特開 2023-135038 転舵制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023135038

(43)【公開日】2023-09-28

(54)【発明の名称】転舵制御装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20230921BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20230921BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20230921BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20230921BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20230921BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B62D5/04

B62D101:00

B62D113:00

B62D119:00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022040047

(22)【出願日】2022-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】安樂 厚二

(72)【発明者】

【氏名】矢島 周

【テーマコード（参考）】

3D232

3D333

【Ｆターム（参考）】

3D232CC08

3D232DA03

3D232DA15

3D232DA23

3D232DA63

3D232DA64

3D232DC08

3D232DC33

3D232DC34

3D232DD01

3D232DD02

3D232DD03

3D232DD06

3D232DD17

3D232EB04

3D232EB11

3D232EC23

3D232EC37

3D232GG01

3D333CB02

3D333CB31

3D333CB46

3D333CE52

(57)【要約】

【課題】モード変数の変化に起因して制御装置が扱う角度変数の値が急変することを抑制できるようにした転舵制御装置を提供する。
【解決手段】ＰＵ７２は、操舵トルクＴｈから算出されるねじれ量と、ステアリングホイール１２の回転角との和を制御用舵角として転舵ＥＣＵ９０に出力する。転舵ＥＣＵ９０は、制御用舵角を、車速Ｖに応じて補正することによって目標転舵角を算出する。ＰＵ７２は、ユーザインターフェース８６の操作によって指示されるモードに応じてねじれ量を異なる値に算出する。ＰＵ７２は、モードが切り替えられる場合、ねじれ量の変化を徐変する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

操舵角と転舵角との関係を変更可能な操舵系を備える車両に適用され、
前記操舵角は、ステアリングホイールの回転角度であり、
前記転舵角は、前記車両の転舵輪の切れ角であり、
角度変数算出処理、操作処理、および徐変処理を実行するように構成され、
前記角度変数算出処理は、モード変数の値に応じて角度変数の値を算出する処理であり、
前記モード変数は、運転者が前記車両の操作感に対する好みを示す変数であり、
前記角度変数は、前記転舵角を示す変数であり、
前記操作処理は、前記角度変数の値を入力として前記操舵系を操作する処理であり、
前記徐変処理は、前記モード変数の値が変更される場合、前記操作処理の入力となる前記角度変数の値を、変更前の前記モード変数の値に応じた前記角度変数の値から前記変更後の前記モード変数の値に応じた前記角度変数の値へと徐々に移行させる処理である転舵制御装置。

【請求項2】

前記角度変数は、前記転舵角の目標値を示す変数である目標転舵角変数である請求項１記載の転舵制御装置。

【請求項3】

前記角度変数算出処理は、前記操舵角が示す基本となる転舵角に対して前記目標転舵角変数の値を所定量だけずらすことによって前記目標転舵角変数の値を算出する処理であって且つ、前記所定量を前記モード変数の値に応じて可変設定する処理であり、
前記徐変処理は、前記変更前の前記モード変数の値に応じた前記所定量から前記変更後の前記モード変数の値に応じた前記所定量へと徐々に移行させることによって、前記変更前の前記モード変数の値に応じた前記目標転舵角変数の値から前記変更後の前記モード変数の値に応じた前記目標転舵角変数の値へと徐々に移行させる処理である請求項２記載の転舵制御装置。

【請求項4】

前記角度変数算出処理は、ねじれ角算出処理、およびゲイン乗算処理を含み、
前記ねじれ角算出処理は、前記ステアリングホイールに入力されるトルクの検出値に応じてねじれ角を算出する処理であり、
前記ゲイン乗算処理は、前記ねじれ角にゲインを乗算することによって前記所定量を算出する処理であって且つ、前記ゲインを前記モード変数の値に応じて可変設定する処理であり、
前記徐変処理は、前記変更前の前記モード変数の値に応じた前記ゲインから前記変更後の前記モード変数の値に応じた前記ゲインへと徐々に移行させることによって、前記変更前の前記モード変数の値に応じた前記所定量から前記変更後の前記モード変数の値に応じた前記所定量へと徐々に移行させる処理である請求項３記載の転舵制御装置。

【請求項5】

前記ゲイン乗算処理は、車速に応じて前記ゲインを可変設定する処理であって且つ、前記車速が同一であっても前記モード変数の値に応じて前記ゲインを異なる大きさに設定する処理を含む請求項４記載の転舵制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、転舵制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば、下記特許文献１には、ステアリングホイールと車両の転舵輪とが機械的に切り離されている装置が記載されている。また、同文献には、ステアリングホイールの回転角である操舵角に応じて、目標転舵角を設定することが記載されている。

