JP2007153100A - 車輌用操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伝達比可変装置の目標相対変位量の大きさが小さい状況に於いても伝達比可変装置の相対変位量検出手段の異常を誤判定なく正確に判定し、相対変位量検出手段の異常に適正に対処する。
【解決手段】転舵角可変装置３０の相対回転角度θreが目標相対回転角度θretになるよう制御され（Ｓ２０〜５０、１００）、相対回転角度θreが実質的に０であると判別されると（Ｓ６０）、車輌の旋回状態量の変化率に基づいて操舵輪のセルフアライニングトルクの変化率が判定され、セルフアライニングトルクの変化率の大きさが大きい状況に於いて回転角度センサ４４により検出される相対回転角度θreの変化率の大きさが小さいか否かにより回転角度センサ４４に異常が生じているか否かの判別が行われ（Ｓ８０、９０）、回転角度センサ４４に異常が生じていると判別されると、転舵角可変装置３０がそのロック装置によりロックされる（Ｓ１１０）。
【選択図】図２

Description

本発明は、車輌用操舵制御装置に係り、更に詳細には運転者による操舵入力手段の操舵操作変化量に対する操舵輪の転舵角変化量の比である操舵伝達比を変更する伝達比可変装置を備えた車輌用操舵制御装置に係る。

自動車等の車輌に於いて、転舵駆動手段によってステアリングホイールの如き操舵入力手段に対し相対的に操舵輪を転舵することにより操舵伝達比（ステアリングギヤ比の逆数に対応）を変化させる伝達比可変装置を備え、伝達比可変装置により操舵伝達比を制御する操舵制御装置は従来より知られている。

また例えば下記の特許文献１に記載されている如く、伝達比可変装置を備えた操舵制御装置の一つとして、操舵系の舵角比を可変にする電動機と、操舵系の実舵角比を検出する実舵角比センサとを有し、電動機により操舵系の舵角比が変化される状況に於いて操舵輪の目標舵角比と検出された実舵角比との偏差が所定値以上の状況が所定時間以上継続したときに実舵角比センサが異常であると判定する故障検出手段を備えた操舵制御装置も既に知られている。

かかる操舵制御装置によれば、実舵角比センサに故障や異常が発生すると、実舵角比センサの故障や異常が故障検出手段により検出されるので、実舵角比センサに故障や異常が発生し、操舵系の舵角比を適正に制御することができなくなったときには、舵角比の制御を中止する等の適切な措置を講ずることができる。
特開平１１−９１６０４

一般に、伝達比可変装置を備えた操舵制御装置に於いては、上記特許文献１に記載されている如く、操舵輪の目標舵角比と検出された実舵角比との偏差の如き伝達比可変装置に於ける目標回転角度と検出された回転角度との偏差や伝達比可変装置に於ける回転角度を検出するセンサの電気信号に基づいてセンサの異常を検出することができる。

しかし伝達比可変装置の作動状況によっては回転角度の偏差や回転角度センサの電気信号に基づく異常判定により回転角度センサの異常を検出することができない場合があり、そのため回転角度センサに異常が生じた場合に伝達比可変装置の作動停止の如き所要の措置を講ずることができない。

特に伝達比可変装置の増速比が０である状況に於いては、伝達比可変装置の目標相対回転角度は０であり、正常な回転角度センサにより検出される相対回転角度も０である。一方回転角度センサに固着異常が生じた場合にも回転角度センサの検出値は０になり、そのため目標相対回転角度と回転角度センサの検出値との偏差は回転角度センサが正常な場合も異常な場合も０であり、回転角度の偏差に基づく異常判定によって回転角度センサの異常を検出することができない。このことは回転角度センサの電気信号に基づく異常判定の場合も同様である。

また上述の問題は、操舵伝達比可変装置が操舵入力手段側部材に対し操舵輪側部材を相対的に回転させることにより操舵伝達比を変更する回転式の操舵伝達比可変装置である場合に限らず、操舵伝達比可変装置が操舵入力手段側部材に対し操舵輪側部材を相対的に直線変位させることにより操舵伝達比を変更する直線変位式の操舵伝達比可変装置である場合にも同様である。

