特許 5966684 車両の操舵制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5966684

(24)【登録日】2016年7月15日

(45)【発行日】2016年8月10日

(54)【発明の名称】車両の操舵制御装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20160728BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20160728BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20160728BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20160728BHJP

   B62D 117/00 20060101ALN20160728BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20160728BHJP

【ＦＩ】

   B62D6/00

   B62D5/04

   B62D101:00

   B62D113:00

   B62D117:00

   B62D119:00

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-147698(P2012-147698)

(22)【出願日】2012年6月29日

(65)【公開番号】特開2014-8899(P2014-8899A)

(43)【公開日】2014年1月20日

【審査請求日】2015年4月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100109380

【弁理士】

【氏名又は名称】小西 恵

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100116012

【弁理士】

【氏名又は名称】宮坂 徹

(72)【発明者】

【氏名】神野 研一

【審査官】 森本 康正

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０３７３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１９６８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２８２０６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ ５／００−５／３２

Ｂ６２Ｄ ６／００−６／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

運転者が操作する操舵輪と、前記運転者による前記操舵輪の操舵角を検出する操舵角センサと、当該操舵角センサが検出した操舵角に応じて転舵アクチュエータを駆動制御して転舵輪を転舵する転舵制御装置と、前記操舵輪に前記転舵輪の転舵状態に応じた操舵反力を与える反力装置と、を備えた車両の操舵制御装置であって、
前記操舵角及び前記操舵制御装置を搭載する車両の車速に基づき、前記操舵輪と前記転舵輪との間のトルク伝達経路を機械的に分離し、且つ前記検出した操舵角に応じて前記転舵輪を転舵する制御である通常制御時における前輪転舵角の目標値である目標前輪転舵角と、当該目標前輪転舵角の変化率である補正前転舵角速度と、を演算する目標転舵角演算器と、
前記補正前転舵角速度、前記操舵角及び前記車速に基づき、最適転舵角速度を演算する最適転舵角速度演算器と、
前記目標前輪転舵角、前記補正前転舵角速度及び前記最適転舵角速度に基づき、目標前輪転舵角速度を演算する目標前輪転舵角速度演算器と、
前記演算した目標前輪転舵角と、前記演算した目標前輪転舵角速度と、に応じて前輪転舵サーボを実行する転舵位置サーボ制御部と、
前記操舵角及び前記車速に基づき、前記操舵反力の目標値である目標操舵反力を演算する操舵反力演算器と、を備え、
前記最適転舵角速度演算器は、前記検出した操舵角を前記車両の操舵角依存補正ゲインと操舵角との予め設定した関係に適合させることで前記操舵角が増加するほど増加するように演算した操舵角依存補正ゲインと、前記検出した操舵角に応じた操舵角速度を前記車両の操舵角速度依存補正ゲインと操舵角速度との予め設定した関係に適合させることで前記操舵角速度が増加するほど減少するように演算した操舵角速度依存補正ゲインと、前記車速を前記車両の車速依存補正ゲインと車速との予め設定した関係に適合させることで前記車速が増加するほど増加するように演算した車速依存補正ゲインと、前記補正前転舵角速度と、を全て乗じることで前記補正前転舵角速度よりも小さい速度となった前記最適転舵角速度を演算し、
前記目標前輪転舵角速度演算器は、前記演算した目標前輪転舵角と、前記演算した目標前輪転舵角の微分値と、前記演算した補正前転舵角速度と、から前記操舵輪が切り増しされているか切り戻しされているかを判断し、さらに、前記操舵輪が切り増しされていると判断すると、前記演算した最適転舵角速度及び前記演算した補正前転舵角速度のうち小さい速度を前記目標前輪転舵角速度として演算する一方、前記操舵輪が切り戻しされていると判断すると、前記演算した補正前転舵角速度を前記目標前輪転舵角速度として演算することを特徴とする車両の操舵制御装置。