【0003】

また、下記特許文献２には、ステアリングホイールの操作によって転舵輪を転舵させる際にモータによってアシストトルクを生成する装置を搭載した車両が記載されている。同文献には、スポーツモードと、ノーマルモードとの２つの走行モードで、ステアリングホイールの操作をアシストするトルクを変更することによって、操舵感を変更する装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－３０８３８号公報

【特許文献2】国際公開第２０１１／４８７７２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

発明者は、ステアリングホイールと車両の転舵輪とが機械的に切り離されている装置において、スポーツモードおよびノーマルモードを設けることを検討した。その場合、モードの切り替え時に制御装置が扱う角度変数の値が急変するおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．操舵角と転舵角との関係を変更可能な操舵系を備える車両に適用され、前記操舵角は、ステアリングホイールの回転角度であり、前記転舵角は、前記車両の転舵輪の切れ角であり、角度変数算出処理、操作処理、および徐変処理を実行するように構成され、前記角度変数算出処理は、モード変数の値に応じて角度変数の値を算出する処理であり、前記モード変数は、運転者が前記車両の操作感に対する好みを示す変数であり、前記角度変数は、前記転舵角を示す変数であり、前記操作処理は、前記角度変数の値を入力として前記操舵系を操作する処理であり、前記徐変処理は、前記モード変数の値が変更される場合、前記操作処理の入力となる前記角度変数の値を、変更前の前記モード変数の値に応じた前記角度変数の値から前記変更後の前記モード変数の値に応じた前記角度変数の値へと徐々に移行させる処理である転舵制御装置である。

【0007】

上記構成では、モード変数の値に応じて角度変数の値が算出される。モード変数は、運転者の車両の操作感に関する好みを示す変数であることから、モード変数に応じて、角度変数の値が運転者の好みに応じた値に算出される。ここで、モード変数の値が変更される場合、角度変数の値が急激に変化して、操舵系の意図しない動作を生じるおそれがある。そこで、上記構成では、徐変処理によって角度変数の値を徐変させる。これにより、制御装置が扱う角度変数の値が急変することを抑制できる。

【0008】

２．前記角度変数は、前記転舵角の目標値を示す変数である目標転舵角変数である上記１記載の転舵制御装置である。
上記構成では、モード変数の値に応じて目標転舵角変数の値が算出される。そのため、モード変数の値が変更されると、目標転舵角変数の値が急変するおそれがある。目標転舵角変数の値が急変すると、実際の転舵角が急変するおそれがある。これに対し、上記構成では、徐変処理によって目標転舵角変数の値を徐変させることにより、実際の転舵角が急変することを抑制できる。

【0009】

３．前記角度変数算出処理は、前記操舵角が示す基本となる転舵角に対して前記目標転舵角変数の値を所定量だけずらすことによって前記目標転舵角変数の値を算出する処理であって且つ、前記所定量を前記モード変数の値に応じて可変設定する処理であり、前記徐変処理は、前記変更前の前記モード変数の値に応じた前記所定量から前記変更後の前記モード変数の値に応じた前記所定量へと徐々に移行させることによって、前記変更前の前記モード変数の値に応じた前記目標転舵角変数の値から前記変更後の前記モード変数の値に応じた前記目標転舵角変数の値へと徐々に移行させる処理である上記２記載の転舵制御装置である。

【0010】

上記構成では、所定量をモード変数の値に応じて定めることにより、運転者の好みを目標転舵角変数の値に反映させることができる。
４．前記角度変数算出処理は、ねじれ角算出処理、およびゲイン乗算処理を含み、前記ねじれ角算出処理は、前記ステアリングホイールに入力されるトルクの検出値に応じてねじれ角を算出する処理であり、前記ゲイン乗算処理は、前記ねじれ角にゲインを乗算することによって前記所定量を算出する処理であって且つ、前記ゲインを前記モード変数の値に応じて可変設定する処理であり、前記徐変処理は、前記変更前の前記モード変数の値に応じた前記ゲインから前記変更後の前記モード変数の値に応じた前記ゲインへと徐々に移行させることによって、前記変更前の前記モード変数の値に応じた前記所定量から前記変更後の前記モード変数の値に応じた前記所定量へと徐々に移行させる処理である上記３記載の転舵制御装置である。

【0011】

上記構成では、ねじれ角にゲインが乗算された量に応じて所定量が定まる。ここで、ゲインは、モード変数の値に応じて設定される。したがって、ゲインの変化を徐変処理の対象とすることにより、所定量または目標転舵角変数の値自体を徐変処理の対象とする場合と比較して、モード変数の変化に直接的に対処することができる。

【0012】

５．前記ゲイン乗算処理は、車速に応じて前記ゲインを可変設定する処理であって且つ、前記車速が同一であっても前記モード変数の値に応じて前記ゲインを異なる大きさに設定する処理を含む上記４記載の転舵制御装置である。

【0013】

上記構成では、ゲインをモード変数と車速とに応じて設定することから、目標転舵角変数の値を車速に応じてより適切な値とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１の実施形態にかかる車両の構成を示す図である。