本発明は、操舵入力手段側部材に対し操舵輪側部材を相対的に変位させることにより操舵伝達比を変更する操舵伝達比可変装置を備えた車輌用操舵制御装置に於いて、操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位量を検出する検出手段の異常判定に関する上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、伝達比可変装置の目標相対変位量の大きさが小さくても操舵輪のセルフアライニングトルクが変化する状況に於いては伝達比可変装置の相対回転角度が変化することに着目することより、伝達比可変装置の目標相対変位量の大きさが小さい状況に於いても伝達比可変装置の相対変位量検出手段の異常を誤判定なく正確に判定し、相対変位量検出手段の異常に適正に対処することである。

上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち操舵入力手段側部材に対し操舵輪側部材を相対的に変位させることにより操舵入力手段の操舵操作量に対する操舵輪の転舵量の比である操舵伝達比を変更する操舵伝達比可変手段と、前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の相対変位量を検出する検出手段と、前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の目標相対変位量を演算する手段と、前記相対変位量が前記目標相対変位量になるよう前記操舵伝達比可変手段を制御する制御手段とを有する車輌用操舵制御装置に於いて、前記操舵輪のセルフアライニングトルクの変化率を判定する判定手段と、前記目標相対変位量の大きさが第一の基準値以下であり且つ前記セルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上である状況に於いて前記検出手段により検出される前記相対変位量の変化率の大きさが第三の基準値以下であるときには前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の相対変位を阻止する異常時処理手段とを有することを特徴とする車輌用操舵制御装置によって達成される。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前記判定手段は車輌の旋回状態量の変化率の大きさが第四の基準値以上であるときに前記セルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上であると判定するよう構成される（請求項２の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前記判定手段は車速が第五の基準値以上である状況に於いて運転者の操舵操作量若しくは前記操舵状態量の変化率の大きさが第六の基準値以上であるときに前記セルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上であると判定するよう構成される（請求項３の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至３の構成に於いて、前記異常時処理手段は前記目標相対変位量の大きさが第一の基準値以下であり且つ前記セルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上である状況に於いて前記検出手段により検出される前記相対変位量の変化率の大きさが第三の基準値以下である状態が基準時間以上継続したときに前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の相対変位を阻止するよう構成される（請求項４の構成）。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至４の構成に於いて、前記制御手段は前記異常時処理手段により前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の相対変位が阻止されたときには、前記操舵伝達比可変手段の制御を中止するよう構成される（請求項５の構成）。

一般に、操舵伝達比可変手段を備えた操舵制御装置に於いては、操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位量が目標相対変位量になるよう操舵伝達比可変手段によって操舵入力手段側部材に対し操舵輪側部材が相対的に変位せしめられることにより操舵伝達比が目標操舵伝達比になるよう制御されるので、目標相対変位量が０の状況に於いて操舵輪側部材に外力が作用し操舵輪側部材が急激に駆動されると、相対変位量が急激に０以外の値になる。従って目標相対変位量が０の状況に於いても操舵輪側部材が急激に駆動される状況に於ける相対変位量の変化率の大きさの大小により、操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位量を検出する検出手段が正常であるか否かを判定することができる。

上記請求項１の構成によれば、操舵輪のセルフアライニングトルクの変化率が判定され、目標相対変位量の大きさが第一の基準値以下であり且つセルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上である状況に於いて検出手段により検出される相対変位量の変化率の大きさが第三の基準値以下であるときには操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位が阻止されるので、目標相対変位量の大きさが第一の基準値以下の状況に於いて検出手段に異常が発生しても、その異常を確実に判定することができ、操舵入力手段側部材に対し操舵輪側部材が相対変位することを確実に防止することができる。

また上記請求項２の構成によれば、車輌の旋回状態量の変化率の大きさが第四の基準値以上であるときにセルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上であると判定されるので、第四の基準値を適宜に設定することによりセルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上である状況を確実に判定することができる。

