WO2022059536A1 - ステアバイワイヤ式のステアリング装置 - Google Patents

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steering
reaction force
actuator
force actuator
angle
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PCT/JP2021/032606
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French (fr)
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敦士 平田
泰仁 中岫
司 宮島
華軍 劉
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Hitachi Astemo Ltd
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    • B62D15/0235—Determination of steering angle by measuring or deriving directly at the electric power steering motor
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    • B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels

Definitions

  • the present invention relates to a steer-by-wire type steering device.
  • the steer-by-wire type steering device of Patent Document 1 includes a steering unit, a steering side motor that applies a steering reaction force to the steering shaft of the steering unit, and a steering side motor that applies a steering force to the rack shaft of the steering unit. It is equipped with a power supply control unit that controls the power supply to the side motor and the steering side motor, and the power supply control unit determines the duty ratio of the duty signal generated to control the power supply to the steering side motor, and the steering angle. When the set value is set so that the steering angle cannot be followed, the power supply of the steering side motor is controlled so as to increase the steering reaction force.
  • a steer-by-wire type steering device when the driver suddenly operates a steering operation input member such as a steering wheel, the response of the steering amount of the steering member (in other words, the steering angle of the steering wheel) is delayed by the driver.
  • the change in the behavior of the vehicle was delayed with respect to the operation of the steering operation input member, and the driver sometimes felt uncomfortable.
  • the response delay of the steering amount when the response delay of the steering amount occurs, the response delay of the steering amount can be reduced by increasing the steering reaction force and suppressing the operation speed of the steering operation input member.
  • the response delay of the steering amount differs depending on the conditions such as the road surface condition, when the response delay is estimated based on the operation amount of the steering actuator and the steering reaction force is controlled, the response delay of the steering amount is controlled. Excess or deficiency of the steering reaction force may occur, and the driver's discomfort may not be sufficiently suppressed, or the steering reaction force may become excessive.
  • the present invention has been made in view of the conventional situation, and is a steer-by-wire type steering device capable of appropriately controlling the steering reaction force according to the response delay of the steering amount of the steering member with respect to the operation amount of the steering operation input member. Is to provide.
  • the control device of the steer-by-wire type steering device is steered with respect to the operation of the reaction force actuator control unit for controlling the output amount of the reaction force actuator and the steering operation input member.
  • the steering actuator control unit that controls the steering actuator that steers the steering wheel via the member, the deviation recognition unit that recognizes the deviation between the operation amount of the steering operation input member and the steering amount of the steering member, and the deviation increase.
  • the reaction force actuator output amount increasing unit for increasing the output amount of the reaction force actuator controlled by the reaction force actuator control unit is provided.
  • the steering reaction force can be appropriately controlled according to the response delay of the steering amount of the steering member with respect to the operation amount of the steering operation input member.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram showing an aspect of a steer-by-wire steering device 200 attached to a vehicle 100 such as an automobile.
  • the steering device 200 is a steering system in which the front wheels 101 and 102 (in other words, the front tires), which are steering wheels, and the steering wheel 310, which is a steering operation input member, are mechanically separated.
  • the steering device 200 includes a steering input device 300 including a steering wheel 310, a steering device 400, a steering input device 300, and a steering control device 500 which is a control device for controlling the steering device 400.
  • the steering input device 300 includes a steering wheel 310, a steering shaft 320, a reaction force actuator 330, and an operation angle sensor 340.
  • the steering shaft 320 rotates in conjunction with the rotation of the steering wheel 310, but is mechanically separated from the front wheels 101 and 102.
  • the reaction force actuator 330 is a device that applies a steering reaction force to the steering wheel 310 by using a motor or the like, and includes a torque damper, an operation angle limiting mechanism, a speed reducer, and the like in addition to the motor.
  • the steering input device 300 has an operating torque generated by the driver of the vehicle 100 steering the steering wheel 310 and a steering reaction force torque generated by the reaction force actuator 330. The difference causes the steering wheel 310 to rotate.
  • the operation angle sensor 340 detects the operation angle ⁇ [deg] of the steering wheel 310, in other words, the operation amount of the steering operation input member. For example, the operation angle sensor 340 detects the operation angle ⁇ as zero when the steering wheel 310 is in the neutral position, plus the operation angle ⁇ in the right direction from the neutral position, and minus the operation angle ⁇ in the left direction from the neutral position. Detected as the angle of.
  • the steering device 400 is a steering actuator 410 having a motor 411, a speed reducer 412, and the like, a steering member 420 having a mechanism such as a rack and pinion that converts rotational motion into linear motion, and front wheels 101 and 102 from the positions of the steering actuator 410. It has a steering angle sensor 430 that detects a steering angle ⁇ (in other words, a turning angle of the front tire). Then, the steering actuator 410 steers the front wheels 101 and 102 via the steering member 420, and the steering angle sensor 430 detects a steering angle ⁇ [deg] corresponding to the steering amount of the steering member 420.
  • the steering angle sensor 430 detects the rotation angle of the output shaft of the motor 411 constituting the steering actuator 410 as a physical quantity that correlates with the steering angle ⁇ . Further, the vehicle 100 includes a wheel speed sensor 621-624 that detects the wheel speed WS1-WS4, which is the rotation speed of each of the wheels 101-104.
  • the steering control device 500 is an electronic control device mainly composed of a microcomputer 510 including a MPU (Microprocessor Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory).
  • the steering control device 500 acquires detection signals output by the operation angle sensor 340, the steering angle sensor 430, and the wheel speed sensor 621-624, respectively.
  • the steering control device 500 calculates the vehicle speed V [km / h] of the vehicle 100 based on the information of the wheel speed WS1-WS4 of each of the wheels 101-104 output by the wheel speed sensor 621-624.
  • the steering control device 500 can obtain the vehicle speed V from the rotation speed of the output shaft of the power source 710, for example, instead of obtaining the vehicle speed V from the output of the wheel speed sensor 621-624.
  • the microcomputer 510 of the steering control device 500 performs arithmetic processing based on information such as the operation angle ⁇ , the steering angle ⁇ , and the vehicle speed V, to give a command signal for the steering reaction torque Ts and a command signal for the steering angle ⁇ , in other words. .
  • the target value of the steering reaction torque Ts and the target value of the steering angle ⁇ are obtained.
  • the microcomputer 510 of the steering control device 500 outputs a command signal of the steering reaction force torque Ts to the reaction force actuator 330, and outputs a command signal of the steering angle ⁇ to the steering actuator 410, whereby the steering wheel 310.
  • the steering reaction force torque Ts applied to the steering wheel and the steering angle ⁇ are controlled.
  • the vehicle 100 includes a power source 710 such as a motor or an internal combustion engine and a braking device 730 such as a hydraulic brake as a control drive device, and further, a drive control device 720 for controlling the power source 710 and a braking device 730. It has a braking control device 740 for controlling the above.
  • the steering control device 500, the drive control device 720, and the braking control device 740 communicate with each other via the communication bus 800 of the vehicle-mounted network.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing a first embodiment of the steering control device 500.
  • the microcomputer 510 of the steering control device 500 includes functions as a reaction force actuator control unit 520, a steering actuator control unit 530, a deviation recognition unit 540, and a reaction force actuator output amount increase unit 550 as software.
  • the reaction force actuator control unit 520 outputs a command signal of the steering reaction force torque Ts to the reaction force actuator 330, and controls the steering reaction force torque Ts, in other words, the output amount of the reaction force actuator 330.
  • the steering actuator control unit 530 outputs a command signal of the steering angle ⁇ corresponding to the operation angle ⁇ of the steering wheel 310 to the steering actuator 410, and controls the steering actuator 410 with respect to the operation of the steering wheel 310.
  • the deviation recognition unit 540 has an angle deviation AE [, which is a deviation between the operation amount of the steering operation input member and the steering amount of the steering member, that is, the deviation between the operation angle ⁇ of the steering wheel 310 and the steering angle ⁇ of the front wheels 101 and 102. deg] is recognized.
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 is the output amount of the reaction force actuator 330 controlled by the reaction force actuator control unit 520 when the angle deviation AE recognized by the deviation recognition unit 540 increases, in other words, the steering reaction force. Increase torque Ts.
