JPWO2017115410A1 - 車両の操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

車両の状態がトルクステアが発生する状況であると推定した時、前記トルクステアを軽減するように運転者によるハンドルの操舵をアシストするための車両の操舵制御装置であって、操舵トルク及び車速に基づいて前記モータに対する第１の電流指令値を演算する。そして、車両の状態がトルクステアが発生する状況であると推定した時の前記操舵角度をトルクステア時操舵角度として記憶し、このトルクステア時操舵角度と現在の前記操舵角度との角度偏差から第２の電流指令値を演算し、前記第１の電流指令値を前記第２の電流指令値によって補正して前記モータを駆動することによって、トルクステアによるハンドル取られ現象を防止する。

Description

本発明は、車両の操舵制御装置に関し、特に運転者による車両のハンドルの操舵をアシストするための車両の操舵制御装置に関するものである。

このような車両の操舵制御装置としては、操舵トルク及び車速に基づいてアシスト指令電流値を求め、このアシスト指令電流値をアシスト用モータに与えて電動パワーステアリング制御するものがよく知られている。
従来の車両では、運転者が急なアクセル操作をした時に、左右輪の機構のアンバランスや、駆動力のアンバランスにより、ハンドルが一方向に取られてしまうトルクステア現象が生じる。

これに対しては、操舵トルク、操舵角、車輪速、及びアクセル開度に基づいて車両状態推定部がトルクステアを検知した時に、電動パワーステアリングのトルク微分制御のゲインと速度ダンピング制御のゲインとを変更することで、トルクステアによるハンドル取られ現象を抑制する電動パワーステアリング装置の制御装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

また、運転者の加速操作を検出する加速操作検出手段を備え、この加速操作検出手段が検出する加速操作量が所定値以上となったときに、過渡的に発生するトルクステアを打ち消すトルクステア低減トルクをハンドルに付与する電動ステアリング制御装置が提案されている（例えば特許文献２参照）。

特開２００９−１９０６５８号公報（図２〜図４） 特開２００７−３３１５６５号公報（図１０）

このような車両の操舵制御装置にあっては、特許文献１に示すように、電動パワーステアリングのトルク微分制御と速度ダンピング制御のゲインを変更することにより、トルクステアの影響を軽減することが可能である。

しかしながら、ハンドルに作用する粘性成分を強める制御であるため、トルクステアによるハンドル角度変動、すなわち、ハンドル取られ現象を抑制する効果が依然として不足する場合がある。

また、特許文献２に示すように、トルクステアを打ち消すトルクステア低減トルクを推定し、トルクステアを相殺する方式の場合、トルクステア低減トルクの大きさを精度良く推定することが要求される。すなわち、発生しているトルクステアに対して、トルクステア低減トルクの大きさに誤差がある場合、逆に、トルクステア低減トルクでハンドルが変動してしまい、運転者が保舵している場合にはトルク変動になるおそれがある。また、伝達される駆動トルクの大きさや、ステアリングを含めた機構、路面状態等が影響するため、トルクステアの大きさを精度良く推定することは難しい。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、発生するトルクステアの大きさにかかわらず、トルクステアにより発生するハンドル取られ現象を効果的に防止することができる車両の操舵制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両の操舵制御装置は、車両の状態がトルクステアが発生する状況であると推定した時、前記トルクステアを軽減するように運転者によるハンドルの操舵をアシストする車両の操舵制御装置であって、車両のハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、前記車両の車速を検出する車速検出部と、前記ハンドルの操舵角度を検出する操舵角度検出部と、前記ハンドルに操舵補助トルクを付与するモータと、前記操舵トルク及び前記車速に基づいて前記モータに対する第１の電流指令値を演算し、前記トルクステアが発生する状況であると推定した時の前記操舵角度をトルクステア時操舵角度として記憶し、前記トルクステア時操舵角度と現在の前記操舵角度との角度偏差から第２の電流指令値を演算し、前記第１の電流指令値を前記第２の電流指令値によって補正して前記モータを駆動する制御部とを備える。

