JP6098174B2 - Steering control device - Google Patents
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Description
本発明は、ステアリングホイールと転舵輪との間を機械的に分離した状態で、転舵輪を転舵アクチュエータで転舵させる車両の操舵制御装置に関し、特に、ステアリングホイールに操舵反力を付与する反力アクチュエータを利用して操舵系の端当て感を運転者に与える操舵制御装置に関する。 The present invention relates to a steering control device for a vehicle in which a steered wheel is steered by a steered actuator in a state where the steering wheel and the steered wheel are mechanically separated. The present invention relates to a steering control device that uses a force actuator to give a driver a feeling of end-fitting of a steering system.
この種の従来の技術として、操舵角の上限位置付近及び下限位置付近において、操舵角が許容範囲からのしきい値越えを抑止する仮想的な当接抗力を生成するようにしたものが知られている（特許文献１）。 As a conventional technique of this type, there is known a technique that generates a virtual contact drag that suppresses the steering angle from exceeding the threshold value from the allowable range near the upper limit position and the lower limit position of the steering angle. (Patent Document 1).
ここで、特許文献１に記載された技術では、操舵角が上限位置付近及び下限位置付近にあるときには、操舵角の増加に応じて当接抗力を生成するための指令電流を急激に増加させるものであるが、操舵角と指令電流とは線形の関係にあるため、運転者が感じる当接抗力は、操舵角の増加に伴って比例的に増加することになる。
このような構成であれば、操舵角が増加するに従って当接抗力が比例的に増加することになるため、運転者に的確な端当て感を与えることができるようにも思えるが、本発明者の実験によると、比例的に増加させる構成は決して最適なものではないことが判った。
本発明は、このような従来技術の不十分な点に着目してなされたものであって、その課題は、運転者により自然な端当て感を与えることができる操舵制御装置を提供することにある。
Here, in the technique described in
With such a configuration, the contact drag force increases proportionally as the steering angle increases, so it seems that the driver can be given a precise feeling of contact, but the present inventors According to the experiment, it was found that the proportional increase is not optimal.
The present invention has been made paying attention to such an insufficient point of the prior art, and the problem is to provide a steering control device capable of giving a natural feeling to the driver to the driver. is there.
以上の課題を解決するため、本発明に係る操舵制御装置は、転舵輪の転舵角が予め設定した上限しきい値を越えた分である差分と、当該差分の変化速度である差分変化速度とを求め、少なくともそれら差分と差分変化速度とに基づいて、それら差分及び差分変化速度が大きくなるに従って大きくなる端当て反力を演算するとともに、その差分の増加に対する端当て反力の増加の割合を、その差分が小さい領域よりも差分が大きい領域で大きくするようにした。 In order to solve the above problems, the steering control device according to the present invention provides a difference in which the turning angle of the steered wheels exceeds a preset upper limit threshold and a difference change speed that is a change speed of the difference. Based on at least the difference and the difference change speed , calculate the end contact reaction force that increases as the difference and the difference change speed increase, and the ratio of the increase in the end contact reaction force to the increase in the difference Is made larger in an area where the difference is larger than an area where the difference is small.
本発明によれば、反力アクチュエータによって発生する端当て反力は、転舵角が上限しきい値を越えることで発生し、その端当て反力の大きさは、転舵角が上限しきい値を超えた分である差分及び差分変化速度が大きくなるに従って、大きくなるものの、その大きくなる割合（変化の傾き）は、操舵角が大きくなるに従って大きく（急峻に）なる。このため、端当て反力が発生し始めた直後よりも、さらにステアリングホイールの切り増しをしたところで、運転者は操舵反力が急激に増加したという感触を得ることになり、従来に比して、自然な端当て感を与えることができる。 According to the present invention, the end contact reaction force generated by the reaction force actuator is generated when the turning angle exceeds the upper limit threshold value, and the magnitude of the end contact reaction force is the upper limit threshold of the turning angle. Although the difference that exceeds the value and the difference change speed increase, the ratio increases (the gradient of change) increases (steeply) as the steering angle increases. For this reason, when the steering wheel is further increased than immediately after the end contact reaction force starts to occur, the driver gets a feeling that the steering reaction force has increased rapidly. , Can give a natural feeling.
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（以下、本実施形態と記載する）について、図面を参照しつつ説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the present embodiment) will be described with reference to the drawings.
（構成）
図１は、本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。
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ステアリングホイールの操作に応じて転舵モータを駆動制御し、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、ステアリングホイールと転舵輪との間に介装するバックアップクラッチを、通常状態である開放状態に切り換えて、ステアリングホイー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行う。
(Constitution)
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a vehicle including the steering control device of the present embodiment.