  • the steering actuator control unit 530 calculates the target steering angle ⁇ tg based on the detected value of the operating angle ⁇ of the steering wheel 310 and the set value of the steering gear ratio Kg, so that the detected value of the steering angle ⁇ approaches the target steering angle ⁇ tg.
  • the control signal to be output to the steering actuator 410 (in other words, the steering angle command signal) is calculated.
  • the steering actuator control unit 530 outputs the calculated control signal to the steering actuator 410, and controls the steering angles ⁇ of the front wheels 101 and 102 to the target steering angle ⁇ tg.
  • the steering actuator control unit 530 can variably set the steering gear ratio Kg according to conditions such as the vehicle speed V.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically showing the functions of the reaction force actuator control unit 520, the deviation recognition unit 540, and the reaction force actuator output amount increase unit 550.
  • the reaction force actuator control unit 520 acquires information on the operating angular velocity ⁇ [deg / s] calculated from the operating angle ⁇ , the operating angular velocity ⁇ [deg / s], and the vehicle speed V of the vehicle 100, and based on these information, the steering reaction force torque.
  • the basic command value Tsb of Ts [Nm] (in other words, the output amount of the reaction force actuator 330) is calculated.
  • the reaction force actuator control unit 520 sets the basic command value Tsb to a larger value as the operating angle ⁇ is larger, and sets the basic command value Tsb to a larger value as the operating angular velocity ⁇ is larger.
  • the lower the vehicle speed V the smaller the basic command value Tsb is set.
  • the steering control device 500 acquires the operation angle ⁇ and the steering angle ⁇ as values indicating the operation direction by a sign.
  • the distinction of the operation direction by the sign is omitted, and the operation angle ⁇ , the operation angular velocity ⁇ , the steering angle ⁇ , and the steering reaction force torque Ts are irrelevant to the operation direction.
  • the explanation is simplified as a positive value (in other words, an absolute value).
  • the correction command calculation unit 570 including the deviation recognition unit 540 and the reaction force actuator output amount increase unit 550 acquires each information of the operation angle ⁇ , the operation angular velocity ⁇ , and the steering angle ⁇ . Then, the correction command calculation unit 570 calculates the correction command value Tsh of the steering reaction force torque Ts for suppressing the response delay of the steering angle ⁇ to the change of the operation angle ⁇ based on the acquired information.
  • the addition unit 560 acquires the basic command value Tsb calculated by the reaction force actuator control unit 520 and the correction command value Tsh calculated by the correction command calculation unit 570. Then, the addition unit 560 adds the correction command value Tsh to the basic command value Tsb to obtain the command value of the final steering reaction force torque Ts, and outputs a control signal corresponding to the obtained command value to the reaction force actuator 330. do.
  • FIG. 4 is a block diagram showing in detail the functions of the deviation recognition unit 540 and the reaction force actuator output amount increase unit 550.
  • the steering angle sensor 430 detects the steering angle ⁇ as an angle corresponding to the rotation angle of the pinion shaft of the steering member 420, and the deviation recognition unit 540 has a steering angle ⁇ corresponding to the operation angle ⁇ .
  • the angle deviation AE is recognized as zero.
  • the angle deviation AE becomes from zero. Will also grow. The greater the response delay and the greater the deviation between the operating angle ⁇ of the steering wheel 310 and the turning angles of the front wheels 101 and 102, the greater the angle deviation AE.
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 includes a first gain setting unit 551, a gain 552, a first multiplication unit 553, a differentiation unit 554, a second gain setting unit 555, and a second multiplication unit 556.
  • the first gain setting unit 551 sets the first gain G1 (G1 ⁇ 0) based on the angle deviation AE recognized by the deviation recognition unit 540.
  • the first gain setting unit 551 sets the first gain G1 to zero when the angle deviation AE is equal to or less than the predetermined value AEth (AEth> 0), and when the angle deviation AE exceeds the predetermined value AEth, the maximum value G1max. With (G1max> 0) as the upper limit, the first gain G1 is increased as the angle deviation AE becomes larger. That is, the first gain setting unit 551 sets the first gain G1 to a larger value as the follow-up delay of the steering angle ⁇ to the change of the operation angle ⁇ becomes larger and the angle deviation AE becomes larger.
  • the above-mentioned basic correction command value Tshb becomes a value that increases the steering reaction force torque Ts when the angle deviation AE increases, and increases as the operating angular velocity ⁇ increases. That is, the reaction force actuator output amount increasing unit 550 increases the output amount of the reaction force actuator 330 when the angle deviation AE increases, and the reaction force actuator 330 outputs as the operating speed of the steering wheel 310 increases. Increase the amount of increase in competence.
  • the differentiation unit 554 acquires the signal of the steering angle ⁇ , obtains the steering angular velocity ⁇ [deg / s] which is the time derivative value of the steering angle ⁇ , and outputs it.
  • the second gain setting unit 555 sets the second gain G2 (G2 ⁇ 0) based on the steering angular velocity ⁇ obtained by the differential unit 554.
  • the second gain setting unit 555 sets the second gain G2 to zero when the steering angular velocity ⁇ is equal to or less than the predetermined value ⁇ th ( ⁇ th> 0), and when the steering angular velocity ⁇ exceeds the predetermined value ⁇ th, the maximum value G2max.
  • the second gain G2 is increased as the steering angular velocity ⁇ becomes larger with (G2max> 0) as the upper limit.
  • the addition unit 560 shown in FIG. 3 increases and corrects the basic command value Tsb, which is the basic set value of the output amount of the reaction force actuator 330, with the correction command value Tsh, which is the increase amount according to the angle deviation AE. Then, the final set value of the output amount of the reaction force actuator 330 is determined.
  • FIG. 5 shows, as an example of a situation in which the steering angle ⁇ is delayed and changes in accordance with a change in the operation angle ⁇ , the driver steers the steering wheel 310 so that the vehicle 100 travels while avoiding obstacles on the track. Shows the situation of danger avoidance by sudden operation.
  • FIG. 6 is a time chart showing how the steering angle ⁇ is delayed and changes according to the change in the operation angle ⁇ when the steering operation for avoiding danger shown in FIG. 5 is performed.
  • the steer-by-wire type steering device 200 is a steering system in which the front wheels 101 and 102, which are the steering wheels, and the steering wheel 310 are mechanically separated.
  • the operation angle ⁇ due to the sudden operation of the steering wheel 310 is changed due to the road surface condition and the ability of the steering actuator 410. Therefore, the tracking of the steering angle ⁇ is delayed. If the tracking of the steering angle ⁇ is delayed with respect to the operation of the steering wheel 310, the behavior change of the vehicle 100 is delayed with respect to the operation of the steering wheel 310, and the driver of the vehicle 100 feels uncomfortable.
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 sets the correction command value Tsh according to the operating angular velocity ⁇ and the angle deviation AE, and the steering reaction force torque is delayed in the situation where the response of the steering angle ⁇ to the change in the operating angle ⁇ is delayed. Ts is increased and the follow-up delay of the steering angle ⁇ is suppressed.
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 tends to increase the follow-up delay of the steering angle ⁇ with respect to the change of the operating angle ⁇ as the operating angular velocity ⁇ increases. Therefore, the larger the operating angular velocity ⁇ , the larger the output of the gain 552. By doing so, the correction command value Tsh is increased. Further, when the operating angular velocity ⁇ becomes zero, such as when the steering wheel 310 is turned back, the reaction force actuator output amount increasing unit 550 sets the correction command value Tsh to zero by setting the output of the gain 552 to zero, and steers. Cancel the increase correction of the reaction force torque Ts.
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 sets the correction command value Tsh to zero by setting the first gain G1 to zero by the first gain setting unit 551. Then, the increase correction of the steering reaction force torque Ts is canceled in the situation where the steering angle ⁇ can follow the change of the operation angle ⁇ with a delay within the allowable range.
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 increases the first gain G1 as the angle deviation AE increases, thereby increasing the correction command value Tsh and increasing the angle deviation. The expansion of AE, that is, the expansion of the tracking delay of the steering angle ⁇ is suppressed.