【請求項2】

前記最適転舵角速度演算器は、前記運転者による前記操舵角速度が一定値以上となる場合に、前記操舵角速度依存補正ゲインを前記操舵角速度が増加するほど減少させることを特徴とする請求項１に記載した車両の操舵制御装置。

【請求項3】

前記最適転舵角速度演算器は、前記運転者による前記操舵輪の操舵角が一定値以上となり、且つ前記車速が一定値を超える場合に、前記操舵角依存補正ゲインを前記操舵角が増加するほど増加させることを特徴とする請求項１記載の車両の操舵制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操舵輪と転舵輪との間のトルク伝達経路を機械的に分離した状態で、転舵輪を、操舵輪の操作に応じた目標転舵角に転舵モータを介して転舵させる、車両の操舵制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、操舵輪（ステアリングホイール、操舵ハンドル）と転舵輪との間のトルク伝達経路を機械的に分離した状態で、転舵輪を、操舵輪の操作に応じた目標転舵角に転舵モータを介して転舵させる操舵制御装置がある。このような操舵制御装置は、一般的に、ステア・バイ・ワイヤ（ＳＢＷ：Ｓｔｅｅｒ Ｂｙ Ｗｉｒｅ、以降の説明では、「ＳＢＷ」と記載する場合がある）と呼称するシステム（ＳＢＷシステム）を形成する装置であり、例えば、特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３‐２５２２２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のようなＳＢＷでは、車両挙動の周波数特性に応じて、操舵輪に対する転舵輪の応答速度を可変とすることができ、ドライバの操舵によりヨーレイトゲインが高まる操舵、または、低減しないような操舵を促すことが可能である。しかしながら、その効果を最大限に得るための制御特性が明確にされていない。
さらに、車両二輪モデルに基づいて車両周波数特性を算出しているため、タイヤ（転舵輪）のコーナリングパワーが非線形性を持つ車両状態になると、二輪モデルと車両の実状態に乖離が発生して、最適な操舵アシストトルクを演算することが困難である。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、操舵輪の操作状態に応じて転舵輪の応答速度を最適化することが可能な車両の操舵制御装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するために、本発明は、車両の操舵角依存補正ゲイン、操舵角速度依存補正ゲイン及び車速依存補正ゲインと、補正前転舵角速度を全て乗じることで、補正前転舵角速度よりも小さい速度となった最適転舵角速度を演算する。これに加え、目標前輪転舵角と、目標前輪転舵角の微分値と、補正前転舵角速度とから、操舵輪が切り増しされていると判断すると、最適転舵角速度及び補正前転舵角速度のうち小さい速度を目標前輪転舵角速度として演算する。一方、操舵輪が切り戻しされていると判断すると、補正前転舵角速度を目標前輪転舵角速度として演算する。さらに、目標前輪転舵角と目標前輪転舵角速度とに応じて前輪転舵サーボを実行する。
なお、補正前転舵角速度は、操舵輪と転舵輪との間のトルク伝達経路を機械的に分離し、且つ検出した操舵角に応じて転舵輪を転舵する制御である通常制御時における前輪転舵角の目標値である目標前輪転舵角の変化率である。
また、操舵角依存補正ゲインは、操舵角を操舵角依存補正ゲインと操舵角との予め設定した関係に適合させることで、操舵角が増加するほど増加するように演算し、操舵角速度依存補正ゲインは、操舵角に応じた操舵角速度を操舵角速度依存補正ゲインと操舵角速度との予め設定した関係に適合させることで、操舵角速度が増加するほど減少するように演算する。さらに、車速依存補正ゲインは、車速を車速依存補正ゲインと車速との予め設定した関係に適合させることで、車速が増加するほど増加するように演算する。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、車両の運動特性が非線形領域にあるような状況で前輪の転舵速度を抑制し、前輪転舵サーボを実行することにより、車両の運動特性が非線形領域であっても、ゲインの低下と位相の遅れを縮小することが可能となる。これにより、操舵輪の操作状態に応じて、転舵輪の応答速度を最適化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の第一実施形態の操舵制御装置を備えた車両の概略構成を示す図である。