また上記請求項３の構成によれば、車速が第五の基準値以上である状況に於いて運転者の操舵操作量若しくは操舵状態量の変化率の大きさが第六の基準値以上であるときにセルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上であると判定されるので、第五の基準値を適宜に設定することによりセルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上である状況を確実に判定することができる。

また上記請求項４の構成によれば、目標相対変位量の大きさが第一の基準値以下であり且つセルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上である状況に於いて検出手段により検出される相対変位量の変化率の大きさが第三の基準値以下である状態が基準時間以上継続したときに、操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位が阻止されるので、検出手段が正常である状況に於いて操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位が不必要に阻止される虞れを確実に低減しつつ、検出手段が異常であるときには操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位を確実に阻止することができる。

また上記請求項５の構成によれば、異常時処理手段により操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位が阻止されたときには、操舵伝達比可変手段の制御が中止されるので、異常時処理手段により操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位が阻止されたにも拘らず操舵伝達比可変手段の制御が継続されることを確実に防止することができる。

［課題解決手段の好ましい態様］
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５の構成に於いて、操舵入力手段側部材はアッパステアリングシャフトであり、操舵輪側部材はロアステアリングシャフトであり、操舵伝達比制御手段はアッパステアリングシャフトに対し相対的にロアステアリングシャフトを回転変位させることにより操舵伝達比を変更するよう構成される（好ましい態様１）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５の構成に於いて、操舵入力手段側部材は操舵入力手段側のタイロッド部材であり、操舵輪側部材は操舵輪側部材側のタイロッド部材であり、操舵伝達比制御手段は操舵入力手段側のタイロッド部材に対し相対的に操舵輪側部材側のタイロッド部材を直線変位させることにより操舵伝達比を変更するよう構成される（好ましい態様２）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２乃至５又は上記好ましい態様１又は２の構成に於いて、判定手段は車輌の横加速度の変化率の大きさが第四の基準値以上であるときに前記セルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上であると判定するよう構成される（好ましい態様３）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２乃至５又は上記好ましい態様１又は２の構成に於いて、判定手段は車輌のヨーレートと車速との積の変化率の大きさが第四の基準値以上であるときに前記セルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上であると判定するよう構成される（好ましい態様４）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２乃至５又は上記好ましい態様１又は２の構成に於いて、判定手段は車輌のヨーレートの変化率の大きさが車速に応じて可変設定される第四の基準値以上であるときに前記セルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上であると判定するよう構成される（好ましい態様５）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項３乃至５又は上記好ましい態様１又は２の構成に於いて、運転者の操舵操作量の変化率は操舵角の変化率であるよう構成される（好ましい態様６）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項３乃至５又は上記好ましい態様１又は２の構成に於いて、運転者の操舵操作量の変化率は操舵角速度の変化率であるよう構成される（好ましい態様７）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項３乃至５又は上記好ましい態様１又は２の構成に於いて、運転者の操舵状態量の変化率は操舵トルクの変化率であるよう構成される（好ましい態様８）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５又は好ましい態様１乃至８の構成に於いて、操舵伝達比可変手段は操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の相対変位を阻止するロック装置を有し、異常時処理手段はロック装置を作動させることにより操舵入力手段側部材に対する操舵輪側部材の相対変位を阻止するよう構成される（好ましい態様９）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５又は上記好ましい態様１乃至９の構成に於いて、目標相対変位量を演算する手段は操舵伝達比可変手段の増速比が所望の増速比になるよう目標相対変位量を演算するよう構成される（好ましい態様１０）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至５又は上記好ましい態様１乃至９の構成に於いて、目標相対変位量を演算する手段はステアリングギヤ比が所望のステアリングギヤ比になるよう目標相対変位量を演算するよう構成される（好ましい態様１１）。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施例について詳細に説明する。