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 follows the change in the operating angle ⁇ within the allowable range even under the condition that the operating angular velocity ⁇ is large and the steering angle ⁇ is likely to be delayed. If this is the case, it is possible to prevent the steering reaction torque Ts from being unnecessarily increased, and it is possible to prevent the driver's steering load from being unnecessarily increased. Further, the reaction force actuator output amount increasing unit 550 increases the correction command value Tsh as the operating angular velocity ⁇ increases when the delay of the steering angle ⁇ with respect to the change in the operating angle ⁇ is larger than the allowable range, and the angle. The larger the deviation AE, the larger the correction command value Tsh.
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 can effectively suppress the driver's discomfort due to the follow-up delay of the steering angle ⁇ , and can suppress the excessive increase in the steering reaction force torque Ts. Further, when the operation angular velocity ⁇ becomes zero, such as when the steering wheel 310 is turned back, the reaction force actuator output amount increase unit 550 sets the correction command value Tsh to zero and cancels the increase correction of the steering reaction force torque Ts. Therefore, it is possible to prevent the steering reaction torque Ts from being maintained high at the time of turning back, and it is possible to suppress the driver's discomfort.
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 sets the second gain G2 when the steering angular velocity ⁇ is equal to or less than the predetermined value ⁇ th and the change in the steering angle ⁇ is extremely slow or the steering angle ⁇ is maintained at a constant value. By setting it to zero, the correction command value Tsh is set to zero, and the increase correction of the steering reaction force torque Ts is cancelled. As a result, the reaction force actuator output amount increasing unit 550, for example, when the front wheels 101 and 102, which are the steering wheels, hit an obstacle such as a curb and hinder the change of the steering angle ⁇ , the steering reaction force torque Ts. Can be prevented from being unnecessarily increased and corrected.
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 obtains the steering angle ⁇ used for calculating the correction command value Tsh based on the rotation angle of the output shaft of the motor 411 constituting the steering actuator 410. Therefore, the reaction force actuator output amount increasing unit 550 can increase and correct the steering reaction force torque Ts according to the response delay of the motor 411 without being affected by the speed reducer or the like that decelerates the output of the motor 411.
  • FIG. 7 is a time chart showing the correlation between the operating angle ⁇ , the steering angle ⁇ , and the steering reaction torque Ts under the condition that the reaction force actuator output amount increasing unit 550 performs the increase correction of the steering reaction torque Ts.
  • the reaction force actuator output amount increase unit 550 responds to the increase in the angle deviation AE.
  • FIG. 8 is a functional block diagram showing a second embodiment of the steering control device 500.
  • the microcomputer 510 reduces the vehicle speed V when the follow-up delay of the steering angle ⁇ with respect to the change of the operation angle ⁇ occurs.
  • the function as the unit 580 is provided as software.
  • the vehicle speed control unit 580 issues a control command to reduce the vehicle speed V when the steering angle ⁇ is delayed in following the change in the operation angle ⁇ and the reaction force actuator output amount increase unit 550 increases and corrects the steering reaction force torque Ts.
  • the output is output to at least one of the drive control device 720 and the braking control device 740 (in other words, the control drive device). That is, the vehicle speed control unit 580 performs a process of reducing the driving force of the vehicle 100 and / or increases the braking force when the reaction force actuator output amount increasing unit 550 increases and corrects the steering reaction force torque Ts. By instructing the execution of the process, the vehicle 100 is decelerated.
  • the steering control device 500 suppresses the change in the operating angle ⁇ by increasing the steering reaction force torque Ts, and reduces the road surface load by the output of the vehicle speed V reduction command, thereby further reducing the follow-up delay of the steering angle ⁇ . It can be effectively suppressed.
  • the vehicle speed control unit 580 can change the deceleration degree of the vehicle 100, specifically, the decrease amount of the driving force and / or the increase amount of the braking force according to the increase correction amount of the steering reaction force torque Ts and the angle deviation AE. Can be set to.
  • the reaction force actuator output amount increase unit 550 has a hysteresis between the intervention condition and the release condition of the increase correction control of the steering reaction force torque Ts according to the angle deviation AE. Can be done. If the reaction force actuator output amount increase unit 550 is provided with the above hysteresis, it is possible to suppress the occurrence of hunting in which the intervention and cancellation of the increase correction control of the steering reaction force torque Ts according to the angle deviation AE are frequently switched, and the steering reaction can be suppressed. Frequent increase / decrease in force torque Ts can prevent the driver from deteriorating maneuvering performance or giving the driver a sense of discomfort.
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 has a hysteresis in the change of the first gain G1 with respect to the angle deviation AE in the first gain setting unit 551, so that the intervention condition of the increase correction control of the steering reaction force torque Ts can be obtained. It is possible to have a hysteresis with the release condition.
  • FIG. 9 is a table used by the first gain setting unit 551 to convert the angle deviation AE into the first gain G1, and shows the route when the first gain G1 increases with respect to the increase in the angle deviation AE. , An aspect in which the route when the first gain G1 decreases with respect to the decrease in the angle deviation AE is different from the route to have hysteresis is shown.
  • the first gain G1 becomes larger than zero and the steering reaction force torque Ts is increased and corrected. Intervention conditions are established.
  • the angle deviation AE decreases while the steering reaction force torque Ts increase correction control is executed, the angle deviation AE decreases to the second predetermined value AEth2 (AEth1> AEth2), which is smaller than the first predetermined value AEth1.
  • the first gain G1 is set to zero, and the condition for canceling the increase correction control of the steering reaction force torque Ts is satisfied.
  • the second predetermined value AEth2 as a condition for canceling the increase correction control of the steering reaction force torque Ts is smaller than the first predetermined value AEth1 as an intervention condition, and the angle deviation AE exceeds the first predetermined value AEth1. Even if the first predetermined value AEth1 or less is satisfied, the release condition is not satisfied, and then the steering reaction force torque Ts increase correction control is continued until the angle deviation AE becomes the second predetermined value AEth2 or less. ..
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 has a hysteresis between the intervention condition and the release condition of the increase correction control of the steering reaction force torque Ts. It will be. Then, the reaction force actuator output amount increasing unit 550 has a hysteresis between the intervention condition and the release condition of the increase correction control of the steering reaction force torque Ts, so that the steering reaction force torque Ts increases according to the angle deviation AE. It is possible to suppress the occurrence of hunting in which the intervention and cancellation of correction control frequently switch.
  • a method of providing a hysteresis between the intervention condition and the release condition of the increase correction control of the steering reaction force torque Ts according to the angle deviation AE has a hysteresis in the change of the first gain G1 with respect to the change of the angle deviation AE. It is not limited to the method of making it.
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 corrects the angle deviation AE obtained by the deviation recognition unit 540 and uses it for setting the first gain G1, so that the change of the first gain G1 with respect to the change of the angle deviation AE can be obtained. It is possible to have hysteresis.
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 is a correction unit that converts the angle deviation AE obtained by the deviation recognition unit 540 and outputs it to the first gain setting unit 551, and the angle deviation AE increases and changes.
  • the conversion unit is provided so as to output the angle deviation AE obtained by the deviation recognition unit 540 as it is, and to output a value larger than the angle deviation AE obtained by the deviation recognition unit 540 when the angle deviation AE decreases and changes.
  • a hysteresis can be provided between the intervention condition and the release condition of the increase correction control of the steering reaction force torque Ts.
  • FIG. 10 is a functional block diagram showing a fourth embodiment of the steering control device 500.
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 is limited to a state in which the output of the steering actuator 410 (specifically, the motor 411) is restricted to be lower than usual.
  • the specifications of the steering reaction force torque Ts increase correction control are switched.
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 sets the intervention condition of the steering reaction force torque Ts increase correction control according to the angle deviation AE when the output of the steering actuator 410 is limited.
  • the process of loosening the output compared to when the output is not limited, and the amount of correction for the increase in steering reaction torque Ts according to the angle deviation AE are the output of the steering actuator 410. Perform at least one of the processes to make it larger than when it is not restricted.
  • an abnormality such as overheating of the drive circuit of the motor 411 may limit the maximum drive current of the motor 411 to be lower than usual, and as a result, the output of the steering actuator 410 may be limited to be lower than usual.
  • the response delay of the steering actuator 410 becomes larger than usual, and the delay of the steering angle ⁇ with respect to the change of the operation angle ⁇ becomes larger.
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 performs at least one of a process of relaxing the intervention condition and a process of increasing the increase correction amount of the steering reaction force torque Ts in a state where the output of the steering actuator 410 is limited. By doing so, the response delay can be sufficiently suppressed even in a state where the output of the steering actuator 410 is limited. Specifically, the reaction force actuator output amount increasing unit 550 switches the control specifications depending on whether or not the output of the steering actuator 410 is restricted.