本発明によれば、車両状態がトルクステアの発生する状況であると推定した時の操舵角度をトルクステア時操舵角度として記憶しておき、このトルクステア時操舵角度とその後の操作角度との角度偏差に基づいた第２の電流指令値により、モータに対する第１の電流指令値を補正するように構成したので、ハンドルを中立点から左に切った時の操舵角度を正とし、その時、モータがハンドルを左にきるのに必要な電流を正とすると、トルクステアにより、ハンドルが左に取られた場合、トルクステア時操舵角度より、操舵角度が大きくなり、第２の電流指令値は負の値となり、ハンドル取られ現象を効果的に防止することができる。逆に、トルクステアによりハンドルが右に取られた場合には、第２の電流指令値は正の値となり、ハンドル取られ現象を効果的に防止することができる。

本発明の実施の形態１による車両の操舵制御装置を示す構成図である。 本発明の実施の形態１による車両の操舵制御装置の信号処理系統を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１による車両の操舵制御装置の信号処理手順を示すフローチャートである。 本発明で用いられる車両の操舵制御装置の一般的なアシストメモリマップ図である。 本発明の各実施の形態による操舵トルクに対して補正ゲインを与える重みを設定したメモリマップ図である。 本発明の実施の形態２による車両の操舵制御装置の信号処理系統を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３による車両の操舵制御装置の信号処理系統を示すブロック図である。 本発明の実施の形態４による車両の操舵制御装置の信号処理系統を示すブロック図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１による車両の操舵制御装置を示す図１において、ハンドル１に連結したステアリング軸２の回転に応じて左右の転舵輪３が転舵される。ステアリング軸２には、トルクセンサ４が配置され、ステアリング軸２に作用する操舵トルクを検出する。モータ５は減速機構６を介してステアリング軸２に連結されており、モータ５が発生する操舵補助トルクをステアリング軸２に付与することができる。車両の車速は車速センサ７で検出する。またモータ５に流れるモータ電流は電流センサ８で検出する。運転者が操作するアクセルペダルのアクセル開度はアクセル開度センサ９で検出する。そして、ハンドルの操舵角度を操舵角度センサ１０で検出する。

制御部１１は、上記のセンサ４，７、９、及び１０の出力信号を入力してモータ５が発生する操舵補助トルクを演算し、操舵補助トルクを発生するために必要なモータ５の電流を制御するものである。この制御部１１は、各センサの出力信号を受けるＣＰＵ１１ａと、バスＢＵＳを介してＣＰＵ１１ａとの間で信号処理を行うための、ＲＯＭ及びＲＡＭを含むメモリ１１ｂと、このＣＰＵ１１ｂからの、操舵補助トルクに相当する電流指令値を受けてモータ電流が一致するようにモータ５の電流を駆動する電流駆動部１１ｃとを備える。

次に、制御部１１の信号処理動作について、図２及び図３を参照して説明する。なお、図２のブロック図は、図１の制御部１１におけるＣＰＵ１１ａとメモリ１１ｂによる信号処理を機能ブロックで示したものである。図３のフローチャートは、図２の処理の流れを時系列的に示したものであり、互いに対応している。また、フローチャートに示す動作は所定の制御周期で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１において、トルクセンサ４で操舵トルクＴｈｄｌを検出する。車速センサ７で車速Ｖを検出する。電流センサ８でモータ電流Ｉｍを検出する。アクセル開度センサ９でアクセル開度Ａｏｐを検出する。操舵角度センサ１０でハンドルの操舵角度Ｓａを検出する。

ステップＳ２では、第１の電流指令値演算部１３において、少なくとも車速Ｖと操舵トルクＴｈｄｌから電流指令値Ｉｍ１を演算する。この電流指令値Ｉｍ１は運転者の操舵を補助するモータトルクを発生させるための、モータ電流指令値（基本アシスト指令値）である。なお、この電流指令値Ｉｍ１は車両の操舵制御装置の公知技術で演算される。

例えば、図４に示すように、操舵トルクＴｈｄｌとモータへの電流指令値Ｉｍ１との関係を、車速Ｖを変数として定めたアシストメモリマップ、すなわち、アシスト特性曲線を予め作成してメモリ１１ｂに記憶しておく。そして、このアシストメモリマップから操舵トルクＴｈｄｌと車速Ｖに応じた電流指令値（第１の電流指令値）Ｉｍ１を読み出して、基本アシスト指令値とする。

このアシストメモリマップは、一般的には、図４に示すように、操舵トルクＴｈｄｌが大きいほど電流指令値が大きくなり、かつ特性勾配（変化度合い）が大きくなるように定められている。また、車速Ｖが大きいほど電流指令値Ｉｍ１が小さくなるように設定される。