図１は転舵角可変装置及び電動式パワーステアリング装置を備えた車輌に適用された本発明による車輌用操舵制御装置の一つの実施例を示す概略構成図である。

図１に於いて、１０FL及び１０FRはそれぞれ車輌１２の左右の前輪を示し、１０RL及び１０RRはそれぞれ車輌の左右の後輪を示している。操舵輪である左右の前輪１０FL及び１０FRは運転者によるステアリングホイール１４の操作に応答して駆動されるラック・アンド・ピニオン型の電動式パワーステアリング装置１６によりラックバー１８及びタイロッド２０L及び２０Rを介して転舵される。

図示の実施例に於いては、電動式パワーステアリング装置１６はラック同軸型の電動式パワーステアリング装置であり、電動機２２と、電動機２２の回転トルクをラックバー１８の往復動方向の力に変換する例えばボールねじ式の変換機構２４とを有し、ハウジング２６に対し相対的にラックバー１８を駆動する補助操舵力を発生することにより、運転者の操舵負担を軽減する補助操舵力発生装置として機能する。尚補助操舵力発生装置は当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。

ステアリングホイール１４はアッパステアリングシャフト２８Ａ、転舵角可変装置３０、ロアステアリングシャフト２８Ｂ、ユニバーサルジョイント３２を介して電動式パワーステアリング装置１６のピニオンシャフト３４に駆動接続されている。図示の実施例に於いては、転舵角可変装置３０はハウジング３６Ａの側にてアッパステアリングシャフト２８Ａの下端に連結され、回転子３６Ｂの側にてロアステアリングシャフト２８Ｂの上端に連結された補助転舵駆動用の電動機３６を含んでいる。

かくして転舵角可変装置３０はアッパステアリングシャフト２８Ａに対し相対的にロアステアリングシャフト２８Ｂを回転駆動することにより、ステアリングホイール１４の回転角度に対する操舵輪である左右の前輪１０FL及び１０FRの舵角の比、即ち操舵伝達比（ステアリングギヤ比の逆数）を変化させるステアリングギヤ比可変装置（操舵伝達比可変手段）として機能すると共に、必要に応じて運転者の操舵に関係なく左右の前輪１０FL及び１０FRをステアリングホイール１４に対し相対的に補助転舵駆動する自動転舵装置としても機能する。

尚図１には示されていないが、転舵角可変装置３０はロック装置を有し、ロック装置は転舵角可変装置３０が正常に作動可能であるときには非作動状態に維持され、転舵角可変装置３０が正常に作動できないときには作動状態にもたらされ、これによりアッパステアリングシャフト２８Ａに対し相対的にロアステアリングシャフト２８Ｂが回転することを阻止する。

図示の実施例に於いては、アッパステアリングシャフト２８Ａには該アッパステアリングシャフトの回転角度を操舵角θとして検出する操舵角センサ４０及び操舵トルクＴsを検出する操舵トルクセンサ４２が設けられており、転舵角可変装置３０にはハウジング３６Ａ及び回転子３６Ｂの相対回転角度をアッパステアリングシャフト２２Ａに対するロアステアリングシャフト２２Ｂの相対回転角度θreとして検出する回転角度センサ４４が設けられており、これらのセンサの出力は操舵制御装置４６へ供給される。

また操舵制御装置４６には車速センサ４８により検出された車速Ｖを示す信号、横加速度センサ５０により検出された車輌の横加速度Ｇyが入力される。尚回転角度センサ４４はロアステアリングシャフト２８Ｂの回転角度θaを検出するセンサに置き換えられ、相対回転角度θreは操舵角の差θa−θとして求められてもよい。

後述の如く、操舵制御装置４６は車速Ｖが低い領域に於いては転舵角可変装置３０の目標増速比Ｋvgtが正の値になり、車速Ｖが高い領域に於いては目標増速比Ｋvgtが負の値になるよう、車速Ｖに基づいて転舵角可変装置３０の目標増速比Ｋvgtを演算し、目標増速比Ｋvgtに基づいて目標相対回転角度θretを演算し、目標相対回転角度θretと相対回転角度θreとの偏差が０になるよう転舵角可変装置３０の電動機３６を制御する。

