JP2021195096A - 転舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵の応答性を向上させることができる車両用操舵装置を提供する。【解決手段】転舵制御装置は、左右の転舵輪２１，２２を転舵させるための転舵機構８と、左右の転舵輪に速度差を発生させる転舵輪速度差発生装置３０と、転舵輪速度差発生装置を制御する制御部１０３とを備え、制御部１０３は、操舵状態が切り始め状態および切り返し状態のいずれかである場合に、あそびを詰めるためのあそび補償制御を実行するように構成されており、あそび補償制御では、転舵輪速度差発生装置によって、操舵予定方向と反対方向のトルクが発生するように、左右の転舵輪に車輪速度差が発生される。【選択図】図２

Description

この発明は、転舵制御装置に関する。

トラック、バス等の大型車両では、左右の車輪がアクスルビームで連結されているリジットアクスルサスペンションが広く用いられている。リジットアクスルサスペンションを有する車両では、ボールねじ式油圧パワーステアリング機構を備えた操舵装置が広く採用されている。このような大型車両の操舵装置は、ステアリングホイール、ステアリングコラム、ステアリングギアボックス、ピットマンアーム、ドラッグリング、ナックルアーム、タイロッド等を備えており、インデペンデントサスペンションが用いられている乗用車の操舵装置に比べて複雑である。また、大型車両の操舵装置は乗用車の操舵装置に比べて、ステアリングシャフト等の長さが長い。

特許文献１には、前述のような大型車両の操舵装置のステアリングコラムに電動モータを追加し、この電動モータを使用して、目標軌道に沿って自動走行させる技術が開示されている。このような自動走行制御は、例えば、次のようにして行われる。すなわち、まず、目標軌跡と自車両位置との関係から、転舵輪の目標転舵角を算出し、その値にステアリングギア比（転舵角に対する操舵角の比）を乗算して目標操舵角を算出する。そして、目標操舵角と実操舵角との偏差が零になるように、電動モータに対して角度フィードバック制御を行う。

特開２００６-１６４６２２号公報

前述したように、大型車両の操舵装置は、乗用車の操舵装置よりも複雑であり、ステアリングシャフトに生じる捻じれや撓みが比較的大きいため、ステアリングホイールから転舵輪までの間のあそび（allowance）が大きい。このため、操舵の応答性が悪いという問題がある。
したがって、大型車両の操舵装置に対して例えば前述のような自動走行制御を行った場合には、目標操舵角を与えても、あそびにより目標操舵角と転舵輪の転舵角との間にずれが生じるため、軌跡追従性が悪くなる。

なお、乗用車においても、前述の大型車両ほどではないが、ステアリングホイールから転舵輪までの間にあそびが存在するので、操舵の応答性が悪いという問題がある。
この発明の目的は、操舵の応答性を向上させることができる車両用操舵装置を提供することである。

この発明の一実施形態は、左右の転舵輪を転舵させるための転舵機構と、前記左右の転舵輪に速度差を発生させる転舵輪速度差発生装置と、前記転舵輪速度差発生装置を制御する制御部とを備え、前記制御部は、操舵状態が切り始め状態および切り返し状態のいずれかである場合に、あそびを詰めるためのあそび補償制御を実行するように構成されており、前記あそび補償制御では、前記転舵輪速度差発生装置によって、操舵予定方向と反対方向のトルクが発生するように、前記左右の転舵輪に車輪速度差が発生される、転舵制御装置を提供する。

この構成では、操舵の応答性を向上させることができるようになる。
この発明の一実施形態では、前記転舵輪速度差発生装置は、前記左右の転舵輪に制動力の差を発生させることにより、前記左右の転舵輪に車輪速度差を発生させるものである。
この発明の一実施形態では、左右の非転舵輪に速度差を発生させる非転舵輪速度差発生装置を備え、前記制御部は、前記あそび補償制御によって生じるヨーモーメントを低減するように、前記非転舵輪速度差発生装置を制御する。

この発明の一実施形態では、前記非転舵輪速度差発生装置は、前記左右の非転舵輪に制動力の差を発生させることにより、前記左右の非転舵輪に速度差を発生させるものである。
この発明の一実施形態では、前記転舵機構に転舵力を与えるためのアクチュエータと、実操舵角が自動操舵のための目標操舵角に等しくなるように、前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部とを含む。