【図2】同実施形態にかかる転舵ＥＣＵが実行する処理の一部を示すブロック図である。

【図3】同実施形態にかかる転舵ＥＣＵが実行する処理の手順を示す流れ図である。

【図4】第２の実施形態にかかる転舵ＥＣＵが実行する処理の手順を示す流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

＜第１の実施形態＞
以下、転舵制御装置の第１実施形態を図面に従って説明する。
「前提構成」
図１に示すように、車両の操舵装置１０は、ステアバイワイヤ式の操舵装置である。操舵装置１０は、反力アクチュエータＡｒと、転舵アクチュエータＡｔとを備えている。本実施形態の操舵装置１０は、ステアリングホイール１２と、転舵輪４４との間の動力伝達路が機械的に常時遮断された構造を有している。

【0016】

ステアリングホイール１２には、ステアリングシャフト１４が連結されている。反力アクチュエータＡｒは、ステアリングホイール１２に操舵反力を付与するためのアクチュエータである。操舵反力とは、運転者によるステアリングホイール１２の操作方向と反対方向へ向けて作用する力をいう。操舵反力をステアリングホイール１２に付与することにより、運転者に適度な手応え感を与えることが可能である。反力アクチュエータＡｒは、減速機構１６、反力モータ２０、および反力用インバータ２２を備えている。

【0017】

反力モータ２０は、３相のブラシレスモータである。反力モータ２０の回転軸は、減速機構１６を介して、ステアリングシャフト１４に連結されている。
一方、転舵シャフト４０は、図１中の左右方向である車幅方向に沿って延びる。転舵シャフト４０の両端には、それぞれタイロッド４２を介して左右の転舵輪４４が連結されている。転舵シャフト４０が直線運動することにより、転舵輪４４の転舵角が変更される。

【0018】

転舵アクチュエータＡｔは、減速機構５６、転舵モータ６０、および転舵用インバータ６２を備えている。転舵モータ６０は、３相のブラシレスモータである。転舵モータ６０の回転軸は、減速機構５６を介してピニオンシャフト５２に連結されている。ピニオンシャフト５２のピニオン歯は、転舵シャフト４０のラック歯５４に噛み合わされている。ピニオンシャフト５２およびラック歯５４が形成された転舵シャフト４０は、ラックアンドピニオン機構５０を構成している。転舵モータ６０のトルクは、転舵力としてピニオンシャフト５２を介して転舵シャフト４０に付与される。転舵モータ６０の回転に応じて、転舵シャフト４０は図１中の左右方向である車幅方向に沿って移動する。

【0019】

操舵装置１０は、反力ＥＣＵ７０および転舵ＥＣＵ９０を備えている。
反力ＥＣＵ７０は、ステアリングホイール１２を制御対象とする。反力ＥＣＵ７０は、制御対象の制御量としての操舵反力を制御すべく、反力アクチュエータＡｒを操作する。図１には、反力用インバータ２２への操作信号ＭＳｓを記載している。

【0020】

反力ＥＣＵ７０は、制御量を制御すべく、トルクセンサ８０によって検出される、ステアリングシャフト１４への入力トルクである操舵トルクＴｈを参照する。また、反力ＥＣＵ７０は、回転角センサ８２によって検出される反力モータ２０の回転軸の回転角θａを参照する。また、反力ＥＣＵ７０は、車速センサ８４によって検出される車速Ｖを参照する。また、反力ＥＣＵ７０は、ユーザインターフェース８６の操作状態を参照する。ユーザインターフェース８６は、運転者が好む車両の操作感を指示する入力を可能とする。本実施形態では、ノーマルモードとスポーツモードとの２つのモードが運転者によって選択可能となっている。スポーツモードは、ノーマルモードと比較して、ステアリングホイール１２の操作に対する転舵輪４４の応答性が高いモードである。また、反力ＥＣＵ７０は、反力モータ２０に流れる電流ｉｕ１，ｉｖ１，ｉｗ１を参照する。電流ｉｕ１，ｉｖ１，ｉｗ１は、反力用インバータ２２の各レッグに設けられたシャント抵抗の電圧降下量として定量化されている。

【0021】

反力ＥＣＵ７０は、ＰＵ７２、記憶装置７４および周辺回路７６を備えている。ＰＵ７２は、ＣＰＵ、ＧＰＵ、およびＴＰＵ等のソフトウェア処理装置である。ここで、周辺回路７６は、内部の動作を規定するクロック信号を生成する回路、電源回路、およびリセット回路等を含む。反力ＥＣＵ７０は、記憶装置７４に記憶されたプログラムをＰＵ７２が実行することにより制御量を制御する。