【図2】本発明の第一実施形態の操舵制御装置の概略構成を示すブロック図である。

【図3】指令演算部を示すブロック図である。

【図4】目標転舵角演算器の構成を示すブロック図である。

【図5】最適転舵角速度演算器の構成を示すブロック図である。

【図6】目標前輪転舵角速度演算器の構成を示すブロック図である。

【図7】本実施形態の操舵制御装置を用いた制御出力イメージと効果を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図１は、本実施形態の操舵制御装置１を備えた車両の概略構成を示す図である。また、図２は、本実施形態の操舵制御装置１の概略構成を示すブロック図である。
本実施形態の操舵制御装置１を備えた車両は、ＳＢＷシステムを適用した車両である。
ここで、ＳＢＷシステムでは、車両の運転者が操舵操作する操舵輪の操作に応じて転舵モータを駆動制御して、転舵輪を転舵する制御を行うことにより、車両の進行方向を変化させる。転舵モータの駆動制御は、操舵輪と転舵輪との間に介装するクラッチを、通常状態である開放状態に切り換えて、操舵輪と転舵輪との間のトルク伝達経路を機械的に分離した状態で行う。

【0009】

そして、例えば、断線等、ＳＢＷシステムの一部に異常が発生した場合には、開放状態のクラッチを締結状態に切り換えて、トルク伝達経路を機械的に接続することにより、運転者が操舵輪に加える力を用いて、転舵輪の転舵を継続する。
図１及び図２中に示すように、本実施形態の操舵制御装置１は、転舵モータ２と、転舵モータ制御部４と、クラッチ６と、反力モータ８と、反力モータ制御部１０を備える。

【0010】

転舵モータ２は、転舵モータ制御部４が出力する転舵モータ駆動電流に応じて駆動するモータであり、回転可能な転舵モータ出力軸１２を有する。また、転舵モータ２は、転舵モータ駆動電流に応じて駆動することにより、転舵輪を転舵させるための転舵トルクを出力する。
転舵モータ出力軸１２の先端側には、歯車（図示せず）を設けてあり、この歯車は、ラックギア１４と噛合する。

【0011】

また、転舵モータ２には、転舵モータ角度センサ１６を設ける。
転舵モータ角度センサ１６は、転舵モータ２の回転角度（転舵角度）を検出し、この検出した回転角度（以降の説明では、「転舵モータ回転角」と記載する場合がある）を含む情報信号を、転舵モータ制御部４を介して、反力モータ制御部１０へ出力する。
ラックギア１４は、転舵モータ出力軸１２の回転に応じて車幅方向へ変位するラック軸１８を有する。

【0012】

ラック軸１８の両端は、それぞれ、タイロッド２０及びナックルアーム２２を介して、転舵輪２４に連結する。また、ラック軸１８とタイロッド２０との間には、タイヤ軸力センサ２６を設ける。
タイヤ軸力センサ２６は、ラック軸１８の軸方向（車幅方向）に作用する軸力を検出し、この検出した軸力（以降の説明では、「タイヤ軸力」と記載する場合がある）を含む情報信号を、反力モータ制御部１０へ出力する。

【0013】

転舵輪２４は、車両の前輪（左右前輪）であり、転舵モータ出力軸１２の回転に応じてラック軸１８が車幅方向へ変位すると、タイロッド２０及びナックルアーム２２を介して転舵し、車両の進行方向を変化させる。なお、本実施形態では、転舵輪２４を、左右前輪で形成した場合を説明する。これに伴い、図１中では、左前輪で形成した転舵輪２４を、転舵輪２４Ｌと示し、右前輪で形成した転舵輪２４を、転舵輪２４Ｒと示す。

【0014】

転舵モータ制御部４（転舵制御装置）は、反力モータ制御部１０と、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信ライン２８を介して、情報信号の入出力を行う。
また、転舵モータ制御部４は、転舵位置サーボ制御部３０を有する。
転舵位置サーボ制御部３０は、転舵モータ２を駆動させるための転舵モータ駆動電流を演算し、この演算した転舵モータ駆動電流を、転舵モータ２へ出力する。

