WO2021065714A1 - 操舵制御装置 - Google Patents

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WO2021065714A1
WO2021065714A1 PCT/JP2020/036250 JP2020036250W WO2021065714A1 WO 2021065714 A1 WO2021065714 A1 WO 2021065714A1 JP 2020036250 W JP2020036250 W JP 2020036250W WO 2021065714 A1 WO2021065714 A1 WO 2021065714A1
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WO
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steering
command value
ratio
reaction force
control device
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PCT/JP2020/036250
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English (en)
French (fr)
Inventor
倉垣　智
Original Assignee
日立Astemo株式会社
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Publication date
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    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
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    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits

Definitions

  • the present invention relates to a steering control device mounted on an automobile, and particularly to a steering control device in which the steering shaft and the steering mechanism are mechanically separated.
  • the steering shaft is separated from the steering mechanism, the rotation angle and rotation direction of the steering shaft are detected, and the steering actuator of the steering actuator is detected based on these detection signals.
  • a so-called steer-by-wire type steering control device that controls the amount of movement to drive the steering shaft is known.
  • the correspondence relationship between the steering operation amount of the steering wheel and the steering amount of the electric steering actuator can be set without any mechanical restriction, so that the vehicle speed is high or low. It has the advantage that it can flexibly respond to changes in steering characteristics according to the running condition of the vehicle, such as the length of the turning radius and the presence or absence of acceleration / deceleration of the vehicle, and the degree of design freedom is improved. Further, it has many advantages as compared with the conventional steering control device, such as having an advantage that it can be easily applied to an automatic steering system such as lane keep control.
  • An electric actuator for reaction force for applying a steering reaction force to the steering wheel is attached to the steering shaft side separated from the steering mechanism, and by applying an appropriate steering reaction force to the steering wheel, the steering wheel And the steering mechanism are configured so that the steering operation can be performed as if they were mechanically connected.
  • a steering control device equipped with an automatic steering system when an obstacle is detected by an in-vehicle camera, an in-vehicle radar, or the like, the steering wheel is largely steered by the steering mechanism regardless of the steering wheel operated by the driver. It is designed to perform an emergency avoidance operation to avoid a collision.
  • the steering actuator is composed of an electric motor for steering
  • the reaction actuator is composed of an electric motor for reaction force
  • the electric motor for reaction force and the electric motor for steering are set to a predetermined "set steering ratio". It is set and controlled to operate in tandem.
  • the steering ratio defines the ratio of the change in the steering angle of the steering wheel to the change in the rotation angle of the steering wheel as the "steering ratio”
  • “steering ratio steering electric motor rotation angle / reaction force”. It is represented by "the rotation angle of the electric motor for electric motor”.
  • the reaction force electric motor is adjusted to match the set steering ratio in conjunction with this. Also, increase the angle of rotation and rotate the steering wheel greatly. For this reason, the driver feels uncomfortable or uncomfortable because the steering wheel he / she holds is unintentionally rotated significantly abnormally.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-149678 (Patent Document 1) corresponds to an automatic steering command value (steering command value for avoiding a collision) generated by automatic steering control. It has been shown that the road surface reaction force is estimated and a steering reaction force equivalent to the reaction force deviation obtained by subtracting the estimated road surface reaction force from the actual road surface reaction force is applied to the steering wheel.
  • the steering reaction force is applied to the reaction force electric motor so as to eliminate the influence of the automatic steering under the state of automatic steering, so that the steering angle of the steering wheel On the other hand, the rotation angles of the steering wheel may not match.
  • the rotation angle of the steering wheel and the steering angle of the steering wheel before the automatic steering control is executed are determined based on the preset steering ratio, but after the automatic steering control is executed, the steering of the steering wheel is steered.
  • the rotation angle of the steering wheel with respect to the angle does not correspond to the set steering ratio.
  • the steering electric motor is rotated according to the set steering ratio, so that the steering wheels cannot return to the neutral position (straight running state).
  • the driver feels uncomfortable because the steering operation of the steering wheel and the steering direction (traveling direction) of the vehicle do not match.
  • An object of the present invention is to provide a novel steering control device capable of suppressing abnormal rotation of the steering wheel by automatic steering control and matching the steering operation of the steering wheel with the traveling direction of the vehicle.
  • the steering control device is The steering operation shaft, which is rotated as the steering wheel rotates and is mechanically separated from the steering wheel, A reaction force actuator that applies a steering reaction force to the steering operation shaft, and A steering actuator that generates a steering force that steers the steering wheel, and A steering member that transmits the steering force of the steering actuator to the steering wheels to steer the steering wheels.
  • a steering operation amount sensor that detects the steering operation amount of the steering operation axis and outputs a steering operation amount signal that is a signal related to the steering operation amount.
  • a steering amount sensor that detects the steering state of the steering wheel and outputs a steering amount signal that is a signal related to the steering state.
  • a control device for driving and controlling the reaction force actuator and the steering actuator based on at least the steering operation amount sensor and the detection signals of the steering amount sensor includes at least an external steering command value receiving unit, a set steering ratio generation unit, a steering command value generation unit, a reaction force command value generation unit, and a set steering ratio correction unit.
  • the external steering command value receiving unit receives the external steering command value generated according to the driving situation of the vehicle, and receives the external steering command value.
  • the set steering ratio generation unit generates a set steering ratio, which is the ratio of the change amount of the steering amount to the change amount of the steering operation amount, based on the vehicle speed.
  • the steering command value generation unit The external steering command value and The basic steering command value based on the steering operation amount and Based on the set steering ratio, a steering command value for driving and controlling the steering actuator is generated.
  • the reaction force command value generation unit A part of the change in the steering amount corresponding to the external steering command value or the outside from the damping steering amount obtained by multiplying the actual steering amount by a predetermined damping coefficient, or from the actual steering amount. Based on the damping steering amount obtained by subtracting all the changes in the steering amount corresponding to the steering command value.
  • the set steering ratio correction unit has an actual steering ratio and a set steering ratio obtained from the steering command value and the reaction force command value when the reaction force command value generation unit generates the reaction force command value.
  • the set steering ratio is corrected to the corrected steering ratio based on the actual steering ratio so as to reduce the deviation.
  • the steering wheel when the steering wheel is largely steered by automatic steering control, the steering amount of the steering wheel is not reflected in the steering reaction force of the electric actuator for reaction force, so that the steering wheel is abnormal. Rotation is suppressed. Further, when a "deviation" occurs between the actual steering ratio and the set steering ratio due to the automatic steering control, the driver's steering operation and the traveling direction of the vehicle are matched by correcting the set steering ratio based on this "deviation". The sex can be improved.
  • FIG. 1 A block diagram which shows the structure of the steering control device of the steer-by-wire system to which this invention is applied. It is sectional drawing which shows the detailed cross section of the steering mechanism shown in FIG. It is a block diagram which shows the outline of the control device shown in FIG. It is a block diagram which shows the detailed structure of the control device shown in FIG. It is a functional block diagram which shows the basic 1st Embodiment of this invention. It is a basic control flowchart which expanded the functional block shown in FIG. 5 into a control flow. It is a control flowchart which shows the main part of the 2nd Embodiment based on the basic control flow shown in FIG.
  • the steering shaft is separated from the steering shaft, the rotation angle and disturbance torque of the steering shaft are detected by a rotation angle sensor, a current sensor, etc., and the operating amount of the steering actuator is controlled based on these detection signals to control the steering shaft.
  • the steering control device of the steer-by-wire system that drives the steering control device will be described.
  • the configuration of the steering mechanism will be described later.
  • the steering wheel 10 is steered by a tie rod 11, and the tie rod 11 is connected to a steering shaft 17, which will be described later.
  • the steering wheel 12 is connected to a steering shaft (corresponding to the steering operation shaft in the claims) 13, and the steering shaft 13 can be provided with a steering operation angle sensor or the like, if necessary.
  • the steering shaft 13 is not linked to the steering shaft (sometimes referred to as a rack bar) 17 of the steering mechanism 16, and the tip of the steering shaft 13 corresponds to a reaction force electric motor (corresponding to a reaction force actuator in the claims). ) 18 is provided. That is, the steering shaft 13 is not mechanically connected to the steering mechanism 16, and as a result, the steering shaft 13 and the steering mechanism 16 are separated from each other.
  • the reaction force electric motor 18 is driven by the controller 19.
  • the reaction force electric motor 18 will be referred to as a reaction force motor 18.
  • the reaction force motor 18 is provided with a reaction force motor rotation angle sensor (corresponding to the steering operation amount sensor in the claim) 14, and the rotation angle of the reaction force motor 18 (in the steering operation amount signal in the claim). (Equivalent) is detected.
  • the steering operation amount sensor detects the rotation angle of the reaction force motor 18, but it may be a steering operation angle sensor that detects the steering operation angle of the steering shaft, and the rotation of the steering shaft 13 other than these may be used.
  • a sensor capable of detecting is in the category of a steering operation amount sensor.
  • reaction force motor 18 is provided with a current sensor 15 to detect the current flowing through the coil of the reaction force motor 18. This current is used, for example, when estimating the torque for operating the steering wheel 12.
  • the steering mechanism 16 including the steering shaft 17 is provided with a steering electric motor mechanism (corresponding to the steering actuator in the claim) 21, and the steering electric motor mechanism 21 controls the steering operation of the steering shaft 17. To do.
  • a steering electric motor mechanism corresponding to the steering actuator in the claim
  • the steering electric motor mechanism 21 controls the steering operation of the steering shaft 17.
  • an electric motor is used as the steering actuator, it goes without saying that other types of electric actuators may be used.
  • the rotation angle of the steering wheel 12 is detected by the reaction force motor rotation angle sensor 14 of the reaction force motor 18, and the current flowing through the coil is detected by the current sensor 15, and these detection signals are used as a control device (hereinafter referred to as a controller). (Notated) Entered in 19.
  • various detection signals are input to the controller 19 from the external sensor 20.
  • the controller 19 calculates the control amount of the steering electric motor mechanism 21 based on the input rotation angle signal and current signal, and further drives the steering electric motor mechanism 21.
  • the control amount of the steering electric motor mechanism 21 parameters other than the rotation angle signal and the current signal can also be used.
  • the output side pulley (not shown) of the steering mechanism 16 is rotated from the input side pulley (not shown) via the belt (not shown), and the steering nut (not shown) is further rotated. (Not shown), the steering shaft 16 is stroked in the axial direction to steer the steering wheel 10. These will be described later.
  • the controller 19 calculates the control amount of the reaction force motor 18 based on the input rotation angle signal and the current signal, and further drives the reaction force motor 18.
  • the control amount of the reaction force motor parameters other than the rotation angle signal and the current signal can also be used.
  • the controller 19 is shown as one functional block, but it is provided separately for the reaction force actuator controller and the steering actuator controller, and both are connected by a communication line.
  • the reaction actuator controller is provided in the reaction motor 18, and the steering actuator controller is provided in the steering electric motor mechanism 21.
  • the steering mechanism 16 is provided with a rack position sensor (corresponding to the steering amount sensor in the claim) 22, and the rack position sensor 22 detects the actual steering amount (steering angle) of the steering wheel 10. Outputs the steering amount signal.
  • the rack position sensor 22 detects the amount of movement of the steering shaft 17 in the axial direction.
  • a rack position sensor 22 that detects the stroke amount of the steering shaft 17 is shown, but in addition to this, it is a rotation angle sensor provided in the steering electric motor that applies steering force to the steering shaft 17.
  • a sensor capable of detecting the position (steering amount) of the steering shaft 17 other than these is in the category of the steering amount sensor.
  • the steering mechanism 16 includes a steering shaft 17, a steering electric motor, a reduction mechanism, and the like, but the mechanism for transmitting steering force from the steering electric motor to the steering wheels 19 is not limited to these.
  • FIG. 2 shows an axial cross section of the steering mechanism 16.
  • Each component of the steering mechanism 16 is formed so as to surround the steering shaft 17 by arranging the steering shaft accommodating portion 30 for accommodating the steering shaft 17 so as to be movable in the axial direction and the axial intermediate portion of the steering shaft accommodating portion 30. It is housed in the housing 32 composed of the speed reducer accommodating portion 31. A speed reduction mechanism 33, which will be described later, is housed in the speed reducer housing unit 31.
  • the steering electric motor mechanism 21 includes a steering electric motor 35, a steering actuator controller 44 that drives the steering electric motor 35, and a screw mechanism 36 that transmits the output of the steering electric motor 35 to the steering shaft 17. ing.
  • the steering electric motor 35 is controlled in rotation amount, rotation speed, etc. by the steering actuator controller 44 according to the steering operation amount input to the steering wheel 12 by the driver.
  • the steering electric motor 35 will be referred to as a steering motor 35.
  • the screw mechanism 36 has a steering nut 37 and an output pulley 38.
  • the shape of the output pulley 38 is a cylindrical member, which is integrally rotatably fixed to the steering nut 37.
  • a cylindrical input pulley 39 is fixed to the drive shaft of the steering motor 35 so as to rotate integrally.
  • a belt 40 is wound between the output pulley 38 and the input pulley 39.
  • the reduction mechanism 33 is composed of an input pulley 39, an output pulley 38, and a belt 40.
  • the steering nut 37 is formed in an annular shape so as to surround the steering shaft 17, and is rotatably provided with respect to the steering shaft 17.
  • a spiral groove is formed on the inner circumference of the steering nut 37, and this groove constitutes a ball screw groove on the nut side.
  • a spiral groove is also formed on the outer circumference of the steering shaft 17, and these grooves form the ball screw grooves 17a and 17b on the steering shaft side.
  • a ball circulation groove is formed by the nut-side ball screw groove and the steering shaft-side ball screw grooves 17a and 17b.
  • a plurality of metal balls are filled in the ball circulation groove, and when the steering nut 37 rotates, the ball moves in the ball circulation groove, so that the steering shaft 17 strokes in the longitudinal direction with respect to the steering nut 37. It works and moves.
  • the steering actuator controller 44 controls the amount of rotation, the direction of rotation, the rotation speed, and the like of the steering motor 35, and operates the steering shaft 17 in accordance with the steering operation of the steering wheel 12 to steer the vehicle. Can be done.
  • the steering mechanism 16 shown in FIG. 2 is mounted only on the front wheels of the vehicle, it can also be mounted on the rear wheels of the vehicle. Therefore, not only the front wheels of the vehicle but also the rear wheels can be steered by the steering motor 35.
  • FIG. 3 shows a schematic configuration of the control circuits of the reaction force motor 18 and the steering motor 35.
  • the controller 19 indicates both a reaction force actuator controller and a steering actuator controller.
  • the reaction force motor 18 connected to the steering shaft 13 is provided with a reaction force motor rotation angle sensor 14 and a current sensor 15, and the reaction force motor 18 is mechanically connected to the steering wheel 12 via the steering shaft 13.
  • the reaction force motor rotation angle sensor 14 is a sensor that detects the rotation angle of the reaction force motor 18, and the current sensor 15 is a sensor that detects the current flowing through the coil of the reaction force motor 18.
  • the reaction force motor 18 is an electric motor that applies a steering reaction force to the steering shaft 13 via a motor driver 23 controlled by the controller 19, and is determined by monitoring the input of the reaction force motor rotation angle sensor 14. The steering reaction force is applied to the steering shuff 13.