【0022】

転舵ＥＣＵ９０は、転舵輪４４を制御対象とする。転舵ＥＣＵ９０は、制御対象の制御量としての転舵輪４４の転舵角を制御すべく、転舵アクチュエータＡｔを操作する。図１には、転舵用インバータ６２への操作信号ＭＳｔを記載している。

【0023】

転舵ＥＣＵ９０は、制御量を制御すべく、回転角センサ８３によって検出される転舵モータ６０の回転軸の回転角θｂを参照する。また、転舵ＥＣＵ９０は、転舵モータ６０に流れる電流ｉｕ２，ｉｖ２，ｉｗ２を参照する。電流ｉｕ２，ｉｖ２，ｉｗ２は、転舵用インバータ６２の各レッグに設けられたシャント抵抗の電圧降下量として定量化されている。

【0024】

転舵ＥＣＵ９０は、ＰＵ９２、記憶装置９４および周辺回路９６を備えている。ＰＵ９２は、ＣＰＵ、ＧＰＵ、およびＴＰＵ等のソフトウェア処理装置である。転舵ＥＣＵ９０は、記憶装置９４に記憶されたプログラムをＰＵ９２が実行することにより制御量を制御する。

【0025】

「制御」
図２に、反力ＥＣＵ７０および転舵ＥＣＵ９０によって実行される処理の一部を示す。
ピニオン角算出処理Ｍ８は、回転角θｂを入力として、ピニオンシャフト５２の回転角度であるピニオン角θｐを算出する処理である。ピニオン角算出処理Ｍ８は、たとえば、車両が直進しているときの転舵シャフト４０の位置であるラック中立位置からの転舵モータ６０の回転数をカウントすることにより、３６０°を超える範囲を含む積算角に換算する処理を含む。ピニオン角算出処理Ｍ８は、換算して得られた積算角に減速機構５６の回転速度比に基づく換算係数を乗算することで、ピニオンシャフト５２の実際の回転角であるピニオン角θｐを演算する処理を含む。なお、ピニオン角θｐは、ラック中立位置よりも、たとえば右側の角度である場合に正、左側の角度である場合に負とする。転舵モータ６０と、ピニオンシャフト５２とは、減速機構５６を介して連動する。このため、転舵モータ６０の回転角θｂと、ピニオン角θｐとの間には相関関係がある。この相関関係を利用して転舵モータ６０の回転角θｂからピニオン角θｐを求めることができる。また、ピニオンシャフト５２は、転舵シャフト４０に噛合されている。このため、ピニオン角θｐと転舵シャフト４０の移動量との間にも相関関係がある。すなわち、ピニオン角θｐは、転舵輪４４の転舵角を反映する値である。なお、ピニオン角算出処理Ｍ８は、転舵ＥＣＵ９０において実行される処理である。

【0026】

操舵反力指令値演算処理Ｍ１０は、操舵トルクＴｈ、車速Ｖ、およびピニオン角θｐを入力として、ステアリングホイール１２に加えるべき操舵反力に応じた、操舵反力指令値Ｔｒ＊を算出する処理である。操舵反力指令値Ｔｒ＊は、実際には反力モータ２０に対する指令値である。操舵反力指令値Ｔｒ＊に減速機構１６による減速比に応じた係数を乗算した値が、操舵反力となる。操舵反力指令値演算処理Ｍ１０は、反力ＥＣＵ７０において実行される処理である。

【0027】

反力用操作処理Ｍ１２は、操舵反力指令値Ｔｒ＊、電流ｉｕ１，ｉｖ１，ｉｗ１、および回転角θａを入力として、反力用インバータ２２に対する操作信号ＭＳｓを出力する処理である。反力用操作処理Ｍ１２は、操舵反力指令値Ｔｒ＊に基づきｄｑ軸の電流指令値を算出する処理を含む。また、反力用操作処理Ｍ１２は、電流ｉｕ１，ｉｖ１，ｉｗ１および回転角θａに基づき、ｄｑ軸の電流を算出する処理を含む。そして、反力用操作処理Ｍ１２は、ｄｑ軸の電流が指令値となるように、反力用インバータ２２を操作すべく操作信号ＭＳｓを算出する処理を含む。反力用操作処理Ｍ１２は、反力ＥＣＵ７０において実行される処理である。

【0028】

操舵角算出処理Ｍ１４は、回転角θａを入力として、ステアリングホイール１２の回転角である操舵角θｈを算出する処理である。操舵角算出処理Ｍ１４は、回転角θａを、たとえば、車両が直進しているときのステアリングホイール１２の位置であるステアリング中立位置からの反力モータ２０の回転数をカウントすることにより、３６０°を超える範囲を含む積算角に換算する処理を含む。操舵角算出処理Ｍ１４は、換算して得られた積算角に減速機構１６の回転速度比に基づく換算係数を乗算することで、操舵角θｈを演算する処理を含む。なお、操舵角θｈは、たとえば、ステアリング中立位置よりも右側の角度である場合に正、左側の角度である場合に負とする。操舵角算出処理Ｍ１４は、反力ＥＣＵ７０において実行される処理である。