ステップＳ３では、車両状態推定部１４において、トルクステア判定値Ｆ１を演算する。このトルクステア判定値Ｆ１は、トルクステアが発生していない状態では０である。車両状態推定部１４において、トルクステアが発生する可能性が高い状況、又は、トルクステアが発生した初期状況を判定した時に、トルクステア判定値Ｆ１を“１”にする。

これをより具体的に説明する。
トルクステアは車両の駆動力が急増する場合に発生しやすい。そこで、車両状態推定部１４では、アクセル開度センサ９の検出値Ａｏｐが、所定値α以上で（Ａｏｐ≧α）、かつ、アクセル開度の変化量であるアクセル開度の微分値が所定値β以上であり（Ａｏｐ／ｄｔ≧β）、かつ、操舵角度センサ１０で検出した操舵角度の時間変化量である操舵速度の大きさが所定値γ以下である場合（|Ｓａ／ｄｔ|＝|Ｓｓ|≦γ）に、上述したようにトルクステアが発生する可能性が高い状況、又は、トルクステアが発生した初期状況と見做して、トルクステア判定値Ｆ１＝“１”にする。

従って、操舵速度の大きさが所定値γより大きい場合（|Ｓａ／ｄｔ|＝|Ｓｓ|＞γ）は、Ｆ１＝“０”とし、運転者が積極的に操舵している場合と判断でき、トルクステアが発生していると判定しないので、運転者の操舵との干渉を防止することができる。

なお、トルクステアが発生する可能性が高い状況、又は、トルクステアが発生した初期状況を判定することについては、トルクステアを検知する公知の技術を使ってもよい。

次に車両状態推定部１４において、トルクステアが発生する可能性が高い状況、又は、トルクステアが発生した初期状況として、トルクステア判定値Ｆ１を“１”とした後の処理について説明する。

車両状態推定部１４は、図５の補正ゲインマップに示すように、トルクステア判定値Ｆ１を“１”に設定した後、操舵トルクに応じて、“１”から“０”の間で値を変化させる。なお、これは、下記のように、アクセル開度や経過時間等によっても同様に補正ゲインを設定することができる。

すなわち、運転者がハンドルを操作した場合において、トルクセンサ４で検出した操舵トルクの大きさが所定値ｈ１以上になった場合（|Ｔｈｄｌ|≧ｈ１）は、図５の補正ゲインマップから、操舵トルクＴｈｄｌが所定値ｈ１からｈ２に増加するにつれて、“１”から“０”に減少する重みＷ１を読み出し、重みＷ１とトルクステア判定値Ｆ１とを掛けて、最終的なトルクステア判定値Ｆ１を演算する。すなわち、運転者がハンドルを操作した場合は、トルクステア判定値Ｆ１が滑らかに０に向かって減少する。

あるいは、運転者がアクセルペダルを戻して、アクセル開度が設定値δ以下になった場合（Ａｏｐ≦δ）、駆動力が小さくなり、トルクステアが生じないと判断できる。従って、アクセル開度が所定値δ以下になった場合（Ａｏｐ≦δ）、所定の時間Ｔ１でトルクステア判定値Ｆ１を漸次減少させ、ゼロにする。

このようにしてステップＳ３で求められたトルクステア判定値Ｆ１は、トルクステア時操舵角度記憶部１５に記憶される。なお、この記憶部１５は、メモリ１１ｂを構成するものである。
ステップＳ４では、トルクステア判定値Ｆ１がゼロであるか、又は、ゼロより大きいか否かを判断する。トルクステア判定値Ｆ１が“０”である場合（ＮＯ）は、ステップ５に進み、第２の電流指令値演算部１６の乗算器１６ｂにおいて、第２の電流指令値Ｉｍ２をゼロとする。トルクステア判定値Ｆ１が“０”より大きい場合（ＹＥＳ）は、ステップ６に進む。

ステップＳ６においては、記憶部１５に記憶されたトルクステア判定値Ｆ１の前回値がゼロであるか否かを判断する。Ｆ１の前回値＝０である場合は、ステップＳ７に進み、トルクステア時操舵角度記憶部１５において、操舵角度センサ１０で検出した操舵角度Ｓａを、トルクステア時操舵角度Ｓａ（ｔｓ）として記憶してステップＳ８に進む。