  • the controller 19 gives a drive signal corresponding to a detection signal such as a reaction force motor rotation angle sensor 14 or a current sensor 15 to the steering motor 35 mechanically connected to the steering shaft 17 via the motor driver 24. There is.
  • a rotation angle signal is given to the controller 19 from the reaction force motor rotation angle sensor 14, a current signal is given from the current sensor 15, and further, the running state sensors such as the vehicle speed sensor 25 and the yaw rate sensor 26 affect the steering.
  • the running state detection signal of the vehicle to be used is given.
  • the controller 19 is given a detection signal of the moving position (corresponding to the steering amount) of the steering shaft 17 from the rack position sensor 22 (see FIG. 2) attached to the middle portion of the housing 32 covering the steering shaft 17. ing.
  • the rack position sensor 22 detects the position of the steering shaft 17, but since the steering shaft 17 is directly connected to the tie rod 11, the steering wheel 10 is determined by the detection value of the rack position sensor 22. It becomes possible to detect the steering angle of. In this way, the rack position sensor 22 functions as a steering angle detector for the steering wheel 10.
  • the rack position means the stroke amount or the steering amount of the steering shaft 17, and also means the steering angle of the steering wheel 10. Therefore, these terms are used as appropriate, but they have the same meaning.
  • an external steering command value from the automatic steering system (ADAS system) 27 is input to the controller 19.
  • the external steering command value is a command value calculated by the automatic steering system 27, and when the vehicle deviates from the white line on the road or avoids obstacles by the lane keep control, the steering wheel 10 is operated by the steering mechanism 16. Is for steering.
  • the automatic steering system executes lane keeping control.
  • the controller 19 detects the rotation angle, the current, the rack position, and the traveling state amount provided by the reaction force motor rotation angle sensor 14, the current sensor 15, the rack position sensor 22, the traveling state sensors 25 and 26, and the automatic steering system 27. Signals, external steering command values, etc. are captured in a predetermined sampling cycle, and the captured detection signals and external steering command values are appropriately combined to obtain the steering amount to be added to the steering shaft 17, and steering is performed to obtain this steering amount.
  • the coil current to be energized in the motor 35 is calculated, and a control signal corresponding to the calculation result is given to the motor driver 24.
  • the controller 19 obtains the steering reaction force to be applied to the steering wheel 12 by appropriately combining the rotation angle, the current, the rack position, the detection signal of the traveling state amount, the external steering command value, and the like, and obtains the steering reaction force.
  • the coil current to be energized in the reaction force motor 18 in order to obtain the current is calculated, and a control signal corresponding to the calculation result is given to the motor driver 23.
  • the controller 19 is equipped with a steering ratio variable system.
  • the steering ratio variable system corresponds to a form of steering angle control using vehicle running state information, and the steering ratio, which is the ratio of the steering angle of the steering wheel 10 to the rotation angle of the steering wheel 12, is set to the vehicle speed. It is adjusted accordingly.
  • the ratio of the change in the steering angle of the steering wheel 12 to the change in the steering angle of the steering wheel 10 is defined as the "steering ratio”
  • the steering ratio steering motor rotation
  • It is represented by "angle / reaction force motor rotation angle”.
  • FIG. 4 shows the hardware configuration of the controller 19.
  • the reaction force actuator controller 42 is built in the reaction force motor 18, and the steering actuator controller 44 is built in the steering motor 35.
  • the reaction force actuator controller 42 and the steering actuator controller 44 can both be built in the common housing 45 shown by the broken line and provided in different constituent members.
  • the reaction force actuator controller 42 has a microprocessor 46 for a reaction force actuator as a main component, and further includes a communication circuit 47.
  • the microprocessor 46 for a reaction force actuator includes a CPU 48 which is an arithmetic unit, a ROM 49 and a RAM 50 which are memories, an EEPROM (flash ROM) 51, an A / D converter 52, a bus line 53, and the like.
  • the CPU 48 controls the reaction force motor 18 by executing various programs stored in the ROM 49. Therefore, the operation executed by the program can be regarded as a control function.
  • ROM 49 stores various programs executed by CPU 48. Specifically, the ROM 49 stores a control program for executing a motor control process (reaction force control process) for controlling the reaction force motor 18. Further, the ROM 49 stores a diagnostic program for executing the diagnosis of the reaction force motor 18. The control program and the diagnostic program execute predetermined control functions and diagnostic functions by the CPU 48.
  • the RAM 50 is used as a work area when the CPU 48 executes a control program, and data and processing results required in the processing process are temporarily stored. Similarly, the diagnostic program is executed, and the diagnostic result is temporarily stored as an error code.
  • the EEPROM 51 is a memory that can retain the stored contents even after the power is cut off, and stores the correction value peculiar to the hardware and the error code after executing the diagnostic function. Further, the A / D converter 52 has a function of converting an analog detection signal from an external sensor into a digital signal.
  • the steering actuator controller 44 has a microprocessor 54 for steering actuator as a main component, and further includes a communication circuit 55.
  • the microprocessor 54 for a steering actuator includes a CPU 56 which is an arithmetic unit, a ROM 57 and a RAM 58 which are memories, an EEPROM (flash ROM) 59, an A / D converter 60, a bus line 61, and the like.
  • the CPU 56 controls the steering motor 35 by executing various programs stored in the ROM 57. Therefore, the operation executed by the program can be regarded as a control function.
  • the ROM 57 stores various programs executed by the CPU 56. Specifically, the ROM 57 stores a control program for executing a motor control process (steering control process) for controlling the steering motor 35. Further, the ROM 57 stores a diagnostic program for executing the diagnosis of the steering motor 35. The control program and the diagnostic program execute predetermined control functions and diagnostic functions by the CPU 56.
  • the RAM 58 is used as a work area when the CPU 56 executes a control program, and data and processing results required in the processing process are temporarily stored. Similarly, the diagnostic program is executed, and the diagnostic result is temporarily stored as an error code.
  • the EEPROM 59 is a memory that can retain the stored contents even after the power is cut off, and stores the correction value peculiar to the hardware and the error code after executing the diagnostic function. Further, the A / D converter 60 has a function of converting an analog detection signal from an external sensor into a digital signal.
  • reaction force actuator microprocessor 46 and the steering actuator microprocessor 54 are provided with the reaction force motor rotation angle sensor 14, the current sensor 15, the rack position sensor 22, the traveling state sensors 25 and 26, and the automatic steering system 27.
  • the given rotation angle, current, rack position, detection signal of traveling state amount, external steering command value, and the like are taken in at a predetermined sampling cycle.
  • control data calculated by the microprocessor 46 for the reaction actuator and the microprocessor 54 for the steering actuator are exchanged with each other via the communication circuit 47 and the communication circuit 55.
  • control block shown in FIG. 5 and the control flow shown in FIG. 6 capture the reaction force actuator controller 42 and the steering actuator controller 44 as one controller.
  • the external steering command value from the automatic steering system 27 is a steering command value in the lane keep control, and is output when the vehicle deviates from the white line on the road or avoids obstacles.
  • the vehicle speed signal is input to the steering ratio generation unit 62, and the steering ratio generation unit 62 sets a set steering ratio (SRset) corresponding to the vehicle speed.
  • This set steering ratio (SRset) is stored in the steering ratio setting map with the vehicle speed as a parameter, and is read out corresponding to the vehicle speed. Further, the steering ratio generation unit 62 includes a steering ratio correction unit 63.
  • the reaction force motor rotation angle and the rack position are input to the steering ratio correction unit 63 to obtain the actual steering ratio (SRact), and the actual steering ratio (SRact) and the set steering ratio (SRset) are "shifted".
  • SRact actual steering ratio
  • SRset set steering ratio
  • SRcor corrected steering ratio
  • the modified steering ratio (SRset) is modified so that the set steering ratio (SRset) approaches the actual steering ratio (SRact), so that the "deviation" can be reduced.
  • the vehicle speed signal, the reaction force motor rotation angle signal, and the external steering command value input to the external steering command value receiving unit 64 are input to the steering ratio adjusting method selection unit 65.
  • the steering ratio adjusting method selection unit 65 has a function of selecting a method of correcting the steering ratio based on one or more of these input information.
  • the steering ratio adjusting method selection unit 65 rotates the reaction force motor 18 depending on the traveling state. Select whether to control the angle or the rotation angle of the steering motor 35.
  • the selection signal is sent to the steering command value generation unit 66 or the reaction force command value generation unit 67, which will be described later.
  • the external steering command value from the external steering command value receiving unit 64 is also input to the steering command value generating unit 66.
  • the set steering ratio (SRset) or the modified steering ratio (SRcor) from the set steering ratio generation unit 62, and the reaction force motor rotation angle signal are input to the steering command value generation unit 66.
  • the steering torque command value given to the steering motor 35 is obtained.
  • the basic steering torque command value is determined by the reaction force motor rotation angle, and the external steering command value and steering ratio (SRset, SRcor) are reflected in this basic steering torque command value.
  • the final steering torque command value is required. For example, when an external steering command value is input from the automatic steering system 27 in order to avoid a collision, the external steering command value or the steering torque command value obtained by adding the basic steering torque command value and the external steering command value is the final steering torque command value. Obtained as a steering torque command value.
  • the final steering torque command value is sent to the pre-driver 68, and the pre-driver 68 controls the MOSEFT of the inverter 69 to drive the steering motor 35, and as a result, strokes the steering shaft 17 to steer the steering wheels 10. ..
  • an external steering command value is input to the external steering command value / rack position conversion unit 70 of the reaction force command value generation unit 67, and the external steering command value / rack position conversion unit 70 is used as the external steering command value.
  • the corresponding rack position (rack stroke amount) is required. If the rack position corresponding to this external steering command value is used as it is, the rotation angle of the reaction force motor 18 becomes large, so that the rack position attenuation conversion unit 71 in the subsequent stage requires a small rack position (rack stroke amount). Convert to damping rack position.
  • a method of multiplying the damping coefficient to attenuate the actual rack position is adopted.
  • the attenuated rack position is input to the reaction force command value calculation unit 72, but the reaction force motor rotation angle is also input to the reaction force command value calculation unit 72, and the steering reaction of the reaction force motor 18 is input from these inputs. Power is required.
  • the reaction force motor rotation angle is converted to the basic reaction force torque command value by the map search, the damped rack position is converted to the corrected reaction force torque command value by the map search, and the reaction force command obtained by adding these is the final reaction force. Obtained as a torque command value.
  • the final reaction force torque command value is sent to the pre-driver 73, and the pre-driver 73 controls the MOSEFT of the inverter 74 to drive the reaction force motor 18, and as a result, applies a steering reaction force to the steering wheel 12.
  • reaction force command value generation unit 67 subtracts a part or all of the change in the external steering amount based on the external steering command value from the actual steering amount based on the actual rack position, or the actual rack.
  • a reaction force torque command value is generated based on the damping steering amount obtained by multiplying the actual steering amount based on the position by the damping count.
  • the reaction force motor 18 is not controlled according to the movement of the steering wheels, and the steering angle of the steering wheels based on the external steering command value is adjusted.
  • the reaction force motor 18 is not controlled according to the movement of the steering wheels, and the steering angle of the steering wheels based on the external steering command value is adjusted.
  • the steering angle of the steering wheels 10 and the rotation angle of the steering wheels 12 are different, so that the steering wheels 12 are moved toward the neutral position.
  • the set steering ratio (SRset) remains, the relationship between the rotation angle of the steering wheel 12 and the steering wheel 10 does not match, and the driver does not go straight even if the steering wheel 12 is in the neutral position. I feel a sense of discomfort.
  • the modified steering ratio (SRcor) from the steering ratio setting unit 62 is input so that the relationship between the rotation angle of the steering wheel 12 and the steering wheel 10 is matched. This will be described based on the control flow of FIG.
  • the actual steering ratio which is the interlocking relationship between the steering wheel 10 and the steering wheel 12
  • the steering ratio correction unit 63 corrects this "deviation" so that the driver can correct the deviation. Improves the consistency of the interlocking relationship between the steering operation of the steering wheel 12 and the steering angle of the steering wheel 10 and matches the relationship between the rotation angle of the steering wheel 12 and the steering wheel 10 to prevent the driver from feeling uncomfortable. doing.
  • control flow corresponding to the above-mentioned control block will be described with reference to FIG. It should be noted that this control flow explains the technical concept of the present embodiment, and since there are various methods for the actual control calculation and the like, only a rough description is given here. Further, this control flow is executed at the start timing of the temporal cycle, and is started by, for example, a time interrupt of 10 ms.
  • Step S10 various sensors detect operating parameters representing the operating state of the steering control device.
  • Vs vehicle speed
  • Rp rack position
  • ⁇ m reaction force motor rotation angle
  • Im reaction force motor current
  • Addas external steering command value
  • Step S11 it is determined whether or not "1" is set in the correction flag described later.
  • SRcor correction steering ratio
  • This modified steering ratio (SRcor) is a steering ratio set when an external steering command value (Adas) is input and the steering wheel 10 is largely steered. The reason for setting this will be described later. If the modified steering ratio (SRcor) is not set, the process proceeds to step S12, and if it is set, the process proceeds to step S23.
  • Step S12 since the external steering command value (Adas) is not input at this time, the set steering ratio (SRset) corresponding to the vehicle speed (Vs) is set.
  • the set steering ratio (SRset) is read from a steering ratio table (a type of search map) in which a desirable steering ratio with respect to the vehicle speed (Vs) is stored.
  • the steering ratio table for example, when the vehicle speed is low or medium speed, the steering angle of the steering wheel 10 is increased (quick ratio) with respect to the rotation angle of the steering wheel 12, and when the vehicle speed is high, the steering wheel 12 is used. A steering ratio that reduces the steering angle of the steering wheel 10 (slow ratio) with respect to the rotation angle of the steering wheel 10 is stored.
  • the set steering ratio (SRset) is set, the process proceeds to step S13.
  • Step S13 it is determined whether or not the external steering command value (Adas) has been input from the automatic steering system 27.
  • the external steering command value (Adas) is the steering wheel 10 regardless of the steering wheel 12 operated by the driver. Is to perform an emergency avoidance operation to avoid a collision by steering the steering wheel greatly.
  • the external steering command value (Adas) is not limited to collision avoidance, but may be other steering command values.
  • step S14 If there is no input of the external steering command value (Adas), the process proceeds to step S14, and if there is an input of the external steering command value (Adas), the process proceeds to step S16.
  • Step S14 the phase steering angle of the steering motor 35 is obtained so as to correspond to the set steering ratio (SRset).
  • SRset set steering ratio
  • the phase steering angle of the steering motor 35 is calculated so as to have a set steering ratio (SRset) with respect to the rotation angle of the reaction force motor 18 synchronized with the rotation of the steering wheel 12. This operation may be performed by an arithmetic operation or a map search operation. Then, the steering torque command value of the steering motor 35 is generated based on the steering angle to drive the steering motor 35.
  • step 15 is executed at the same time as the process of step S14 is performed, or after the process of step S14 is performed.
  • Step S15 a reaction force command value is generated to drive the reaction force motor 18.