【0029】

ねじれ角算出処理Ｍ１６は、操舵トルクＴｈを入力としてトルクセンサ８０のねじれ角Δθｈを算出する処理である。ねじれ角算出処理Ｍ１６は、記憶装置７４にマップデータが記憶された状態で、ＰＵ７２によってねじれ角Δθｈをマップ演算する処理である。ここで、マップデータは、操舵トルクＴｈを入力変数として且つ、ねじれ角Δθｈを出力変数とするデータである。なお、マップデータとは、入力変数の離散的な値と、入力変数の値のそれぞれに対応する出力変数の値と、の組データである。また、マップ演算は、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれかに一致する場合、対応するマップデータの出力変数の値を演算結果とする処理とすればよい。また、マップ演算は、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれにも一致しない場合、マップデータに含まれる複数の出力変数の値の補間によって得られる値を演算結果とする処理とすればよい。また、これに代えて、マップ演算は、入力変数の値がマップデータの入力変数の値のいずれにも一致しない場合、マップデータに含まれる複数の出力変数の値のうちの最も近い値に対応するマップデータの出力変数の値を演算結果とする処理としてもよい。

【0030】

ねじれ角算出処理Ｍ１６は、反力ＥＣＵ７０において実行される処理である。
ノーマルゲイン算出処理Ｍ１８は、車速Ｖに基づき、ノーマルモードのゲインを算出する処理である。ゲインは、ねじれ角Δθｈに乗算されることによって、ねじれ角Δθｈの大きさを調整する係数である。ノーマルゲイン算出処理Ｍ１８は、記憶装置７４にマップデータが記憶された状態で、ＰＵ７２によってゲインをマップ演算する処理である。ノーマルゲイン算出処理Ｍ１８は、反力ＥＣＵ７０において実行される処理である。

【0031】

スポーツゲイン算出処理Ｍ２０は、車速Ｖに基づき、スポーツモードのゲインを算出する処理である。ゲインは、ねじれ角Δθｈに乗算されることによって、ねじれ角Δθｈの大きさを調整する係数である。スポーツゲイン算出処理Ｍ２０は、記憶装置７４にマップデータが記憶された状態で、ＰＵ７２によってゲインをマップ演算する処理である。スポーツゲイン算出処理Ｍ２０は、反力ＥＣＵ７０において実行される処理である。

【0032】

ここで、スポーツゲイン算出処理Ｍ２０が出力するゲインと、ノーマルゲイン算出処理Ｍ１８が出力するゲインとは、同一の車速Ｖに対して異なる値となる。たとえば、車速Ｖが同一の場合、スポーツゲイン算出処理Ｍ２０が出力するゲインを、ノーマルゲイン算出処理Ｍ１８が出力するゲインよりも大きい値としてもよい。

【0033】

ゲイン選択処理Ｍ２２は、ユーザインターフェース８６の操作状態に応じて、ノーマルゲイン算出処理Ｍ１８の出力と、スポーツゲイン算出処理Ｍ２０の出力との２つのうちの１つを選択する処理である。ゲイン選択処理Ｍ２２は、反力ＥＣＵ７０において実行される処理である。

【0034】

変化量ガード処理Ｍ２４は、ゲイン選択処理Ｍ２２の出力するゲインＧの変化を緩和する処理である。変化量ガード処理Ｍ２４は、反力ＥＣＵ７０において実行される処理である。

【0035】

乗算処理Ｍ２６は、ねじれ角Δθｈに変化量ガード処理Ｍ２４が出力するゲインＧを乗算する処理である。乗算処理Ｍ２６は、反力ＥＣＵ７０において実行される処理である。
加算処理Ｍ２８は、操舵角θｈに、乗算処理Ｍ２６の出力値を加算することによって、制御用舵角θｈｃを算出する処理である。加算処理Ｍ２８は、反力ＥＣＵ７０において実行される処理である。

【0036】

目標ピニオン角算出処理Ｍ３０は、制御用舵角θｈｃおよび車速Ｖを入力として、目標ピニオン角θｐ＊を算出する処理である。制御用舵角θｈｃは、操舵角θｈに対応するピニオン角θｐである。換言すれば、所定の舵角比とした場合に、操舵角θｈに対応するピニオン角θｐである。目標ピニオン角算出処理Ｍ３０では、車速Ｖに応じて舵角比を可変とする。そのため、目標ピニオン角θｐ＊は、制御用舵角θｈｃと異なり得る。目標ピニオン角算出処理Ｍ３０は、転舵ＥＣＵ９０において実行される処理である。