The vehicle provided with the
Here, in the SBW system, the traveling direction of the vehicle is changed by controlling the driving of the steered motor in accordance with the operation of the steering wheel that is steered by the driver of the vehicle, and by steering the steered wheels. The drive control of the steered motor is performed by switching the backup clutch interposed between the steering wheel and the steered wheel to the open state, which is the normal state, and mechanically setting the torque transmission path between the steering wheel and the steered wheel. Do this in a separate state.
そして、例えば、断線等、ＳＢＷシステムに異常が発生した場合には、開放状態のバックアップ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、運転者がステアリングホイールに加える力を用いて、転舵輪の転舵を継続する。
図１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、反力モータ４と、バックアップクラッチ６を備える。これに加え、操舵制御装置１は、エンジン指令検出部８と、操舵トルク検出部１０と、車速検出部１２と、操舵角検出部１４と、転舵角検出部１６と、転舵モータ制御部１８と、反力モータ制御部２０を備える。
For example, when an abnormality occurs in the SBW system, such as a disconnection, the force applied by the driver to the steering wheel by switching the open backup clutch to the engaged state and mechanically connecting the torque transmission path. The steering of the steered wheels is continued using.
As shown in FIG. 1, the
転舵モータ２は、転舵モータ制御部１８が出力する転舵モータ指令電流に応じて駆動するモータであり、転舵輪Ｗを転舵させるための転舵トルクを出力する。転舵モータ２が出力した転舵トルクは、転舵モータ２の駆動により回転する転舵モータ出力軸２２を介して、ラックギア２４に伝達される。
ラックギア２４は、転舵モータ出力軸２２の回転に応じて車幅方向へ変位するラック軸２６を有する。ラック軸２６の両端は、それぞれ、転舵輪Ｗに連結する。
The steered
The
転舵輪Ｗは、車両の前輪（左右前輪）であり、ラック軸２６の車幅方向への変位に伴って転舵し、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Ｗ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Ｗを、転舵輪ＷＦＬと示し、右前輪で形成した転舵輪Ｗを、転舵輪ＷＦＲと示す。
反力モータ４は、ステアリングホイール２８とバックアップクラッチ６との間に配置する。
The steered wheels W are front wheels (left and right front wheels) of the vehicle, and are steered with the displacement of the
The
また、反力モータ４は、反力モータ制御部２０が出力する反力モータ指令電流に応じて駆動するモータであり、ステアリングシャフト３０へ操舵反力を出力可能である。これにより、反力モータ４は、ステアリングシャフト３０を介して、ステアリングホイール２８へ操舵反力を出力する。
ここで、反力モータ４がステアリングホイール２８へ出力する操舵反力は、バックアップクラッチ６を開放状態に切り換えて、ステアリングホイール２８と転舵輪Ｗ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、ステアリングシャフト３０へ出力可能な反力である。
The
Here, the steering reaction force output from the
すなわち、反力モータ４がステアリングシャフト３０へ出力する操舵反力は、運転者がステアリングホイール２８を操舵する操作方向とは反対方向へ作用する反力である。
また、操舵反力の演算は、転舵輪Ｗに作用しているタイヤ軸力やステアリングホイール２８の操舵状態に応じて行なう。これにより、ステアリングホイール２８を操舵する運転者へ、適切な操舵反力を伝達する。
バックアップクラッチ６は、運転者が操作するステアリングホイール２８と転舵輪Ｗとの間に介装し、転舵モータ制御部１８が出力するクラッチ指令電流に応じて、開放状態または締結状態に切り換わる。なお、バックアップクラッチ６は、通常状態では開放状態である。
That is, the steering reaction force output from the
Further, the calculation of the steering reaction force is performed according to the tire axial force acting on the steered wheels W and the steering state of the
The
ここで、バックアップクラッチ６の状態を開放状態に切り換えると、ステアリングシャフト３０の一端側とピニオン軸３２の一端側を離間させる。これにより、ステアリングホイール２８と転舵輪Ｗとの間のトルク伝達経路を機械的に分離させて、ステアリングホイール２８の操舵操作が転舵輪Ｗへ伝達されない状態とする。なお、ステアリングシャフト３０は、一端側をバックアップクラッチ６の内部で操舵側クラッチ板３４に連結し、他端側をステアリングホイール２８に連結して、ステアリングホイール２８と共に回転する。また、ピニオン軸３２は、一端側をバックアップクラッチ６の内部で転舵側クラッチ板３６に連結し、他端側に設けた歯車（図示せず）をラックギア２４に噛合させる。
Here, when the state of the
一方、バックアップクラッチ６の状態を締結状態に切り換えると、ステアリングシャフト３０の一端側とピニオン軸３２の一端側を連結する。これにより、ステアリングホイール２８と転舵輪Ｗとの間のトルク伝達経路を機械的に結合させて、ステアリングホイール２８の操舵操作が転舵輪Ｗへ伝達される状態とする。
したがって、ステアリングシャフト３０は、トルク伝達経路の一部を形成する。