  • the reaction force command value is obtained by executing a predetermined calculation using the reaction force motor rotation angle ( ⁇ m), rack position (Rp), vehicle speed (Vs), set steering ratio (SRset), and the like.
  • the reaction force motor rotation angle ( ⁇ m) indicates the basic reaction force
  • the reaction force motor rotation angle ( ⁇ m) and the basic reaction force are stored in the table (a type of search map), and the reaction force motor rotation.
  • the basic reaction force corresponding to the angle ( ⁇ m) is read out.
  • the rack position (Rp / steering amount) indicates the corrected reaction force from the road surface, and the rack position (Rp) and the corrected reaction force are stored in a table (a type of search map), and the rack position (Rp).
  • the correction reaction force corresponding to is read out. Further, a plurality of these tables are provided according to the vehicle speed (Vs), and the table selected according to the vehicle speed (Vs) is used.
  • step S15 the set steering ratio (SRset) is reflected in the reaction force to which the basic reaction force and the corrected reaction force are added, the final reaction force torque command value is generated, and the reaction force motor 18 is driven.
  • step S15 the return is exited and the next activation timing is waited for.
  • Step S16 On the other hand, if it is determined in step S13 that there is an input to the external steering command value (Adas), step S16 is executed. In step S16, since the external steering command value (Adas) is input, the emergency avoidance operation is executed. This emergency avoidance operation is executed independently of the steering operation of the steering wheel 12, and in this case, the steering torque command value of the steering motor 35 is obtained based on the steering amount corresponding to the external steering command value (Adas). ing.
  • the steering torque command value of the steering motor 35 corresponding to the rotation angle of the steering wheel 12 (rotation angle of the reaction force motor) is added to the steering torque command value of the steering motor 35 corresponding to the external steering command value (Adas). Therefore, it may be used as the final steering torque command value of the steering motor 35.
  • step S16 the immediate calculation is executed without using the steering ratio. It is also possible to consider the steering ratio when there is time to spare or when necessary.
  • Step S17 the steering amount of the steering wheel 10 is detected by the rack position sensor 22 in a state where the steering wheel 10 is steered by driving the steering motor 35. Then, it is determined whether or not the rate of change of the rack position (Rp) of the steering shaft 17 is larger than the predetermined change value.
  • the rate of change When the rate of change is larger than the predetermined rate of change, it means that the steering wheel 10 is steered significantly, and when the rate of change is smaller than the predetermined rate of change, it means that the steering of the steering wheel 10 is decelerated or stopped. There is. If the rate of change is greater than the predetermined rate of change, the process proceeds to step S18, and if the rate of change is smaller than the rate of change, the process proceeds to step S20.
  • Step S18 the detected rack position (Rp) is multiplied by a predetermined damping coefficient (damping gain), and the damping rack position (Rs) is set so that the change in the rack position (Rp) is small.
  • damping gain a predetermined damping coefficient
  • the rack position (Rp) is multiplied by the damping coefficient, but in addition to this, the rack position (steering amount conversion) corresponding to the external steering command value (Adas) can be subtracted from the actual rack position (Rp). It is a good one, and further, a predetermined fixed rack position may be subtracted.
  • the damping rack position (Rs) is obtained, the process proceeds to step S19.
  • Step S19 the reaction force torque command of the reaction force motor 18 is executed by executing a predetermined calculation using the reaction force motor rotation angle ( ⁇ m), the damping rack position (Rs), the vehicle speed (Vs), and the like. Value is required.
  • the reaction force motor rotation angle ( ⁇ m) indicates the basic reaction force
  • the reaction force motor rotation angle ( ⁇ m) and the basic reaction force are stored in the table (a type of search map), and the reaction force motor rotation angle ( ⁇ m). ) Corresponds to the basic reaction force.
  • the damping rack position (Rs) indicates the corrected reaction force from the road surface, and the rack position (Rp) and the corrected reaction force are stored in the table (a type of search map) and stored in the damping rack position (Rs). The corresponding correction reaction force is read out. Further, a plurality of these tables are provided according to the vehicle speed (Vs), and the table selected according to the vehicle speed (Vs) is used.
  • step S19 the steering ratio is not reflected in the calculation in step S19, but the calculation is performed immediately without using the steering ratio in accordance with step S16. Further, since the relationship between the steering wheel 12 rotation angle and the steering angle of the steering wheel 10 is broken by the process of step S17, the steering ratio is not reflected.
  • step S19 the reaction force motor 18 is driven by generating the final reaction force torque command value obtained by adding the basic reaction force and the corrected reaction force.
  • Step S20 If it is determined in step S17 that the rate of change of the rack position (Rp) is smaller than the predetermined rate of change, and it is determined that the steering of the steering wheel 10 has been decelerated or stopped, step 20 is executed.
  • the rotation angle of the reaction force motor 18 and the rotation angle of the steering motor 35 at this time are likely to be different from the set steering ratio (SRset) due to the process of step S19.
  • step S20 the difference between the actual actual steering ratio (SRact) and the set steering ratio (SRset) determined by the rotation angle of the steering motor 35 and the rotation angle of the reaction force motor 18 obtained from the current rack position (Rp). Is determined to be larger than the predetermined value, and it is determined whether or not there is a "deviation" between the two.
  • step S21 when it is determined that the difference between the actual steering ratio (SRact) and the set steering ratio (SRset) is smaller than the predetermined value, the return is lost and the next start timing is waited. On the other hand, if the difference between the actual steering ratio (SRact) and the set steering ratio (SRset) is larger than a predetermined value, it is determined that a "deviation" has occurred, and the process proceeds to step S21.
  • the modified steering ratio (SRcor) may be the current actual steering ratio (SRact) or may be a set steering ratio (SRset) close to the actual steering ratio (SRact). In the present embodiment, a set steering ratio (SRset) close to the actual steering ratio (SRact) is set.
  • the detected vehicle speed (Vs) is used to search the modified steering ratio (SRcor) from the table.
  • this modified steering ratio is for eliminating the "deviation" between the rotational position of the steering wheel 12 and the steering angle of the steering wheel 10 at least when the steering wheel 12 returns to the neutral position. ..
  • the process proceeds to step S22.
  • Step S22 when the steering wheel 12 is steered to return to the neutral position, a correction flag is used in order to reflect the correction steering ratio (SRcor) in the operations of the steering motor 35 and the reaction force motor 18. doing. Therefore, in step S22, when the correction steering ratio (SRcor) is set, the correction flag is set to "1". If the correction flag is set, it will exit the return and wait for the next startup timing.
  • SRcor correction steering ratio
  • Step S23 In step S11 described above, since the correction flag is set to "1" in step S22, the steering ratio is increased after the steering wheel 10 is largely steered by the external steering command value (Adas). It is determined that the steering ratio has been changed to the modified steering ratio (SRcor).
  • step S23 it is determined whether or not the external steering command value (Adas) is input again from the automatic steering system 27.
  • the control process after step S16 is executed again.
  • the process proceeds to step S24.
  • Step S24 Since the steering wheel 12 is currently in the process of being returned to the neutral position, the steering angle of the steering wheel 10 according to the external steering command value (Adas) and the steering wheel 12 set in steps S18 to S19. It is necessary to correct the inconsistency of the rotation angle of. Otherwise, when the steering wheel 12 returns to the neutral position, the steering wheel 10 cannot return to the neutral position.
  • the external steering command value Adas
  • step S24 the rotation angle (steering amount) of the steering motor 35 is obtained based on the modified steering ratio (SRcor).
  • the rotation angle (steering amount) of the steering motor 35 is calculated so as to have a corrected steering ratio (SRcor) with respect to the reaction force motor rotation angle ( ⁇ m) of the reaction force motor 18 integrated with the steering wheel 12. ..
  • This operation may be performed by an arithmetic operation or a map search operation.
  • the steering torque command value of the steering motor 35 is generated based on the calculated steering amount to drive the steering motor 35.
  • step 25 is executed at the same time as the processing of step S24 is performed, or after the processing of step S24 is performed.
  • Step S25 the reaction force torque command value is generated from the steering reaction force (reaction torque) of the reaction force motor 18 to drive the reaction force motor 18.
  • the steering reaction force is obtained by executing a predetermined calculation using the reaction force motor rotation angle ( ⁇ m), rack position (Rp), vehicle speed (Vs), modified steering ratio (SRcor), and the like.
  • the reaction force motor rotation angle ( ⁇ m) indicates the basic reaction force, and the basic reaction force corresponding to the reaction force motor rotation angle ( ⁇ m) stored in the table is read out.
  • the rack position (Rp) indicates the corrected reaction force from the road surface, and the corrected reaction force corresponding to the rack position (Rp) stored in the table is read out. Further, a plurality of these tables are provided according to the vehicle speed (Vs), and the table selected according to the vehicle speed (Vs) is used.
  • the corrected steering ratio (SRcor) is reflected in the reaction force to which the basic reaction force and the correction reaction force are added, and the final reaction force torque command value is generated to drive the reaction force motor 18.
  • the actual steering ratio (SRact) which is the interlocking relationship between the steering wheel 10 and the steering wheel 12
  • the emergency avoidance operation may cause a "deviation" between the actual steering ratio (SRact) and the set steering ratio (SRset).
  • the modified steering ratio (SRcor) by correcting this "deviation" by the modified steering ratio (SRcor), the consistency of the interlocking relationship between the driver's steering operation and the steering wheel 10 is improved, and the rotation angle of the steering wheel 12 and the steering wheel 12 are adjusted.
  • the relationship between the steering angles of the steering wheels 10 is matched to prevent the driver from feeling uncomfortable.
  • Step S24 >>, ⁇ Step S25 >> Step S24, and step S25 are the same as the control steps shown in FIG. 6, so description thereof will be omitted.
  • steps S24 and S25 are executed.
  • steps S24 and S25 are executed.
  • the process proceeds to step S26.
  • Step S26 it is determined whether or not the steering wheel 10 has reached the neutral position (straight ahead state). If the neutral position has not been reached, the process returns to step S24, and the same operation is repeated. On the other hand, if the neutral position is reached, the process proceeds to step S27.
  • the neutral position of the steering wheel 10 means that the steering wheel 10 is not steered on either the left or right side, and the steering wheel 10 is located at a position where the vehicle is in a straight-ahead state.
  • the neutral position includes not only a completely neutral position but also a range in which the steering wheels are slightly steered to the left and right if it is a substantially neutral position.
  • Step S27 When the steering wheel 10 reaches the neutral position (straight-ahead state), it is necessary to return the rotation angle of the steering wheel 12 and the steering angle of the steering wheel 10 to the set steering ratio (SRset).
  • SRset set steering ratio
  • step S27 the actual steering ratio (SRact) and the set steering (SRset) are based on the actual steering ratio (SRact) and the set steering (SRset) determined by the rack position (Rp) and the reaction force motor rotation angle ( ⁇ m). ) Is corrected so that the torque command value of the reaction motor 18 is reduced. In this case, the torque command value of the reaction force motor 18 is corrected so as to approach the set steering (SRset).
  • reaction force torque command value that realizes the set steering is not changed stepwise, but preferably gradually changed according to the function of time. It is possible to further reduce the feeling of discomfort in the operation of the steering wheel 12 of the person.
  • Step S24 >>, ⁇ Step S25 >>, ⁇ Step S26 >> Step S24, step S25, and step S26 are the same as the control steps shown in FIG. 7, and thus the description thereof will be omitted.
  • steps S24, S25, and S26 are executed.
  • the process proceeds to step S28.
  • Step S28 When the steering wheel 10 reaches the neutral position (straight-ahead state), it is necessary to return the rotation angle of the steering wheel 12 and the steering angle of the steering wheel 10 to the set steering ratio (SRset).
  • SRset set steering ratio
  • step S28 the actual steering ratio (SRact) and the set steering (SRset) are based on the actual steering ratio (SRact) and the set steering (SRset) determined by the rack position (Rp) and the reaction force motor rotation angle ( ⁇ m). ) Is corrected so that the torque command value of the steering motor 35 is reduced. In this case, the torque command value of the steering motor 35 is corrected so as to approach the set steering (SRset).
  • the steering wheel 10 when the steering wheel 10 is in the neutral position and the vehicle is traveling straight, but the steering wheel 12 is deviated from the neutral position, there is a possibility that a deviation may occur between the steering operation of the driver and the behavior of the vehicle. .. In such a case, by adjusting the steering angle on the steering wheel 10 side, it is possible to perform a traveling operation in accordance with the driver's intention. That is, the steering wheel 10 is controlled according to the operation of the steering wheel 12 operated by the driver.
  • the steering torque command value for realizing the set steering should not be changed stepwise, but preferably gradually changed according to a function of time. , The driver's feeling of discomfort in operating the steering wheel 12 can be further reduced.
  • This fourth embodiment is a modification of the third embodiment, and is an example in the case where the rotation direction of the steering wheel 12 and the steering direction of the steering wheel 10 according to the external steering command value (Adas) are different in opposite phase. ..
  • the reaction force motor 18 is controlled so that the reaction force torque command value is not applied.
  • the control flow of this will be described with reference to FIG.
  • Step S29 it is determined whether the rotation direction of the reaction force motor 18 and the steering direction of the steering wheel 10 are in the same direction or in the opposite direction. This determination is made because it is assumed that the external steering command value (Adas) from the automatic steering system 27 is different from the rotation direction of the steering wheel 12.
  • step 29 when it is determined that the rotation direction of the reaction force motor and the steering direction of the steering wheel 10 are the same, the process proceeds to step S24, and it is determined that the rotation direction of the reaction force motor and the steering direction of the steering wheel 10 are opposite directions. Then, the process proceeds to step S30.
  • Step S24 >>, ⁇ Step S25 >> Since step S24 and step 25 are the same as the control steps shown in FIG. 8, the description thereof will be omitted.
  • Step S26 >>, ⁇ Step S28 >> Since step S26 and step 28 are the same as the control steps shown in FIG. 8, the description thereof will be omitted.
  • Step S30 the rotation angle (phase steering amount) of the steering motor 35 is obtained based on the modified steering ratio (SRcor). For example, the rotation angle (steering amount) of the steering motor 35 is calculated so as to have a corrected steering ratio (SRcor) with respect to the rotation angle of the reaction force motor 18 integrated with the steering wheel 12. Then, the steering torque command value of the steering motor 35 is generated based on the calculated steering amount to drive the steering motor 35. This is the same process as in step S24. When this process is completed, the process proceeds to step S31.
  • SRcor modified steering ratio
  • Step S31 it is determined whether or not the steering wheel 10 has reached the neutral position (straight ahead state). If the neutral position has not been reached, the process returns to step S31, and the same operation is repeated. On the other hand, if the neutral position is reached, the process proceeds to step S32.
  • Step S32 When the steering wheel 10 reaches the neutral position (straight ahead state), it is necessary to return the rotation angle of the steering wheel 12 and the steering angle of the steering wheel 10 to the set steering ratio (SRset).
  • SRset set steering ratio
  • step S32 the actual steering ratio (SRact) and the set steering (SRset) are based on the actual steering ratio (SRact) and the set steering (SRset) determined by the rack position (Rp) and the reaction force motor rotation angle ( ⁇ m). ) Is corrected so that the torque command value of the steering motor 35 is reduced.