【0015】

ここで、転舵モータ駆動電流は、上述した転舵トルクを制御して、操舵輪の操作に応じた目標転舵角に転舵モータ２を駆動制御するための電流である。
転舵モータ駆動電流の演算は、反力モータ制御部１０が出力する転舵モータ電流指令と、実際に転舵モータ２へ通電している電流（転舵モータ実電流）の指令値（以降の説明では、「転舵モータ電流指令Ｉｔ」と記載する場合がある）に基づいて行う。具体的には、転舵モータ電流指令Ｉｔを用いて転舵モータ電流指令を補正し、転舵モータ駆動電流を演算する。

【0016】

また、転舵位置サーボ制御部３０は、転舵モータ電流指令Ｉｔを計測し、この計測した転舵モータ電流指令Ｉｔに基づいて、転舵モータ２の温度Ｔｔを推定する。そして、推定した転舵モータ２の温度Ｔｔを含む情報信号を、反力モータ制御部１０へ出力する。これは、モータ類（転舵モータ２、反力モータ８）の過熱は、電流の通電による抵抗発熱に起因する場合が多いためである。

【0017】

なお、転舵モータ電流指令Ｉｔは、例えば、転舵モータ２に基板温度センサ（図示せず）を内蔵し、この内蔵した基板温度センサを用いて計測する。
ここで、転舵モータ電流指令Ｉｔに基づいて転舵モータ２の温度Ｔｔを推定する方法としては、例えば、大電流域では、計測した実際の電流値を用いて転舵モータ電流指令Ｉｔを求める。具体的には、計測した実際の電流値と予め記憶している電流閾値とを比較し、計測した実際の電流値が電流閾値よりも大きい場合は、計測した実際の電流値を、転舵モータ電流指令Ｉｔとして採用する。

【0018】

一方、小電流域では、転舵モータ２の回転数とトルクとの関係を定めたモータＮＴ特性を用い、転舵モータ２の回転数に基づいて、転舵モータ電流指令Ｉｔを推定する。具体的には、計測した実際の電流値を転舵モータ電流指令Ｉｔとして採用せず、モータＮＴ特性を用い、転舵モータ２の回転数に基づいて推定した電流値を、転舵モータ電流指令Ｉｔとして採用する。
そして、上記のように採用した転舵モータ電流指令Ｉｔを用いて、転舵モータ２の温度Ｔｔを推定する。

【0019】

クラッチ６は、運転者が操作する操舵輪３２（ステアリングホイール、操舵ハンドル）と転舵輪２４との間に介装し、反力モータ制御部１０が出力するクラッチ駆動電流に応じて、開放状態または締結状態に切り換わる。なお、クラッチ６は、通常状態では、開放状態である。
ここで、クラッチ６の状態を開放状態に切り換えると、操舵輪３２と転舵輪２４との間のトルク伝達経路を機械的に分離させて、操舵輪３２の操舵操作が転舵輪２４へ伝達されない状態とする。一方、クラッチ６の状態を締結状態に切り換えると、操舵輪３２と転舵輪２４との間のトルク伝達経路を機械的に結合させて、操舵輪３２の操舵操作が転舵輪２４へ伝達される状態とする。

【0020】

また、操舵輪３２とクラッチ６との間には、操舵角センサ３４と、操舵トルクセンサ３６と、反力モータ８と、反力モータ角度センサ３８を配置する。
操舵角センサ３４は、例えば、操舵輪３２を回転可能に支持するステアリングコラムに設ける。
また、操舵角センサ３４は、操舵輪３２の現在の回転角度（操舵操作量）である現在操舵角を検出する。そして、操舵角センサ３４は、検出した操舵輪３２の現在操舵角を含む情報信号を、反力モータ制御部１０へ出力する。なお、以降の説明では、現在操舵角を、「現在操舵角θ」と記載する場合がある。