On the other hand, when the state of the
Therefore, the
エンジン指令検出部８は、駆動輪を駆動する駆動源であるエンジン（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、転舵モータ制御部１８へ出力する。なお、本実施形態では、一例として、駆動輪を、図示しない車両の後輪（左右後輪）とするが、これに限定するものではなく、駆動輪を、車両の前輪として、転舵輪Ｗが駆動輪を兼ねる構成としてもよい。また、駆動源は、エンジンに限定するものではなく、駆動輪を駆動可能なモータとしてもよい。
The engine
操舵トルク検出部１０は、例えば、ステアリングホイール２８を回転可能に支持するステアリングコラム（図示せず）に設け、運転者がステアリングホイール２８を操作することでステアリングシャフト３０に加わるトルクを検出する。そして、操舵トルク検出部１０は、検出した操舵トルクを含む情報信号を、転舵モータ制御部１８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。
車速検出部１２は、公知の車速センサであり、車両の車速を検出する。そして、検出した車速を含む情報信号を、転舵モータ制御部１８及び反力モータ制御部２０へ出力する。
The
The
操舵角検出部１４は、例えば、レゾルバ等を用いて形成し、操舵トルク検出部１０と同様、ステアリングコラムに設ける。
また、操舵角検出部１４は、ステアリングホイール２８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、操舵角検出部１４は、検出したステアリングホイール２８の現在操舵角を含む情報信号を、転舵モータ制御部１８及び反力モータ制御部２０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θｓ」と記載する場合がある。
The steering
Further, the steering
転舵角検出部１６は、例えば、レゾルバ等を用いて形成し、転舵モータ２に設ける。
また、転舵角検出部１６は、転舵モータ２の回転角度（転舵角度）を検出する。そして、転舵角検出部１６は、検出した転舵角度（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１８へ出力する。なお、以降の説明では、転舵モータ回転角を、「実転舵角θｔ」と記載する場合がある。
The turning
Further, the turning
転舵モータ制御部１８は、反力モータ制御部２０と、エンジン指令検出部８及び車速検出部１２と、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信ライン３８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１８は、通信ライン３８を介して入力を受けた情報信号や、操舵角検出部１４から入力を受けた情報信号に基づき、転舵モータ２を駆動制御する。なお、転舵モータ制御部１８の詳細な構成については、後述する。
The steered
The steered
反力モータ制御部２０は、転舵モータ制御部１８及び車速検出部１２と、通信ライン３８を介して、情報信号の入出力を行う。
また、反力モータ制御部２０は、通信ライン３８を介して入力を受けた情報信号や、操舵角検出部１４から入力を受けた情報信号に基づき、反力モータ４を駆動制御する。なお、反力モータ制御部２０の詳細な構成については、後述する。
The reaction force
The reaction force
（転舵モータ制御部１８の詳細な構成）
以下、図１を参照しつつ、図２及び図３を用いて、転舵モータ制御部１８の詳細な構成を、図２中に示す他の構成との関連を含めて説明する。
図２は、転舵モータ制御部１８の詳細な構成を説明するブロック図である。
図２中に示すように、転舵モータ制御部１８は、クラッチ制御部４０と、ＥＰＳ制御部４２と、ＳＢＷ転舵指令角演算部４４を備える。これに加え、転舵モータ制御部１８は、ゲイン付加部４６と、転舵位置サーボ制御部４８と、転舵指令電流切替部５０と、転舵指令電流サーボ制御部５２を備える。
(Detailed configuration of the steered motor control unit 18)
Hereinafter, the detailed configuration of the steered
FIG. 2 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the steered
As shown in FIG. 2, the steering
クラッチ制御部４０は、エンジン指令検出部８が出力した情報信号と、操舵トルク検出部１０が出力した情報信号の入力を受ける。そして、エンジン指令検出部８が出力した情報信号が含むエンジンの状態と、操舵トルク検出部１０が出力した情報信号が含むトルクセンサ値Ｖｔｓに基づき、クラッチ制御フラグ及び転舵制御切替フラグを生成する。
また、クラッチ制御部４０は、生成したクラッチ制御フラグを含む情報信号を、クラッチ指令電流として、バックアップクラッチ６へ出力する。これに加え、クラッチ制御部４０は、生成した転舵制御切替フラグを含む情報信号を、転舵指令電流切替部５０へ出力する。
ここで、クラッチ制御フラグは、バックアップクラッチ６へ出力するクラッチ指令電流を切り替えるための指令値であり、開放指令と締結指令がある。
また、転舵制御切替フラグは、転舵モータ２へ出力する転舵指令電流を切り替えるための指令値であり、ＥＰＳ状態とＳＢＷ状態がある。
The
Further, the
Here, the clutch control flag is a command value for switching the clutch command current to be output to the
The steering control switching flag is a command value for switching the steering command current to be output to the
以下、図３を用いて、クラッチ制御部４０が、クラッチ制御フラグ及び転舵制御切替フラグを生成する処理について説明する。
図３は、クラッチ制御部４０が、クラッチ制御フラグ及び転舵制御切替フラグを生成する処理を示すフローチャートである。
図３中に示すフローチャートは、車両のエンジンが停止している状態から開始（図中に示す「ＳＴＡＲＴ」）する。
まず、ステップＳ１０において、エンジン指令検出部８が出力した情報信号を参照して、停止しているエンジンが駆動しているか否かを検出し、エンジンが始動しているか否かを判定（図中に示す「ＩＧＮ ＯＮ？」）する。
Hereinafter, the process in which the
FIG. 3 is a flowchart illustrating a process in which the
The flowchart shown in FIG. 3 starts from a state where the engine of the vehicle is stopped (“START” shown in the figure).