トルクステア判定値Ｆ１の前回値がゼロでない場合（Ｆ１≠０）は、ステップＳ７をスキップしてステップＳ８に進む。すなわち、トルクステア時操舵角度Ｓａ（ｔｓ）は、トルクステア判定値Ｆ１が“０”から“１”に変化した瞬間の操舵角度として記憶したものである。

ステップＳ８では、第２の電流指令値演算部１６内の演算器１６ａにおいて、記憶部１５に記憶されているトルクステア時操舵角度Ｓａ（ｔｓ）と、操舵角度センサ１０で検出した現在の操舵角度Ｓａとの角度偏差Ｄｓａ＝Ｓａ（ｔｓ）−Ｓａを演算する。

ステップＳ９では、演算器１６ａにおいて、トルクステア時操舵角度Ｓａ（ｔｓ）と操舵角度Ｓａとの角度偏差Ｄｓａに、比例ゲインＫｐを掛けてＫｐ＊Ｄｓａを得る。これにさらに乗算器１６ｂにおいてトルクステア判定値Ｆ１を掛けて第２の電流指令値Ｉｍ２＝Ｆ１＊Ｋｐ＊Ｄｓａを得る。

そして、ステップＳ１０では、加算器１７において、第１の電流指令値Ｉｍ１と第２の電流指令値Ｉｍ２とを加算して実際のアシスト指令値であるモータ電流指令値Ｉｍとする。すなわち、第１の電流指令値Ｉｍ１を第２の電流指令値Ｉｍ２で補正することになる。

従って、モータ５への電流指令値Ｉｍは次のようになる。
Ｉｍ＝Ｉｍ１＋Ｉｍ２
＝Ｉｍ１＋Ｆ１｛Ｋｐ＊（Ｓａ（ｔｓ）−Ｓａ）｝ ・・・式（１）

ステップＳ１１では、電流駆動部１１ｃにおいて、モータ５の電流がモータ電流指令値Ｉｍに一致するように電流を駆動する。

以上述べた本発明の実施の形態１による効果について説明する。
本実施の形態１の構成により、トルクステアが発生する可能性が高い状況、又は、トルクステアが発生した初期状況を判定して、その時（Ｆ１＝１）の操舵角度をトルクステア時操舵角度Ｓａ（ｔｓ）として記憶することができる。そして、この記憶したトルクステア時操舵角度Ｓａ（ｔｓ）と、現在の操舵角度Ｓａとの角度偏差Ｄｓａから第２の電流指令値Ｉｍ２を演算することにより、トルクステア時操舵角度Ｓａ（ｔｓ）を目標角度とした角度、すなわち、角度フィードバック制御を行うことができる。

例えば、ハンドルを中立点から左に切った時の操舵角度を正とし、また、その時、モータ５がハンドルを左にきるのに必要な電流を正と定義する。トルクステアにより、ハンドルが左に取られた場合、トルクステア時操舵角度Ｓａ（ｔｓ）より、操舵角度Ｓａが大きくなり、第２の電流指令値Ｉｍ２は負の値となり、ハンドル取られ現象を効果的に防止することができる。
逆に、トルクステアによりハンドルが右に取られた場合、第２の電流指令値Ｉｍ２は正の値となり、ハンドル取られ現象を効果的に防止することができる。

これにより、操舵角度Ｓａがトルクステア時操舵角度Ｓａ（ｔｓ）から動くことを防止することができ、トルクステアによるハンドル取られ現象を効果的に防止することができる。

また、トルクステアが発生する可能性が高い状況、又は、トルクステアが発生した初期状況を判定して、その時（Ｆ１＝１）の操舵角度をトルクステア時操舵角度Ｓａ（ｔｓ）として記憶し、その時点から、第２の電流指令値Ｉｍ２を演算する構成となっている。このため、トルクステア判定値Ｆ１が“０”から“１”になった瞬間は必ず、Ｄｓａ＝Ｓａ（ｔｓ）−Ｓａ＝０であり、第２の電流指令値Ｉｍ２はゼロとなる。このため、第２の電流指令値Ｉｍ２が不連続に増加することを防ぐことができる。従って、第２の電流指令値Ｉｍ２が連続的に滑らかに増加するため、運転者に違和感を与えることがないという効果がある。