【0021】

ここで、近年の車両は、操舵輪３２の操舵角を検出可能なセンサを、標準的に備えている場合が多い。このため、本実施形態では、操舵角センサ３４として、車両に既存のセンサである、操舵輪３２の操舵角を検出可能なセンサを用いた場合について説明する。
操舵トルクセンサ３６は、操舵角センサ３４と同様、例えば、操舵輪３２を回転可能に支持するステアリングコラムに設ける。

【0022】

また、操舵トルクセンサ３６は、運転者が操舵輪３２に加えているトルクである操舵トルクを検出する。そして、操舵トルクセンサ３６は、検出した操舵トルクを含む情報信号を、反力モータ制御部１０へ出力する。なお、以降の説明では、操舵トルクを、「トルクセンサ値Ｖｔｓ」と記載する場合がある。
なお、反力モータ８及び反力モータ角度センサ３８に関する説明は、後述する。

【0023】

また、クラッチ６は、開放状態で互いに離間し、締結状態で互いに噛合する一対のクラッチ板４０を有する。なお、図１中及び以降の説明では、一対のクラッチ板４０のうち、操舵輪３２側に配置するクラッチ板４０を、「操舵輪側クラッチ板４０ａ」とし、転舵輪２４側に配置するクラッチ板４０を、「転舵輪側クラッチ板４０ｂ」とする。
操舵輪側クラッチ板４０ａは、操舵輪３２と共に回転するステリングシャフト４２に取り付けてあり、ステリングシャフト４２と共に回転する。

【0024】

転舵輪側クラッチ板４０ｂは、ピニオン軸４４の一端に取り付けてあり、ピニオン軸４４と共に回転する。
ピニオン軸４４の他端は、ピニオン４６内に配置してある。ピニオン４６には、ラックギア１４と噛合するピニオンギア（図示せず）を内蔵する。
ピニオンギアは、ピニオン軸４４と共に回転する。すなわち、ピニオンギアは、ピニオン軸４４を介して、転舵輪側クラッチ板４０ｂと共に回転する。

【0025】

また、ピニオン４６には、ピニオン角度センサ４８を設ける。
ピニオン角度センサ４８は、ピニオンギアの回転角度を検出し、この検出した回転角度（以降の説明では、「ピニオン回転角」と記載する場合がある）を含む情報信号を、反力モータ制御部１０へ出力する。
反力モータ８（反力装置）は、反力モータ制御部１０が出力する反力モータ駆動電流に応じて駆動するモータであり、操舵輪３２と共に回転するステリングシャフト４２を回転させて、操舵輪３２へ操舵反力を出力可能である。ここで、反力モータ８が操舵輪３２へ出力する操舵反力は、クラッチ６を開放状態に切り換えて、操舵輪３２と転舵輪２４との間のトルク伝達経路を機械的に分離させている状態で、転舵輪２４に作用しているタイヤ軸力や操舵輪３２の操舵状態に応じて演算する。これにより、操舵輪３２を操舵する運転者へ、適切な操舵反力を伝達する。

【0026】

反力モータ角度センサ３８は、反力モータ８に設けるセンサである。
また、反力モータ角度センサ３８は、反力モータ８の回転角度（転舵角度）を検出し、この検出した回転角度（以降の説明では、「反力モータ回転角」と記載する場合がある）を含む情報信号を、反力モータ制御部１０へ出力する。
反力モータ制御部１０は、転舵モータ制御部４と、通信ライン２８を介して、情報信号の入出力を行う。これに加え、反力モータ制御部１０は、通信ライン２８を介して、車速センサ５０及びエンジンコントローラ５２が出力する情報信号の入力を受ける。