  • FIG. 10 shows an embodiment in which the reaction force actuator output amount increasing unit 550 has two different control specifications, and the control specifications are switched depending on whether or not the output of the steering actuator 410 is restricted. ..
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 acquires information from the steering actuator control unit 530 as to whether or not the output of the steering actuator 410 is restricted.
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 has the first control specification 550A that conforms to the normal state in which the output of the steering actuator 410 is not limited, as a control specification for increasing the steering reaction force torque Ts according to the angle deviation AE.
  • the second control specification 550B is provided, which is suitable for an abnormal state in which the output of the steering actuator 410 is limited. Then, if the output of the steering actuator 410 is not limited in the normal state, the reaction force actuator output amount increasing unit 550 performs an increase correction of the steering reaction force torque Ts according to the first control specification 550A, and outputs the steering actuator 410. If is an abnormal state in which is limited, the increase correction of the steering reaction force torque Ts is performed according to the second control specification 550B.
  • the predetermined value AEth which is the threshold value of the angle deviation AE of whether the first gain G1 is made larger than zero or set to zero, is set smaller than the first control specification 550A.
  • the control specification or the control specification can be a control specification provided with a correction unit that increases the angle deviation AE acquired by the first gain setting unit 551 more than the output of the deviation recognition unit 540.
  • the second control specification 550B is a control specification in which the maximum value G1max of the first gain G1 in the first gain setting unit 551 is larger than that of the first control specification 550A, the output of the steering actuator 410 is limited. At that time, the amount of correction for increasing the steering reaction force torque Ts becomes large. Then, the reaction force actuator output amount increasing unit 550 selects either the first control specification 550A or the second control specification 550B depending on whether or not the output of the steering actuator 410 is restricted. Therefore, even in a state where the output of the steering actuator 410 is limited, the response delay can be sufficiently suppressed.
  • a control system in which two or more control devices share the functions of the reaction force actuator control unit 520, the steering actuator control unit 530, the deviation recognition unit 540, and the reaction force actuator output amount increase unit 550.
  • the reaction force actuator output amount increase unit 550 correlates with the increase amount of the steering reaction force torque Ts from the information of the angle deviation AE when the steering reaction force torque Ts is increased and corrected (in detail). Can carry out learning control that changes the angle deviation AE and the correlation between the first gain G1).
  • the reaction force actuator output amount increasing unit 550 when the maximum drive current of the motor 411 is set lower than usual as the output limit of the steering actuator 410, the drive current of the motor 411 sticks to the maximum drive current. In the meantime, the correction command value Tsh, which is the amount of increase in the steering reaction force torque Ts, can be increased and corrected. Further, the reaction force actuator output amount increase unit 550 can increase the correction command value Tsh, which is the increase amount of the steering reaction force torque Ts, as the increase speed of the angle deviation AE increases.

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Abstract

本発明に係るステアバイワイヤ式のステアリング装置は、反力アクチュエータの出力量を制御する反力アクチュエータ制御部と、操舵操作入力部材の操作に対して、操舵部材を介して操舵輪を操舵させる操舵アクチュエータを制御する操舵アクチュエータ制御部と、操舵操作入力部材の操作量と操舵部材の操舵量との偏差を認識する偏差認識部と、前記偏差が増大するとき、反力アクチュエータの出力量を増大させる反力アクチュエータ出力量増大部と、を備える。これにより、操舵操作入力部材の操作量に対する操舵部材の操舵量の応答遅れに応じて操舵反力を適切に制御できる。

Description