図１は、本発明の転舵制御装置が適用されたパワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 図２は、操舵制御および制動制御を行うための電気的構成を示すブロック図である。 図３Ａは、制動用ＥＣＵの動作を説明するためのフローチャートの一部である。 図３Ｂは、制動用ＥＣＵの動作を説明するためのフローチャートの一部である。 図４Ａは、左右の転舵輪に制動力差を与えた場合にヨーモーメントが発生することを説明するための模式図であり、図４Ｂは、左右の非転舵輪に制動力差を与えた場合にヨーモーメントが発生することを説明するための模式図であり、図４Ｃは、左右の転舵輪に制動力差を与えるとともに左右の非転舵輪に制動力差を与えることにより、左右の転舵輪の制動力差に基づいて発生するヨーモーメントを低減できることを説明するための模式図である。 図５は、自動操舵によって車両が減速しながら幅寄せする場合の目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ、Ｐ_ＴＦＲ、Ｐ_ＴＲＬおよびＰ_ＴＲＲの変化例を示すタイムチャートである。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の転舵制御装置が適用されたパワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。図１において破線の左側は、車両を側方から見た側面図であり、破線の右側は、車両を上方から見た平面図である。
このパワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２、ステアリングシャフト３を有するステアリングコラム４、ベベルギア部５、動力伝達軸６、ボールねじ式油圧パワーステアリング機構（以下、「油圧パワーステアリング機構７」という。）、転舵機構８、電動モータ９等を備えている。電動モータ９は、本発明の「アクチュエータ」の一例である。

ステアリングホイール２は、ステアリングシャフト３を介してベベルギア部５の入力軸に連結されている。ベベルギア部５の出力軸は、動力伝達軸６を介して油圧パワーステアリング機構７の入力軸に連結されている。
転舵機構８は、ピットマンアーム１１、ドラッグリンク１２、ナックルアーム１３、キングピン軸１４，１５、タイロッドアーム１６およびタイロッド１７を備える。

ピットマンアーム１１の一端は、油圧パワーステアリング機構７のセクターシャフトに連結されている。ピットマンアーム１１の他端には、ドラッグリンク１２の一端が連結されている。ドラッグリンク１２の他端は、右転舵輪（右前輪）２２のナックルアーム１３の一端に連結されている。ナックルアーム１３の他端は、右転舵輪２２のキングピン軸１４に連結されている。右転舵輪２２のキングピン軸１４と左転舵輪（左前輪）２１のキングピン軸１５とは、タイロッドアーム１６およびタイロッド１７によって連結されている。図の破線１８は、アクスルビームである。

電動モータ９は、ステアリングコラム４に設けられており、図示しない減速機を介してステアリングシャフト３に連結されている。減速機は、ウォームギヤと、このウォームギヤと噛み合うウォームホイールとを含むウォームギヤ機構からなる。以下において、減速機の減速比をｉ_ｃで表す。減速比ｉ_ｃは、ウォームホイールの回転角であるウォームホイール角に対するウォームギヤの回転角であるウォームギヤ角の比として定義される。電動モータ９のロータ回転角θ_ｍは、回転角センサ２５によって検出される。

ステアリングコラム４には、操舵トルクＴ_ｄを検出するためのトルクセンサ２６が設けられている。この実施形態では、トルクセンサ２６によって検出される操舵トルクＴ_ｄは、左方向への操舵のためのトルクが正の値として検出され、右方向への操舵のためのトルクが負の値として検出され、その絶対値が大きいほど操舵トルクＴ_ｄの大きさが大きくなる。

また、パワーステアリング装置１は、転舵輪２１，２２の転舵角θ_ｔを検出するための転舵角センサ２７（図２参照）を備えている。この実施形態では、転舵角センサ２７は、転舵輪２１，２２の中立位置（転舵中立位置）から左方向への旋回量を正の値として出力し、転舵中立位置から右方向への旋回量を負の値として出力する。
ステアリングホイール２が回転すると、この回転トルクが、ステアリングシャフト３、ベベルギア部５、動力伝達軸６およびボールねじ式油圧パワーステアリング機構７に伝達されて、ピットマンアーム１１が揺動される。このピットマンアーム１１の揺動により、ドラッグリンク１２が前後方向に移動され、ナックルアーム１３が揺動され、転舵輪２１，２２が転舵される。

電動モータ９が回転されると、この回転トルクがステアリングシャフト３に伝達されるので、前述と同様な動力伝達経路を介して転舵輪２１，２２が転舵される。すなわち、電動モータ９によってステアリングシャフト３を回転させることにより、転舵輪２１，２２の転舵が可能となる。
図２は、操舵制御および制動制御を行うための電気的構成を示すブロック図である。

車両には、自動操舵用ＥＣＵ１０１、モータ制御用ＥＣＵ１０２および制動用ＥＣＵ１０３が設けられている。
自動操舵用ＥＣＵ１０１は、操舵モードが自動操舵モードであるか手動操舵モードであるかを示すモード信号Ｓ_ｍｏｄｅを出力する。また、自動操舵用ＥＣＵ１０１は、自動操舵モードに、自動操舵のための目標操舵角θ_ａｕｔｏおよび自動操舵のための減速度ａを生成する。