電動式パワーステアリング装置１６は電動式パワーステアリング（ＥＰＳ）制御装置５６により制御され、電動式パワーステアリング制御装置５６は操舵制御装置４６と必要な情報の授受を行う。電動式パワーステアリング制御装置５６は操舵トルクＴsに基づいて図４に示されたグラフに対応するマップより基本目標アシストトルクＴabを演算し、車速Ｖに基づいて図５に示されたグラフに対応するマップより車速係数Ｋvを演算し、車速係数Ｋvと基本目標アシストトルクＴabとの積として目標アシストトルクＴaを演算し、アシストトルクが目標アシストトルクＴaになるよう電動式パワーステアリング装置１６を制御する。

特に図示の実施例に於いては、操舵制御装置４６は転舵角可変装置３０の増速比Ｋvgtを演算し、増速比Ｋvgtの絶対値が基準値よりも大きい状況に於いては、従来の場合と同様目標相対回転角度θretと相対回転角度θreとの偏差の絶対値が基準値以上であるときに回転角度センサ４４が異常であると判定し、ロック装置を作動させると共に、転舵角可変装置３０の制御を中止する。

また操舵制御装置４６は増速比Ｋvgtの絶対値が基準値以下の状況に於いては、車輌の旋回状態量としての車輌の横加速度Ｇyの変化率の絶対値又は車輌のヨーレートγと車速Ｖとの積の変化率の絶対値がその基準値以上であり且つ相対回転角度θreの変化率の絶対値がその基準値以下である状態が基準時間以上経過したとき、又は操舵操作量としての操舵角θ又は操舵角速度θd又は操舵トルクＴsの変化率の絶対値がその基準値以上であり且つ相対回転角度θreの変化率の絶対値がその基準値以下である状態が基準時間以上経過したときに、回転角度センサ４４が異常であると判定し、ロック装置を作動させると共に、転舵角可変装置３０の制御を中止する。

次に図２に示されたフローチャートを参照して図示の実施例に於ける転舵角可変装置の制御及び異常判定ルーチンについて説明する。尚図２に示されたフローチャートによる制御は図には示されていないイグニッションスイッチの閉成により開始され、所定の時間毎に繰返し実行される。

まずステップ１０に於いては、操舵角センサ６０により検出された操舵角θを示す信号等の読み込みが行われ、ステップ２０に於いては車速Ｖに基づいて図３に示されたグラフに対応するマップより転舵角可変装置３０の目標増速比Ｋvgtが演算され、ステップ３０に於いては目標増速比Ｋvgtと操舵角θとの積として転舵角可変装置２４の目標相対回転角度θretが演算され、ステップ４０に於いては目標相対回転角度θretと転舵角可変装置３０の相対回転角度θreとの偏差として回転角度偏差Δθreが演算される。

ステップ５０に於いては回転角度偏差Δθreの微分値Δθredが例えば時間微分値として演算されると共に、Ｋp及びＫdをそれぞれ比例項ゲイン及び微分項ゲイン（何れも正の定数）として、下記の式１に従って転舵角可変装置３０の電動機３６に対する目標制御電圧Ｖstが演算される。
Ｖst＝ＫpΔθre＋ＫdΔθred ……（１）

ステップ６０に於いては転舵角可変装置３０の増速比Ｋvgが下記の式２に従って演算されると共に、増速比Ｋvgの絶対値が０に近い正の定数である基準値Ｋvgo以下であるか否かの判別、即ち転舵角可変装置３０の相対回転角度θreが実質的に０であるか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ８０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ７０へ進む。
Ｋvg＝θre／θ ……（２）

ステップ７０に於いては回転角度偏差Δθreの絶対値が基準値Δθreo（正の定数）以上である状態が基準時間Ｔo（正の定数）以上継続したか否かの判別、即ち転舵角可変装置３０に何らかの異常が生じているか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１１０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ１００へ進む。