ステアバイワイヤ式のステアリング装置
　本発明は、ステアバイワイヤ式のステアリング装置に関する。
　特許文献１のステアバイワイヤ式操舵装置は、操舵部と、操舵部のステアリングシャフトに操舵反力を与える操舵側モータと、転舵部のラック軸に転舵力を与える転舵側モータと、操舵側モータ及び転舵側モータへの給電を制御する給電制御部とを備え、給電制御部は、転舵側モータへの給電を制御するために生成するデューティ信号のデューティ比が、転舵角が操舵角を追従できなくなるとして定めた設定値の場合に、操舵反力を増大させるように操舵側モータの給電を制御する。
特開２０１８－１１４８４５号公報
　ステアバイワイヤ式のステアリング装置において、ドライバがステアリングホイールなどの操舵操作入力部材を急操作したときに、操舵部材の操舵量（換言すれば、操舵輪の操舵角）の応答が遅れることで、ドライバによる操舵操作入力部材の操作に対して車両の挙動変化が遅れ、ドライバが違和感を覚えることがあった。
　ここで、上記の操舵量の応答遅れが発生するときに、操舵反力を増大させて操舵操作入力部材の操作速度を抑制すれば、操舵量の応答遅れを縮小することが可能である。
　しかし、路面状態などの条件によって操舵量の応答遅れに差異が生じるため、操舵アクチュエータの操作量に基づき応答遅れの発生を推定して操舵反力を制御した場合、操舵量の応答遅れに対して操舵反力の過不足が生じ、ドライバの違和感を十分に抑制できなかったり、操舵反力が過大になったりするおそれがあった。
　本発明は、従来の実情に鑑みてなされたものであり、操舵操作入力部材の操作量に対する操舵部材の操舵量の応答遅れに応じて操舵反力を適切に制御できる、ステアバイワイヤ式のステアリング装置を提供することにある。
　本発明によれば、その１つの態様において、ステアバイワイヤ式のステアリング装置の制御装置は、反力アクチュエータの出力量を制御する反力アクチュエータ制御部と、操舵操作入力部材の操作に対して、操舵部材を介して操舵輪を操舵させる操舵アクチュエータを制御する操舵アクチュエータ制御部と、前記操舵操作入力部材の操作量と前記操舵部材の操舵量との偏差を認識する偏差認識部と、前記偏差が増大するとき、前記反力アクチュエータ制御部が制御する前記反力アクチュエータの出力量を増大させる反力アクチュエータ出力量増大部と、を備える。
　本発明によれば、操舵操作入力部材の操作量に対する操舵部材の操舵量の応答遅れに応じて操舵反力を適切に制御できる。
ステアバイワイヤ式のステアリング装置のシステム構成図である。 操舵制御装置の機能ブロック図である。 反力アクチュエータ制御部及び反力アクチュエータ出力量補正部を示す機能ブロック図である。 反力アクチュエータ出力量増大部の機能ブロック図である。 危険回避での操舵操作の状態を例示する図である。 操作角θに対して操舵角δが遅れた状態を示すタイムチャートである。 操舵反力トルクの増大補正の様子を示すタイムチャートである。 車速制御部を含む操舵制御装置の機能ブロック図である。 第１ゲインのヒステリシス特性を示す線図である。 操舵アクチュエータの出力制限に応じて制御仕様を切り替える操舵制御装置の機能ブロック図である。
　以下、本発明に係るステアバイワイヤ式のステアリング装置の実施形態を、図面に基づいて説明する。
　図１は、自動車などの車両１００に取り付けられたステアバイワイヤ式のステアリング装置２００の一態様を示すシステム構成図である。
　ステアリング装置２００は、操舵輪である前輪１０１，１０２（換言すれば、前タイヤ）と、操舵操作入力部材としてのステアリングホイール３１０とが機械的に分離した操舵システムである。
　そして、ステアリング装置２００は、ステアリングホイール３１０を備える操舵入力装置３００、操舵装置４００、操舵入力装置３００、及び、操舵装置４００を制御する制御装置である操舵制御装置５００を有する。
　操舵入力装置３００は、ステアリングホイール３１０、ステアリングシャフト３２０、反力アクチュエータ３３０、操作角センサ３４０を有する。
　ステアリングシャフト３２０は、ステアリングホイール３１０の回転に連動して回転するが、前輪１０１，１０２とは機械的に分離している。
　反力アクチュエータ３３０は、モータなどを用いてステアリングホイール３１０に操舵反力を付与するデバイスであり、モータの他、トルクダンパ、操作角制限機構、減速機などを備える。
　操舵入力装置３００は、上記の反力アクチュエータ３３０を備えることで、車両１００のドライバがステアリングホイール３１０を操舵操作することで発生する操作トルクと、反力アクチュエータ３３０が発生する操舵反力トルクとの差分によって、ステアリングホイール３１０が回転する。
　操作角センサ３４０は、ステアリングホイール３１０の操作角θ［deg］、換言すれば、操舵操作入力部材の操作量を検出する。
　操作角センサ３４０は、例えば、ステアリングホイール３１０が中立位置であるときに操作角θを零として検出し、中立位置から右方向の操作角θをプラス、中立位置から左方向の操作角θをマイナスの角度として検出する。
　操舵装置４００は、モータ４１１や減速機４１２などを有する操舵アクチュエータ４１０、回転運動を直線運動に変換するラックアンドピニオンなどの機構を有した操舵部材４２０、操舵アクチュエータ４１０の位置から前輪１０１，１０２の操舵角δ（換言すれば、前タイヤの切れ角）を検出する操舵角センサ４３０を有する。
　そして、操舵アクチュエータ４１０は、操舵部材４２０を介して前輪１０１，１０２を操舵させ、操舵角センサ４３０は、操舵部材４２０の操舵量に相当する操舵角δ［deg］を検出する。
　なお、操舵角センサ４３０は、操舵アクチュエータ４１０を構成するモータ４１１の出力軸の回転角を、操舵角δに相関する物理量として検出する。
　また、車両１００は、車輪１０１－１０４それぞれの回転速度である車輪速ＷＳ１－ＷＳ４を検出する車輪速センサ６２１－６２４を備える。
　操舵制御装置５００は、ＭＰＵ（Microprocessor Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むマイクロコンピュータ５１０を主体とする電子制御装置である。
　操舵制御装置５００は、操作角センサ３４０、操舵角センサ４３０、車輪速センサ６２１－６２４が出力する検出信号をそれぞれ取得する。
　そして、操舵制御装置５００は、車輪速センサ６２１－６２４が出力する車輪１０１－１０４それぞれの車輪速ＷＳ１－ＷＳ４の情報に基づき、車両１００の車速Ｖ［km／h］を算出する。
　なお、操舵制御装置５００は、車輪速センサ６２１－６２４の出力から車速Ｖを求める代わりに、例えば、動力源７１０の出力軸の回転速度から車速Ｖを求めることができる。
　また、操舵制御装置５００のマイクロコンピュータ５１０は、操作角θ、操舵角δ、車速Ｖなどの情報に基づく演算処理によって、操舵反力トルクＴｓの指令信号及び操舵角δの指令信号、換言すれば、操舵反力トルクＴｓの目標値及び操舵角δの目標値を求める。
　そして、操舵制御装置５００のマイクロコンピュータ５１０は、操舵反力トルクＴｓの指令信号を反力アクチュエータ３３０に出力し、また、操舵角δの指令信号を操舵アクチュエータ４１０に出力することで、ステアリングホイール３１０に付与する操舵反力トルクＴｓ、及び、操舵角δを制御する。
　また、車両１００は、制駆動装置として、モータや内燃機関などの動力源７１０と液圧式ブレーキなどの制動装置７３０とを備え、更に、動力源７１０を制御する駆動制御装置７２０と、制動装置７３０を制御する制動制御装置７４０とを有する。
　操舵制御装置５００、駆動制御装置７２０、及び、制動制御装置７４０は、車載ネットワークの通信バス８００を介して相互に通信を行う。
「第１実施形態」
　図２は、操舵制御装置５００の第１実施形態を示す機能ブロック図である。
　操舵制御装置５００のマイクロコンピュータ５１０は、反力アクチュエータ制御部５２０、操舵アクチュエータ制御部５３０、偏差認識部５４０、及び、反力アクチュエータ出力量増大部５５０としての機能をソフトウェアとして備える。
　反力アクチュエータ制御部５２０は、操舵反力トルクＴｓの指令信号を反力アクチュエータ３３０に出力して、操舵反力トルクＴｓ、換言すれば、反力アクチュエータ３３０の出力量を制御する。
　操舵アクチュエータ制御部５３０は、ステアリングホイール３１０の操作角θに応じた操舵角δの指令信号を、操舵アクチュエータ４１０に出力して、ステアリングホイール３１０の操作に対して操舵アクチュエータ４１０を制御する。
　偏差認識部５４０は、操舵操作入力部材の操作量と操舵部材の操舵量との偏差、つまり、ステアリングホイール３１０の操作角θと前輪１０１，１０２の操舵角δとの偏差である角度偏差ＡＥ［deg］を認識する。
　反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、偏差認識部５４０によって認識された角度偏差ＡＥが増大するとき、反力アクチュエータ制御部５２０が制御する反力アクチュエータ３３０の出力量、換言すれば、操舵反力トルクＴｓを増大させる。
　以下では、操舵アクチュエータ制御部５３０による操舵角δの制御を詳細に説明する。
　操舵アクチュエータ制御部５３０は、ステアリングホイール３１０の操作角θの検出値及びステアリングギア比Ｋｇの設定値に基づき目標操舵角δtgを算出し、操舵角δの検出値が目標操舵角δtgに近づくように、操舵アクチュエータ４１０に出力する制御信号（換言すれば、操舵角指令信号）を算出する。
　そして、操舵アクチュエータ制御部５３０は、算出した制御信号を操舵アクチュエータ４１０に出力して、前輪１０１，１０２の操舵角δを目標操舵角δtgに制御する。
　なお、ステアリングギア比Ｋｇは、“ステアリングギア比Ｋｇ＝前輪１０１，１０２の操舵角δ／ステアリングホイール３１０の操作角θ”である。
　ここで、操舵アクチュエータ制御部５３０は、車速Ｖなどの条件に応じてステアリングギア比Ｋｇを可変に設定することができる。