目標操舵角θ_ａｕｔｏは、自動操舵モード時における操舵角θ_ｄの目標値である。この実施形態では、操舵角θ_ｄは、ステアリングホイール２の中立位置（操舵中立位置）からのステアリングシャフト３の正逆両方向の回転量（回転角）であり、操舵中立位置から左方向への回転量が正の値で表され、操舵中立位置から右方向への回転量が負の値で表される。操舵角θ_ｄは、回転角センサ２５によって検出されるロータ回転角θ_ｍから求めることができる。

モード信号Ｓ_ｍｏｄｅおよび目標操舵角θ_ａｕｔｏは、モータ制御用ＥＣＵ１０２および制動用ＥＣＵ１０３に与えられる。減速度ａは、制動用ＥＣＵ１０３に与えられる。
モータ制御用ＥＣＵ１０２は、自動操舵モード時に、目標操舵角θ_ａｕｔｏおよび回転角センサ２５の出力信号に基づいて電動モータ９を駆動制御する。具体的には、モータ制御用ＥＣＵ１０２は、回転角センサ２５の出力信号に基づいてロータ回転角θ_ｍを演算し、ロータ回転角θ_ｍを減速比ｉ_ｃで除算することによって操舵角θ_ｄを演算する。そして、モータ制御用ＥＣＵ１０２は、目標操舵角θ_ａｕｔｏと操舵角θ_ｄとの差が零となるように、電動モータ９を角度フィードバック制御する。これにより、操舵角θ_ｄが目標操舵角θ_ａｕｔｏに等しくなるように、電動モータ９が制御される。

制動用ＥＣＵ１０３は、左転舵輪（左前輪）２１、右転舵輪（右前輪）２２、左非転舵輪（左後輪）２３（図４Ａ参照）および右非転舵輪（右後輪）２４（図４Ａ参照）に対する制動力を制御する。
左転舵輪２１、右転舵輪２２、左非転舵輪２３および右非転舵輪２４には、それぞれブレーキチャンバー３１_ＦＬ、３１_ＦＲ、３１_ＲＬおよび３１_ＲＲが設けられている。各車輪２１，２２，２３，２４の制動力は、空圧回路３０により３１_ＦＬ、３１_ＦＲ、３１_ＲＬおよび３１_ＲＲ内の圧力である制動圧Ｐ_ＦＬ、Ｐ_ＦＲ、Ｐ_ＲＬおよびＰ_ＲＲが制御されることによって制御される。空圧回路３０は、エアーポンプ、各種の弁装置などを含み、ブレーキアクチュエータとして機能する。空圧回路３０およびブレーキチャンバー３１_ＦＬ、３１_ＦＲ、３１_ＲＬおよび３１_ＲＲは、本発明の「転舵輪速度差発生装置」および「非転舵輪速度差発生装置」の一例である。

空圧回路３０には、ブレーキペダル３２の踏み込み操作に応じて駆動されるマスタシリンダ３３が接続されている。マスタシリンダ３３には、マスタシリンダの圧力を検出する圧力センサ３４が設けられている。圧力センサ３４によって検出されるマスタシリンダ圧力Ｐ_ｍを示す信号は、制動用ＥＣＵ１０３に与えられる。
制動用ＥＣＵ１０３は、モード信号Ｓ_ｍｏｄｅ、マスタシリンダ圧力Ｐ_ｍ、減速度ａ、操舵角θ_ｄ、転舵角θ_ｔおよび目標操舵角θ_ａｕｔｏに基づいて、空圧回路３０を制御することにより、制動圧Ｐ_ＦＬ、Ｐ_ＦＲ、Ｐ_ＲＬおよびＰ_ＲＲを制御する。

制動用ＥＣＵ１０３は、転舵状態が「切り始め状態」および「切り返し状態」のいずれかである場合には、ステアリングホイール２から転舵輪２１，２２までの間のあそびを詰めるためのあそび補償制御を実行する。「切り始め状態」とは、操舵角が変化していない状態から操舵角が変化し始める状態をいう。「切り返し状態」とは、操舵方向が逆転する状態をいう。

あそび補償制御では、操舵されようとする方向（操舵予定方向）と反対方向のトルクが発生するように、左右の転舵輪２１，２２に制動力差（車輪速度差）を発生させる。あそび補償制御が行われる時間長は、あそびを詰めるのに十分な時間長に設定される。この実施形態では、あそび補償制御は、制動が行われる場合にのみ、実行される。
図３Ａおよび図３Ｂは、制動用ＥＣＵ１０３の動作を説明するためのフローチャートである。

以下の説明において、車両は、図４Ａに示すように、左右転舵輪２１，２２に、右転舵輪２２の制動力Ｆ_ＦＲが左転舵輪２１の制動力Ｆ_ＦＬよりも大きくなるような制動力差を与えることにより、転舵輪２１，２２に右転舵方向の転舵トルクが発生する車両であるとする。この場合、図４Ａに示すように、車体には右回転方向のヨーモーメントＭが発生する。