さらに、運転者がハンドルを操舵した場合には、操舵トルクＴｈｄｌの増加に応じて“１”から“０”に減少する重みＷ１を演算し、重みＷ１とＦ１とを掛けて、最終的なトルクステア判定値Ｆ１とすることにより、トルクステア防止のための角度フィードバック制御を抑制し、停止することができる。従って、トルクステア発生時においても、運転者が操舵した場合には、運転者の意図通りにハンドルを操舵することが可能となる。

すなわち、操舵トルクが所定値ｈ１以上で重みＷ１を減少させているので、トルクステアによるハンドル取られ時には、過渡的にはトルクステアの反力によりトルクセンサが捩じれて、操舵トルクが増加する。

本発明では、角度フィードバックを構成し、ハンドルを動かさないように制御するため、この操舵トルクの増加を抑制できる。その結果、トルクステアによるハンドル取られ時の操舵トルク変動はｈ１以下に抑制でき、重みＷ１は減少しないため、効率的に、トルクステアを抑制することができ、また、運転者との操舵干渉を防止することができる。

図５では、操舵トルクに着目したが、アクセル開度についても補正ゲインを設定することができる。ただし、アクセル開度が小さくなるにつれて、大きさが小さくなる重みＷ１を設定する。従って、運転者がアクセル開度を小さくし、トルクステアの発生の可能性がなくなった時に、第２の電流指令値を小さく補正することで、運転者のハンドル操作との干渉を防ぐことができる。
また、アクセル開度Ａｏｐが設定値δ以下になった時に、時間的に重みＷ１を漸次減少させても良い。

すなわち、アクセル開度Ａｏｐが設定値δ以下になった時には、トルクステアが生じないと判断し、トルクステア判定値Ｆ１を漸次減少させてゼロにすることで、滑らかに第２電流指令値Ｉｍ２を減少させることができる。これにより、不必要な時に、トルクステア防止のための角度フィードバック制御が実行されることを防止でき、また、滑らかに減少させるため、運転者の操舵と干渉せず、操舵時の違和感を防止できる。

あるいは、第２の電流指令値が継続してモータに付与される状態を防ぐため、その継続時間（経過時間）が増加するにつれて重みＷ１を減少させて第２の電流指令値を減少させることも可能である。

まとめると、特許文献１では、トルク微分、又は、速度ダンピングによる操舵補助トルクの補正であり、ハンドル取られ現象を十分に抑えることが難しかった。
これに対し、本発明では、トルクステア発生直前、又は、トルクステア発生初期の操舵角度をトルクステア時操舵角度として記憶し、記憶したトルクステア時操舵角度と現在の操舵角度との角度偏差に基づく角度フィードバック制御を構成することができるため、ハンドル取られ現象を防止することができる。

また特許文献２のように、トルクステア時の外乱トルクを推定して相殺するように操舵補助トルクを付与する場合、トルクステアの大きさを推定することは難しいため、トルクステアの大きさの推定に誤差がある場合に、うまくハンドル取られ現象を防止することが難しい。
これに対し、本発明では、トルクステア時操舵角度と前記操舵角度に基づく位置フィードバック制御を構成するため、トルクステアの大きさの推定をする必要がなく、トルクステアによるハンドル取られ現象をロバストに抑制することができる。

なお、本実施の形態では、ハンドルの操舵角度を検出するために操舵角度センサ１０を用いたが、これに限定するものではない。例えば、モータ５に取り付けたモータ回転角度センサを用いて、ステアリング軸２換算の回転角度に換算したものをハンドルの操舵角度として用いても良い。この構成だと、トルクステアによるハンドル取られ現象を、ハンドルに取り付けた操舵角度センサよりも、転舵輪３に近い個所で検出し、角度フィードバック制御を構成でき、より効率的に、ハンドル取られ現象を防止することができる。

実施の形態２．
本実施の形態２に係る車両の操舵制御装置の全体の構成及び動作については、上記の実施の形態１について示した図１と同じであるため、ここでは、説明を省略する。また、上記の実施の形態１と共通する構成については、同一の符号を用いることとし、以下では、実施の形態１と異なる点である、第２の電流指令値演算部１６の動作を、図６に示すブロック図で説明する。