　以下では、反力アクチュエータ制御部５２０、偏差認識部５４０、及び、反力アクチュエータ出力量増大部５５０による操舵反力トルクＴｓの制御を詳細に説明する。
　図３は、反力アクチュエータ制御部５２０、偏差認識部５４０、及び、反力アクチュエータ出力量増大部５５０の機能を概略的に示すブロック図である。
　反力アクチュエータ制御部５２０は、操作角θ、操作角θから算出した操作角速度Δθ［deg／s］、及び、車両１００の車速Ｖの各情報を取得し、これらの情報に基づき操舵反力トルクＴｓ［Nm］（換言すれば、反力アクチュエータ３３０の出力量）の基本指令値Ｔｓｂを算出する。
　ここで、反力アクチュエータ制御部５２０は、操作角θが大きいときほど基本指令値Ｔｓｂを大きな値に設定するとともに、操作角速度Δθが大きいときほど基本指令値Ｔｓｂを大きな値に設定し、更に、車速Ｖが低いときほど基本指令値Ｔｓｂを小さな値に設定する。
　なお、操舵制御装置５００は、操作角θ及び操舵角δを、符合によって操作方向を示す値として取得する。
　但し、操舵反力トルクＴｓの制御の説明においては、符合による操作方向の区別を省略し、操作角θ、操作角速度Δθ、操舵角δ、更に、操舵反力トルクＴｓを、操作方向とは無関係にプラスの値（換言すれば、絶対値）として説明を簡略化する。
　また、偏差認識部５４０及び反力アクチュエータ出力量増大部５５０を含む補正指令算出部５７０は、操作角θ、操作角速度Δθ、及び操舵角δの各情報を取得する。
　そして、補正指令算出部５７０は、取得した情報に基づき、操作角θの変化に対する操舵角δの応答遅れを抑制するための操舵反力トルクＴｓの補正指令値Ｔｓｈを算出する。
　加算部５６０は、反力アクチュエータ制御部５２０が算出した基本指令値Ｔｓｂ、及び、補正指令算出部５７０が算出した補正指令値Ｔｓｈを取得する。
　そして、加算部５６０は、基本指令値Ｔｓｂに補正指令値Ｔｓｈを加算して最終的な操舵反力トルクＴｓの指令値を求め、求めた指令値に応じた制御信号を反力アクチュエータ３３０に出力する。
　図４は、偏差認識部５４０及び反力アクチュエータ出力量増大部５５０の機能を詳細に示すブロック図である。
　偏差認識部５４０は、操作角θと操舵角δとの偏差である角度偏差ＡＥ［deg］（ＡＥ＝θ－δ）を算出する。
　なお、操舵角センサ４３０は、操舵角δを、操舵部材４２０のピニオンシャフトの回転角に相当する角度として検出し、偏差認識部５４０は、操作角θに見合う操舵角δになっているときに角度偏差ＡＥを零として認識する。
　ここで、操作角θの変化に対して操舵角δの追従遅れが生じ、ステアリングホイール３１０の操作角θと前輪１０１，１０２の切れ角との間に乖離が発生すると、角度偏差ＡＥは零よりも大きくなる。
　そして、応答遅れが大きくステアリングホイール３１０の操作角θと前輪１０１，１０２の切れ角との間の乖離が大きくなるほど、角度偏差ＡＥは大きくなる。
　反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、第１ゲイン設定部５５１、ゲイン５５２、第１乗算部５５３、微分部５５４、第２ゲイン設定部５５５、及び、第２乗算部５５６を有する。
　第１ゲイン設定部５５１は、偏差認識部５４０が認識した角度偏差ＡＥに基づき第１ゲインＧ１（Ｇ１≧０）を設定する。
　第１ゲイン設定部５５１は、角度偏差ＡＥが所定値ＡＥth（ＡＥth＞０）以下のときは、第１ゲインＧ１を零に設定し、角度偏差ＡＥが所定値ＡＥthを超えるときは、最大値Ｇ１max（Ｇ１max＞０）を上限として角度偏差ＡＥが大きくなるほど第１ゲインＧ１を大きくする。
　つまり、第１ゲイン設定部５５１は、操作角θの変化に対する操舵角δの追従遅れが大きく、角度偏差ＡＥが大きくなるほど、第１ゲインＧ１を大きな値に設定する。
　一方、ゲイン５５２は、ゲイン定数Ｋに基づき操作角速度ΔθをＫ倍（Ｋ＞０）して出力する。
　そして、第１乗算部５５３は、ゲイン５５２を通った信号、つまり、操作角速度ΔθをＫ倍した信号に、第１ゲイン設定部５５１が出力する第１ゲインＧ１を乗算した結果を、操舵反力トルクＴｓの基本補正指令値Ｔshb（Ｔshb＝Δθ・Ｋ・Ｇ１）として出力する。
　上記の基本補正指令値Ｔshbは、角度偏差ＡＥが増大するときに操舵反力トルクＴｓを増大させる値になり、また、操作角速度Δθが大きいときほど大きくなる。
　つまり、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、角度偏差ＡＥが増大するとき、反力アクチュエータ３３０の出力量を増大させ、また、ステアリングホイール３１０の操作速度が大きいときほど、反力アクチュエータ３３０の出力量の増大量を大きくする。
　微分部５５４は、操舵角δの信号を取得し、操舵角δの時間微分値である操舵角速度Δδ［deg／s］を求めて出力する。
　第２ゲイン設定部５５５は、微分部５５４が求めた操舵角速度Δδに基づき第２ゲインＧ２（Ｇ２≧０）を設定する。
　第２ゲイン設定部５５５は、操舵角速度Δδが所定値Δδth（Δδth＞０）以下のときは、第２ゲインＧ２を零に設定し、操舵角速度Δδが所定値Δδthを超えるときは、最大値Ｇ２max（Ｇ２max＞０）を上限として操舵角速度Δδが大きくなるほど第２ゲインＧ２を大きくする。
　第２乗算部５５６は、第１乗算部５５３の出力である基本補正指令値Ｔshbに、第２ゲイン設定部５５５が出力する第２ゲインＧ２を乗算した値を、操作角θの変化に対する操舵角δの応答遅れを抑制するための操舵反力トルクＴｓの補正指令値Ｔｓｈ（Ｔｓｈ＝Ｔshb・Ｇ２）として出力する。
　そして、図３に示した加算部５６０は、反力アクチュエータ出力量増大部５５０の第２乗算部５５６が出力する補正指令値Ｔｓｈを、反力アクチュエータ制御部５２０が算出した基本指令値Ｔｓｂに加算し、加算結果を最終的な操舵反力トルクＴｓ（Ｔｓ＝Ｔｓｂ＋Ｔｓｈ）の指令値として反力アクチュエータ３３０に出力する。
　換言すれば、図３に示した加算部５６０は、反力アクチュエータ３３０の出力量の基本設定値である基本指令値Ｔｓｂを、角度偏差ＡＥに応じた増大量である補正指令値Ｔｓｈで増大補正して、反力アクチュエータ３３０の出力量の最終的な設定値を定める。
　次に、上記の反力アクチュエータ出力量増大部５５０の作用を説明する。
　図５は、操作角θの変化に対して操舵角δが遅れて追従変化するようになる状況の一例として、車両１００が走路上の障害物を避けて走行するように、ドライバがステアリングホイール３１０を急操作する、危険回避の状況を示す。
　そして、図６は、図５に示した危険回避のための操舵操作が行われたときに、操作角θの変化に対して操舵角δが遅れて追従変化する様子を示すタイムチャートである。
　ステアバイワイヤ式のステアリング装置２００は、前述したように、操舵輪である前輪１０１，１０２とステアリングホイール３１０とが機械的に分離した操舵システムである。
　このため、図５に示した危険回避のときなどにおいて、ドライバがステアリングホイール３１０を急操作すると、路面状態や操舵アクチュエータ４１０の能力などによって、ステアリングホイール３１０の急操作による操作角θの急変に対して操舵角δの追従が遅れる。
　そして、ステアリングホイール３１０の操作に対して操舵角δの追従が遅れると、ステアリングホイール３１０の操作に対して車両１００の挙動変化が遅れることで、車両１００のドライバは違和感を覚えることになる。
　ここで、操作角θの変化に対する操舵角δの応答が遅れるときに、操舵反力トルクＴｓが増大すると、ステアリングホイール３１０の操作速度引いては目標操舵角δtgの急変が抑えられることで、操舵角δの追従遅れが抑制される。
　そこで、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、操作角速度Δθ及び角度偏差ＡＥに応じて補正指令値Ｔｓｈを設定して、操作角θの変化に対する操舵角δの応答が遅れる状況で操舵反力トルクＴｓを増大させ、操舵角δの追従遅れを抑制する。
　つまり、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、操作角速度Δθが大きいときほど操作角θの変化に対する操舵角δの追従遅れが拡大し易いので、操作角速度Δθが大きいときほどゲイン５５２の出力を大きくすることで補正指令値Ｔｓｈを大きくする。
　また、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、ステアリングホイール３１０の切り返しのときなどで操作角速度Δθが零になると、ゲイン５５２の出力を零にすることで補正指令値Ｔｓｈを零に設定し、操舵反力トルクＴｓの増量補正をキャンセルする。
　更に、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、角度偏差ＡＥが所定値ＡＥth以下であるときは、第１ゲイン設定部５５１が第１ゲインＧ１を零にすることで補正指令値Ｔｓｈを零に設定して、操作角θの変化に対して操舵角δが許容範囲内の遅れで追従できている状況において操舵反力トルクＴｓの増量補正をキャンセルする。
　一方、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、角度偏差ＡＥが所定値ＡＥthを超えて大きくなると、角度偏差ＡＥが大きくなるほど第１ゲインＧ１を大きくすることで補正指令値Ｔｓｈを大きくし、角度偏差ＡＥの拡大、つまり、操舵角δの追従遅れの拡大を抑止する。
　これにより、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、操作角速度Δθが大きく操舵角δの遅れが発生し易い条件であっても、操作角θの変化に対して操舵角δが許容範囲内で追従できている場合には、操舵反力トルクＴｓを無用に増大させることを抑止でき、ドライバの操舵負荷を無用に大きくしてしまうことを抑制できる。