【0037】

ピニオン角フィードバック処理Ｍ３４は、ピニオン角θｐを目標ピニオン角θｐ＊にフィードバック制御すべく、転舵モータ６０のトルクの指令値である転舵トルク指令値Ｔｔ＊を算出する処理である。ピニオン角フィードバック処理Ｍ３４は、転舵ＥＣＵ９０において実行される処理である。

【0038】

転舵用操作処理Ｍ３６は、転舵トルク指令値Ｔｔ＊、電流ｉｕ２，ｉｖ２，ｉｗ２、および回転角θｂを入力として、転舵用インバータ６２に対する操作信号ＭＳｔを出力する処理である。転舵用操作処理Ｍ３６は、転舵トルク指令値Ｔｔ＊に基づきｄｑ軸の電流指令値を算出する処理を含む。また、転舵用操作処理Ｍ３６は、電流ｉｕ２，ｉｖ２，ｉｗ２および回転角θｂに基づき、ｄｑ軸の電流を算出する処理を含む。そして、ｄｑ軸の電流が指令値となるように、転舵用インバータ６２を操作すべく操作信号ＭＳｔを算出する処理を含む。転舵用操作処理Ｍ３６は、転舵ＥＣＵ９０において実行される処理である。

【0039】

図３に、変化量ガード処理Ｍ２４の手順を示す。図３に示す処理は、記憶装置７４に記憶されたプログラムをＰＵ７２がたとえば所定周期でくり返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって、各処理のステップ番号を表現する。

【0040】

図３に示す一連の処理において、ＰＵ７２は、まず、ゲインＧを取得する（Ｓ１０）。なお、図３には、「Ｇ（ｎ）」と記載している。ここでゲインＧの後のカッコ内の数字はサンプリング番号を示す。以下では、より新しくサンプリングされたゲインＧほど、サンプリング番号が大きいとする。次にＰＵ７２は、モード変数の値が切り替えられたか否かを判定する（Ｓ１２）。モード変数は、ノーマルモードとスポーツモードとを識別する変数である。すなわち、Ｓ１２の処理は、ユーザインターフェース８６の操作によって、ノーマルモードとスポーツモードとの２つのモードのうちのいずれか一方から他方へ切り替えられたか否かを判定する処理である。ＰＵ７２は、モード変数の値が切り替えられたと判定する場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、Ｓ１４の処理に移行する。ＰＵ７２は、Ｓ１４の処理において、ゲインＧの今回値「Ｇ（ｎ）」から前回値「Ｇ（ｎ－１）」を減算した値をオフセット量初期値ΔＧｂに代入するとともに、オフセット量ΔＧにオフセット量初期値ΔＧｂを代入する。

【0041】

ＰＵ７２は、Ｓ１４の処理を完了する場合と、Ｓ１２の処理において否定判定する場合と、には、オフセット量初期値ΔＧｂが正であるか否かを判定する（Ｓ１６）。ＰＵ７２は、正であると判定する場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、オフセット量ΔＧから「ΔＧｂ／Ｎ」を減算した値とゼロとのうちの大きい方を、オフセット量ΔＧに代入する（Ｓ１８）。ここで、「Ｎ」は、「２」以上の整数である。一方、ＰＵ７２は、オフセット量初期値ΔＧｂがゼロ以下であると判定する場合（Ｓ１６：ＮＯ）、オフセット量ΔＧから「ΔＧｂ／Ｎ」を減算した値とゼロとのうちの小さい方を、オフセット量ΔＧに代入する（Ｓ２０）。

【0042】

ＰＵ７２は、Ｓ１８，Ｓ２０の処理を完了する場合、ゲインＧからオフセット量ΔＧを減算した値を、ゲインＧに代入する（Ｓ２２）。
なお、ＰＵ７２は、Ｓ２２の処理を完了する場合、図３に示す一連の処理を一旦終了する。

【0043】

「本実施形態の作用および効果」
ＰＵ７２は、運転者がスポーツモードとノーマルモードとの２つのモードのうちのいずれか一方から他方に切り替える場合、ゲインＧの変化を徐変する。これにより、上記切替に起因して目標ピニオン角θｐ＊が急変することを抑制できる。

【0044】

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

【0045】

上記第１の実施形態では、ゲインＧの徐変速度を、オフセット量初期値ΔＧｂの大きさに応じて設定することを例示した。これに対し、本実施形態では、徐変速度を固定値とする。

【0046】

図４に、本実施形態にかかる変化量ガード処理Ｍ２４の手順を示す。図４に示す処理は、記憶装置７４に記憶されたプログラムをＰＵ７２がたとえば所定周期でくり返し実行することにより実現される。なお、図４において、図３に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付してその説明を省略する。