First, in step S10, it is determined whether or not the stopped engine is driven by referring to the information signal output by the engine
ステップＳ１０において、エンジンが始動している（図中に示す「Ｙ」）と判定すると、クラッチ制御部４０が行なう処理は、ステップＳ２０へ移行する。
一方、ステップＳ１０において、エンジンが始動していない（図中に示す「Ｎ」）と判定すると、クラッチ制御部４０は、ステップＳ１０の処理を繰り返す。
ステップＳ２０では、転舵制御切替フラグを、ＥＰＳ状態として生成（図中に示す「転舵制御切替フラグ＝ＥＰＳ状態」）する。ステップＳ２０において、転舵制御切替フラグをＥＰＳ状態として生成すると、クラッチ制御部４０が行なう処理は、ステップＳ３０へ移行する。
If it is determined in step S10 that the engine has been started ("Y" shown in the figure), the processing performed by the
On the other hand, when it is determined in step S10 that the engine is not started ("N" shown in the figure), the
In step S20, a steering control switching flag is generated as an EPS state ("steering control switching flag = EPS state" shown in the figure). In step S20, when the steering control switching flag is generated as the EPS state, the process performed by the
ステップＳ３０では、操舵トルク検出部１０が出力した情報信号を参照する。そして、運転者がステアリングシャフト３０に加えているトルクセンサ値Ｖｔｓの絶対値が、予め設定したクラッチ開放開始トルクＴｓ１以下であるか否かを判定（図中に示す「｜操舵トルク｜≦Ｔｓ１？」）する。なお、本実施形態では、一例として、ステアリングホイール２８を中立位置から右回り（時計回り）に回転させた状態での操舵トルクを正（＋）のトルクとし、ステアリングホイール２８を中立位置から左回り（反時計回り）に回転させた状態での操舵トルクを負（−）のトルクとする。
In step S30, the information signal output from the
ここで、クラッチ開放開始トルクＴｓ１は、例えば、操舵制御装置１を備えた車両の構成（例えば、ステアリングホイール２８及びステアリングシャフト３０の剛性）に応じて設定する。また、クラッチ開放開始トルクＴｓ１は、クラッチ制御部４０に記憶させておく。なお、クラッチ開放開始トルクＴｓ１は、例えば、実験により算出する。
クラッチ開放開始トルクＴｓ１は、ステアリングホイール２８を操舵している運転者が、バックアップクラッチ６の開放時に、ステアリングホイール２８を把持している手を介して、ステアリングホイール２８から受ける衝撃が小さい値である。
Here, the clutch release start torque Ts1 is set according to, for example, the configuration of the vehicle including the steering control device 1 (for example, the rigidity of the
The clutch release start torque Ts1 is a value with which the driver who is steering the
ステップＳ３０において、トルクセンサ値Ｖｔｓの絶対値がクラッチ開放開始トルクＴｓ１以下である（図中に示す「Ｙ」）と判定すると、クラッチ制御部４０が行なう処理は、ステップＳ４０へ移行する。
一方、ステップＳ３０において、トルクセンサ値Ｖｔｓの絶対値がクラッチ開放開始トルクＴｓ１を超えている（図中に示す「Ｎ」）と判定すると、クラッチ制御部４０は、ステップＳ３０の処理を繰り返す。
If it is determined in step S30 that the absolute value of the torque sensor value Vts is equal to or less than the clutch release start torque Ts1 ("Y" shown in the figure), the processing performed by the
On the other hand, if it is determined in step S30 that the absolute value of the torque sensor value Vts exceeds the clutch release start torque Ts1 (“N” in the figure), the
ステップＳ４０では、クラッチ制御フラグを、開放指令として生成（図中に示す「クラッチ制御フラグ＝開放指令」）する。ステップＳ４０において、クラッチ制御フラグを開放指令として生成すると、クラッチ制御部４０が行なう処理は、ステップＳ５０へ移行する。