  • the steering wheel 12 When the rotation direction of the steering wheel 12 and the steering direction of the steering wheel 10 are opposite to each other and the position of the steering wheel 12 is adjusted so as to match the steering angle of the steering wheel 10, the steering wheel 12 is in the neutral position. Since the vehicle rotates to the opposite side across the steering wheel, the driver feels uncomfortable in steering.
  • this embodiment is a modification of the embodiment of FIG. 8, it may be a modification of the embodiment of FIG. 7.
  • the control step after the determination of "NO" in FIG. 9 is replaced with the control step in FIG. 7.
  • the rotation angle of the steering wheel 12 is adjusted to the steering angle of the steering wheel 10 by adjusting the reaction torque command value of the reaction force motor 18.
  • the steering angle of the steering wheel 10 can be adjusted to the rotation angle of the steering wheel 12 by adjusting the steering torque command value of the steering motor 35. it can.
  • the parameters for determining the running condition of the vehicle include vehicle speed, steering operation amount, rack position, steering operation direction of steering operation shaft, steering direction of steering wheel, steering direction of steering operation shaft and steering direction of steering wheel. (Same direction or opposite direction) can be considered.
  • the steering ratio is returned from the modified steering ratio (SRcor) to the set steering ratio (SRset). It is characterized by that.
  • SRcor modified steering ratio
  • SRset set steering ratio
  • Step S20 >>, ⁇ Step S21 >> Step S20 and step 21 are the same as the control steps shown in FIG. 6, so the description thereof will be omitted.
  • Step S33 it is determined whether the rotation direction of the reaction force motor 18 and the steering direction of the steering wheel 10 are in the same direction or in the opposite direction.
  • step S34 when it is determined that the rotation direction of the reaction force motor and the steering direction of the steering wheel 10 are the same, the process proceeds to step S34, and it is determined that the rotation direction of the reaction force motor and the steering direction of the steering wheel 10 are opposite directions. Then, the process proceeds to step S22 and the correction flag is set to "1".
  • Step S34 a process of replacing the modified steering ratio (SRcor) set in step S21 with a set steering ratio (SRset) based on the vehicle speed (Vs) is executed.
  • SRcor modified steering ratio
  • SRset set steering ratio
  • Vs vehicle speed
  • the set steering ratio is corrected to the modified steering ratio (SRcor) due to the occurrence of a deviation between the actual steering ratio (SRact) and the set steering ratio (SRset)
  • the set steering ratio is returned from the modified steering ratio (SRcor) to the set steering ratio (SRset).
  • the modified steering ratio (SRcor) changed due to the execution of the emergency avoidance operation of the vehicle may not be the set steering ratio suitable for the original driving situation. Therefore, by returning the steering ratio from the modified steering ratio (SRcor) to the set steering ratio (SRset), steering control can be performed at a steering ratio suitable for the traveling situation.
  • the steering ratio is changed again in this way, the driver may feel uncomfortable in steering.
  • the steering ratio is set and steered. Change to return to the ratio (SRset). Therefore, even if the steering wheel 12 and / or the steering wheel 12 are adjusted to change the set steering ratio, it is possible to suppress the driver's feeling of steering discomfort.
  • the sixth embodiment is characterized in that when the lane keep control is executed as the automatic steering control, the external steering command value (Adas) is not reflected in the reaction force motor 18.
  • the control flow of this will be described with reference to FIG.
  • step S35 it is determined from the control information of the external steering system 27 whether or not the lane keep control is being executed at the present time. If it is determined that the lane keep control is being executed, the process proceeds to step S36, and if it is determined that the lane keep control is not being executed, the process proceeds to step S16.
  • Step S36 When it is determined in step S35 that the lane keep control is being executed, in step S36, the external steering command value (Adas) is input by the lane keep control, which is necessary for this lane keep control. Perform steering operation. This steering operation is executed independently of the steering operation of the steering wheel 12, and in this case, the steering torque command value of the steering motor 35 is obtained based on the steering amount corresponding to the external steering command value (Adas). There is.
  • the steering torque command value of the steering motor 35 corresponding to the rotation angle (reaction motor rotation angle) of the steering wheel 12 is changed to the steering torque command value of the steering motor 35 corresponding to the external steering command value (Adas). Needless to say, it may be added as the final steering torque command value of the steering motor 35.
  • Step S37 the reaction force torque command value is generated from the steering reaction force (reaction torque) of the reaction force motor 18 to drive the reaction force motor 18.
  • the reaction force torque is obtained by executing a predetermined calculation using the reaction force motor rotation angle ( ⁇ m), rack position (Rp), vehicle speed (Vs), and the like.
  • the reaction force motor rotation angle ( ⁇ m) indicates the basic reaction force
  • the rotation angle and the basic reaction force are stored in the table, and the basic reaction force corresponding to the rotation angle is read out.
  • the rack position (Rp) indicates the corrected reaction force from the road surface
  • the rack position (Rp) and the corrected reaction force are stored in the table, and the corrected reaction force corresponding to the rack position (Rp) is read out. ..
  • a plurality of these tables are provided according to the vehicle speed (Vs), and the table selected according to the vehicle speed (Vs) is used.
  • step S19 the rack position (Rp) was attenuated by multiplying the rack position (Rp) by the damping coefficient or by subtracting the external steering command value (Adas).
  • step S37 of the present embodiment the damping coefficient is not multiplied or the external steering command value (Adas) is not subtracted, and the rack position (Rp) is used as it is.
  • step S15 the set steering ratio (SRset) is reflected in the reaction force to which the basic reaction force and the corrected reaction force are added, the final reaction force torque command value is generated, and the reaction force motor 18 is driven.
  • step S15 the return is exited and the next activation timing is waited for.
  • a reaction force torque command value is generated at least based on the rack position (Rp). It is configured to be.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications.
  • the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to the one including all the described configurations.
  • it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.

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Abstract

操舵輪とステアリングホイールの連動関係である実操舵比は、設定操舵比によって制御されている。そして、緊急回避運動により、実操舵比と設定操舵比の間に「ずれ」が生じると、「ずれ」が減少するように修正操舵比によって補正することで、運転者の操舵操作と操舵輪との連動関係の整合性を向上させ、ステアリングホイールの回転角と操舵輪の操舵角の関係を一致させて運転者が違和感を覚えるのを抑制する。

Description

操舵制御装置
　本発明は自動車に搭載される操舵制御装置に係り、特にステアリングシャフトと操舵機構が機械的に分離されている操舵制御装置に関するものである。
　自動車(以下、車両と表記する)の操舵制御装置においては、ステアリングシャフトを操舵機構から切り離し、ステアリングシャフトの回動角、及び回動方向等を検出し、これらの検出信号に基づいて操舵アクチュエータの動作量を制御して操舵軸を駆動する、いわゆる、ステア・バイ・ワイヤ方式の操舵制御装置が知られている。
　ステア・バイ・ワイヤ方式の操舵制御装置においては、ステアリングホイールの操舵操作量と操舵用電動アクチュエータの操舵量との対応関係が、機械的な制約を受けずに設定できることから、車両の車速の高低、旋回半径の長短、車両の加減速の有無等の車両の走行状態に応じた操舵特性の変更に柔軟に対応でき、設計自由度が向上するという利点を有している。更には、レーンキープ制御等の自動操舵システムへの展開が容易であるという利点を有する等、従来の操舵制御装置に比べて多くの利点を有している。