【0047】

図４に示す一連の処理において、ＰＵ７２は、Ｓ１０の処理を完了する場合、ゲインＧの今回値「Ｇ（ｎ）」から前回値「Ｇ（ｎ－１）」を減算した値の絶対値が閾値Δｔｈよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１２ａ）。閾値Δｔｈは、図４の処理の実行周期においてモードが一定の場合に生じうるゲインＧの変化の上限値よりも大きい値に設定されている。ＰＵ７２は、閾値Δｔｈよりも大きいと判定する場合（Ｓ１２ａ：ＹＥＳ）、Ｓ１４の処理に移行する。一方、ＰＵ７２は、閾値Δｔｈ以下であると判定する場合（Ｓ１２ａ：ＮＯ）、Ｓ１６の処理に移行する。

【0048】

また、ＰＵ７２は、Ｓ１６の処理において肯定判定する場合、オフセット量ΔＧから規定値Δを減算した値とゼロとのうちの大きい方を、オフセット量ΔＧに代入する（Ｓ１８ａ）。規定値Δは、上記閾値Δｔｈよりも小さい値とすることが望ましい。一方、ＰＵ７２は、オフセット量初期値ΔＧｂがゼロ以下であると判定する場合（Ｓ１６：ＮＯ）、オフセット量ΔＧから規定値Δを減算した値とゼロとのうちの小さい方を、オフセット量ΔＧに代入する（Ｓ２０ａ）。

【0049】

なお、ＰＵ７２は、Ｓ１８ａ，Ｓ２０ａの処理を完了する場合、Ｓ２２の処理に移行する。
＜対応関係＞
上記実施形態における事項と、上記「課題を解決するための手段」の欄に記載した事項との対応関係は、次の通りである。以下では、「課題を解決するための手段」の欄に記載した解決手段の番号毎に、対応関係を示している。［１］角度変数は、目標ピニオン角θｐ＊に対応する。角度変数算出処理は、ねじれ角算出処理Ｍ１６、ノーマルゲイン算出処理Ｍ１８、スポーツゲイン算出処理Ｍ２０、ゲイン選択処理Ｍ２２、変化量ガード処理Ｍ２４、乗算処理Ｍ２６、加算処理Ｍ２８、および目標ピニオン角算出処理Ｍ３０に対応する。操作処理は、ピニオン角フィードバック処理Ｍ３４、および転舵用操作処理Ｍ３６に対応する。徐変処理は、図３のＳ１６～Ｓ２２の処理と、図４のＳ１６，Ｓ１８ａ，Ｓ２０ａ，Ｓ２２の処理に対応する。［２］目標転舵角変数は、目標ピニオン角θｐ＊に対応する。［３］操舵角が示す基本となる転舵角は、操舵角θｈに対応する。所定量は、操舵角θｈと目標ピニオン角θｐ＊との差に対応する。［４，５］ねじれ角算出処理は、ねじれ角算出処理Ｍ１６に対応する。ゲイン乗算処理は、ノーマルゲイン算出処理Ｍ１８、スポーツゲイン算出処理Ｍ２０、ゲイン選択処理Ｍ２２、および乗算処理Ｍ２６に対応する。

【0050】

＜その他の実施形態＞
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0051】

「徐変処理について」
・図３および図４には、モード変数の切り替え直後において、ゲインＧをＳ１０の処理によって取得したゲインから「｜ΔＧｂ／Ｎ｜」の大きさまたは規定値Δの大きさだけずらしたが、これに限らない。たとえば、モード変数の切り替え直後においては、ゲインＧを前回値「Ｇ（ｎ－１）」と等しい値にしてもよい。

【0052】

・徐変処理としては、ゲインの変化をガードする処理に限らない。たとえば、下記「角度変数算出処理について」の欄に記載したように、ねじれ角Δθｈをモード変数の値に応じて算出する場合、ねじれ角Δθｈの変化を徐変させる処理としてもよい。これは、図３または図４の処理において、ゲインＧを、ねじれ角Δθｈに読み替えることにより実現できる。

【0053】

・徐変処理としては、制御用舵角θｈｃの変化を徐変させることによって、目標ピニオン角θｐ＊の変化を徐変する処理に限らない。たとえば、目標ピニオン角算出処理Ｍ３０が出力する目標ピニオン角θｐ＊自体を補正する処理としてもよい。これは、たとえば、図３または図４の処理において、ゲインＧを、目標ピニオン角算出処理Ｍ３０が出力する目標ピニオン角θｐ＊に読み替えることにより実現できる。

【0054】

・図３には、徐変処理の徐変速度を、オフセット量初期値ΔＧｂの大きさに応じて設定することを例示した。また図４には、徐変処理の徐変速度を、一定値とすることを例示した。しかし、これらのいずれかであることは必須ではない。たとえば、徐変速度を、操舵角の変化速度である操舵角速度に応じて可変設定してもよい。ここでは、たとえば、操舵角速度の大きさが大きい場合に小さい場合よりも徐変速度を大きくしてもよい。なお、操舵角速度は、操舵角θｈの変化速度でもよいが、これに限らない。たとえば、ピニオン角θｐの時間変化、または目標ピニオン角θｐ＊の時間変化であってもよい。またたとえば徐変速度を、車速に応じて可変設定してもよい。