ステップＳ５０では、操舵トルク検出部１０が出力した情報信号を参照する。そして、運転者がステアリングシャフト３０に加えているトルクセンサ値Ｖｔｓの絶対値が、予め設定したクラッチ開放推定トルクＴｓ２以下であるか否かを判定（図中に示す「｜操舵トルク｜≦Ｔｓ２？」）する。
In step S40, a clutch control flag is generated as a release command (“clutch control flag = release command” shown in the figure). When the clutch control flag is generated as the release command in step S40, the process performed by the
In step S50, the information signal output from the
ここで、クラッチ開放推定トルクＴｓ２は、クラッチ開放開始トルクＴｓ１未満のトルクであり、例えば、操舵制御装置１を備えた車両の構成（例えば、ステアリングホイール２８及びステアリングシャフト３０の剛性）に応じて設定する。また、クラッチ開放推定トルクＴｓ２は、クラッチ開放開始トルクＴｓ１と同様、クラッチ制御部４０に記憶させておく。なお、クラッチ開放推定トルクＴｓ２は、クラッチ開放開始トルクＴｓ１と同様、例えば、実験により算出する。
Here, the estimated clutch release torque Ts2 is a torque less than the clutch release start torque Ts1, and is set according to, for example, the configuration of the vehicle including the steering control device 1 (for example, the rigidity of the
ステップＳ５０において、トルクセンサ値Ｖｔｓの絶対値がクラッチ開放推定トルクＴｓ２以下である（図中に示す「Ｙ」）と判定すると、クラッチ制御部４０が行なう処理は、ステップＳ６０へ移行する。
一方、ステップＳ５０において、トルクセンサ値Ｖｔｓの絶対値がクラッチ開放推定トルクＴｓ２を超えている（図中に示す「Ｎ」）と判定すると、クラッチ制御部４０が行なう処理は、ステップＳ７０へ移行する。
If it is determined in step S50 that the absolute value of the torque sensor value Vts is equal to or less than the clutch release estimated torque Ts2 ("Y" shown in the figure), the processing performed by the
On the other hand, if it is determined in step S50 that the absolute value of the torque sensor value Vts exceeds the clutch release estimated torque Ts2 ("N" shown in the figure), the processing performed by the
ステップＳ６０では、クラッチ制御部４０が有するタイマを起動（図中に示す「タイマ＝タイマ＋１」）する。これにより、ステップＳ６０では、トルクセンサ値Ｖｔｓの絶対値がクラッチ開放推定トルクＴｓ２以下となっている時間である判定用経過時間の測定を開始する。ステップＳ６０において、判定用経過時間の測定を開始すると、クラッチ制御部４０が行なう処理は、ステップＳ８０へ移行する。
ステップＳ７０では、クラッチ制御部４０が有するタイマを起動せず（図中に示す「タイマ＝０」）に、クラッチ制御部４０が行なう処理を、ステップＳ８０へ移行させる。
In step S60, a timer included in the
In step S70, the process performed by the
ステップＳ８０では、タイマで計測している判定用経過時間が、予め設定したＳＢＷ切替判定時間Ｔｍ以上であるか否かを判定（図中に示す「判定用経過時間≧Ｔｍ？」）する。
ここで、ＳＢＷ切替判定時間Ｔｍは、バックアップクラッチ６の状態を締結状態から開放状態へ移行する処理を開始してから、バックアップクラッチ６が開放状態へ完全に移行したと推定されるまでの経過時間である。また、ＳＢＷ切替判定時間Ｔｍは、例えば、操舵制御装置１を備えた車両の構成（例えば、ステアリングホイール２８及びステアリングシャフト３０の剛性）に応じて設定する。
In step S80, it is determined whether or not the elapsed time for determination measured by the timer is equal to or longer than a preset SBW switching determination time Tm (“determination elapsed time ≧ Tm?” In the figure).