　尚、操舵機構から切り離されたステアリングシャフト側には、ステアリングホイールに操舵反力を付与するための反力用電動アクチュエータが取り付けてあり、ステアリングホイールに適度の操舵反力を加えることにより、ステアリングホイールと操舵機構とが、機械的に連結されたかの如き感覚で操舵操作を行うことができるように構成してある。
　ところで、運転者がステアリングホイールを握って走行する時に、車両の前方、或いは後方に障害物が存在することを運転者が気づかないことがあり、この場合は障害物と衝突を起こすことになる。このため、自動操舵システムを搭載した操舵制御装置においては、車載カメラや車載レーダ等によって障害物を検出すると、運転者が操作しているステアリングホイールとは無関係に、操舵機構によって操舵輪を大きく操舵させて衝突を回避する緊急回避動作を行うようにしている。
　一般的には操舵アクチュエータは操舵用電動モータから構成され、反力アクチュエータは反力用電動モータから構成されており、反力用電動モータと操舵用電動モータは、所定の「設定操舵比」に設定されて連動して動作するように制御されている。ここで、操舵比は、ステアリングホイールの回転角の変化分に対する操舵輪の操舵角の変化分の比を「操舵比」と定義しており、「操舵比＝操舵用電動モータ回転角／反力用電動モータ回転角」で表される。これによって、ステアリングホイールの回転角と操舵輪の操舵角の関係が決められている。
　したがって、自動操舵システムが緊急回避動作を行なうために、操舵用電動モータの回転角を大きくして操舵輪を大きく操舵すると、これに連動して設定操舵比に合せるように、反力用電動モータも回転角を大きくしてステアリングホイールを大きく回転させる。このため、運転者は、自ら握っているステアリングホイールが意図せず大きく異常に回転されるため、違和感や不快感を覚える。
　このような課題を解決するために、例えば特開２０１０－１４９６８７号公報(特許文献１)においては、自動操舵制御により発生した自動操舵指令値(衝突を回避するための操舵指令値)に対応する路面反力を推定し、実際の路面反力から推定した路面反力を差し引いた反力偏差相当の操舵反力をステアリングホイールに付与することが示されている。
　このように、自動操舵指令値により発生する路面反力を操舵反力として反力用電動モータに反映しないので、自動操舵指令値に基づく操舵反力がステアリングホイールに付与されず、ステアリングホイールの回転が抑制されて運転者に違和感や不快感を与えることがない。
特開２０１０－１４９６８７号公報
　ところで、特許文献１にあるような操舵制御装置においては、自動操舵した状態下で、自動操舵の影響を無くすように反力用電動モータに操舵反力を与えているので、操舵輪の操舵角に対してステアリングホイールの回転角が整合しない状態に陥ることがある。
　つまり、自動操舵制御が実行される前のステアリングホイールの回転角と操舵輪の操舵角は、予め設定された操舵比に基づいて定まるが、自動操舵制御が実行された後では、操舵輪の操舵角に対してステアリングホイールの回転角が、設定された操舵比と対応しないことになる。
　したがって、例えば、運転者がステアリングホイールを中立位置(直進状態)まで回転させても、設定操舵比にしたがって操舵用電動モータが回転されるので、操舵輪が中立位置(直進状態)に戻りきれなく、運転者は、ステアリングホイールの操舵操作と車両の操舵方向(走行方向)が一致しないことによって、違和感を覚えるようになる。
　本発明の目的は、自動操舵制御によるステアリングホイールの異常な回転を抑制すると共に、ステアリングホイールの操舵操作と車両の走行方向を一致させることができる新規な操舵制御装置を提供することにある。
　本発明の一実施形態に係る操舵制御装置は、
　ステアリングホイールの回転に伴って回転され、操舵輪と機械的に分離されている操舵操作軸と、
　前記操舵操作軸に対して操舵反力を付与する反力アクチュエータと、
　前記操舵輪を操舵させる操舵力を発生する操舵アクチュエータと、
　前記操舵アクチュエータの操舵力を前記操舵輪に伝達し、前記操舵輪を操舵させる操舵部材と、
　前記操舵操作軸の操舵操作量を検出し、前記操舵操作量に関する信号である操舵操作量信号を出力する操舵操作量センサと、
　前記操舵輪の操舵状態を検出し、前記操舵状態に関する信号である操舵量信号を出力する操舵量センサと、
　少なくとも前記操舵操作量センサと前記操舵量センサの検出信号に基づいて、前記反力アクチュエータと前記操舵アクチュエータとを駆動、制御する制御装置とを備え、
　前記制御装置は、少なくとも、外部操舵指令値受信部と、設定操舵比生成部と、操舵指令値生成部と、反力指令値生成部と、設定操舵比補正部とを備え、
　前記外部操舵指令値受信部は、車両の運転状況に応じて生成された外部操舵指令値を受信し、
　前記設定操舵比生成部は、車両速度に基づき、前記操舵操作量の変化量に対する前記操舵量の変化量の比である設定操舵比を生成し、
　前記操舵指令値生成部は、
　前記外部操舵指令値と、
　前記操舵操作量に基づく基本操舵指令値と、
　前記設定操舵比に基づき、前記操舵アクチュエータを駆動、制御する操舵指令値と、を生成し、
　前記反力指令値生成部は、
　実際の前記操舵量に所定の減衰係数を乗算して求めた減衰操舵量から、或いは、実際の前記操舵量から、前記外部操舵指令値に対応する前記操舵量の変化分の一部又は前記外部操舵指令値に対応する前記操舵量の変化分の全部を差し引いて求めた減衰操舵量に基づき、
　前記反力モータを駆動、制御する反力指令値を生成し、
　前記設定操舵比補正部は、前記反力指令値生成部が前記反力指令値を生成する際に、前記操舵指令値と前記反力指令値とから求められた実操舵比と前記設定操舵比との間にずれが生じたとき、このずれを減少するように前記実操舵比に基づいて前記設定操舵比を修正操舵比に補正することを特徴とするものである。
　本発明の一実施形態によれば、自動操舵制御によって操舵輪が大きく操舵されるとき、この操舵輪の操舵量を反力用電動アクチュエータの操舵反力に反映しないことで、ステアリングホイールの異常な回転が抑制される。また、自動操舵制御によって実操舵比と設定操舵比の間に「ずれ」が生じると、この「ずれ」に基づいて設定操舵比を修正することにより運転者の操舵操作と車両の走行方向の整合性を向上させることができる。
本発明が適用されるステア・バイ・ワイヤ方式の操舵制御装置の構成を示す構成図である。 図１に示す操舵機構の詳細な断面を示す断面図である。 図１に示す制御装置の概略を示す構成図である。 図３に示す制御装置の詳細な構成を示す構成図である。 本発明の基本的な第１の実施形態を示す機能ブロック図である。 図５に示す機能ブロックを制御フローに展開した基本的な制御フローチャートである。 図６に示す基本的な制御フローを基礎にした第２の実施形態の要部を示す制御フローチャートである。 図６に示す基本的な制御フローを基礎にした第３の実施形態の要部を示す制御フローチャートである。 図６に示す基本的な制御フローを基礎にした第４の実施形態の要部を示す制御フローチャートである。 図６に示す基本的な制御フローを基礎にした第５の実施形態の要部を示す制御フローチャートである。 図６に示す基本的な制御フローを基礎にした第６の実施形態の要部を示す制御フローチャートである。
　以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
　本発明の具体的な実施形態を説明する前に、ステア・バイ・ワイヤ方式の操舵制御装置の構成について説明する。
　先ず、ステアリングシャフトを操舵軸から切り離し、ステアリングシャフトの回動角や外乱トルク等を回転角センサや電流センサ等で検出し、これらの検出信号に基づいて操舵アクチュエータの動作量を制御して操舵軸を駆動する、ステア・バイ・ワイヤ方式の操舵制御装置について説明する。尚、操舵機構の構成は後述する。
　図１において、操舵輪１０はタイロッド１１によって操舵される構成となっており、このタイロッド１１は、後述する操舵軸１７に連結されている。そして、ステアリングホイール１２はステアリングシャフト(請求項でいう操舵操作軸に相当する)１３に連結されており、ステアリングシャフト１３には、必要に応じて操舵操作角センサ等を設けることができる。
　ステアリングシャフト１３は、操舵機構１６の操舵軸(ラックバーということもある)１７に連携されておらず、ステアリングシャフト１３の先端には反力用電動モータ(請求項でいう反力アクチュエータに相当する)１８が設けられている。つまり、ステアリングシャフト１３は操舵機構１６と機械的に連結されていない構成とされ、結果的にステアリングシャフト１３と操舵機構１６とは分離される形態となっている。反力用電動モータ１８はコントローラ１９によって駆動される。以下では、反力用電動モータ１８は反力モータ１８と記載する。
　反力モータ１８には、反力モータ回転角センサ(請求項でいう操舵操作量センサに相当する)１４が設けられており、反力モータ１８の回転角(請求項でいう操舵操作量信号に相当する)を検出している。操舵操作量センサは、反力モータ１８の回転角を検出するものであるが、ステアリングシャフトの操舵操作角を検出する操舵操作角センサであっても良く、また、これら以外のステアリングシャフト１３の回転を検出可能なセンサは、操舵操作量センサの範疇である。
　また、反力モータ１８には、電流センサ１５が設けられており、反力モータ１８のコイルに流れる電流を検出している。この電流は、例えばステアリングホイール１２を操作するトルクを推定する場合に使用される。
　操舵軸１７を含む操舵機構１６には、操舵用電動モータ機構(請求項でいう操舵アクチュエータに相当する)２１が設けられており、この操舵用電動モータ機構２１は操舵軸１７の操舵動作を制御する。尚、操舵アクチュエータとして電動モータを使用しているが、これ以外の形式の電動アクチュエータであっても良いことはいうまでもない。
　そして、ステアリングホイール１２の回転角を反力モータ１８の反力モータ回転角センサ１４によって検出し、また電流センサ１５によってコイルに流れる電流を検出し、これらの検出信号は制御装置(以下、コントローラと表記する)１９に入力される。尚、コントローラ１９には、これ以外に外部センサ２０から種々の検出信号が入力されている。
　コントローラ１９は、入力された回転角信号や電流信号に基づいて操舵用電動モータ機構２１の制御量を演算し、更には操舵用電動モータ機構２１を駆動する。尚、操舵用電動モータ機構２１の制御量は、回転角信号や電流信号以外のパラメータも使用することができる。
　操舵用電動モータ機構２１の回転は、入力側プーリ(図示せず)からベルト(図示せず)を介して、操舵機構１６の出力側プーリ(図示せず)を回転させ、更に操舵ナット(図示せず)によって、操舵軸１６を軸方向にストローク動作して操舵輪１０を操舵する。これらについては後述する。
　また、コントローラ１９は、入力された回転角信号や電流信号に基づいて反力モータ１８の制御量を演算し、更に反力モータ１８を駆動する。尚、反力モータ１８の制御量は、回転角信号や電流信号以外のパラメータも使用することができる。
　ここで、図１ではコントローラ１９は１つの機能ブロックで示されているが、反力アクチュエータコントローラと、操舵アクチュエータコントローラに分離して設けられており、両者は通信線で接続されている。反力アクチュエータコントローラは反力モータ１８に設けられ、操舵アクチュエータコントローラは操舵用電動モータ機構２１に設けられている。
　操舵機構１６にはラック位置センサ(請求項でいう操舵量センサに相当する)２２が設けられており、このラック位置センサ２２は、操舵輪１０の実際の操舵量(操舵角)を検出して操舵量信号を出力する。ラック位置センサ２２は操舵軸１７の軸方向の移動量を検出している。操舵量センサとしては、操舵軸１７のストローク量を検出するラック位置センサ２２を示しているが、これ以外に操舵軸１７に操舵力を付与する操舵用電動モータに設けた回転角センサであっても良く、また、これら以外の操舵軸１７の位置(操舵量)を検出可能なセンサは、操舵量センサの範疇である。
　尚、操舵機構１６には、操舵軸１７、操舵用電動モータ、減速機構等が含まれるが、操舵用電動モータから操舵輪１９へ操舵力を伝達する機構は、これらに限られるものではない。
　次に操舵機構１６の構成について説明する。図２は操舵機構１６の軸方向の断面を示している。
　操舵機構１６の各構成要素は、操舵軸１７を軸方向に移動可能に収容する操舵軸収容部３０と、操舵軸収容部３０の軸方向中間部に配置され操舵軸１７を包囲するように形成された減速機収容部３１とから構成されるハウジング３２内に収容されている。減速機収容部３１には、後述する減速機構３３が収容されている。
　操舵用電動モータ機構２１は、操舵用電動モータ３５と、操舵用電動モータ３５を駆動する操舵アクチュエータコントローラ４４と、操舵用電動モータ３５の出力を操舵軸１７に伝達するねじ機構３６とを有している。操舵用電動モータ３５は、運転者によりステアリングホイール１２に入力された操舵操作量に応じて、操舵アクチュエータコントローラ４４により回転量、回転速度等が制御されている。以下では、操舵用電動モータ３５は操舵モータ３５と記載する。
　ねじ機構３６は、操舵ナット３７と出力プーリ３８とを有している。出力プーリ３８の形状は円筒状の部材であって、操舵ナット３７に一体的に回転可能に固定されている。操舵モータ３５の駆動軸には、円筒状の入力プーリ３９が一体的に回転するように固定されている。出力プーリ３８と入力プーリ３９との間にはベルト４０が巻回されている。入力プーリ３９、出力プーリ３８およびベルト４０によって減速機構３３が構成されている。
　操舵ナット３７は、操舵軸１７を包囲するように環状に形成され、操舵軸１７に対し回転自在に設けられている。操舵ナット３７の内周には、螺旋状に溝が形成されており、この溝がナット側ボールねじ溝を構成している。操舵軸１７の外周にも螺旋状の溝が形成されており、この溝が操舵軸側ボールねじ溝１７ａ、１７ｂを構成している。
　操舵軸１７に操舵ナット３７を挿入した状態で、ナット側ボールねじ溝と操舵軸側ボールねじ溝１７ａ、１７ｂとによってボール循環溝を形成している。ボール循環溝内には金属製の複数のボールが充填されており、操舵ナット３７が回転するとボール循環溝内をボールが移動することにより、操舵ナット３７に対して操舵軸１７が長手方向にストローク動作して移動する。
　このように、操舵アクチュエータコントローラ４４によって操舵モータ３５の回転量、回転方向、回転速度等を制御して、ステアリングホイール１２の操舵操作に合せて操舵軸１７を動作させることで、車両を操縦することができる。
　尚、図２に示す操舵機構１６は、車両の前輪だけに搭載した形態を示しているが、車両の後輪側にも搭載することができる。したがって、車両の前輪だけではなく、後輪も操舵モータ３５によって操舵することができる。
　次に図３は、反力モータ１８と操舵モータ３５の制御回路の概略の構成を示している。尚、このコントローラ１９は、反力アクチュエータコントローラと操舵アクチュエータコントローラの両方を示している。
　ステアリングシャフト１３に接続された反力モータ１８には、反力モータ回転角センサ１４、及び電流センサ１５が設けられ、反力モータ１８は、ステアリングシャフト１３を介してステアリングホイール１２と機械的に接続されている。反力モータ回転角センサ１４は、反力モータ１８の回転角を検出するセンサであり、電流センサ１５は反力モータ１８のコイルに流れる電流を検出するセンサである。
　反力モータ１８は、コントローラ１９によって制御されるモータドライバ２３を介して、ステアリングシャフト１３に操舵反力を付与する電動モータであり、反力モータ回転角センサ１４の入力を監視し、定められた操舵反力をステアリングシャフ１３に与えている。
　また、コントローラ１９は、モータドライバ２４を介して操舵軸１７と機械的に接続された操舵モータ３５に、反力モータ回転角センサ１４や電流センサ１５等の検出信号に応じた駆動信号を与えている。
　コントローラ１９には、反力モータ回転角センサ１４から回転角信号が与えられ、電流センサ１５から電流信号が与えられ、更には、車速センサ２５やヨーレートセンサ２６等の走行状態センサから、操舵に影響する車両の走行状態検出信号が与えられている。また、コントローラ１９には、操舵軸１７を覆うハウジング３２の途中部分に取り付けられたラック位置センサ２２(図２参照)から、操舵軸１７の移動位置(操舵量に相当)の検出信号が与えられている。
　ここで、ラック位置センサ２２は操舵軸１７の位置を検出するものであるが、操舵軸１７はタイロッド１１に直接的に接続されていることから、ラック位置センサ２２の検出値によって、操舵輪１０の操舵角を検出することが可能となる。このように、ラック位置センサ２２は、操舵輪１０の操舵角検出器として機能する。
　尚、以下の説明でラック位置は、操舵軸１７のストローク量、或いは操舵量を意味し、また、操舵輪１０の操舵角を意味している。したがって、これらの用語を適宜使用するが、意味するところは同じである。
　また、コントローラ１９には、自動操舵システム(ＡＤＡＳシステム)２７からの外部操舵指令値が入力されている。外部操舵指令値は、自動操舵システム２７で演算された指令値であり、レーンキープ制御によって、車両が道路上の白線から逸脱した場合や障害物を回避する場合に、操舵機構１６によって操舵輪１０を操舵させるためのものである。尚、以下に説明する本実施形態では、自動操舵システムがレーンキープ制御を実行する実施形態である。
　コントローラ１９は、反力モータ回転角センサ１４、電流センサ１５、ラック位置センサ２２、走行状態センサ２５、２６、及び自動操舵システム２７から与えられる、回転角、電流、ラック位置、走行状態量の検出信号、及び外部操舵指令値等を所定のサンプリング周期で取り込み、取り込まれた検出信号や外部操舵指令値を適宜組み合せて、操舵軸１７に加えるべき操舵量を求め、この操舵量を得るために操舵モータ３５に通電すべきコイル電流を算出し、この算出結果に応じた制御信号をモータドライバ２４に与えている。
　同様に、コントローラ１９は、回転角、電流、ラック位置、走行状態量の検出信号、及び外部操舵指令値等を適宜組み合せて、ステアリングホイール１２に加えるべき操舵反力を求め、この操舵反力を得るために反力モータ１８に通電すべきコイル電流を算出し、この算出結果に応じた制御信号をモータドライバ２３に与えている。