【0055】

「操作処理について」
・ピニオン角フィードバック処理Ｍ３４によって、転舵角をフィードバック制御することは必須ではない。たとえば、転舵角の目標値としての目標ピニオン角θｐ＊に基づく開ループ制御の操作量を転舵トルク指令値Ｔｔ＊としてもよい。またたとえば、転舵トルク指令値Ｔｔ＊を、フィードバック操作量と開ループ制御の操作量との和としてもよい。

【0056】

・転舵モータ６０の制御手法としては、ｄｑ軸の電流フィードバック処理に限らない。たとえば、転舵モータ６０として直流モータを採用して且つ、駆動回路をＨブリッジ回路とする場合、単に転舵モータ６０を流れる電流を制御すればよい。

【0057】

・下記「角度変数について」の欄に例示したように、操作処理が、目標転舵角変数の値を入力とすることは必須ではない。
「角度変数算出処理について」
・車速Ｖに応じて制御用舵角θｈｃを算出することは必須ではない。たとえば、図２に例示した処理において、ノーマルモードであるかスポーツモードであるかに応じた互いに異なる固定値のゲインＧを用いてもよい。

【0058】

・ねじれ角Δθｈとしては、操舵トルクＴｈを入力変数としてマップ演算されるものに限らない。たとえば、操舵トルクＴｈと、モード変数の値と、車速と、を入力変数とし、ねじれ角Δθｈを出力変数とするマップデータを用いてねじれ角Δθｈをマップ演算してもよい。その場合、ノーマルゲイン算出処理Ｍ１８、スポーツゲイン算出処理Ｍ２０、ゲイン選択処理Ｍ２２、変化量ガード処理Ｍ２４、乗算処理Ｍ２６を削除すればよい。

【0059】

・目標ピニオン角算出処理Ｍ３０を、車速Ｖに加えて、ヨーレートセンサの検出値に応じて舵角比を可変設定する処理としてもよい。
・目標ピニオン角算出処理Ｍ３０を備えることは必須ではない。換言すれば、制御用舵角θｈｃを目標ピニオン角θｐ＊としてもよい。

【0060】

「目標転舵角変数について」
目標転舵角変数としては、目標ピニオン角θｐ＊に限らない。たとえば、転舵輪４４の転舵角、すなわちタイヤの切れ角自体の目標値であってもよい。またたとえば、転舵シャフト４０の変位量の目標値であってもよい。

【0061】

「角度変数について」
・角度変数としては、目標転舵角変数に限らない。たとえば、ピニオン角フィードバック処理Ｍ３４に代えて、制御用舵角θｈｃおよび車速Ｖに応じて開ループ操作量としての転舵トルク指令値Ｔｔ＊を出力する処理を採用する場合、角度変数は、制御用舵角θｈｃとなる。

【0062】

「モード変数について」
・モード変数としては、スポーツモードとノーマルモードとの２つの値を識別する変数に限らない。

【0063】

「転舵ＥＣＵについて」
・転舵ＥＣＵとしては、反力ＥＣＵ７０および転舵ＥＣＵ９０に限らない。たとえば、それらが一体的に形成されているものであってもよい。

【0064】

・転舵ＥＣＵとしては、ＰＵと記憶装置とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理するたとえばＡＳＩＣ等の専用のハードウェア回路を備えてもよい。すなわち、制御装置は、以下の（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶する記憶装置等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。

【0065】

「転舵アクチュエータについて」
・転舵アクチュエータＡｔとして、たとえば、転舵シャフト４０の同軸上に転舵モータ６０を配置するものを採用してもよい。またたとえば、ボールねじ機構を用いたベルト式減速機を介して転舵シャフト４０に連結するものを採用してもよい。

【0066】

「操舵系について」
・操舵角と転舵角との関係を変更可能な操舵系としては、ステアリングホイール１２と転舵輪４４との動力の伝達が遮断された操舵系に限らない。たとえば、ステアリングホイール１２と転舵輪４４との動力伝達を可能とするギアを、可変ギアとすることによって、操舵角と転舵角との関係を変更可能な操舵系を構成してもよい。

【符号の説明】

【0067】

１０…操舵装置
１２…ステアリングホイール
１４…ステアリングシャフト
１６…減速機構
２０…反力モータ
２２…反力用インバータ
４０…転舵シャフト
４２…タイロッド
４４…転舵輪
５０…ラックアンドピニオン機構
５２…ピニオンシャフト
５４…ラック歯
５６…減速機構
６０…転舵モータ
６２…転舵用インバータ
７０…反力ＥＣＵ
９０…転舵ＥＣＵ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】