【0027】

また、反力モータ制御部１０は、通信ライン２８を介して入力を受けた情報信号や、各種センサから入力を受けた情報信号に基づき、反力モータ８を駆動制御する。
車速センサ５０は、例えば、公知の車速センサであり、車両の車速を検出し、この検出した車速を含む情報信号を、反力モータ制御部１０へ出力する。
エンジンコントローラ５２（エンジンＥＣＵ）は、エンジン（図示せず）の状態（エンジン駆動、または、エンジン停止）を含む情報信号を、反力モータ制御部１０へ出力する。

【0028】

また、反力モータ制御部１０は、指令演算部５４と、反力サーボ制御部５６と、クラッチ制御部５８を有する。
指令演算部５４は、車速センサ５０、操舵角センサ３４、エンジンコントローラ５２、操舵トルクセンサ３６、反力モータ角度センサ３８、ピニオン角度センサ４８、タイヤ軸力センサ２６及び転舵モータ角度センサ１６が出力した情報信号の入力を受ける。
これに加え、指令演算部５４は、入力を受けた各種情報信号に基づき、反力モータ電流指令を演算する。そして、指令演算部５４は、演算した反力モータ電流指令を、反力サーボ制御部５６へ出力する。

【0029】

また、指令演算部５４は、入力を受けた各種情報信号に基づき、転舵モータ電流指令を演算する。そして、指令演算部５４は、この演算した転舵モータ電流指令を、転舵位置サーボ制御部３０へ出力する。
また、指令演算部５４は、入力を受けた各種情報信号に基づき、クラッチ電流指令を演算する。そして、指令演算部５４は、この演算したクラッチ電流指令を、クラッチ制御部５８へ出力する。
また、指令演算部５４は、図３中に示すように、目標転舵角演算器６０と、最適転舵角速度演算器６２と、目標前輪転舵角速度演算器６４と、操舵反力演算器６６を備える。なお、図３は、指令演算部５４の構成を示すブロック図である。

【0030】

目標転舵角演算器６０と、最適転舵角速度演算器６２と、目標前輪転舵角速度演算器６４は、転舵位置サーボ制御部３０（前輪転舵サーボ）へ出力する目標前輪転舵角と目標前輪転舵角速度を演算する。そして、演算した目標前輪転舵角を含む情報信号と、演算した目標前輪転舵角速度を含む情報信号を、転舵位置サーボ制御部３０へ出力する。
操舵反力演算器６６は、反力サーボ制御部５６（操舵反力サーボ）へ出力する目標操舵反力を演算する。そして、演算した目標操舵反力を含む情報信号を、反力サーボ制御部５６へ出力する。

【0031】

（反力モータ電流指令の演算）
操舵反力演算器６６は、車速センサ５０及び転舵モータ角度センサ１６が出力した情報信号に基づき、転舵モータ回転角θｔに、予め設定した反力モータ用ゲインＧｈを乗算して、反力モータ電流指令を演算して、目標操舵反力の演算を行う。
ここで、反力モータ用ゲインＧｈは、反力モータゲイン用マップを用いて、予め設定する。なお、反力モータゲイン用マップは、車速に依存するマップであり、予め形成して、指令演算部５４に格納する。
すなわち、反力モータ電流指令を「Ｉｈ’」と定義すると、反力モータ電流指令Ｉｈ’は、以下の式（１）で演算する。
Ｉｈ’＝θｔ×Ｇｈ … （１）

【0032】

（転舵モータ電流指令の演算）
目標転舵角演算器６０は、図４中に示すように、操舵角と、車速の入力を受ける。そして、操舵角と、予め定めたマップから読み込んだ車速に基づき、変化する操舵ギヤ比に応じて、目標前輪転舵角と補正前転舵角速度を演算する。なお、図４は、目標転舵角演算器６０の構成を示すブロック図である。
最適転舵角速度演算器６２は、図５中に示すように、操舵角と、車速と、目標転舵角演算器６０が演算した補正前転舵角速度の入力を受ける。なお、図５は、最適転舵角速度演算器６２の構成を示すブロック図である。