Here, the SBW switching determination time Tm is an elapsed time from the start of the process of shifting the state of the backup clutch 6 from the engaged state to the released state until it is estimated that the
また、ＳＢＷ切替判定時間Ｔｍは、クラッチ開放開始トルクＴｓ１と同様、クラッチ制御部４０に記憶させておく。なお、ＳＢＷ切替判定時間Ｔｍは、クラッチ開放開始トルクＴｓ１と同様、例えば、実験により算出する。
ステップＳ８０において、判定用経過時間がＳＢＷ切替判定時間Ｔｍ以上である（図中に示す「Ｙ」）と判定すると、クラッチ制御部４０が行なう処理は、ステップＳ９０へ移行する。
Further, the SBW switching determination time Tm is stored in the
In step S80, when it is determined that the determination elapsed time is equal to or longer than the SBW switching determination time Tm ("Y" shown in the figure), the processing performed by the
一方、ステップＳ８０において、判定用経過時間がＳＢＷ切替判定時間Ｔｍ未満である（図中に示す「Ｎ」）と判定すると、クラッチ制御部４０が行なう処理は、ステップＳ５０へ移行する。
ステップＳ９０では、転舵制御切替フラグを、ＳＢＷ状態として生成（図中に示す「転舵制御切替フラグ＝ＳＢＷ状態」）する。ステップＳ９０において、転舵制御切替フラグをＳＢＷ状態として生成すると、クラッチ制御部４０が行なう処理は終了（図中に示す「ＥＮＤ」）する。
On the other hand, if it is determined in step S80 that the determination elapsed time is less than the SBW switching determination time Tm (“N” in the drawing), the processing performed by the
In step S90, a steering control switching flag is generated as an SBW state ("steering control switching flag = SBW state" shown in the figure). In step S90, when the steering control switching flag is generated as the SBW state, the processing performed by the
以上により、クラッチ制御部４０は、エンジンの始動時にバックアップクラッチ６を締結状態とする。これに加え、エンジンの始動後に操舵トルク検出部１０が検出した操舵トルクがクラッチ開放開始トルクＴｓ１以下となると、締結状態のバックアップクラッチ６を開放状態に切り換える。
また、クラッチ制御部４０は、バックアップクラッチ６の締結状態から開放状態への切り換え開始後に、判定用経過時間がＳＢＷ切替判定時間Ｔｍ以上であると、バックアップクラッチ６の締結状態から開放状態への移行が終了したと判定する。
Thus, the
Further, the
ＥＰＳ制御部４２は、操舵トルク検出部１０が出力した情報信号と、車速検出部１２が出力した情報信号の入力を受ける。そして、操舵トルク検出部１０が出力した情報信号が含むトルクセンサ値Ｖｔｓと、車速検出部１２が出力した情報信号が含む車速に基づき、失陥時ＥＰＳアシスト電流を演算する。
また、ＥＰＳ制御部４２は、演算した失陥時ＥＰＳアシスト電流を含む情報信号を、ゲイン付加部４６及び転舵指令電流切替部５０へ出力する。
The
Further, the
ここで、失陥時ＥＰＳアシスト電流とは、例えば、断線等、ＳＢＷシステムに異常が発生した場合に、転舵モータ２から転舵輪Ｗへ転舵補助トルクを出力するための転舵モータ指令電流に応じた指令値である。
ここで、転舵モータ２が転舵輪Ｗへ出力する転舵補助トルクは、バックアップクラッチ６を締結状態に切り換えて、ステアリングホイール２８と転舵輪Ｗとの間のトルク伝達経路を機械的に連結させている状態で、転舵輪Ｗへ出力可能なトルクである。
Here, the EPS assist current at the time of failure is, for example, a steered motor command current for outputting a steering assist torque from the steered
Here, the steering assist torque output from the steered
ＳＢＷ転舵指令角演算部４４は、車速検出部１２が出力した情報信号と、操舵角検出部１４が出力した情報信号の入力を受ける。そして、車速検出部１２が出力した情報信号が含む車速と、操舵角検出部１４が出力した情報信号が含む現在操舵角θｓに基づき、転舵指令角を演算する。
また、ＳＢＷ転舵指令角演算部４４は、演算した転舵指令角を含む情報信号を、転舵位置サーボ制御部４８へ出力する。
The SBW steering command
Further, the SBW steering command
ここで、転舵指令角は、運転者によるステアリングホイール２８の操作に応じた目標転舵角を算出し、この算出した目標転舵角に応じて転舵モータ２を駆動制御するための電流指令値である。
ゲイン付加部４６は、ＥＰＳ制御部４２が出力した情報信号の入力を受ける。そして、ＥＰＳ制御部４２が出力した情報信号が含む失陥時ＥＰＳアシスト電流に対し、予め設定した始動時アシスト用ゲインを乗算して、始動時ＥＰＳアシスト電流を演算する。
Here, the steering command angle calculates a target turning angle according to the operation of the