　ここで、コントローラ１９には、操舵比可変システムが搭載されている。操舵比可変システムは、車両の走行状態情報を用いた操舵角制御の一形態に相当するものであり、操舵輪１０の操舵角とステアリングホイール１２の回転角の比である操舵比を、車速に応じて調整するものである。尚、上述した通り、ステアリングホイール１２の回転角の変化分に対する操舵輪１０の操舵角の変化分との比を「操舵比」と定義しており、操舵比は、「操舵比＝操舵モータ回転角／反力モータ回転角」で表される。
　次に、図４はコントローラ１９のハードウェア構成を示している。本実施形態では、反力アクチュエータコントローラ４２は、反力モータ１８に内蔵され、操舵アクチュエータコントローラ４４は、操舵モータ３５に内蔵されている。尚、反力アクチュエータコントローラ４２と、操舵アクチュエータコントローラ４４は、破線で示す共通のハウジング４５に共に内蔵して、別の構成部材に設けることもできる。
　反力アクチュエータコントローラ４２は、反力アクチュエータ用マイクロプロセッサ４６を主たる構成要素としており、更に通信回路４７を備えている。反力アクチュエータ用マイクロプロセッサ４６は、演算装置であるＣＰＵ４８、メモリであるＲＯＭ４９、ＲＡＭ５０、ＥＥＰＲＯＭ(フラッシュＲＯＭ)５１、Ａ／Ｄ変換器５２、バスライン５３等を備えている。
　ＣＰＵ４８は、ＲＯＭ４９に格納された各種プログラムを実行して反力モータ１８を制御する。したがって、プログラムによって実行される動作は、制御機能として捉えることができる。
　ＲＯＭ４９は、ＣＰＵ４８が実行する各種プログラムを格納する。具体的には、ＲＯＭ４９には、反力モータ１８を制御するモータ制御処理(反力制御処理)を実行するための制御プログラムが格納されている。更に、このＲＯＭ４９には、反力モータ１８の診断を実行する診断プログラムが格納されている。制御プログラム、診断プログラムは、ＣＰＵ４８によって、所定の制御機能、診断機能を実行するものである。
　ＲＡＭ５０は、ＣＰＵ４８が制御プログラムを実行する場合に、その作業領域として使用され、処理過程で必要とするデータや処理結果が一時的に記憶される。同様に診断プログラムを実行して、エラーコードとして診断結果が一時的に記憶される。
　ＥＥＰＲＯＭ５１は、電源遮断後においても記憶内容を保持可能なメモリであり、ハードウェア固有の補正値や、診断機能を実行した後のエラーコードが格納されている。また、Ａ／Ｄ変換器５２は、外部センサからのアナログ検出信号をデジタル信号に変換する機能を備えている。
　次に、操舵アクチュエータコントローラ４４は、操舵アクチュエータ用マイクロプロセッサ５４を主たる構成要素としており、更に通信回路５５を備えている。
　操舵アクチュエータ用マイクロプロセッサ５４は、演算装置であるＣＰＵ５６、メモリであるＲＯＭ５７、ＲＡＭ５８、ＥＥＰＲＯＭ(フラッシュＲＯＭ)５９、Ａ／Ｄ変換器６０、バスライン６１等を備えている。
　ＣＰＵ５６は、ＲＯＭ５７に格納された各種プログラムを実行して操舵モータ３５を制御する。したがって、プログラムによって実行される動作は、制御機能として捉えることができる。
　ＲＯＭ５７は、ＣＰＵ５６が実行する各種プログラムを格納する。具体的には、ＲＯＭ５７には、操舵モータ３５を制御するモータ制御処理(操舵制御処理)を実行するための制御プログラムが格納されている。更に、このＲＯＭ５７には、操舵モータ３５の診断を実行する診断プログラムが格納されている。制御プログラム、診断プログラムは、ＣＰＵ５６によって、所定の制御機能、診断機能を実行するものである。
　ＲＡＭ５８は、ＣＰＵ５６が制御プログラムを実行する場合に、その作業領域として使用され、処理過程で必要とするデータや処理結果が一時的に記憶される。同様に診断プログラムを実行して、エラーコードとして診断結果が一時的に記憶される。
　ＥＥＰＲＯＭ５９は、電源遮断後においても記憶内容を保持可能なメモリであり、ハードウェア固有の補正値や、診断機能を実行した後のエラーコードが格納されている。また、Ａ／Ｄ変換器６０は、外部センサからのアナログ検出信号をデジタル信号に変換する機能を備えている。
　また、反力アクチュエータ用マイクロプロセッサ４６、及び操舵アクチュエータ用マイクロプロセッサ５４には、反力モータ回転角センサ１４、電流センサ１５、ラック位置センサ２２、走行状態センサ２５、２６、及び自動操舵システム２７から与えられる、回転角、電流、ラック位置、走行状態量の検出信号、及び外部操舵指令値等が所定のサンプリング周期で取り込まれている。
　更に、通信回路４７と通信回路５５を介して、反力アクチュエータ用マイクロプロセッサ４６、及び操舵アクチュエータ用マイクロプロセッサ５４で演算された制御データ等が相互に交換されている。
　以上のようなコントローラ１９において、次に反力モータ１８と操舵モータ３５を制御する本実施形態の制御ブロックの構成と、この制御ブロックに対応した制御フローについて説明する。
　ここで、図５に示す制御ブロックと図６に示す制御フローは、反力アクチュエータコントローラ４２と操舵アクチュエータコントローラ４４を、１つのコントローラとして捉えたものである。
　図５において、本実施形態では少なくとも、車速信号を出力する車速センサ２５からの検出信号、反力モータ１８の回転角信号(操舵操作量)を出力する反力モータ回転角センサ１４からの検出信号、反力モータ１８のコイル電流を出力する反力モータ電流センサ１５からの検出信号、ラック位置信号(操舵量)を出力するラック位置センサ２２からの検出信号、及び自動操舵システム２７からの外部操舵指令値が入力されている。
　ここで、自動操舵システム２７からの外部操舵指令値は、レーンキープ制御における操舵指令値であり、車両が道路上の白線から逸脱した場合や障害物を回避する場合に出力される。
　車速信号は操舵比生成部６２に入力され、操舵比生成部６２は車速に対応した設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)を設定する。この設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)は、車速をパラメータとして操舵比設定マップに記憶されており、車速に対応して読み出されている。更に操舵比生成部６２は操舵比補正部６３を備えている。
　この操舵比補正部６３には、反力モータ回転角とラック位置が入力されて実際の操舵比(ＳＲａｃｔ)が求められ、実際の操舵比(ＳＲａｃｔ)と設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)に「ずれ」が生じると、設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)を修正して修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)を求める機能を備えている。この修正操舵比(ＳＲｓｅｔ)によって、実際の操舵比(ＳＲａｃｔ)に設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)が近づくように修正されることで、「ずれ」を少なくすることができる。
　また、車速信号、反力モータ回転角信号、及び外部操舵指令値受信部６４に入力された外部操舵指令値は、操舵比調整方法選択部６５に入力されている。そして、操舵比調整方法選択部６５は、これらの１つ以上の入力情報によって、操舵比を修正する方法を選択する機能を備えている。
　操舵比は、上述したように反力モータ１８の回転角、或いは操舵モータ３５の回転角を変更することによって調整できるので、操舵比調整方法選択部６５は、走行状態によって反力モータ１８の回転角、或いは操舵モータ３５の回転角のどちらを制御するか選択する。選択信号は後述の操舵指令値生成部６６、或いは反力指令値生成部６７に送られる。
　また、外部操舵指令値受信部６４からの外部操舵指令値は操舵指令値生成部６６にも入力されている。操舵指令値生成部６６には、外部操舵指令値の他に、設定操舵比生成部６２からの設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)、或いは修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)、及び反力モータ回転角信号が入力され、操舵モータ３５に与える操舵トルク指令値を求めている。
　尚、基本的な操舵トルク指令値は、反力モータ回転角によって決められており、この基本的な操舵トルク指令値に対して、外部操舵指令値や操舵比(ＳＲｓｅｔ、ＳＲｃｏｒ)が反映されて最終的な操舵トルク指令値が求められている。例えば、衝突を避けるために自動操舵システム２７から外部操舵指令値が入力されると、外部操舵指令値、或いは基本操舵トルク指令値と外部操舵指令値とが加算された操舵トルク指令値が、最終操舵トルク指令値として求められる。
　最終操舵トルク指令値はプリドライバ６８に送られ、プリドライバ６８はインバータ６９のＭＯＳＥＦＴ等を制御して操舵モータ３５を駆動し、結果的に操舵軸１７をストローク動作させて操舵輪１０を操舵させる。
　一方、反力指令値生成部６７の外部操舵指令値/ラック位置変換部７０には、外部操舵指令値が入力されており、この外部操舵指令値/ラック位置変換部７０は外部操舵指令値に対応したラック位置(ラックストローク量)を求めている。そして、この外部操舵指令値に対応したラック位置をそのまま使用すると、反力モータ１８の回転角が大きくなるので、後段のラック位置減衰変換部７１でラック位置(ラックストローク量)を必要とする小さな減衰ラック位置に変換する。
　ラック位置減衰変換部７１においては、ラック位置センサ２２からの実際の実ラック位置(実ラックストローク量＝実操舵量)と外部操舵指令値に対応した外部操舵ラック位置(外部ラックストローク量＝外部操舵量)が入力されている。そして、実際のラック位置から外部操舵ラック位置が差し引かれて、実ラック位置が減衰された減衰ラック位置(減衰操舵量)が求められている。
　或いは、実際のラック位置(実ラックストローク量＝実操舵量)に所定の減衰係数(減衰ゲイン)を乗算して、実ラック位置が減衰された減衰ラック位置(減衰操舵量)が求められている。本実施形態では、後述する制御フローにあるように、減衰係数を乗算して実ラック位置を減衰する方法を採用している。
　減衰されたラック位置は反力指令値演算部７２に入力されるが、反力指令値演算部７２には反力モータ回転角も入力されており、これらの入力から反力モータ１８の操舵反力が求められている。反力モータ回転角はマップ検索で基本反力トルク指令値に変換され、減衰されたラック位置はマップ検索で補正反力トルク指令値に変換され、これらを加算した反力指令が、最終反力トルク指令値として求められる。
　最終反力トルク指令値はプリドライバ７３に送られ、プリドライバ７３はインバータ７４のＭＯＳＥＦＴ等を制御して反力モータ１８を駆動し、結果的に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、反力指令値生成部６７は、実ラック位置に基づく実操舵量から、外部操舵指令値に基づく外部操舵量の変化分の一部または全部を差し引いた減衰操舵量、或いは実ラック位置に基づく実操舵量に減衰計数を乗算した減衰操舵量に基づき、反力トルク指令値を生成する。
　したがって、例えば、車両の緊急回避運動のため急激に操舵輪が操舵されるとき、この操舵輪の動きに合わせて反力モータ１８を制御せず、外部操舵指令値に基づく操舵輪の操舵角を反力モータ１８の制御に反映しない、或いは減衰して反映することで、急激なステアリングホイール１２の回転が抑制され、運転者の感じる操舵違和感を抑制することができる。
　一方、上述した車両の緊急回避運動のため急激に操舵輪が操舵された後では、操舵輪１０の操舵角とステアリングホイール１２の回転角が異なっているので、ステアリングホイール１２を中立位置の方に回転させる場合では、設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)のままだとステアリングホイール１２の回転角と操舵輪１０の関係が一致せず、運転者はステアリングホイール１２が中立位置であっても、車両は直進しないという違和感を覚える。
　このため、操舵比設定部６２からの修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)を入力して、ステアリングホイール１２の回転角と操舵輪１０の関係を一致させるようにしている。これについては図６の制御フローに基づき説明する。
　このように、操舵輪１０とステアリングホイール１２の連動関係である実操舵比は、設定操舵比によって制御されている。しかしながら、緊急回避動作により、実操舵比と設定操舵比の間に「ずれ」が生じる虞があるが、本実施形態では操舵比補正部６３により、この「ずれ」を補正することにより、運転者のステアリングホイール１２の操舵操作と操舵輪１０の操舵角との連動関係の整合性を向上させ、ステアリングホイール１２の回転角と操舵輪１０の関係を一致させて運転者が違和感を覚えるのを抑制している。
　次に、上述の制御ブロックに対応した制御フローを図６に基づき説明する。尚、この制御フローは本実施形態の技術的な考え方を説明するものであり、実際の制御演算等については、種々の方法があるので、ここでは大まかな説明に留めている。また、この制御フローは時間的な周期の起動タイミングで実行されており、例えば１０ｍｓの時間割り込みで起動されている。
　≪ステップＳ１０≫ステップＳ１０においては、各種センサによって操舵制御装置の動作状態を表す動作パラメータを検出する。本実施形態では、少なくとも、車速(Ｖｓ)、ラック位置(Ｒｐ)、反力モータ回転角(θｍ)、反力モータ電流(Ｉｍ)、及び外部操舵指令値(Ａｄａｓ)が検出されている。もちろん、必要であればこれら以外の動作パラメータを検出することもできる。必要な動作パラメータが検出されるとステップＳ１１に移行する。
　≪ステップＳ１１≫ステップＳ１１においては、後述する修正フラグに「１」が設定されているかを判断する。修正フラグに「１」が設定されている場合は、現時点で本実施形態の特徴である修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)が設定されていると判定している。この修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)は、外部操舵指令値（Ａｄａｓ）が入力されて、操舵輪１０が大きく操舵された時に設定される操舵比である。これの設定理由は後述する。修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)が設定されていない場合はステップＳ１２に移行し、設定されている場合はステップＳ２３に移行する。≪ステップＳ１２≫ステップＳ１２においては、現時点では外部操舵指令値（Ａｄａｓ）が入力されていないので、車速(Ｖｓ)に対応した設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)を設定する。設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)は、車速(Ｖｓ)に対して望ましい操舵比が記憶された操舵比テーブル(検索マップの一種)から読み出されている。
　操舵比テーブルは、例えば車両速度が低、中速度の場合はステアリングホイール１２の回転角に対して操舵輪１０の操舵角を大きく(クイックレシオ)し、車両速度が高速度の場合はステアリングホイール１２の回転角に対して操舵輪１０の操舵角を小さく(スローレシオ)するような操舵比が記憶されている。設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)が設定されるとステップＳ１３に移行する。
　≪ステップＳ１３≫ステップＳ１３においては、自動操舵システム２７から外部操舵指令値(Ａｄａｓ)が入力されたかどうかが判断される。この外部操舵指令値（Ａｄａｓ）は、自動操舵システム２７の自動操舵制御によって車載カメラや車載レーダ等によって障害物を検出すると、運転者が操作しているステアリングホイール１２とは無関係に、操舵輪１０を大きく操舵させて衝突を回避する緊急回避動作を行うものである。尚、この外部操舵指令値（Ａｄａｓ）は衝突回避だけするのではなく、これ以外の操舵指令値の場合もあることはもちろんである。
　外部操舵指令値（Ａｄａｓ）の入力がない場合はステップＳ１４に移行し、外部操舵指令値（Ａｄａｓ）の入力がある場合はステップＳ１６に移行する。
　≪ステップＳ１４≫ステップＳ１４においては、設定された設定操舵比（ＳＲｓｅｔ）に対応するように、操舵モータ３５の相舵角を求める。例えば、ステアリングホイール１２の回転と同期した反力モータ１８の回転角に対して、設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)になるように操舵モータ３５の相舵角を演算している。この演算は算術演算で行っても良く、またマップ検索演算で行うこともできる。そして、操舵角に基づいて操舵モータ３５の操舵トルク指令値を生成して操舵モータ３５を駆動する。
　そして、ステップＳ１４の処理が行なわれると同時、或いはステップＳ１４の処理が行なわれた後にステップ１５が実行される。
　≪ステップＳ１５≫ステップＳ１５においては、反力指令値を生成して反力モータ１８を駆動する。反力指令値は、反力モータ回転角(θｍ)、ラック位置(Ｒｐ)、車速(Ｖｓ)、設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)等を用いて所定の演算を実行して求められている。
　ここで、反力モータ回転角(θｍ)は基本反力を示しており、反力モータ回転角(θｍ)と基本反力がテーブル(検索マップの一種)に記憶されており、反力モータ回転角(θｍ)に対応した基本反力が読み出される。また、ラック位置(Ｒｐ/操舵量)は路面からの補正反力を示しており、ラック位置(Ｒｐ)と補正反力がテーブル(検索マップの一種)に記憶されており、ラック位置(Ｒｐ)に対応した補正反力が読み出される。また、これらのテーブルは車速(Ｖｓ)に対応して複数設けられており、車速(Ｖｓ)によって選択されたテーブルが使用されるように構成されている。