　また、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、操作角θの変化に対する操舵角δの遅れが許容範囲よりも大きいときに、操作角速度Δθが大きいときほど補正指令値Ｔｓｈを大きくし、また、角度偏差ＡＥが大きいときほど補正指令値Ｔｓｈを大きくする。
　したがって、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、操舵角δの追従遅れによるドライバの違和感を効果的に抑止しつつ、過剰に操舵反力トルクＴｓを増大させることを抑制できる。
　また、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、ステアリングホイール３１０の切り返しのときなどで操作角速度Δθが零になると、補正指令値Ｔｓｈを零に設定して、操舵反力トルクＴｓの増量補正をキャンセルするので、切り返しのときに操舵反力トルクＴｓを高いまま維持することを抑止でき、ドライバの違和感を抑制できる。
　また、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、操舵角速度Δδが所定値Δδth以下で、操舵角δの変化が極端に遅いか又は操舵角δが一定値を保持するときに、第２ゲインＧ２を零に設定することで補正指令値Ｔｓｈを零に設定して、操舵反力トルクＴｓの増量補正をキャンセルする。
　これにより、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、例えば、操舵輪である前輪１０１，１０２が縁石などの障害物に突き当って操舵角δの変化を妨げているときに、操舵反力トルクＴｓを無用に増大補正してしまうことを抑止できる。
　更に、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、補正指令値Ｔｓｈの演算に用いる操舵角δを、操舵アクチュエータ４１０を構成するモータ４１１の出力軸の回転角に基づき求める。
　したがって、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、モータ４１１の出力を減速する減速機などの影響を受けずに、モータ４１１の応答遅れに応じて操舵反力トルクＴｓを増大補正することができる。
　図７は、反力アクチュエータ出力量増大部５５０が操舵反力トルクＴｓの増大補正を実施する条件における、操作角θ、操舵角δ、操舵反力トルクＴｓの相関を示すタイムチャートである。
　反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、操作角θの変化に対して操舵角δの追従が遅れて操作角θと操舵角δとの乖離が生じるようになると、角度偏差ＡＥの増加に応じて補正指令値Ｔｓｈを大きくして操舵反力トルクＴｓを増大補正することで、ステアリングホイール３１０の急操作を抑止し、操舵角δの追従遅れが過大になることを抑止する。
　したがって、操舵角δの追従遅れによって車両１００のドライバが違和感を覚えることを抑止できる。
「第２実施形態」
　図８は、操舵制御装置５００の第２実施形態を示す機能ブロック図である。
　図８の操舵制御装置５００において、マイクロコンピュータ５１０は、第１実施形態に示した各機能部に加え、操作角θの変化に対する操舵角δの追従遅れが生じるときに車速Ｖを減少させる車速制御部５８０としての機能をソフトウェアとして備える。
　車速制御部５８０は、操作角θの変化に対する操舵角δの追従遅れが生じ、反力アクチュエータ出力量増大部５５０が操舵反力トルクＴｓを増大補正するときに、車速Ｖを減少させる制御指令を駆動制御装置７２０と制動制御装置７４０との少なくとも一方（換言すれば、制駆動装置）に出力する。
　つまり、車速制御部５８０は、反力アクチュエータ出力量増大部５５０が操舵反力トルクＴｓを増大補正するときに、車両１００の駆動力を低下させる処理の実施、及び／又は、制動力を増大させる処理の実施を指令することで、車両１００を減速させる。
　操作角θの変化に対して操舵角δの追従が遅れるときに車速Ｖが減少すると、路面負荷が減少することで操舵角δの追従遅れを抑制するように作用する。
　したがって、操舵制御装置５００は、操舵反力トルクＴｓの増大によって操作角θの変化を抑制しつつ、車速Ｖの減少指令の出力によって路面負荷を減少させることで、操舵角δの追従遅れをより効果的に抑制することができる。
　なお、車速制御部５８０は、操舵反力トルクＴｓの増大補正量や角度偏差ＡＥに応じて、車両１００の減速度合い、詳細には、駆動力の減少量及び／又は制動力の増大量を可変に設定することができる。
「第３実施形態」
　操舵制御装置５００の第３実施形態として、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、角度偏差ＡＥに応じた操舵反力トルクＴｓの増大補正制御の介入条件と解除条件との間にヒステリシスを有することができる。
　反力アクチュエータ出力量増大部５５０が上記のヒステリシスを備えれば、角度偏差ＡＥに応じた操舵反力トルクＴｓの増大補正制御の介入と解除とが頻繁に切り替わるハンチングの発生を抑止でき、操舵反力トルクＴｓの頻繁な増減変化によって、ドライバによる操縦性能が低下したり、ドライバに違和感を与えたりすることを抑制できる。
　例えば、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、第１ゲイン設定部５５１における角度偏差ＡＥに対する第１ゲインＧ１の変化にヒステリシスを持たせることで、操舵反力トルクＴｓの増大補正制御の介入条件と解除条件との間にヒステリシスを有することができる。
　図９は、第１ゲイン設定部５５１が、角度偏差ＡＥを第１ゲインＧ１に変換するのに用いるテーブルであって、角度偏差ＡＥの増大に対して第１ゲインＧ１が増大するときのルートと、角度偏差ＡＥの減少に対して第１ゲインＧ１が減少するときのルートとを異ならせてヒステリシスを持たせた一態様を示す。
　図９に示した第１ゲインＧ１のヒステリシス特性では、角度偏差ＡＥが増大変化して第１所定値ＡＥth1に達すると、第１ゲインＧ１が零より大きくなって操舵反力トルクＴｓの増大補正制御の介入条件が成立する。
　そして、操舵反力トルクＴｓの増大補正制御が実施される状態で角度偏差ＡＥが低下するときは、角度偏差ＡＥが第１所定値ＡＥth1よりも小さい第２所定値ＡＥth2（ＡＥth1＞ＡＥth2）まで低下することで第１ゲインＧ１が零に設定され、操舵反力トルクＴｓの増大補正制御の解除条件が成立する。
　つまり、操舵反力トルクＴｓの増大補正制御の解除条件としての第２所定値ＡＥth2は、介入条件としての第１所定値ＡＥth1よりも小さく、角度偏差ＡＥが第１所定値ＡＥth1を上回っている状態から第１所定値ＡＥth1以下になっても解除条件は成立せず、その後、角度偏差ＡＥが第２所定値ＡＥth2以下になるまで、操舵反力トルクＴｓの増大補正制御が継続されることになる。
　このように、第１ゲインＧ１の変化にヒステリシスを持たせることで、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、操舵反力トルクＴｓの増大補正制御の介入条件と解除条件との間にヒステリシスを有することになる。
　そして、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、操舵反力トルクＴｓの増大補正制御の介入条件と解除条件との間にヒステリシスを有することで、角度偏差ＡＥに応じた操舵反力トルクＴｓの増大補正制御の介入と解除とが頻繁に切り替わるハンチングの発生を抑止できる。
　但し、角度偏差ＡＥに応じた操舵反力トルクＴｓの増大補正制御の介入条件と解除条件との間にヒステリシスを持たせる方法を、角度偏差ＡＥの変化に対する第１ゲインＧ１の変化にヒステリシスを持たせる方法に限定するものではない。
　例えば、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、偏差認識部５４０が求めた角度偏差ＡＥを補正して第１ゲインＧ１の設定に用いることで、角度偏差ＡＥの変化に対する第１ゲインＧ１の変化にヒステリシスを持たせることができる。
　具体的には、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、偏差認識部５４０が求めた角度偏差ＡＥを変換して第１ゲイン設定部５５１に出力する補正部であって、角度偏差ＡＥが増大変化するときに偏差認識部５４０が求めた角度偏差ＡＥをそのまま出力し、角度偏差ＡＥが減少変化するときに偏差認識部５４０が求めた角度偏差ＡＥよりも大きい値を出力する前記変換部を備えるようにする。
　係る角度偏差ＡＥの補正処理によっても、操舵反力トルクＴｓの増大補正制御の介入条件と解除条件との間にヒステリシスを持たせることができる。
「第４実施形態」
　図１０は、操舵制御装置５００の第４実施形態を示す機能ブロック図である。
　図１０の操舵制御装置５００において、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、操舵アクチュエータ４１０（詳細には、モータ４１１）の出力が通常よりも低く制限される状態であるか否かに応じて、操舵反力トルクＴｓの増大補正制御の仕様を切り替える。
　詳細には、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、操舵アクチュエータ４１０の出力が制限されるときに、角度偏差ＡＥに応じた操舵反力トルクＴｓの増大補正制御の介入条件を、操舵アクチュエータ４１０の出力が制限されないときに比べて緩める処理と、角度偏差ＡＥに応じた操舵反力トルクＴｓの増大補正量（換言すれば、反力アクチュエータ３３０の出力量の増大量）を、操舵アクチュエータ４１０の出力が制限されないときに比べて大きくする処理との少なくとも一方を実施する。