なお、この車両では、図４Ｂに示すように、左右非転舵輪２３，２４に、左非転舵輪２３の制動力Ｆ_ＲＬが右非転舵輪２４の制動力Ｆ_ＲＲよりも大きくなるような制動力差を与えることにより、非転舵輪２３，２４に左転舵方向の転舵トルクが発生する。この場合、図４Ｂに示すように、車体には左回転方向のヨーモーメントＭが発生する。
したがって、図４Ｃに示すように、左右転舵輪２１，２２に、右転舵輪２２の制動力Ｆ_ＦＲが左転舵輪２１の制動力Ｆ_ＦＬよりも大きくなるような制動力差を与える場合に、左右非転舵輪２３，２４に、左非転舵輪２３の制動力Ｆ_ＲＬが右非転舵輪２４の制動力Ｆ_ＲＲよりも大きくなるような制動力差を与えると、左右転舵輪２１，２２の制動力差に基づいて発生するヨーモーメントを低減できる。

同様に、この車両では、左右転舵輪２１，２２に、左転舵輪２１の制動力Ｆ_ＦＬが右転舵輪２２の制動力Ｆ_ＦＲよりも大きくなるような制動力差を与えることにより、転舵輪２１，２２に左転舵方向の転舵トルクが発生する。また、左右非転舵輪２３，２４に、右非転舵輪２４の制動力Ｆ_ＲＲが左非転舵輪２３の制動力Ｆ_ＲＬよりも大きくなるような制動力差を与えることにより、非転舵輪２３，２４に右転舵方向の転舵トルクが発生する。

したがって、左右転舵輪２１，２２に、左転舵輪２１の制動力Ｆ_ＦＬが右転舵輪２２の制動力Ｆ_ＦＲよりも大きくなるような制動力差を与える場合に、左右非転舵輪２３，２４に、右非転舵輪２４の制動力Ｆ_ＲＲが左非転舵輪２３の制動力Ｆ_ＲＬよりも大きくなるような制動力差を与えると、左右転舵輪２１，２２の制動力差に基づいて発生するヨーモーメントを低減できる。

図３Ａに戻り、制動用ＥＣＵ１０３は、まず、モード信号Ｓ_ｍｏｄｅに基づいて、操舵モードが自動操舵モードであるか、手動操舵モードであるかを判別する（ステップＳ１）。
自動操舵モードである場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、制動用ＥＣＵ１０３は、減速度ａ、目標操舵角θ_ａｕｔｏ、マスタシリンダ圧力Ｐ_ｍおよび転舵角θ_ｔを取得する（ステップＳ２）。そして、制動用ＥＣＵ１０３は、減速度ａおよびマスタシリンダ圧力Ｐ_ｍに基づいて、制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲ、Ｐ_ＢＲＬおよびＰ_ＢＲＲの基本目標値である基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲ、Ｐ_ＢＲＬおよびＰ_ＢＲＲを演算する（ステップＳ３）。なお、自動操舵モード時において、ブレーキペダル３２が操作されていない場合には、減速度ａのみに基づいて基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲ、Ｐ_ＢＲＬおよびＰ_ＢＲＲが演算される。

次に、制動用ＥＣＵ１０３は、基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲ、Ｐ_ＢＲＬおよびＰ_ＢＲＲの全てが０であるか否かを判別する（ステップＳ４）。基本目標制動圧の全てが０である場合には（ステップＳ４：ＹＥＳ）、制動用ＥＣＵ１０３は、ステップＳ５に移行する。
ステップＳ５では、制動用ＥＣＵ１０３は、基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲ、Ｐ_ＢＲＬおよびＰ_ＢＲＲを目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ、Ｐ_ＴＦＲ、Ｐ_ＴＲＬおよびＰ_ＴＲＲとし、制動圧Ｐ_ＦＬ、Ｐ_ＦＲ、Ｐ_ＲＬおよびＰ_ＲＲが、それぞれ目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ、Ｐ_ＴＦＲ、Ｐ_ＴＲＬおよびＰ_ＴＲＲと等しくなるように空圧回路３０を制御する。そして、制動用ＥＣＵ１０３は、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ４において、基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲ、Ｐ_ＢＲＬおよびＰ_ＢＲＲのいずれかが０ではないと判別された場合には（ステップＳ４：ＮＯ）、制動用ＥＣＵ１０３は、操舵状態が「切り始め状態」および「切り返し状態」のいずれかの状態であるという第１条件を満たしているか否かを判別する（ステップＳ６）。
第１条件は、例えば、次のように設定される。今回取得した目標操舵角θ_{ａｕｔｏ，ｎ}と前回取得した目標操舵角θ_{ａｕｔｏ，ｎ−１}との差（θ_{ａｕｔｏ，ｎ}−θ_{ａｕｔｏ，ｎ−１}）をΔθ_ａｕｔｏとする。今回取得した転舵角θ_ｔ，ｎと前回取得した転舵角θ_{ｔ，ｎ−１}との差（θ_ｔ，ｎ−θ_{ｔ，ｎ−１}）をΔθ_ｔとする。第１条件は、｜Δθ_ａｕｔｏ｜＞Ｔｈ１かつ｜Δθ_ｔ｜＜Ｔｈ２であるという条件である。Ｔｈ１およびＴｈ２は、それぞれ０より大きな所定値である。なお、第１条件は、｜Δθ_ａｕｔｏ｜＞Ｔｈ１であるという条件であってもよい。