【0033】

そして、最適転舵角速度演算器６２は、微分演算子で遅れを与えた後に角速度に応じて設定した角速度依存補正ゲインを乗算した値と、転舵角に対して操舵角依存補正ゲインを乗算した値と、車速に車速依存補正ゲインを乗算した値を算出する。さらに、角速度依存補正ゲインを乗算した値と、操舵角依存補正ゲインを乗算した値と、車速依存補正ゲインを乗算した値と、目標転舵角演算器６０が演算した補正前転舵角速度を乗算して、最適転舵角速度を演算する。

【0034】

目標前輪転舵角速度演算器６４は、目標転舵角演算器６０が演算した目標前輪転舵角及び補正前転舵角速度と、最適転舵角速度演算器６２が演算した最適転舵角速度の入力を受ける。
また、目標前輪転舵角速度演算器６４は、図６中に示すように、補正条件判断器６８と、転舵角速度選択器７０を備える。なお、図６は、目標前輪転舵角速度演算器６４の構成を示すブロック図である。

【0035】

補正条件判断器６８は、補正フラグのＯＮまたはＯＦＦを判断し、その判断結果を示す補正許可フラグを、転舵角速度選択器７０へ出力する。
補正条件判断器６８が補正フラグを判断する際には、目標前輪転舵角と、目標前輪転舵角の微分値と、補正前転舵角速度から、切り増し（ニュートラルから転舵方向への操舵入力）か、切り戻し（転舵状態からニュートラル位置に戻す操舵入力）を判断する。

【0036】

転舵角速度選択器７０は、補正条件判断器６８から入力を受けた補正フラグと、補正前転舵角速度と、最適転舵角速度に応じて、補正フラグがＯＮのときは、最適転舵角速度と補正前転舵角速度をセレクトローした値を、目標前輪転舵角速度として出力する。
一方、補正フラグがＯＦＦのときは、補正前転舵角速度を目標前輪転舵角速度として出力する。
以上により、目標前輪転舵角速度演算器６４は、補正条件判断器６８が上記の切り増しと判断した場合、最適転舵角速度による前輪転舵サーボを許可する。一方、補正条件判断器６８が上記の切り戻しと判断した場合、最適転舵角速度による前輪転舵サーボを許可しない。

【0037】

（動作）
次に、図１から図６を参照しつつ、図７を用いて、本実施形態の操舵制御装置１を用いて行なう動作の一例を説明する。なお、図７は、本実施形態の操舵制御装置１を用いた制御出力イメージと効果を示すタイムチャートであり、運転者による操舵輪３２の操舵操作に対して、補正転舵角とヨーレイト及びヨー角の変化を示す。また、図７中では、補正転舵角を、「Ｓｔｅｅｒ Ａｎｇｌｅ［ｄｅｇ］」と示し、ヨーレイトを「Ｙａｗ Ｒａｔｅ［ｄｅｇ／ｓ］」と示し、ヨー角を「Ｙａｗ Ａｎｇｌｅ［ｄｅｇ］」と示す。また、図７中では、操舵輪３２の操舵状態を実線で示し、転舵輪２４の転舵状態を破線で示す。

【0038】

図７中に示すように、本実施形態の操舵制御装置１を用いた車両では、運転者が操舵輪３２を切り増していくと、予め設定した操舵角及び操舵角速度以上になった時点（図７中でＥ１と示す領域）で、転舵角速度を減少方向に補正する。
また、操舵輪３２を切り戻す場合（図７中でＥ２と示す領域）では、転舵輪２４の転舵状態を、運転者による操舵輪３２の操舵操作に同期させる。

【0039】

したがって、「Ｙａｗ Ａｎｇｌｅ［ｄｅｇ］」欄に示されるように、操舵輪３２を切り戻した後は、同じ操舵角の入力に対して、転舵角が増加することとなる。なお、「Ｙａｗ Ａｎｇｌｅ［ｄｅｇ］」欄には、転舵角の増加分を、符合「Ｇ」で示す。
その結果、入力される操舵周波数が高くなり、車両運動が非線形領域にある場合でも、車両のヨーレイトゲイン減少を抑制することで、緊急回避時等における、車両回頭性を向上させることが可能となる。