The
また、ゲイン付加部４６は、演算した始動時ＥＰＳアシスト電流を含む情報信号を、転舵指令電流切替部５０へ出力する。
ここで、始動時ＥＰＳアシスト電流とは、エンジンの始動時に、転舵モータ２から転舵輪Ｗへ転舵補助トルクを出力するための転舵モータ指令電流に応じた指令値である。
また、始動時アシスト用ゲインは、転舵モータ２の性能（出力等）に応じて、始動時ＥＰＳアシスト電流が失陥時ＥＰＳアシスト電流よりも大きい値となるように設定し、ゲイン付加部４６に記憶させておく。
Further, the
Here, the starting EPS assist current is a command value corresponding to a steering motor command current for outputting steering assist torque from the steered
The starting assist gain is set so that the starting EPS assist current is larger than the failed EPS assist current in accordance with the performance (output, etc.) of the steered
以上により、エンジンの始動時にバックアップクラッチ６を締結状態として転舵モータ２が出力する転舵補助トルクは、操舵制御装置１の失陥時にバックアップクラッチ６を締結状態として転舵モータ２が出力する転舵補助トルクよりも大きいトルクとなる。
転舵位置サーボ制御部４８は、ＳＢＷ転舵指令角演算部４４が出力した情報信号の入力を受ける。そして、ＳＢＷ転舵指令角演算部４４が出力した情報信号が含む転舵指令角に基づき、ＳＢＷ転舵指令電流を演算する。
また、転舵位置サーボ制御部４８は、演算したＳＢＷ転舵指令電流を含む情報信号を、転舵指令電流切替部５０と、転舵指令電流サーボ制御部５２へ出力する。
Thus, the steering assist torque output by the
The steered position
Further, the steering position
ここで、ＳＢＷ転舵指令電流とは、目標転舵角に応じたトルクを転舵輪Ｗへ出力するための転舵モータ指令電流に応じた指令値である。
また、転舵位置サーボ制御部４８は、転舵角検出部１６が出力した情報信号の入力と、転舵指令電流サーボ制御部５２が出力した情報信号の入力を受ける。これに加え、転舵位置サーボ制御部４８は、転舵モータ２へ最終的に出力された転舵モータ指令電流を検出する。そして、転舵角検出部１６及び転舵指令電流サーボ制御部５２が出力した情報信号と、転舵モータ２へ最終的に出力された転舵モータ指令電流を、ＳＢＷ転舵指令電流の演算に用いる。これにより、転舵位置サーボ制御部４８は、ＳＢＷ転舵指令電流の演算に関するフィードバック制御を行なう。
Here, the SBW steering command current is a command value corresponding to the steering motor command current for outputting torque corresponding to the target turning angle to the steered wheels W.
Further, the turning position
転舵指令電流切替部５０は、クラッチ制御部４０、ＥＰＳ制御部４２、ゲイン付加部４６、転舵位置サーボ制御部４８が出力した情報信号の入力を受ける。
また、転舵指令電流切替部５０は、クラッチ制御部４０が出力した情報信号が含む転舵制御切替フラグに基づき、転舵指令電流を切り替える。そして、切り替えた電流を含む情報信号を、転舵指令電流サーボ制御部５２へ出力する。
The steering command
Further, the steering command
具体的には、転舵制御切替フラグがＥＰＳ状態であり、ＳＢＷシステムに異常が発生している場合に、転舵指令電流を、失陥時ＥＰＳアシスト電流に切り替える。なお、ＳＢＷシステムに発生している異常は、例えば、ＳＢＷシステムの状態を監視する監視部（図示せず）により検出する。
また、転舵制御切替フラグがＥＰＳ状態であり、ＳＢＷシステムに異常が発生していない場合に、転舵指令電流を、始動時ＥＰＳアシスト電流に切り替える。
また、転舵制御切替フラグがＳＢＷ状態である場合は、転舵指令電流を、ＳＢＷ転舵指令電流に切り替える。
Specifically, when the steering control switching flag is in the EPS state and an abnormality has occurred in the SBW system, the steering command current is switched to the EPS assist current at the time of failure. An abnormality occurring in the SBW system is detected by, for example, a monitoring unit (not shown) that monitors the state of the SBW system.
Further, when the steering control switching flag is in the EPS state and no abnormality has occurred in the SBW system, the steering command current is switched to the starting EPS assist current.
When the steering control switching flag is in the SBW state, the steering command current is switched to the SBW steering command current.