まず、第２の電流指令値演算部１６においては、演算器１６ｃにおいて、上述した演算器１６ａによる電流指令値Ｋｐ＊Ｄｓａ（図６のＡ）に対して、操舵角度Ｓａの時間変化量である微分値Ｓａ／ｄｔ（操舵速度Ｓｓ）に応じた電流指令値Ｋｄ＊Ｓａ／ｄｔ（同Ｂ）を減算した値Ｋｐ＊Ｄｓａ−Ｋｄ＊Ｓａ／ｄｔ（同Ｃ）を求める。

また、演算器１６ｄにおいては、操舵トルクＴｈｄｌに応じた電流指令値Ｋｔｐ＊Ｔｈｄｌ（同Ｄ）から、操舵トルクＴｈｄｌの時間変化量である操舵トルク微分値Ｔｈｄｌ／ｄｔに応じた電流指令値Ｋｔｄ＊Ｔｈｄｌ／ｄｔ（同Ｅ）を加算した値Ｆを求める。
そして、値ＣとＦとの和Ｇを乗算器１６ｂに与える。

その結果、第２の電流指令値Ｉｍ２は次の値となる。
Ｉｍ２＝Ｆ１｛Ｋｐ＊（Ｓａ（ｔｓ）−Ｓａ）−Ｋｄ＊Ｓｓ
＋Ｋｔｐ＊Ｔｈｄｌ＋Ｋｔｄ＊Ｔｈｄｌ／ｄｔ｝

従って、モータ５への電流指令値Ｉｍは次のようになる。
Ｉｍ＝Ｉｍ１＋Ｉｍ２
＝Ｉｍ１＋Ｆ１｛Ｋｐ＊（Ｓａ（ｔｓ）−Ｓａ）−Ｋｄ＊Ｓｓ
＋Ｋｔｐ＊Ｔｈｄｌ＋Ｋｔｄ＊Ｔｈｄｌ／ｄｔ｝ ・・・式（２）

このように、操舵速度Ｓｓ（＝Ｓａ／ｄｔ）に応じた電流指令値補正により、トルクステア時に粘性を付与することでハンドル取られ現象をさらに防止することができる。

さらに、操舵トルクに応じた電流指令値、及び操舵トルクの時間変化量である操舵トルク微分値に応じた電流指令値による補正により、トルクステア時の操舵トルク変動を抑制できる。これと共に、運転者がハンドルを操舵した場合には、運転者の操舵をアシストできるため、トルクステアを抑制する角度フィードバック制御と運転者との操舵干渉をさらに防止することができる。
なお、操舵トルクＴｈｄｌに応じた電流指令値補正、操舵速度Ｓｓ（＝Ｓａ／ｄｔ）に応じた電流指令値補正、操舵トルクの時間変化量である操舵トルク微分値Ｔｈｄｌ／ｄｔに応じた電流指令値補正は、必要に応じていずれか１つ以上選択して適用しても良い。

言い換えると、運転者にハンドルから伝わるトルク変動を微細に抑制することができる。また、運転者のハンドル操作と操舵制御装置による角度フィードバック制御との干渉を防ぐことができる。すなわち、位置制御によるハンドル保持の効果とハンドルを切りたい運転者との干渉を防止することができる。

実施の形態３．
本実施の形態３に係る車両の操舵制御装置の全体の構成及び動作については、上記の実施の形態１と同じであるため、ここでは、説明を省略する。また、上記の実施の形態１と共通する構成については、同一の符号を用いることとし、以下では、実施の形態１と異なる点である、第２の電流指令値演算部１６の動作について、図７を参照して説明する。

第２の電流指令値演算部１６における演算器１６ｃにおいて、切増し・切戻し判定部２１は、トルクステアによって生じるハンドル取られ現象の方向を判定する。すなわち、トルクステア時操舵角度Ｓａ（ｔｓ）の大きさよりも、現在の操舵角度Ｓａの大きさが大きくなる場合（|Ｓａ（ｔｓ）|＜|Ｓａ|）を、切増し方向トルクステアと判定する。

逆に、トルクステア時操舵角度よりも操舵角度の大きさが小さくなり、ハンドルが中立点に向かって変動する場合（|Ｓａ（ｔｓ）|＞|Ｓａ|）を、切戻し方向トルクステアと判定する。また、ハンドルが中立点に戻り、操舵角度がゼロになった場合、中立点状態と判定する。

