に連結及び連結解除可能なクラッチと、を備える車両用操舵制御装置であって、
前記クラッチを締結した状態で当該クラッチの締結解除条件が成立したとき、当該クラッチに対して締結解除指令を出力するクラッチ解放制御部と、
前記クラッチ解放制御部により前記クラッチに対して締結解除指令を出力した後、当該クラッチの締結解除が完了したことを検出する解放完了検出部と、
前記クラッチ解放制御部により前記クラッチに対して締結解除指令を出力してから、前記解放完了検出部で前記クラッチの締結解除が完了したことを検出するまでの間、前記転舵輪の転舵角を、前記ステアリングホイールの操舵角の変化勾配と前記転舵輪の転舵角の変化勾配とを一致又は略一致させるためのギア比固定転舵指令角とするように、前記転舵アクチュエータを駆動制御するギア比固定制御を行うギア比固定制御部と、を備えることを特徴とする車両用操舵制御装置。A steering unit having a steering wheel and a reaction force actuator for applying a steering reaction force to the steering wheel;
A steered portion having a steered wheel and a steered actuator that drives a steered mechanism that steers the steered wheel;
A vehicle steering control device comprising: a clutch capable of mechanically connecting and disconnecting the steering unit and the steering unit;
A clutch release control unit that outputs a fastening release command to the clutch when a fastening release condition of the clutch is established in a state where the clutch is fastened;
A release completion detecting unit for detecting that the engagement release of the clutch is completed after outputting an engagement release command to the clutch by the clutch release control unit;
The turning angle of the steered wheels is set from when the clutch release control unit outputs an engagement release command to the clutch until the release completion detection unit detects that the clutch release is completed. The steering actuator is driven and controlled so as to obtain a gear ratio fixed steering command angle for making the change gradient of the steering angle of the steering wheel and the change angle of the turning angle of the steered wheel coincide or substantially coincide with each other. A vehicle steering control device, comprising: a gear ratio fixing control unit that performs gear ratio fixing control.
前記操舵輪の操作に連動して軸周方向に回動する入力軸に連結され、前記入力軸に連動して回動する内輪カムと、
前記内輪カムを覆って前記内輪カムの回りを回動自在に配置され、回動を前記転舵輪へ伝達する外輪と、
前記内輪カムと前記外輪との重なり空間に配置され、操舵による前記入力軸の回動時、前記内輪カムの外面と前記外輪の内面との間に楔状に噛み込む係合子とを有し、
前記係合子が噛み込み前記内輪カムと前記外輪が係合することにより締結状態となり、前記係合子の噛み込みが解除され前記内輪カムと前記外輪の係合が解除されることにより解放状態となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵制御装置。The clutch is
An inner ring cam that is connected to an input shaft that rotates in the circumferential direction in conjunction with the operation of the steering wheel, and that rotates in conjunction with the input shaft;
An outer ring that covers the inner ring cam and is rotatably arranged around the inner ring cam, and transmits the rotation to the steered wheel;
An engagement element that is disposed in an overlapping space between the inner ring cam and the outer ring, and that engages between the outer surface of the inner ring cam and the inner surface of the outer ring when the input shaft is rotated by steering;
The engagement element is engaged and the inner ring cam and the outer ring are engaged to be in a fastening state, and the engagement element is released and the inner ring cam and the outer ring are disengaged to be in a released state. The vehicle steering control device according to claim 1, wherein the vehicle steering control device is configured as described above.