　そして、基本反力と補正反力が加算された反力に設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)が反映されて最終的な反力トルク指令値を生成して反力モータ１８を駆動する。ステップＳ１５が終了するとリターンに抜けて次の起動タイミングを待つことになる。
　以上のステップＳ１１～ステップＳ１５は、運転者による通常の運転動作である。次に、自動操舵システム２７が動作した時の制御フローについて説明する。
　≪ステップＳ１６≫一方、ステップＳ１３で外部操舵指令値（Ａｄａｓ）に入力があると判断されると、ステップＳ１６が実行される。ステップＳ１６においては、外部操舵指令値（Ａｄａｓ）が入力されているので、緊急回避動作を実行する。この緊急回避動作はステアリングホイール１２の操舵動作とは無関係に実行されており、この場合は、外部操舵指令値（Ａｄａｓ）に対応した操舵量に基づいて操舵モータ３５の操舵トルク指令値が求められている。
　もちろん、ステアリングホイール１２の回転角(反力モータの回転角)に対応する操舵モータ３５の操舵トルク指令値を、外部操舵指令値（Ａｄａｓ）に対応した操舵モータ３５の操舵トルク指令値に加算して、操舵モータ３５の最終操舵トルク指令値としても良い。
　ここで、ステップＳ１６の演算には操舵比が反映されていないが、外部操舵指令値（Ａｄａｓ）により緊急回避動作を実行する場合は、とにかく操舵輪１０の操舵制御を実行することが優先されるので、ステップＳ１６において操舵比を使用しないで早急な演算を実行している。尚、時間的に余裕がある場合や必要に応じて操舵比を考慮することも可能である。操舵モータ３５を駆動して緊急回避動作を実行するとステップＳ１７に移行する。
　≪ステップＳ１７≫ステップＳ１７においては、操舵モータ３５の駆動によって操舵輪１０の操舵が実行された状態で、この操舵輪１０の操舵量がラック位置センサ２２で検出されている。そして、操舵軸１７のラック位置(Ｒｐ)の変化率が所定の変化値より大きいかどうかが判断されている。
　変化率が所定変化率より大きいと、操舵輪１０が大きく操舵されていることを意味し、変化率が所定変化率より小さいと操舵輪１０の操舵が減速、或いは停止されたことを意味している。変化率が所定変化率より大きいとステップＳ１８に移行し、変化率が所定変化率より小さいとステップＳ２０に移行する。
　≪ステップＳ１８≫ステップＳ１８においては、検出されたラック位置(Ｒｐ)に所定の減衰係数(減衰ゲイン)を乗算して、ラック位置(Ｒｐ)の変化が恰も少ないように減衰ラック位置(Ｒｓ)を求める。これは、操舵輪１０が大きく操舵された時に、これに対応してステアリングホイール１２が大きく回転されるのを抑制するために、敢えてラック位置(Ｒｐ)の変化を小さくしている。
　ここではラック位置(Ｒｐ)に減衰係数を乗算しているが、これ以外に、実際のラック位置(Ｒｐ)から外部操舵指令値（Ａｄａｓ）に対応するラック位置(操舵量換算)を差し引いても良いものであり、更には、所定の固定ラック位置を差し引いても良いものである。減衰ラック位置(Ｒｓ)が求まるとステップＳ１９に移行する。
　≪ステップＳ１９≫ステップＳ１９においては、反力モータ回転角(θｍ)、減衰ラック位置(Ｒｓ)、及び車速(Ｖｓ)等を用いて所定の演算を実行して反力モータ１８の反力トルク指令値が求められている。
　反力モータ回転角(θｍ)は基本反力を示しており、反力モータ回転角(θｍ)と基本反力がテーブル(検索マップの一種)に記憶されており、反力モータ回転角(θｍ)に対応した基本反力が読み出される。
　また、減衰ラック位置(Ｒｓ)は路面からの補正反力を示しており、ラック位置(Ｒｐ)と補正反力がテーブル(検索マップの一種)に記憶されており、減衰ラック位置(Ｒｓ)に対応した補正反力が読み出される。また、これらのテーブルは車速(Ｖｓ)に対応して複数設けられており、車速(Ｖｓ)によって選択されたテーブルが使用されるように構成されている。
　ここでも、ステップＳ１９の演算には操舵比が反映されていないが、ステップＳ１６に合せて操舵比を使用しないで早急な演算を実行している。また、ステップＳ１７の処理によって、ステアリングホイール１２回転角と操舵輪１０の操舵角の関係が崩れているので、操舵比を反映させないようにしている。
　そして、基本反力と補正反力が加算された最終的な反力トルク指令値を生成して反力モータ１８を駆動する。ステップＳ１９が終了するとリターンに抜けて次の起動タイミングを待つことになる。
　以上のステップＳ１６～ステップＳ１９によれば、車両の緊急回避動作のため急激に操舵輪１０が操舵されるとき、この操舵輪１０の動きに合わせて反力モータ１８を制御せず、外部操舵指令値（Ａｄａｓ）に基づく操舵輪１０の変化を反力モータ１８の制御に反映しないことで、急激なステアリングホイール１２の回転を抑制することができる。
　次に、自動操舵システム２７からの外部操舵指令値(Ａｄａｓ)に基づく動作によって操舵輪１０が操舵され、ステップＳ１８、Ｓ１９が実行された後の制御フローについて説明する。
　≪ステップＳ２０≫ステップＳ１７でラック位置(Ｒｐ)の変化率が所定変化率より小さいと判断され、操舵輪１０の操舵が減速、或いは停止されたことを判断すると、ステップ２０が実行される。尚、この時の反力モータ１８の回転角と操舵モータ３５の回転角は、ステップＳ１９の処理によって設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)とは異なっている可能性が大きい。
　このため、ステップＳ２０においては、現時点のラック位置(Ｒｐ)から求まる操舵モータ３５の回転角と反力モータ１８の回転角で定まる実際の実操舵比(ＳＲａｃｔ)と設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)の差が所定値に比べて大きいかどうかを判断して、両者に「ずれ」が生じているかどうかを判断している。
　そして、実操舵比(ＳＲａｃｔ)と設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)の差が所定値より小さいと判断されるとリターンに抜けて次の起動タイミングを待つことになる。一方、実操舵比(ＳＲａｃｔ)と設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)の差が所定値より大きいと、「ずれ」が生じていると判断してステップＳ２１に移行する。
　≪ステップＳ２１≫ステップＳ２１においては、実際の反力モータ１８の回転角(＝ステアリングホイールの回転角)、実際の操舵モータの回転角(操舵輪の操舵角)、車速(Ｖｓ)から、修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)を設定する。この修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)は、現時点の実操舵比(ＳＲａｃｔ)であっても良いし、この実操舵比(ＳＲａｃｔ)に近い設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)であっても良い。本実施形態では、実操舵比(ＳＲａｃｔ)に近い設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)を設定している。尚、検出された車速(Ｖｓ)は、修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)をテーブルから検索するために用いられている。
　繰り返すが、この修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)は、少なくともステアリングホイール１２が中立位置に戻った際に、ステアリングホイール１２の回転位置と操舵輪１０の操舵角の「ずれ」を解消させるためのものである。修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)が求まるとステップＳ２２に移行する。
　≪ステップＳ２２≫ステップＳ１１においては、ステアリングホイール１２を操舵操作して中立位置に戻す際に、操舵モータ３５と反力モータ１８の動作に修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)を反映させるため、修正フラグを利用している。このため、ステップＳ２２においては、修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)が設定されると、修正フラグに「１」が設定される。修正フラグがセットされるとリターンに抜けて次の起動タイミングを待つことになる。
　次に、外部操舵指令値(Ａｄａｓ)によって操舵輪１０が操舵された後に、運転者によってステアリングホイール１２を操作して、ステアリングホイール１２を中立位置に戻す場合の制御フローについて説明する。
　≪ステップＳ２３≫先に説明したステップＳ１１においては、ステップＳ２２で修正フラグに「１」が設定されているので、外部操舵指令値（Ａｄａｓ）によって操舵輪１０が大きく操舵された後に、操舵比が修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)に変更されていると判断されている。
　そして、ステップＳ２３においては、自動操舵システム２７から再度の外部操舵指令値(Ａｄａｓ)が入力されたかどうかを判断している。外部操舵指令値(Ａｄａｓ)が入力されると、再びステップＳ１６以降の制御処理を実行する。一方、外部操舵指令値(Ａｄａｓ)の入力がないと判断されるとステップＳ２４に移行する。
　≪ステップＳ２４≫現時点でステアリングホイール１２が中立位置に戻されている過程にあるので、外部操舵指令値(Ａｄａｓ)による操舵輪１０の操舵角と、ステップＳ１８～ステップＳ１９で設定されたステアリングホイール１２の回転角の不整合を修正する必要がある。そうしないと、ステアリングホイール１２が中立位置に戻った時に、操舵輪１０が中立位置まで戻りきれない現象を生じる。
　このため、ステップＳ２４においては、修正操舵比(ＳＲｃｏｒ）に基づいて、操舵モータ３５の回転角(操舵量)を求めている。例えば、ステアリングホイール１２と一体の反力モータ１８の反力モータ回転角(θｍ)に対して、修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)になるように操舵モータ３５の回転角(操舵量)を演算している。この演算は算術演算で行っても良く、またマップ検索演算で行うこともできる。そして、演算された操舵量に基づいて操舵モータ３５の操舵トルク指令値を生成して操舵モータ３５を駆動する。
　そして、ステップＳ２４の処理が行なわれると同時、或いはステップＳ２４の処理が行なわれた後にステップ２５が実行される。
　≪ステップＳ２５≫ステップＳ２５においては、反力モータ１８の操舵反力(反力トルク)から反力トルク指令値を生成して反力モータ１８を駆動する。操舵反力は、反力モータ回転角(θｍ)、ラック位置(Ｒｐ)、車速(Ｖｓ)、修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)等を用いて所定の演算を実行して求められている。
　反力モータ回転角(θｍ)は基本反力を示しており、テーブルに記憶された反力モータ回転角(θｍ)に対応した基本反力が読み出される。また、ラック位置(Ｒｐ)は路面からの補正反力を示しており、テーブルに記憶されたラック位置(Ｒｐ)に対応した補正反力が読み出される。また、これらのテーブルは車速(Ｖｓ)に対応して複数設けられており、車速(Ｖｓ)によって選択されたテーブルが使用されるように構成されている。
　そして、基本反力と補正反力が加算された反力に修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)が反映されて最終的な反力トルク指令値を生成して反力モータ１８を駆動する。ステップＳ２５が終了するとリターンに抜けて次の起動タイミングを待つことになる。
　このように、操舵輪１０とステアリングホイール１２の連動関係である実操舵比(ＳＲａｃｔ)は、設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)によって制御されている。しかしながら、緊急回避動作により、実操舵比(ＳＲａｃｔ)と設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)の間に「ずれ」が生じる虞がある。しかしながら、本実施形態では修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)によってこの「ずれ」を補正することで、運転者の操舵操作と操舵輪１０との連動関係の整合性を向上させ、ステアリングホイール１２の回転角と操舵輪１０の操舵角の関係を一致させて運転者が違和感を覚えるのを抑制している。
　次に図６に示す基本的な制御制御フローを基礎にした第２の実施形態を説明する。この第２の実施形態は、運転者によってステアリングホイールが操舵操作されて操舵輪１０が中立位置に達した時、反力モータ回転角(θｍ)、ラック位置(Ｒｐ)に基づく実操舵比(ＳＲａｃｔ)と設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)に基づき、実操舵比(ＳＲａｃｔ)と設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)との間のずれが減少するように、反力トルク指令値を補正するものである。以下、図７に基づきこれの制御フローを説明する。
　≪ステップＳ２４≫、≪ステップＳ２５≫ステップＳ２４、及びステップＳ２５は、図６に示す制御ステップと同じなので、説明は省略する。運転者がステアリングホイール１２を操舵操作すると、このステップＳ２４、及びステップＳ２５が実行されることは先に述べた通りである。これらの制御ステップを実行するとステップＳ２６に移行する。
　≪ステップＳ２６≫ステップＳ２６においては、操舵輪１０が中立位置(直進状態)に達したかどうかが判断されている。中立位置に達していなければステップＳ２４に戻り、同様の動作を繰り返すことになる。一方、中立位置に達していればステップＳ２７に移行する。
　ここで操舵輪１０の中立位置とは、操舵輪１０が左右のどちら側にも操舵されておらず、車両が直進状態となる位置に操舵輪１０があることを意味している。尚、中立位置は、完全な中立位置だけでなく、実質的な中立位置であれば、操舵輪が左右に若干操舵された範囲も含むものである。
　≪ステップＳ２７≫操舵輪１０が中立位置(直進状態状)に達すると、ステアリングホイール１２の回転角と操舵輪１０の操舵角を設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)に戻す必要がある。
　このため、ステップＳ２７においては、ラック位置(Ｒｐ)、反力モータ回転角(θｍ)から決まる実操舵比(ＳＲａｃｔ)と設定操舵(ＳＲｓｅｔ)に基づき、実操舵比(ＳＲａｃｔ)と設定操舵(ＳＲｓｅｔ)の「ずれ」が減少するように、反力モータ１８のトルク指令値を補正する。この場合は設定操舵(ＳＲｓｅｔ)に近づくように、反力モータ１８のトルク指令値が補正される。
　ここで、操舵輪１０が中立位置にあって車両が直進中でありながら、ステアリングホイール１２が中立位置からずれているとき、ステアリングホイール１２の位置に合わせて操舵輪１０を操舵させると、車両が旋回を始めてしまい、運転者の操舵操作の意図と車両の挙動の間にずれが生じる虞がある。
　このようなときは、操舵輪１０の側ではなく、ステアリングホイール１２の側の回転位置を調整することで、運転者の意図に即した走行動作を行なうことができる。
　尚、「ずれ」を減少する場合は、設定操舵(ＳＲｓｅｔ)を実現する反力トルク指令値をステップ的に変更するのではなく、好ましくは時間の関数にしたがって徐々に変更していけば、運転者のステアリングホイール１２の操作違和感を更に少なくすることができる。
　次に図６に示す基本的な制御制御フローを基礎にした第３の実施形態を説明する。この第３の実施形態は、運転者によってステアリングホイールが操舵操作されて操舵輪１０が中立位置に達した時、反力モータ回転角(θｍ)、ラック位置(Ｒｐ)に基づく実操舵比(ＳＲａｃｔ)と設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)に基づき、実操舵比と設定操舵比との間のずれが減少するように、操舵トルク指令値を補正するものである。以下、図８に基づきこれの制御フローを説明する。
　≪ステップＳ２４≫、≪ステップＳ２５≫、≪ステップＳ２６≫ステップＳ２４、ステップＳ２５、及びステップＳ２６は、図７に示す制御ステップと同じなので、説明は省略する。運転者がステアリングホイール１２を操舵操作すると、このステップＳ２４、ステップＳ２５、及びステップＳ２６が実行されることは先に述べた通りである。これらの制御ステップを実行するとステップＳ２８に移行する。
　≪ステップＳ２８≫操舵輪１０が中立位置(直進状態状)に達すると、ステアリングホイール１２の回転角と操舵輪１０の操舵角を設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)に戻す必要がある。
　このため、ステップＳ２８においては、ラック位置(Ｒｐ)、反力モータ回転角(θｍ)から決まる実操舵比(ＳＲａｃｔ)と設定操舵(ＳＲｓｅｔ)に基づき、実操舵比(ＳＲａｃｔ)と設定操舵(ＳＲｓｅｔ)の「ずれ」が減少するように、操舵モータ３５のトルク指令値を補正する。この場合は設定操舵(ＳＲｓｅｔ)に近づくように、操舵モータ３５のトルク指令値が補正される。
　ここで、操舵輪１０が中立位置にあって車両が直進中でありながら、ステアリングホイール１２が中立位置からずれているとき、運転者の操舵操作と車両の挙動の間にずれが生じる虞がある。このようなときは、操舵輪１０の側の操舵角を調整することで、運転者の意図に即した走行動作を行なうことができる。つまり、運転者が操作するステアリングホイール１２の操作に合せて操舵輪１０が制御される。
　尚、この場合も「ずれ」を減少する場合は、設定操舵(ＳＲｓｅｔ)を実現する操舵トルク指令値をステップ的に変更するのではなく、好ましくは時間の関数にしたがって徐々に変更していけば、運転者のステアリングホイール１２の操作違和感を更に少なくすることができる。