Ｋｐ設定部２２では、切増し方向トルクステアと判定された時より、切戻し方向トルクステアと判定された時のＫｐを小さく設定する。
そして、乗算器２３において、トルクステア時操舵角度と操舵角度との角度偏差Ｄｓａ＝Ｓａ（ｔｓ）−Ｓａ（ｔｓ）にＫｐ設定部２２からのＫｐを掛ける。このＫｐ＊Ｄｓａ＊に、さらに、乗算器１６ｂにおいてトルクステア判定値Ｆ１を掛けて、第２の電流指令値Ｉｍ２を加算器１７に与える。

従って、モータ５への電流指令値Ｉｍは次のようになる。
Ｉｍ＝Ｉｍ１＋Ｉｍ２
＝Ｉｍ１＋Ｆ１｛Ｋｐ＊（Ｓａ（ｔｓ）−Ｓａ）｝ ・・・式（３）

この式（３）は外見上式（１）と同じであるが、切戻し方向トルクステアと判定した場合はＫｐが小さく設定されるので、角度フィードバック制御によるハンドル取られ現象抑制の効果を小さく設定することができる。その結果、中立点に戻る方向のハンドル取られ現象変動を許容することができる。

一方、切増し・切戻し判定部２１が中立点状態と判定した後は、再びＫｐを、切戻し方向トルクステアと判定した場合よりも大きく設定する。
これにより、中立点にハンドルが戻った後、トルクステア状態が継続している場合は、中立点でハンドル変動が生じないように、角度フィードバック制御を強めることができる。

ハンドルを操舵した状態から、アクセルを急に踏んだ場合、運転者はハンドルが中立点に戻ることを期待する場合がある。本実施の形態３の構成により、ハンドルが中立点に戻る方向への動きを許容することで、運転者にとって違和感のないハンドル挙動を実現することができる。

言い換えると、ハンドル取られ現象により、ハンドルが、さらに切れてしまう状態では、第２の電流指令値を強く効かせて、ハンドルをトルクステア時操舵角度に保持させる。逆に、ハンドル取られ現象により、ハンドルが中立点に戻る状態では、第２の電流指令値を弱く効かせて、ハンドルが中立点に戻ることを妨げず、また、緩やかに戻るようにする。

実施の形態４．
本実施の形態４に係る車両の操舵制御装置の全体の構成及び動作については、上記の実施の形態１と同じであるため、ここでは、説明を省略する。また、上記の実施の形態１と共通する構成については、同一の符号を用いることとし、以下では、実施の形態１と異なる点である、第３の電流指令値演算部２４の動作について、図８を参照して説明する。

第３の電流指令値演算部２４では、トルクステア判定値Ｆ１＝“１”のとき、ハンドルを中立点に戻すハンドル戻し制御部２４ａを備える。ハンドル戻し制御部２４ａは、例えば、車速Ｖと操舵角度Ｓａから目標戻し速度Ｓｓ＿ｒｅｆ（＝ｆ１（Ｓａ））を設定する。操舵角度Ｓａを微分した操舵速度Ｓａ／ｄｔ＝Ｓｓが、目標戻し速度になるように第３の電流指令値Ｉｍ３を演算する。
すなわち、操舵角度Ｓａに応じて、目標戻し速度Ｓｓ＿ｒｅｆを設定し、この目標戻し速度Ｓｓ＿ｒｅｆと操舵速度Ｓｓとの偏差Ｓｓ＿ｒｅｆ−Ｓｓから第３の電流指令値Ｉｍ３を演算する。
Ｉｍ３＝Ｋｒ１＊（Ｓｓ＿ｒｅｆ−Ｓｓ） ・・・式（４）

そして、この第３の電流指令値Ｉｍ３を、減算器２５において、加算器１７の出力＝Ｉｍ１＋Ｉｍ２から減算することにより、下記の電流指令値Ｉｍを得る。
Ｉｍ＝Ｉｍ１＋Ｉｍ２＋Ｉｍ３
＝Ｉｍ１＋Ｆ１＊Ｋｐ＊（Ｓａ（ｔｓ）−Ｓａ）＋Ｉｍ３ 式（５）

なお、ハンドル戻し制御部２４ａはこの構成に限定するものではなく、車速Ｖと操舵角度Ｓａに応じて、ハンドルを中立に戻すための第３の電流指令値Ｉｍ３を演算する構成でもよく、公知のハンドル戻し制御技術を適用してもよい。
Ｉｍ３＝−ｆ２（Ｓａ，Ｖ） ・・・式（６）
ただし、トルクステア判定値Ｆ１が“０”から“１”に変化した時から所定時間の間は、ハンドル戻し制御部２４ａで演算した第３の電流指令値を、通常時よりも小さくなるように補正する。