ステップ８０に於いては車輌の旋回状態量に基づいて回転角度センサ４４に異常が生じているか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１１０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ９０へ進む。

この場合、１サイクル前の車輌の横加速度Ｇy、車輌のヨーレートγ、車速Ｖ、転舵角可変装置３０の相対回転角度θreの値をそれぞれＧyf、γf、Ｖf、θrefとし、Ｇyo、γＶo、θreoをそれぞれ正の一定の基準値として、
（Ａ）｜Ｇy−Ｇyf｜≧Ｇyo且つ｜θre−θref｜≦θreo
（Ｂ）｜γＶ−γfＶf｜≧γＶo且つ｜θre−θref｜≦θreo
の少なくとも一方の条件が成立する状態が基準時間Ｔ1（正の定数）以上継続した場合に、回転角度センサ６４に異常が生じていると判定されてよい。

ステップ９０に於いては操舵状態量に基づいて回転角度センサ４４に異常が生じているか否かの判別が行われ、肯定判別が行われたときにはステップ１１０へ進み、否定判別が行われたときにはステップ１００へ進む。

この場合、１サイクル前の操舵角θ、操舵角速度θd、操舵トルクＴsをそれぞれθf、θdf、Ｔsfとし、θo、θdo、Ｔsoをそれぞれ正の一定の基準値として
（Ｃ）｜θ−θf｜≧θo且つ｜θre−θref｜≦θreo
（Ｄ）｜θd−θdf｜≧θdo且つ｜θre−θref｜≦θreo
（Ｅ）｜Ｔs−Ｔsf｜≧Ｔso且つ｜θre−θref｜≦θreoの少なくとも何れかの条件が成立する状態が基準時間Ｔ2（正の定数）以上継続した場合に、回転角度センサ６４に異常が生じていると判定されてよい。

ステップ１００に於いては転舵角可変装置３０の電動機３６に対し目標制御電圧Ｖstにて制御電流が通電されることにより、転舵角可変装置３０の相対回転角度θreが目標相対回転角度θretになるよう制御され、ステップ１１０に於いては転舵角可変装置３０がそのロック装置によりロックされ、アッパステアリングシャフト２８Ａに対するロアステアリングシャフト２8Ｂの相対回転が機械的に阻止されると共に、転舵角可変装置３０の制御が中止される。

かくして図示の実施例によれば、ステップ２０に於いて車速Ｖに基づいて転舵角可変装置３０の目標増速比Ｋvgtが演算され、ステップ３０に於いて目標増速比Ｋvgtと操舵角θとの積として転舵角可変装置２４の目標相対回転角度θretが演算され、ステップ４０に於いて目標相対回転角度θretと転舵角可変装置３０の相対回転角度θreとの偏差として回転角度偏差Δθreが演算され、ステップ５０及び１００に於いて転舵角可変装置３０の相対回転角度θreが目標相対回転角度θretになるよう制御される。

そしてステップ６０に於いて転舵角可変装置３０の相対回転角度θreが実質的に０であるか否かの判別が行われ、相対回転角度θreが実質的に０であると判別されると、ステップ８０に於いて車輌の旋回状態量としての車輌の横加速度Ｇy若しくは車輌のヨーレートγと車速Ｖとの積に基づいて回転角度センサ４４に異常が生じているか否かの判別が行われ、ステップ９０に於いて操舵状態量としての操舵角θ又は操舵角速度θd又は操舵トルクＴsに基づいて回転角度センサ４４に異常が生じているか否かの判別が行われ、ステップ８０又は９０に於いて回転角度センサ４４に異常が生じていると判別されると、ステップ１１０に於いて転舵角可変装置３０がそのロック装置によりロックされ、アッパステアリングシャフト２８Ａに対するロアステアリングシャフト２8Ｂの相対回転が機械的に阻止されると共に、転舵角可変装置３０の制御が中止される。