【0040】

（第一実施形態の効果）
本実施形態では、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
（１）最適転舵角速度演算器６２及び最適転舵角速度演算器６２が、操舵角依存補正ゲイン、操舵角速度依存補正ゲイン及び車速依存補正ゲインを演算し、各ゲインと補正前転舵角速度を全て乗じる。これにより、最適転舵角速度が補正前転舵角速度よりも小さくなるように補正して、最適転舵角速度に応じて前輪転舵サーボを実行する。

【0041】

このため、車両の運動特性が非線形領域にあるような状況で前輪の転舵速度を抑制し、前輪転舵サーボを実行することにより、車両の運動特性が非線形領域であっても、ゲインの低下と位相の遅れを縮小することが可能となる。なお、ゲインの低下と位相の遅れは、運転者による操舵操作が高周波となった場合（例えば、２［Ｈｚ］以上)、車両の操舵特性は非線形となるだけでなく、車両の操舵に対するヨーレイトの周波数特性におけるヨーレイトのゲイン低下と位相の遅れに起因する。
その結果、操舵輪３２の操作状態に応じて、転舵輪２４の応答速度を最適化することが可能となる。

【0042】

（２）最適転舵角速度演算器６２が、運転者による操舵輪３２の操舵速度が一定値以上となると、転舵角速度補正ゲインを徐々に減少させる処理を行う。
その結果、運転者による操舵輪３２の操舵速度に応じて、線形領域での余計な動作を抑制することが可能となる。

【0043】

（３）最適転舵角速度演算器６２が、運転者による操舵輪３２の操舵角が一定値以上となり、且つ車速が一定値を超える場合に、操舵角度依存転舵角速度補正ゲインを徐々に増加させる処理を行う。
その結果、操舵角及び車速の情報により、車両運動特性が、線形／非線形のいずれかの領域にあるのかを判断することが可能になるため、線形領域での余計な動作を抑制して、運転者が感じる違和感を抑制することが可能となる。なお、運転者が感じる違和感は、運転者による操舵輪３２の操舵角が一定値以上となり、且つ車速が一定値を超える場合に、操舵角度依存転舵角速度補正ゲインを徐々に増加させることで、転舵輪２４の応答遅れにより運転者が感じるものである。

【0044】

（４）操舵反力演算器６６が、車速が一定値を超えると、アシスト反力指令値を減少方向に補正する処理を行う
このため、車速が一定値を超えるとアシスト反力指令値を減少方向に補正することで、例えば、車速が１００［ｋｍ／ｈ］を超える高車速領域における反力変動を抑制することが可能となる。
その結果、操舵角の微小変動による車線逸脱の低減と、運転者が感じる違和感の抑制が可能となる。

【符号の説明】

【0045】

１ 操舵制御装置
２ 転舵モータ
４ 転舵モータ制御部
６ クラッチ
８ 反力モータ
１０ 反力モータ制御部
１２ 転舵モータ出力軸
１４ ラックギア
１６ 転舵モータ角度センサ
１８ ラック軸
２０ タイロッド
２２ ナックルアーム
２４ 転舵輪
２６ タイヤ軸力センサ
２８ 通信ライン
３０ 転舵位置サーボ制御部
３２ 操舵輪
３４ 操舵角センサ
３６ 操舵トルクセンサ
３８ 反力モータ角度センサ
４０ クラッチ板
４２ ステリングシャフト
４４ ピニオン軸
４６ ピニオン
４８ ピニオン角度センサ
５０ 車速センサ
５２ エンジンコントローラ
５４ 指令演算部
５６ 反力サーボ制御部
５８ クラッチ制御部
６０ 目標転舵角演算器
６２ 最適転舵角速度演算器
６４ 目標前輪転舵角速度演算器
６６ 操舵反力演算器
６８ 補正条件判断器
７０ 転舵角速度選択器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】