　例えば、モータ４１１の駆動回路の過熱などの異常発生によってモータ４１１の最大駆動電流が通常よりも低く制限され、結果、操舵アクチュエータ４１０の出力が通常よりも低く制限されることがある。
　そして、操舵アクチュエータ４１０の出力が制限される状態では、操舵アクチュエータ４１０の応答遅れが通常よりも大きくなり、操作角θの変化に対する操舵角δの遅れが大きくなる。
　そこで、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、操舵アクチュエータ４１０の出力が制限される状態で、介入条件を緩める処理と、操舵反力トルクＴｓの増大補正量を大きくする処理との少なくとも一方を実施することで、操舵アクチュエータ４１０の出力が制限される状態でも応答遅れを十分に抑制できるようにする。
　具体的には、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、操舵アクチュエータ４１０の出力が制限される状態であるか否かに応じて制御仕様を切り替える。
　図１０は、反力アクチュエータ出力量増大部５５０が、２つの異なる制御仕様を備え、操舵アクチュエータ４１０の出力が制限される状態であるか否かに応じて制御仕様を切り替えて実施する態様を示す。
　図１０において、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、操舵アクチュエータ制御部５３０から、操舵アクチュエータ４１０の出力が制限される状態であるか否かの情報を取得する。
　また、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、角度偏差ＡＥに応じた操舵反力トルクＴｓの増大補正の制御仕様として、操舵アクチュエータ４１０の出力が制限されない正常状態に適合する第１制御仕様５５０Ａと、操舵アクチュエータ４１０の出力が制限される異常状態に適合する第２制御仕様５５０Ｂとを備える。
　そして、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、操舵アクチュエータ４１０の出力が制限されない正常状態であれば、第１制御仕様５５０Ａにしたがって操舵反力トルクＴｓの増大補正を実施し、操舵アクチュエータ４１０の出力が制限される異常状態であれば、第２制御仕様５５０Ｂにしたがって操舵反力トルクＴｓの増大補正を実施する。
　ここで、第２制御仕様５５０Ｂを、例えば、第１ゲインＧ１を零よりも大きくするか零とするかの角度偏差ＡＥの閾値である所定値ＡＥthを、第１制御仕様５５０Ａよりも小さく設定した制御仕様、或いは、第１ゲイン設定部５５１が取得する角度偏差ＡＥを、偏差認識部５４０の出力よりも増大させる補正部を備えた制御仕様とすることができる。
　これにより、操舵アクチュエータ４１０の出力が制限されるときに、角度偏差ＡＥに応じた操舵反力トルクＴｓの増大補正制御の介入条件が、操舵アクチュエータ４１０の出力が制限されないときに比べて緩くなる。
　また、第２制御仕様５５０Ｂを、例えば、第１ゲイン設定部５５１における第１ゲインＧ１の最大値Ｇ１maxを第１制御仕様５５０Ａよりも大きくした制御仕様とすれば、操舵アクチュエータ４１０の出力が制限されるときに、操舵反力トルクＴｓの増大補正量が大きくなる。
　そして、反力アクチュエータ出力量増大部５５０が、操舵アクチュエータ４１０の出力が制限される状態であるか否かに応じて第１制御仕様５５０Ａと第２制御仕様５５０Ｂとのいずれか一方を選択することで、操舵アクチュエータ４１０の出力が制限される状態でも応答遅れを十分に抑制できる。
　上記実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合わせて使用することができる。
　また、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
　例えば、反力アクチュエータ制御部５２０、操舵アクチュエータ制御部５３０、偏差認識部５４０、反力アクチュエータ出力量増大部５５０の各機能を、２つ以上の制御装置が分担して備える制御システムとすることができる。
　また、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、操舵反力トルクＴｓの増大補正を実施したときの角度偏差ＡＥの情報から、角度偏差ＡＥと操舵反力トルクＴｓの増大量との相関（詳細には、角度偏差ＡＥと第１ゲインＧ１との相関）を変更する学習制御を実施することができる。
　また、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、操舵アクチュエータ４１０の出力制限としてモータ４１１の最大駆動電流が通常よりも低く設定されるときに、モータ４１１の駆動電流が最大駆動電流に張り付いている間において、操舵反力トルクＴｓの増大量である補正指令値Ｔｓｈを増量補正することができる。
　また、反力アクチュエータ出力量増大部５５０は、角度偏差ＡＥの増加速度が速くなるほど、操舵反力トルクＴｓの増大量である補正指令値Ｔｓｈを大きくすることができる。
　１００…車両、１０１－１０４…車輪（タイヤ）、２００…ステアバイワイヤ式のステアリング装置、３００…操舵入力装置、３１０…ステアリングホイール（操舵操作入力部材）、３３０…反力アクチュエータ、３４０…操作角センサ、４００…操舵装置、４１０…操舵アクチュエータ、４１１…モータ、４２０…操舵部材、４３０…操舵角センサ、５００…操舵制御装置（制御装置）、５２０…反力アクチュエータ制御部、５３０…操舵アクチュエータ制御部、５４０…偏差認識部、５５０…反力アクチュエータ出力量増大部

Claims (7)

  1. 　車両に取り付けられたステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、
    　操舵入力装置であって、
    　操舵操作入力部材と、
    　前記操舵操作入力部材に操舵反力を付与する反力アクチュエータと、
    　を備える前記操舵入力装置と、
    　操舵装置であって、
    　操舵部材と、
    　前記操舵部材を介して操舵輪を操舵させる操舵アクチュエータと、
    　を備える前記操舵装置と、
    　制御装置であって、
    　前記反力アクチュエータの出力量を制御する反力アクチュエータ制御部と、
    　前記操舵操作入力部材の操作に対して前記操舵アクチュエータを制御する操舵アクチュエータ制御部と、
    　前記操舵操作入力部材の操作量と前記操舵部材の操舵量との偏差を認識する偏差認識部と、
    　前記偏差認識部によって認識された前記偏差が増大するとき、前記反力アクチュエータ制御部が制御する前記反力アクチュエータの出力量を増大させる反力アクチュエータ出力量増大部と、
    　を備える前記制御装置と、
    　を有するステアバイワイヤ式のステアリング装置。
  2. 　請求項１に記載のステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、
    　前記反力アクチュエータ出力量増大部は、
    　前記操舵操作入力部材の操作速度が大きいときほど、前記反力アクチュエータの出力量の増大量を大きくする、
    　ステアバイワイヤ式のステアリング装置。
  3. 　請求項２に記載のステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、
    　前記制御装置は、
    　前記反力アクチュエータ出力量増大部が前記反力アクチュエータの出力量を増大させるときに、前記車両の車速を減少させる制御指令を前記車両の制駆動装置に出力する車速制御部を更に備える、
    　ステアバイワイヤ式のステアリング装置。
  4. 　請求項２に記載のステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、
    　前記反力アクチュエータ出力量増大部は、
    　前記偏差に応じて前記反力アクチュエータの出力量を増大させる処理の介入条件と解除条件との間にヒステリシスを有する、
    　ステアバイワイヤ式のステアリング装置。
  5. 　請求項１に記載のステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、
    　前記反力アクチュエータ出力量増大部は、
    　前記操舵アクチュエータの出力が制限されるときに、前記偏差に応じて前記反力アクチュエータの出力量を増大させる処理の介入条件を、前記操舵アクチュエータの出力が制限されないときに比べて緩める処理と、前記偏差に応じた前記反力アクチュエータの出力量の増大量を、前記操舵アクチュエータの出力が制限されないときに比べて大きくする処理との少なくとも一方を実施する、
    　ステアバイワイヤ式のステアリング装置。
  6. 　請求項５に記載のステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、
    　前記操舵アクチュエータは、モータによって前記操舵輪を操舵させ、
    　前記偏差認識部は、前記モータの回転角に基づき前記操舵部材の操舵量を検出する、
    　ステアバイワイヤ式のステアリング装置。
  7. 　請求項５に記載のステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、
    　前記反力アクチュエータ出力量増大部は、
    　前記偏差に応じて前記反力アクチュエータの出力量を増大させる処理の介入条件と解除条件との間にヒステリシスを有する、
    　ステアバイワイヤ式のステアリング装置。
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