　次に図８に示す制御制御フローを基礎にした第４の実施形態を説明する。この第４の実施形態は第３の実施形態の変形例であり、ステアリングホイール１２の回転方向と、外部操舵指令値（Ａｄａｓ）による操舵輪１０の操舵方向が異なる逆位相の場合の例である。この例では反力モータ１８には反力トルク指令値を付与しない制御になっている。以下、図９に基づきこれの制御フローを説明する。
　≪ステップＳ２９≫ステップＳ２９においては、反力モータ１８の回転方向と操舵輪１０の操舵方向が同方向か、或いは逆方向かの判断を実行している。このような判断を行なうのは、自動操舵システム２７からの外部操舵指令値（Ａｄａｓ）が、ステアリングホイール１２の回転方向と異なる場合が想定されるからである。
　ステップ２９で、反力モータの回転方向と操舵輪１０の操舵方向が同方向と判断されるとステップＳ２４に移行し、反力モータの回転方向と操舵輪１０の操舵方向が逆方向と判断されるとステップＳ３０に移行する。
　≪ステップＳ２４≫、≪ステップＳ２５≫ステップＳ２４、ステップ２５は図８に示す制御ステップと同じなので、説明は省略する。
　≪ステップＳ２６≫、≪ステップＳ２８≫ステップＳ２６、ステップ２８も図８に示す制御ステップと同じなので、説明は省略する。
　≪ステップＳ３０≫ステップＳ３０においては、修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)に基づいて、操舵モータ３５の回転角(相舵量)を求めている。例えば、ステアリングホイール１２と一体の反力モータ１８の回転角に対して、修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)になるように操舵モータ３５の回転角(操舵量)を演算している。そして、演算された操舵量に基づいて操舵モータ３５の操舵トルク指令値を生成して操舵モータ３５を駆動する。これはステップＳ２４と同じ処理である。この処理が終了するとステップＳ３１に移行する。
　≪ステップＳ３１≫ステップＳ２６においては、操舵輪１０が中立位置(直進状態)に達したかどうかが判断されている。中立位置に達していなければステップＳ３１に戻り、同様の動作を繰り返すことになる。一方、中立位置に達していればステップＳ３２に移行する。
　≪ステップＳ３２≫操舵輪１０が中立位置(直進状態状)に達すると、ステアリングホイール１２の回転角と操舵輪１０の操舵角を設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)に戻す必要がある。
　このため、ステップＳ３２においては、ラック位置(Ｒｐ)、反力モータ回転角(θｍ)から決まる実操舵比(ＳＲａｃｔ)と設定操舵(ＳＲｓｅｔ)に基づき、実操舵比(ＳＲａｃｔ)と設定操舵(ＳＲｓｅｔ)の「ずれ」が減少するように、操舵モータ３５のトルク指令値を補正する。
　ステアリングホイール１２の回転方向と操舵輪１０の操舵方向が逆向きになる逆位相のときに、操舵輪１０の操舵角に合わせるようにステアリングホイール１２の位置を調整すると、ステアリングホイール１２は、中立位置を跨いで反対側まで回転することになるため、運転者の操舵違和感が大きくなる。
　そこで、本変形例のように逆位相のときは、操舵輪１２の側の操舵角を操舵モータ３５によって調整することで、運転者の操舵違和感を抑制することができる。
　また、本実施形態では図８の実施形態の変形例であるが、図７の実施形態の変形例としても良い。この場合は、図９の「ＮＯ」判定された後の制御ステップが図７の制御ステップに置き換えられる。この場合、操舵輪１０とステアリングホイール１２の動作方向が同方向のときは、反力モータ１８の反力トルク指令値を調整することで、操舵輪１０の操舵角にステアリングホイール１２の回転角を合わせ、操舵輪１０とステアリングホイール１２の動作方向が逆方向のときは、操舵モータ３５の操舵トルク指令値を調整することで、ステアリングホイール１２の回転角に操舵輪１０の操舵角を合わせることができる。
　したがって、車両の走行状況に適した調整方法を選択することで、運転者の操舵操作の意図に反した走行動作の発生や、操舵操作感の悪化を抑制することができる。尚、車両の走行状況を判断するパラメータとしては、車両速度、操舵操作量、ラック位置、操舵操作軸の操舵操作方向、操舵輪の操舵方向、操舵操作軸の操舵方向と操舵輪の操舵方向との関係(同方向、或いは逆方向)等を考慮することができる。
　次に図６に示す制御制御フローを基礎にした第５の実施形態を説明する。この第５の実施形態は、ステアリングホイール１２の回転方向と操舵輪１０の操舵方向が同じ向きである同位相の場合は、操舵比を修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)から設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)に戻すことを特徴している。以下、図１０に基づきこれの制御フローを説明する。
　≪ステップＳ２０≫、≪ステップＳ２１≫ステップＳ２０、ステップ２１は図６に示す制御ステップと同じなので、説明は省略する。
　≪ステップＳ３３≫ステップＳ３３においては、反力モータ１８の回転方向と操舵輪１０の操舵方向が同方向か、或いは逆方向かの判断を実行している。ステップ３３で、反力モータの回転方向と操舵輪１０の操舵方向が同方向と判断されるとステップＳ３４に移行し、反力モータの回転方向と操舵輪１０の操舵方向が逆方向と判断されるとステップＳ２２に移行して修正フラグに「１」を設定する。
　≪ステップＳ３４≫ステップＳ３４においては、ステップＳ２１で設定された修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)を、車速(Ｖｓ)に基づいた設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)に置き換える処理を実行する。操舵比が設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)に置き換えられると、ステップＳ２２に移行して修正フラグに「１」を設定する。
　したがって、これに続く次の起動タイミングにおけるステップＳ２４、及びステップＳ２５による操舵モータ３５のトルク指令値、及び反力モータ１８のトルク指令値は、ステップＳ３４で置き換えられた設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)が反映されることになる。
　このように、本実施形態では、実操舵比(ＳＲａｃｔ)と設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)との間のずれの発生に伴い、設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)から修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)に補正したとき、ステアリングホイール１２の操舵操作方向と操舵輪１０の操舵方向が同じ向きである場合は、設定操舵比を、修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)から設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)に戻す構成としている。
　例えば、車両の緊急回避動作を実行したために変更された修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)は、本来の走行状況に適した設定操舵比ではない可能性がある。そこで、操舵比を修正操舵比(ＳＲｃｏｒ)から設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)に戻すことにより、走行状況に適した操舵比で操舵制御を行うことができる。
　このように、操舵比を再度変更すると、運転者の操舵違和感を生じさせる虞があるが、ステアリングホイール１２の操舵操作方向と操舵輪１０の操舵方向が同じ向きであるとき、操舵比を設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)に戻すように変更する。よって、設定操舵比変更のために、ステアリングホイール１２、及び/または操舵輪１２を調整しても、運転者の操舵違和感を抑制することができる。
　次に図６に示す制御制御フローを基礎にした第６の実施形態を説明する。この第６の実施形態は、自動操舵制御としてレーンキープ制御を実行している場合は、外部操舵指令値(Ａｄａｓ)を反力モータ１８に反映させないことを特徴している。以下、図１１に基づきこれの制御フローを説明する。
　≪ステップＳ３５≫ステップＳ３５においては、外部操舵システム２７の制御情報から、現時点でレーンキープ制御が実行されているかどうかを判断する。レーンキープ制御が実行されていると判断されるとステップＳ３６に移行し、レーンキープ制御が実行されていないと判断されるとステップＳ１６に移行する。≪ステップＳ１６≫～≪ステップＳ１９≫≪ステップＳ１６≫～≪ステップＳ１９≫は、図６に示す制御ステップと同じなので説明は省略する。
　≪ステップＳ３６≫ステップＳ３５でレーンキーップ制御が実行されていると判断されると、ステップＳ３６においては、レーンキープ制御によって外部操舵指令値(Ａｄａｓ)が入力されているので、このレーンキープ制御に必要な操舵動作を実行する。この操舵動作はステアリングホイール１２の操舵動作とは無関係に実行されており、この場合は、外部操舵指令値(Ａｄａｓ)に対応した操舵量に基づいて操舵モータ３５の操舵トルク指令値が求められている。
　もちろん、この場合もステアリングホイール１２の回転角(反力モータ回転角)に対応する操舵モータ３５の操舵トルク指令値を、外部操舵指令値(Ａｄａｓ)に対応した操舵モータ３５の操舵トルク指令値に加算して、操舵モータ３５の最終操舵トルク指令値としても良いことはいうまでもない。操舵モータ３５を駆動してレーンキープ制御を実行するとステップＳ３７に移行する。
　≪ステップＳ３７≫ステップＳ３７においては、反力モータ１８の操舵反力(反力トルク)から反力トルク指令値を生成して反力モータ１８を駆動する。反力トルクは、反力モータ回転角(θｍ)、ラック位置(Ｒｐ)、車速(Ｖｓ)等を用いて所定の演算を実行して求められている。
　ここでも、反力モータ回転角(θｍ)は基本反力を示しており、回転角と基本反力がテーブルに記憶されており、回転角に対応した基本反力が読み出される。また、ラック位置(Ｒｐ)は路面からの補正反力を示しており、ラック位置(Ｒｐ)と補正反力がテーブルに記憶されており、ラック位置(Ｒｐ)に対応した補正反力が読み出される。また、これらのテーブルは車速(Ｖｓ)に対応して複数設けられており、車速(Ｖｓ)によって選択されたテーブルが使用されるように構成されている。
　ここで、ステップＳ１９においては、ラック位置(Ｒｐ)に対して減衰係数が乗算されたり、或いは外部操舵指令値(Ａｄａｓ)が差し引かれたりして、ラック位置(Ｒｐ)が減衰されていたが、本実施形態のステップＳ３７においては、減衰係数が乗算されたり、外部操舵指令値（Ａｄａｓ）が差し引かれたりされず、ラック位置(Ｒｐ)がそのまま使用されている。
　そして、基本反力と補正反力が加算された反力に設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)が反映されて最終的な反力トルク指令値を生成して反力モータ１８を駆動する。ステップＳ１５が終了するとリターンに抜けて次の起動タイミングを待つことになる。
　このように、本実施形態では車両が走行車線を逸脱しないようにレーンキープ制御を行うための外部操舵指令値(Ａｄａｓ)を受信すると、少なくともラック位置(Ｒｐ)に基づき反力トルク指令値を生成する構成としている。
　レーンキープ制御中、車両は車線に沿った緩やかな操舵を行うため、反力トルク指令値を生成する際に、減衰係数や外部操舵指令値(Ａｄａｓ)に基づくラック位置(Ｒｐ)の変化分を差し引く必要性が低い。このため、実操舵比(ＳＲａｃｔ)と設定操舵比(ＳＲｓｅｔ)との間の「ずれ」が少なくなり、運転者の操舵操作と操舵輪１０との連動関係の整合性を向上させて運転者が違和感を覚えるのを抑制している。
　尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　本願は、２０１９年１０月３日付出願の日本国特許出願第２０１９－１８２８５５号に基づく優先権を主張する。２０１９年１０月３日付出願の日本国特許出願第２０１９－１８２８５５号の明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。
　１０…操舵輪、１２…ステアリングホイール、１３…ステアリングシャフト、１４…反力モータ回転角センサ(操舵操作量せんさ)、１５…反力モータ電流センサ、１７…操舵軸、１８…反力用電動モータ、１９…制御装置、２２…ラック位置センサ(操舵量センサ)、２７…自動操舵システム、３５…操舵用電動モータ、６２…操舵比生成部、６３…操舵比補正部、６５…操舵比調整方法選択部、６６…操舵指令値生成部、６７…反力指令値生成部。

Claims (9)

  1. 　操舵制御装置であって、該操舵制御装置は、
    　ステアリングホイールの回転に伴って回転され、操舵輪と機械的に分離されている操舵操作軸と、
    　前記操舵操作軸に対して操舵反力を付与する反力アクチュエータと、
    　前記操舵輪を操舵させる操舵力を発生する操舵アクチュエータと、
    　前記操舵アクチュエータの操舵力を前記操舵輪に伝達し、前記操舵輪を操舵させる操舵部材と、
    　前記操舵操作軸の操舵操作量を検出し、前記操舵操作量に関する信号である操舵操作量信号を出力する操舵操作量センサと、
    　前記操舵輪の操舵状態を検出し、前記操舵状態に関する信号である操舵量信号を出力する操舵量センサと、
    　少なくとも前記操舵操作量センサと前記操舵量センサの検出信号に基づいて、前記反力アクチュエータと前記操舵アクチュエータとを駆動、制御する制御装置とを備え、
    　前記制御装置は、少なくとも、外部操舵指令値受信部と、設定操舵比生成部と、操舵指令値生成部と、反力指令値生成部と、設定操舵比補正部とを備え、
    　前記外部操舵指令値受信部は、車両の運転状況に応じて生成された外部操舵指令値を受信し、
    　前記設定操舵比生成部は、車両速度に基づき、前記操舵操作量の変化量に対する前記操舵量の変化量の比である設定操舵比を生成し、
    　前記操舵指令値生成部は、
    　前記外部操舵指令値と、
    　前記操舵操作量に基づく基本操舵指令値と、
    　前記設定操舵比に基づき、前記操舵アクチュエータを駆動、制御する操舵指令値と、を生成し、
    　前記反力指令値生成部は、
    　実際の前記操舵量に所定の減衰係数を乗算して求めた減衰操舵量から、或いは、実際の前記操舵量から、前記外部操舵指令値に対応する前記操舵量の変化分の一部又は、前記外部操舵指令値に対応する前記操舵量の変化分の全部を、差し引いて求めた減衰操舵量に基づき、
    　前記反力アクチュエータを駆動、制御する反力指令値を生成し、
    　前記設定操舵比補正部は、前記反力指令値生成部が前記反力指令値を生成する際に、前記操舵指令値と前記反力指令値とから求められた実操舵比と前記設定操舵比との間にずれが生じたとき、このずれを減少するように前記実操舵比に基づいて前記設定操舵比を修正操舵比に補正することを特徴とする操舵制御装置。
  2. 　請求項１に記載の操舵制御装置であって、
    　前記反力指令値生成部は、前記操舵輪が中立位置にあるとき、前記実操舵比と前記設定操舵比との間のずれが減少するように、前記反力指令値を補正することを特徴とする操舵制御装置。
  3. 　請求項１に記載の操舵制御装置であって、
    　前記操舵指令値生成部は、前記操舵輪が中立位置にあるとき、前記実操舵比と前記設定操舵比との間のずれが減少するように、前記操舵指令値を補正することを特徴とする操舵制御装置。
  4. 　請求項３に記載の操舵制御装置であって、
    　前記操舵指令値生成部は、前記操舵操作軸の操舵操作方向と、前記操舵輪の操舵方向が逆向きである逆位相のとき、前記実操舵比と前記設定操舵比との間のずれが減少するように、前記操舵指令値を補正することを特徴とする操舵制御装置。
  5. 　請求項１に記載の操舵制御装置であって、
    　前記反力指令値生成部または前記操舵指令値生成部は、前記実操舵比と前記設定操舵比との間のずれが徐々に減少するように、前記反力指令値または前記操舵指令値を補正することを特徴とする操舵制御装置。
  6. 　請求項１に記載の操舵制御装置であって、
    　前記制御装置は、更に、実操舵比調整方法選択部を備え、
    　前記実操舵比調整方法選択部は、前記実操舵比と前記設定操舵比の間のずれを減少させるとき、前記反力指令値と前記操舵指令値のどちらを補正するかを車両の走行状況に応じて選択することを特徴とする操舵制御装置。
  7. 　請求項１に記載の操舵制御装置であって、
    　前記操舵操作軸の前記操舵操作量と前記操舵輪の前記操舵量の関係である前記実操舵比と前記設定操舵比との間のずれの発生に伴い、前記実操舵比に対応して、操舵比を前記設定操舵比から前記修正操舵比に補正したとき、前記操舵操作軸の操舵操作方向と、前記操舵輪の操舵方向が同じ向きである場合は、
    　前記設定操舵比補正部は、操舵比を、前記修正操舵比から前記設定操舵比に戻す処理を行なうことを特徴とする操舵制御装置。
  8. 　請求項１に記載の操舵制御装置であって、
    　前記車両が障害物との衝突を回避するための前記外部操舵指令値を前記外部操舵指令値受信部が受信するとき、前記設定操舵比補正部は、前記実操舵比と前記設定操舵比との間に発生するずれを減少するように、前記設定操舵比を前記修正操舵比に補正することを特徴とする操舵制御装置。
  9. 　請求項１に記載の操舵制御装置であって、
    　前記車両が走行車線を逸脱しないようにレーンキープ制御を行うための前記外部操舵指令値を前記外部操舵指令値受信部が受信するとき、前記反力指令値生成部は、前記操舵量に基づき、前記反力指令値を生成することを特徴とする操舵制御装置。
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