第１条件を満たしてない場合には（ステップＳ６：ＮＯ）、ステップＳ５に移行する。つまり、制動用ＥＣＵ１０３は、基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲ、Ｐ_ＢＲＬおよびＰ_ＢＲＲを目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ、Ｐ_ＴＦＲ、Ｐ_ＴＲＬおよびＰ_ＴＲＲとして、空圧回路３０を制御する。そして、制動用ＥＣＵ１０３は、ステップＳ１に戻る。
一方、第１条件を満たしていると判別された場合には（ステップＳ６：ＹＥＳ）、制動用ＥＣＵ１０３は、操舵予定方向が左操舵方向であるか否かを判別する（ステップＳ７）。具体的には、制動用ＥＣＵ１０３は、Δθ_ａｕｔｏ（＝θ_{ａｕｔｏ，ｎ}−θ_{ａｕｔｏ，ｎ−１}）＞０であれば、操舵予定方向が左操舵方向であると判別し、Δθ_ａｕｔｏ＜０であれば、操舵予定方向が右操舵方向であると判別する。

図３Ａおよび図３Ｂを参照して、操舵予定方向が左操舵方向である場合には（ステップＳ７：ＹＥＳ）、制動用ＥＣＵ１０３は、あそびを詰めるために、左右転舵輪２１，２２に右転舵方向のトルクが発生するように、左右転舵輪２１，２２に対する基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲを補正する（ステップＳ８）。ステップＳ７およびステップＳ８の処理は、あそび補償制御処理である。

具体的には、制動用ＥＣＵ１０３は、補正後の基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲの合計値が補正前の基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲの合計値と同じでかつ右転舵輪２２に対する補正後の基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＲが左転舵輪２１に対する補正後の基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬよりも所定の制動圧差ΔＰａだけ大きくなるように、基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲを補正する。ΔＰａは、零よりも大きな値であって、ステアリングホイール２から転舵輪２１，２２までの間のあそびを詰めることができる程度の大きさに設定される。

ステップＳ７およびＳ８のあそび補償処理が実行された場合、左右転舵輪２１，２２の制動圧差によって右回転方向のヨーモーメントが発生する。そこで、左右転舵輪２１，２２の制動圧差に基づく右回転方向のヨーモーメントを抑制するために、制動用ＥＣＵ１０３は、左右非転舵輪２３，２４に左転舵方向にトルクが発生するように、左右非転舵輪２３，２４に対する基本目標制動圧Ｐ_ＢＲＬ、Ｐ_ＢＲＲを補正する（ステップＳ９）。

具体的には、制動用ＥＣＵ１０３は、補正後の基本目標制動圧Ｐ_ＢＲＬ、Ｐ_ＢＲＲの合計値が補正前の基本目標制動圧Ｐ_ＢＲＬ、Ｐ_ＢＲＲの合計値と同じでかつ左非転舵輪２３に対する補正後の基本目標制動圧Ｐ_ＢＲＬが右非転舵輪２４に対する補正後の基本目標制動圧Ｐ_ＢＲＲよりもΔＰａだけ大きくなるように、基本目標制動圧Ｐ_ＢＲＬ、Ｐ_ＢＲＲを補正する。

そして、制動用ＥＣＵ１０３は、補正後の基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲ、Ｐ_ＢＲＬおよびＰ_ＢＲＲを目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ、Ｐ_ＴＦＲ、Ｐ_ＴＲＬおよびＰ_ＴＲＲとし、制動圧Ｐ_ＦＬ、Ｐ_ＦＲ、Ｐ_ＲＬおよびＰ_ＲＲが、それぞれ目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ、Ｐ_ＴＦＲ、Ｐ_ＴＲＬおよびＰ_ＴＲＲと等しくなるように空圧回路３０を制御する（ステップＳ１２）。なお、あそび補償制御の時間長さは、予め設定された時間長となるように制御される。この後、制動用ＥＣＵ１０３は、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ７で、操舵予定方向が右操舵方向であると判別された場合には（ステップＳ７：ＮＯ）、制動用ＥＣＵ１０３は、あそびを詰めるために、左右転舵輪２１，２２に左転舵方向のトルクが発生するように、左右転舵輪２１，２２に対する基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲを補正する（ステップＳ１０）。ステップＳ７およびステップＳ１０の処理は、あそび補償制御処理である。