従って図示の実施例によれば、転舵角可変装置３０の相対回転角度θreが実質的に０であり、回転角度偏差Δθreの絶対値によっては回転角度センサ４４が正常であるか否かを判定することができない状況に於いても、車輌の旋回状態量又は操舵状態量の変化が比較的大きく、左右前輪のセルフアライニングトルクの変化が比較的大きいことに起因してアッパステアリングシャフト２８Ａに対しロアステアリングシャフト２8Ｂが相対的に回転駆動され、これらの間比較的大きい相対回転が生じる状況を判定し、その相対回転を回転角度センサ４４が正常に検出しているか否かにより回転角度センサ４４が正常であるか否かを確実に判定することができ、回転角度センサ４４に異常が生じ、転舵角可変装置３０による正常な操舵伝達比（ステアリングギヤ比）の制御を行うことができないときには、転舵角可変装置３０の制御を確実に停止させることができる。

特に図示の実施例によれば、回転角度センサ４４に異常が生じているか否かの判別は、ステップ８０に於ける車輌の旋回状態量に基づく判別及びステップ９０に於いて操舵状態量に基づく判別により行われるので、車輌の旋回状態量に基づく判別又は操舵状態量に基づく判別の一方しか行われない場合に比して、回転角度センサ４４が正常であるか否かを確実に且つ正確に判定することができる。

以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば上述の実施例に於いては、操舵伝達比可変手段はアッパステアリングシャフト２８Ａに対し相対的にロアステアリングシャフト２８Ｂを回転駆動することにより操舵伝達比を変更する転舵角可変装置３０であるが、操舵伝達比可変手段は操舵伝達比を変更し得るものである限り当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよく、例えば操舵入力手段側部材が操舵入力手段側のタイロッド部材であり、操舵輪側部材が操舵輪側部材側のタイロッド部材であり、操舵伝達比制御手段は操舵入力手段側のタイロッド部材に対し相対的に操舵輪側部材側のタイロッド部材を直線変位させることにより操舵伝達比を変更するよう構成されたものであってもよい。

また上述の実施例に於いては、各基準値Ｇyo、γＶo、θreo、θo、θdo、Ｔsoは正の定数であるが、これらの基準値の何れかが可変設定されてもよい。また上記（Ｂ）は車輌のヨーレートγと車速Ｖとの積の変化率について判定されるようになっているが、例えばγoが車速Ｖに応じて可変設定される正の基準値として、上記（Ｂ）は下記の（Ｂ′）の判定に置き換えられてもよい。（Ｂ′）｜γ−γf｜≧γo且つ｜θre−θref｜≦θreo

また上述の実施例に於いては、（Ａ）及び（Ｂ）の少なくとも一方の条件が成立する状態が基準時間Ｔ1以上継続した場合に、回転角度センサ６４に異常が生じていると判定されるようになっているが、（Ａ）及び（Ｂ）の両方の条件が成立する状態が基準時間Ｔ1以上継続した場合に、回転角度センサ６４に異常が生じていると判定されるよう修正されてもよい。

また上述の実施例に於いては、車速Ｖに基づいて転舵角可変装置３０の目標増速比Ｋvgtが演算され、目標増速比Ｋvgtと操舵角θとの積として転舵角可変装置２４の目標相対回転角度θretが演算されるようになっているが、転舵角可変装置２４の目標相対回転角度θretは例えば図６に示されたグラフに対応するマップより目標ステアリングギヤ比Ｒsgtが演算され、目標ステアリングギヤ比Ｒsgtに基づいて当技術分野に於いて公知の要領にて演算されるよう修正されてもよい。尚図６に於いて、Ｒsgoは増速比が０になるステアリングギヤ比である。

また上述の実施例に於いては、ステップ７０、８０、９０に於いてはそれぞれ所定の状態が固有の基準時間Ｔo〜Ｔ2以上継続したか否かの判別が行われるようになっているが、ステップ７０〜９０の何れかの所定の状態になった時点よりステップ７０〜９０の何れかの所定の状態が基準時間Ｔ3（正の定数）以上継続したときに回転角度センサ６４に異常が生じていると判定されるよう修正されてもよい。例えばステップ７０の所定の状態が基準時間Ｔoよりも短いΔＴ1時間継続した後、増速比Ｋvgの大きさが基準値Ｋvgo以下になり、ステップ８０又は９０の所定の状態がΔＴ2時間継続し、ΔＴ1+ΔＴ2が基準時間Ｔ3以上になったときに回転角度センサ６４に異常が生じていると判定されてもよい。