この構成により、トルクステア時に、切戻し方向へのハンドル取られ動作が、ハンドル戻し制御によってさらに増大してしまうことを防止することができる。その後、ハンドル戻し制御部による効果が強まり、ハンドルを中立点に戻すことができる。その結果、ハンドルを切った状態でトルクステアが発生した時、過渡的に発生するハンドル取られ現象は、第２の電流指令値の効果で抑制され、その後、第３の電流指令値の効果で、ハンドルを中立点に戻すことが可能となり、運転者にとって自然なハンドル挙動を実現することが可能となる。

すなわち、トルクステア発生時に、トルクステアによるハンドル取られ現象をロバストに抑制することができると共に、ハンドルが元から切れている状態でトルクステアが発生した場合に、ハンドルを滑らかに中立点に戻すことが可能になる。

Claims (8)

1. 車両の状態がトルクステアが発生する状況であると推定した時、前記トルクステアを軽減するように運転者によるハンドルの操舵をアシストする車両の操舵制御装置であって、
   車両のハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、
   前記車両の車速を検出する車速検出部と、
   前記ハンドルの操舵角度を検出する操舵角度検出部と、
   前記ハンドルに操舵補助トルクを付与するモータと、
   前記操舵トルク及び前記車速に基づいて前記モータに対する第１の電流指令値を演算し、前記トルクステアが発生する状況であると推定した時の前記操舵角度をトルクステア時操舵角度として記憶し、前記トルクステア時操舵角度と現在の前記操舵角度との角度偏差から第２の電流指令値を演算し、前記第１の電流指令値を前記第２の電流指令値によって補正して前記モータを駆動する制御部とを備えた
   車両の操舵制御装置。
2. 前記制御部は、前記第２の電流指令値を、前記現在の操舵角度の時間変化、前記操舵トルク、及び前記操舵トルクの時間変化のいずれか１つ以上に基づいて補正し前記第２の電流指令値とする
   請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
3. 前記制御部は、前記現在の操舵角度と前記トルクステア時操舵角度との大小関係により異なる比例ゲインを前記角度偏差に与えて前記第２の電流指令値とする
   請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
4. 前記制御部は、前記トルクステアが発生する状況であると推定した時、前記操舵角度及び前記車速に基づき、前記ハンドルを中立点に戻すためのハンドルの目標戻り速度又は位置を設定し、前記目標戻り速度又は位置に前記ハンドルが追従するように第３の電流指令値を演算し、前記第１の電流指令値を、前記第２の電流指令値に加えて前記第３の電流指令値によって補正する
   請求項１に記載の車両の操舵制御装置。
5. 前記制御部は、前記ハンドルを操舵した時に増加する前記操舵トルクに対応して補正ゲインが小さくなるように設定したメモリマップを有し、前記メモリマップから前記操舵トルクに対応した前記補正ゲインを読み出し、前記補正ゲインに基づいて前記第２の電流指令値を補正する
   請求項１から４のいずれか１項に記載の車両の操舵制御装置。
6. 前記車両のアクセル開度を検出するアクセル開度検出部を更に備え、
   前記制御部は、前記アクセル開度に基づく補正ゲインを設定し、前記補正ゲインに基づいて前記第２の電流指令値を補正する
   請求項１から４のいずれか１項に記載の車両の操舵制御装置。
7. 前記制御部は、前記第２の電流指令値を前記モータに与えている経過時間が増加するにつれて補正ゲインが小さくなるように設定したメモリマップを有し、前記メモリマップから前記経過時間に対応して前記補正ゲインを読み出し、前記補正ゲインに基づいて前記第２の電流指令値を補正する
   請求項１から４のいずれか１項に記載の車両の操舵制御装置。
8. 前記車両のアクセル開度を検出するアクセル開度検出部を更に備え、
   前記制御部は、前記アクセル開度が設定値以上で、かつ、前記アクセル開度の時間変化量が設定値以上であり、かつ、前記操舵角度の時間変化量が設定値以下である場合に、前記トルクステアが発生する状況であると推定する
   請求項１から４のいずれか１項に記載の車両の操舵制御装置。
   
   

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