具体的には、制動用ＥＣＵ１０３は、補正後の基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲの合計値が補正前の基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲの合計値と同じでかつ左転舵輪２１に対する補正後の基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬが右転舵輪２２に対する補正後の基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＲよりも差ΔＰａだけ大きくなるように、基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲを補正する。

ステップＳ７およびＳ１０のあそび補償処理が実行された場合、左右転舵輪２１，２２の制動圧差によって左回転方向のヨーモーメントが発生する。そこで、左右転舵輪２１，２２の制動圧差に基づく左回転方向のヨーモーメントを抑制するために、制動用ＥＣＵ１０３は、左右非転舵輪２３，２４に右転舵方向にトルクが発生するように、左右非転舵輪２３，２４に対する基本目標制動圧Ｐ_ＢＲＬ、Ｐ_ＢＲＲを補正する（ステップＳ１１）。

具体的には、制動用ＥＣＵ１０３は、補正後の基本目標制動圧Ｐ_ＢＲＬ、Ｐ_ＢＲＲの合計値が補正前の基本目標制動圧Ｐ_ＢＲＬ、Ｐ_ＢＲＲの合計値と同じでかつ右非転舵輪２４に対する補正後の基本目標制動圧Ｐ_ＢＲＲが左非転舵輪２３に対する補正後の基本目標制動圧Ｐ_ＢＲＬよりもΔＰａだけ大きくなるように、基本目標制動圧Ｐ_ＢＲＬ、Ｐ_ＢＲＲを補正する。

そして、制動用ＥＣＵ１０３は、補正後の基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲ、Ｐ_ＢＲＬおよびＰ_ＢＲＲを目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ、Ｐ_ＴＦＲ、Ｐ_ＴＲＬおよびＰ_ＴＲＲとし、制動圧Ｐ_ＦＬ、Ｐ_ＦＲ、Ｐ_ＲＬおよびＰ_ＲＲが、それぞれ目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ、Ｐ_ＴＦＲ、Ｐ_ＴＲＬおよびＰ_ＴＲＲと等しくなるように空圧回路３０を制御する（ステップＳ１２）。なお、あそび補償制御の時間長さは、予め設定された時間長となるように制御される。この後、制動用ＥＣＵ１０３は、ステップＳ１に戻る。

操舵モードが自動操舵モードである場合において操舵状態が「切り始め状態」および「切り返し状態」であると判別されたときには、ステップＳ７およびステップＳ８によるあそび補償処理またはステップＳ７およびステップＳ１０によるあそび補償処理が行われる。これにより、あそびが詰められるので、操舵の応答性が向上する。また、ステップＳ９またはステップＳ１１の処理によって、左右転舵輪２１，２２の制動力差によるヨーモーメントの発生が抑制される。

図３Ａを参照して、ステップＳ１において、操舵モードが手動操舵モードであると判別された場合には（ステップＳ１：ＮＯ）、制動用ＥＣＵ１０３は、マスタシリンダ圧力Ｐ_ｍ、操舵トルクＴ_ｄおよび転舵角θ_ｔを取得する（ステップＳ１３）。そして、制動用ＥＣＵ１０３は、マスタシリンダ圧力Ｐ_ｍに基づいて、ブレーキチャンバー３１_ＦＬ、３１_ＦＲ、３１_ＲＬおよび３１_ＲＲに対する基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲ、Ｐ_ＢＲＬおよびＰ_ＢＲＲを演算する（ステップＳ１４）。

次に、制動用ＥＣＵ１０３は、基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲ、Ｐ_ＢＲＬおよびＰ_ＢＲＲの全てが０であるか否かを判別する（ステップＳ１５）。基本目標制動圧の全てが０である場合には（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、制動用ＥＣＵ１０３は、ステップＳ５に移行する。
ステップＳ５では、制動用ＥＣＵ１０３は、基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲ、Ｐ_ＢＲＬおよびＰ_ＢＲＲを目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ、Ｐ_ＴＦＲ、Ｐ_ＴＲＬおよびＰ_ＴＲＲとし、制動圧Ｐ_ＦＬ、Ｐ_ＦＲ、Ｐ_ＲＬおよびＰ_ＲＲが、それぞれ目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ、Ｐ_ＴＦＲ、Ｐ_ＴＲＬおよびＰ_ＴＲＲと等しくなるように空圧回路３０を制御する。そして、制動用ＥＣＵ１０３は、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ１５において、基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲ、Ｐ_ＢＲＬおよびＰ_ＢＲＲのいずれかが０ではないと判別された場合には（ステップＳ１５：ＮＯ）、制動用ＥＣＵ１０３は、操舵状態が「切り始め状態」および「切り返し状態」のいずれかの状態であるという第２条件を満たしているか否かを判別する（ステップＳ１６）。
第２条件は、例えば、次のように設定される。今回取得した操舵トルクＴ_ｄ，ｎと前回取得した操舵トルクＴ_{ｄ，ｎ−１}との差（Ｔ_ｄ，ｎ−Ｔ_{ｄ，ｎ−１}）をΔＴ_ｄとする。今回取得した転舵角θ_ｔ，ｎと前回取得した転舵角θ_{ｔ，ｎ−１}との差（θ_ｔ，ｎ−θ_{ｔ，ｎ−１}）をΔθ_ｔとする。第２条件は、｜ΔＴ_ｄ｜＞Ｔｈ３かつ｜Δθ_ｔ｜＜Ｔｈ４であるという条件である。Ｔｈ３およびＴｈ４は、それぞれ０より大きな所定値である。