この場合には図示の実施例の場合よりも早期にステップ７０〜９０の何れかに於いて肯定判別が行われるので、回転角度センサ６４に異常が生じた場合に図示の実施例の場合よりも早期にその異常を判定することができる。

更に上述の実施例に於いては、パワーステアリング装置は電動式パワーステアリング装置１６であるが、パワーステアリング装置は少なくとも操舵トルクに応じて操舵アシストトルクを発生するものである限り、例えば油圧式のパワーステアリング装置の如く当技術分野に於いて公知の任意の構成のものであってよい。

転舵角可変装置及び電動式パワーステアリング装置を備えた車輌に適用された本発明による車輌用操舵制御装置の一つの実施例を示す概略構成図である。 実施例に於ける転舵角可変装置の制御及び異常判定ルーチンを示すフローチャートである。 車速Ｖと目標増速比Ｋvgtとの間の関係を示すグラフである。 操舵トルクＴsと目標基本アシストトルクＴabとの間の関係を示すグラフである。 車速Ｖと車速係数Ｋvとの間の関係を示すグラフである。 車速Ｖ目標ステアリングギヤ比Ｒsgtとの間の関係を示すグラフである。

符号の説明

１６ 電動式パワーステアリング装置
１４ ステアリングホイール
３０ 転舵角可変装置
４０ 操舵角センサ
４２ トルクセンサ
４４ 回転角度センサ
４６ 操舵制御装置
４８ 車速センサ
５０ 横加速度センサ
５２ ヨーレートセンサ
５６ 電動式パワーステアリング（ＥＰＳ）制御装置

Claims (5)

1. 操舵入力手段側部材に対し操舵輪側部材を相対的に変位させることにより操舵入力手段の操舵操作量に対する操舵輪の転舵量の比である操舵伝達比を変更する操舵伝達比可変手段と、前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の相対変位量を検出する検出手段と、前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の目標相対変位量を演算する手段と、前記相対変位量が前記目標相対変位量になるよう前記操舵伝達比可変手段を制御する制御手段とを有する車輌用操舵制御装置に於いて、前記操舵輪のセルフアライニングトルクの変化率を判定する判定手段と、前記目標相対変位量の大きさが第一の基準値以下であり且つ前記セルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上である状況に於いて前記検出手段により検出される前記相対変位量の変化率の大きさが第三の基準値以下であるときには前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の相対変位を阻止する異常時処理手段とを有することを特徴とする車輌用操舵制御装置。
2. 前記判定手段は車輌の旋回状態量の変化率の大きさが第四の基準値以上であるときに前記セルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上であると判定することを特徴とする請求項１に記載の車輌用操舵制御装置。
3. 前記判定手段は車速が第五の基準値以上である状況に於いて運転者の操舵操作量若しくは前記操舵状態量の変化率の大きさが第六の基準値以上であるときに前記セルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上であると判定することを特徴とする請求項１に記載の車輌用操舵制御装置。
4. 前記異常時処理手段は前記目標相対変位量の大きさが第一の基準値以下であり且つ前記セルフアライニングトルクの変化率の大きさが第二の基準値以上である状況に於いて前記検出手段により検出される前記相対変位量の変化率の大きさが第三の基準値以下である状態が基準時間以上継続したときに前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の相対変位を阻止することを特徴とする請求項１乃至３に記載の車輌用操舵制御装置。
5. 前記制御手段は前記異常時処理手段により前記操舵入力手段側部材に対する前記操舵輪側部材の相対変位が阻止されたときには、前記操舵伝達比可変手段の制御を中止することを特徴とする請求項１乃至４に記載の車輌用操舵制御装置。

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