前記ギア比固定制御部は、
前記クラッチ解放制御部により前記クラッチに対して締結解除指令を出力したときに前記操舵角検出部で検出した操舵角から、前記クラッチ解放制御部により前記クラッチに対して締結解除指令を出力したときに前記転舵角検出部で検出した転舵角を減算することで、前記操舵角と前記転舵角との角度偏差を算出するオフセット算出部と、
前記操舵角検出部で検出した現在の操舵角から前記オフセット算出部で算出した角度偏差を減算し、前記操舵角の変化勾配と前記転舵角の変化勾配とを一致させるための前記転舵輪の転舵指令角を算出する転舵指令角算出部と、を有し、
前記転舵指令角算出部で算出した転舵指令角に基づいて、前記ギア比固定転舵指令角を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用操舵制御装置。A steering angle detector that detects a steering angle of the steering wheel; and a turning angle detector that detects a turning angle of the steered wheel,
The gear ratio fixed control unit is
When the clutch release control unit outputs an engagement release command to the clutch from the steering angle detected by the steering angle detection unit when the clutch release control unit outputs an engagement release command to the clutch. An offset calculation unit that calculates an angle deviation between the steering angle and the turning angle by subtracting the turning angle detected by the turning angle detection unit;
An angle deviation calculated by the offset calculation unit is subtracted from a current steering angle detected by the steering angle detection unit, and the steered wheel for matching the change gradient of the steering angle and the change gradient of the steered angle is determined. A steering command angle calculation unit for calculating a steering command angle,
The vehicle steering control device according to claim 1, wherein the gear ratio fixed steering command angle is set based on a steering command angle calculated by the steering command angle calculation unit.
前記ギア比固定制御部は、
前記操舵角の変化勾配と前記転舵角の変化勾配とを一致させるための前記転舵輪の転舵指令角を、前記操舵トルク検出部で検出した操舵トルクが減少する方向に補正する補正部を有し、前記補正部で補正した後の前記転舵指令角を、前記ギア比固定転舵指令角とすることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用操舵制御装置。A steering torque detector for detecting steering torque;
The gear ratio fixed control unit is
A correction unit that corrects the steering command angle of the steered wheels for matching the steering angle change gradient and the change angle of the steered angle in a direction in which the steering torque detected by the steering torque detection unit decreases. 4. The vehicle steering control according to claim 1, wherein the steering command angle after being corrected by the correction unit is the gear ratio fixed steering command angle. 5. apparatus.
前記操舵制御部によるステアバイワイヤ制御中に、前記ステアリングホイールの切り込み限界付近に達した端当て状態を検出する端当て検出部と、
前記端当て検出部で端当て状態を検出したとき、前記クラッチに対して締結指令を出力するクラッチ締結制御部と、
前記端当て検出部で端当て状態を検出したとき、運転者に端当て感を与える制御を行う端当て制御部と、
運転者によるステアリングホイールの切り戻し操作を検出する切り戻し検出部と、を備え、
前記クラッチ解放制御部は、前記端当て制御部による端当て制御中に、前記切り戻し検出部で運転者によるステアリングホイールの切り戻し操作を検出したとき、前記クラッチの締結解除条件が成立したと判断することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の車両用操舵制御装置。In a state where the clutch is disengaged, the steering actuator is driven and controlled so that the turning angle of the steered wheels becomes a steered command angle corresponding to a steering state, and the steered wheels are steered to the steering wheel. A steering control unit for performing steer-by-wire control for driving and controlling the reaction force actuator to apply a steering reaction force according to a state;
During the steer-by-wire control by the steering control unit, an end contact detection unit that detects an end contact state that has reached the vicinity of the cutting limit of the steering wheel;
A clutch engagement control unit that outputs an engagement command to the clutch when an end contact state is detected by the end contact detection unit;
When the end contact detection unit detects an end contact state, an end contact control unit that performs control to give the driver a feeling of end contact;
A switchback detection unit that detects a switchback operation of the steering wheel by the driver, and
The clutch release control unit determines that the clutch release release condition is satisfied when the switchback detection unit detects a steering wheel switchback operation during end contact control by the end contact control unit. The vehicle steering control device according to claim 1, wherein the vehicle steering control device is a vehicle steering control device.
前記解放完了検出部は、前記操舵トルク検出部で検出した操舵トルクが、ゼロ付近の解放判断閾値以下である状態が一定時間継続したとき、前記クラッチの締結解除が完了したと判断することを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の車両用操舵制御装置。A steering torque detector for detecting steering torque;
The release completion detection unit determines that the release of the clutch is completed when a state where the steering torque detected by the steering torque detection unit is below a release determination threshold value near zero continues for a certain period of time. The vehicle steering control device according to any one of claims 1 to 9.
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