第２条件を満たしてない場合には（ステップＳ１６：ＮＯ）、ステップＳ５に移行する。つまり、制動用ＥＣＵ１０３は、基本目標制動圧Ｐ_ＢＦＬ、Ｐ_ＢＦＲ、Ｐ_ＢＲＬおよびＰ_ＢＲＲを目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ、Ｐ_ＴＦＲ、Ｐ_ＴＲＬおよびＰ_ＴＲＲとして、空圧回路３０を制御する。そして、制動用ＥＣＵ１０３は、ステップＳ１に戻る。
一方、第２条件を満たしていると判別された場合には（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、制動用ＥＣＵ１０３は、ステップＳ１７に移行する。ステップＳ１７では、制動用ＥＣＵ１０３は、まず、操舵予定方向が左操舵方向であるか否かを判別する。具体的には、制動用ＥＣＵ１０３は、Ｔ_ｄ＞０であれば、操舵予定方向が左操舵方向であると判別し、Ｔ_ｄ＜０であれば、操舵予定方向が右操舵方向であると判別する。

図３Ａおよび図３Ｂを参照して、操舵予定方向が左操舵方向である場合には（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、制動用ＥＣＵ１０３は、前述したステップＳ８、Ｓ９およびＳ１２の処理を行う。この後、制動用ＥＣＵ１０３は、ステップＳ１に戻る。この場合、ステップＳ１７およびステップＳ８の処理が、あそび補償制御処理である。
操舵予定方向が右操舵方向であると判別された場合には（ステップＳ１７：ＮＯ）、前述したステップＳ１０、Ｓ１１およびＳ１２の処理を行う。この後、制動用ＥＣＵ１０３は、ステップＳ１に戻る。この場合、ステップＳ１７およびステップＳ１０の処理が、あそび補償制御処理である。

操舵モードが手動操舵モードである場合において操舵状態が「切り始め状態」および「切り返し状態」であると判別されたときには、ステップＳ１７およびステップＳ８によるあそび補償処理またはステップＳ１７およびステップＳ１０によるあそび補償処理が行われる。これにより、あそびが詰められるので、操舵の応答性が向上する。また、ステップＳ９またはステップＳ１１の処理によって、左右転舵輪２１，２２の制動力差によるヨーモーメントの発生が抑制される。

図５は、自動操舵によって車両が減速しながら幅寄せする場合の目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ、
Ｐ_ＴＦＲ、Ｐ_ＴＲＬおよびＰ_ＴＲＲの変化例を示すタイムチャートである。図５において、横偏差は、車両位置から路肩までの横偏差を表している。
直進状態から時点ｔ１で減速が開始される。このため、時点ｔ１で、目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ、Ｐ_ＴＦＲ、Ｐ_ＴＲＬおよびＰ_ＴＲＲが、それぞれ０から所定値に設定されている。図５では、説明の便宜上、目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ、Ｐ_ＴＦＲ、Ｐ_ＴＲＬおよびＰ_ＴＲＲは、全て同じ値に設定されている。

時点ｔ２で操舵状態が左転舵方向への「切り始め状態」となり、左右転舵輪２１，２２に右転舵方向のトルクが発生するように、左右転舵輪２１，２２に対する目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ，Ｐ_ＴＦＲが設定される（あそび補償制御）。具体的には、左右転舵輪２１，２２に対する目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ，Ｐ_ＴＦＲの総和を変化させることなく、右転舵輪２２に対する目標制動圧Ｐ_ＴＦＲが左転舵輪２１に対する目標制動圧Ｐ_ＴＦＬよりもＰａだけ大きくなるように、目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ，Ｐ_ＴＦＲが設定される。

また、左右非転舵輪２３，２４に対する目標制動圧Ｐ_ＴＲＬ，Ｐ_ＴＲＲの総和を変化させることなく、左非転舵輪２３に対する目標制動圧Ｐ_ＴＲＬが右非転舵輪２４に対する目標制動圧Ｐ_ＴＲＲよりもＰａだけ大きくなるように、目標制動圧Ｐ_ＴＲＬ，Ｐ_ＴＲＲが設定される。このような制御は、時点ｔ２から所定時間経過後の時点ｔ３まで行われる。
また、時点ｔ４において、操舵状態が右転舵方向への「切り返し状態」となり、左右転舵輪２１，２２に左転舵方向のトルクが発生するように、左右転舵輪２１，２２に対する目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ，Ｐ_ＴＦＲが設定される（あそび補償制御）。具体的には、左右転舵輪２１，２２に対する目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ，Ｐ_ＴＦＲの総和を変化させることなく、左転舵輪２１に対する目標制動圧Ｐ_ＴＦＬが右転舵輪２２に対する目標制動圧Ｐ_ＴＦＲよりもＰａだけ大きくなるように、目標制動圧Ｐ_ＴＦＬ，Ｐ_ＴＦＲが設定される。

また、左右非転舵輪２３，２４に対する目標制動圧Ｐ_ＴＲＬ，Ｐ_ＴＲＲの総和を変化させることなく、右非転舵輪２４に対する目標制動圧Ｐ_ＴＲＲが左転舵輪２３に対する目標制動圧Ｐ_ＴＲＬよりもＰａだけ大きくなるように、目標制動圧Ｐ_ＴＲＬ，Ｐ_ＴＲＲが設定される。このような制御は、時点ｔ４から所定時間経過後の時点ｔ５まで行われる。
時点ｔ６において、操舵状態が左転舵方向への「切り返し状態」となり、時点ｔ２〜ｔ３と同様なあそび補償制御制御が行われる（時点ｔ６〜ｔ７）。このようなあそび補償制御により、精度の高い正着制御が可能となる。

前述の実施形態では、左右転舵輪２１，２２の制動力差を発生させることにより、左右転舵輪２１，２２の速度差を発生させて、あそびを詰めるようにしている。しかし、あそびを詰める方法としては、左右転舵輪２１，２２の速度差を発生させることができるのであれば、左右転舵輪２１，２２の制動力差を発生させる方法以外の方法を用いてもよい。例えば、左右転舵輪２１，２２にインホイールモータを設け、これらのインホイールモータを駆動制御することにより、左右転舵輪２１，２２の速度差を発生させてもよい。

また、前述の実施形態では、あそび補償制御が行われる際に、左右転舵輪２１，２２の制動力差（速度差）によるヨーモーメントの発生を抑制するために、左右非転舵輪２３，２４に制動力差（速度差）を発生させている。しかし、あそび補償制御が行われる際に、左右非転舵輪２３，２４に制動力差（速度差）を発生させなくてもよい。この場合には、図３ＢのステップＳ９およびＳ１１の処理は省略される。

また、前述の実施形態では、あそび補償制御は、制動が行われる場合にのみ実行されるようになっているが、制動が行われていない場合にも、あそび補償制御が実行されるようにしてもよい。
その他、この発明は、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１…パワーステアリング装置、８…転舵機構、９…電動モータ、２１，２２…転舵輪、２３，２４…非転舵輪、２５…回転角センサ、２６…トルクセンサ、２７…転舵角センサ、３０…空圧回路、３１_ＦＬ，３１_ＦＲ，３１_ＲＬ，３１_ＲＲ…ブレーキチャンバー、１０１…自動操舵用ＥＣＵ、１０２…モータ制御用ＥＣＵ、１０３…制動用ＥＣＵ

Claims (5)

1. 左右の転舵輪を転舵させるための転舵機構と、
   前記左右の転舵輪に速度差を発生させる転舵輪速度差発生装置と、
   前記転舵輪速度差発生装置を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、操舵状態が切り始め状態および切り返し状態のいずれかである場合に、あそびを詰めるためのあそび補償制御を実行するように構成されており、
   前記あそび補償制御では、前記転舵輪速度差発生装置によって、操舵予定方向と反対方向のトルクが発生するように、前記左右の転舵輪に車輪速度差が発生される、転舵制御装置。
2. 前記転舵輪速度差発生装置は、前記左右の転舵輪に制動力の差を発生させることにより、前記左右の転舵輪に車輪速度差を発生させるものである、請求項１に記載の転舵制御装置。
3. 左右の非転舵輪に速度差を発生させる非転舵輪速度差発生装置を備え、
   前記制御部は、前記あそび補償制御によって生じるヨーモーメントを低減するように、前記非転舵輪速度差発生装置を制御する、請求項１または２に記載の転舵制御装置。
4. 前記非転舵輪速度差発生装置は、前記左右の非転舵輪に制動力の差を発生させることにより、前記左右の非転舵輪に速度差を発生させるものである、請求項３に記載の転舵制御装置。
5. 前記転舵機構に転舵力を与えるためのアクチュエータと、
   実操舵角が自動操舵のための目標操舵角に等しくなるように、前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部とを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の転舵制御装置。

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