転舵指令電流サーボ制御部５２は、転舵指令電流切替部５０が出力した情報信号の入力を受ける。そして、転舵指令電流切替部５０が出力した情報信号が含む転舵指令電流に応じた転舵モータ指令電流が転舵モータ２へ入力されるように、転舵モータ２に供給する電圧を変化させる。
また、転舵指令電流サーボ制御部５２は、転舵位置サーボ制御部４８との間で情報信号の入出力を行なう。転舵指令電流サーボ制御部５２から転舵位置サーボ制御部４８へ出力する情報信号には、転舵モータ２に供給する電圧を含む。
The steering command current
Further, the steering command current
（反力モータ制御部２０の詳細な構成）
以下、図１から図３を参照しつつ、図４及び図５を用いて、反力モータ制御部２０の構成を、図４中に示す他の構成との関連を含めて説明する。
図４は、反力モータ制御部２０の詳細な構成を説明するブロック図である。
図４中に示すように、反力モータ制御部２０は、ＳＢＷ反力指令電流演算部５４と、反力指令電流サーボ制御部５６と、端当て反力電流演算部５８と、指令電流選択部６０と、を備える。
(Detailed structure of reaction force motor control unit 20)
Hereinafter, the configuration of the reaction force
FIG. 4 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the reaction force
As shown in FIG. 4, the reaction force
ＳＢＷ反力指令電流演算部５４は、車速検出部１２が出力した情報信号と、操舵角検出部１４が出力した情報信号の入力を受ける。そして、車速検出部１２が出力した情報信号が含む車速と、操舵角検出部１４が出力した情報信号が含む現在操舵角θｓに基づき、反力指令電流を演算する。
また、ＳＢＷ反力指令電流演算部５４は、演算した反力指令電流を含む情報信号を、指令電流選択部６０へ出力する。
The SBW reaction force command
Further, the SBW reaction force command
ここで、反力指令電流は、反力モータ４を駆動制御するための電流指令値である。
また、反力指令電流は、例えば、実転舵角θｔに、予め設定した反力モータ用ゲインを乗算して演算する。ここで、反力モータ用ゲインは、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、車速及びステアリングホイール２８の操舵角に依存するマップであり、予め形成して、ＳＢＷ反力指令電流演算部５４に格納する。
一方、端当て反力電流演算部５８は、操舵角検出部１４が出力した情報信号と、転舵角検出部１６が出力した情報信号の入力を受ける。そして、操舵角検出部１４が出力した情報信号が含む現在操舵角θｓと、転舵角検出部１６が出力した情報信号が含む実転舵角θｔとに基づき、端当て反力指令電流を演算する。
Here, the reaction force command current is a current command value for driving and controlling the
The reaction force command current is calculated by multiplying the actual turning angle θt by a preset reaction force motor gain, for example. Here, the reaction force motor gain is set in advance using the reaction force motor gain map. The reaction force motor gain map is a map that depends on the vehicle speed and the steering angle of the
On the other hand, the end contact reaction force
図５は、端当て反力電流演算部５８の具体的な構成を示すブロック図である。
図５に示すように、端当て反力電流演算部５８は、転舵角の上限しきい値θMAXを記憶したしきい値記憶部５８Ａと、実転舵角θｔと上限しきい値θMAXとの差分Δθ（＝θｔ−θMAX）を演算する減算器５８Ｂと、を備える。
しきい値記憶部５８Ａに記憶された上限しきい値θMAXは、転舵輪ＷＦＬ、ＷＦＲの機構的に可能な最大の転舵角よりも、若干小さい値に設定される。
FIG. 5 is a block diagram showing a specific configuration of the end contact reaction force
As shown in FIG. 5, the end contact reaction force
The upper limit threshold value θMAX stored in the threshold
また、減算器５８Ｂは、実転舵角θｔが上限しきい値θMAXを越えている場合には、差分Δθには、両者の差（θｔ−θMAX）をそのまま用いるが、実転舵角θｔが上限しきい値θMAX以下の場合には、差分Δθはゼロに設定する。
さらに、端当て反力電流演算部５８は、第１端当て反力設定部５８Ｃと、微分器５８Ｄと、切り戻し判定部５８Ｅと、乗算器５８Ｆと、微分器５８Ｇと、乗算器５８Ｈと、リミッタ５８Ｉと、加算器５８Ｊと、を備える。
Further, when the actual turning angle θt exceeds the upper limit threshold θMAX, the subtractor 58B uses the difference (θt−θMAX) as it is as the difference Δθ, but the actual turning angle θt is If it is less than or equal to the upper threshold value θMAX, the difference Δθ is set to zero.
Further, the end contact reaction force
第１端当て反力設定部５８Ｃは、差分Δθに基づき予め設定されたマップを参照して第１端当て反力Ｔ１を設定する。第１端当て反力設定部５８Ｃに設定されたマップについては、後述する。
微分器５８Ｄは、現在操舵角θｓを微分して操舵角速度ｄθｓ／ｄｔを演算する。
切り戻し判定部５８Ｅは、差分Δθ及び操舵角速度ｄθｓ／ｄｔに基づいて切り増し切り戻しの判定をして、切り増しの場合には第１ゲインＫ１をゼロに設定し、切り戻しの場合には第１ゲインＫ１を所定値Ｋに設定する。ただし、差分Δθがゼロであるときには、切り戻しではないと判断して、第１ゲインＫ１はゼロに設定する。
The first end contact reaction force setting unit 58C sets the first end contact reaction force T1 with reference to a map set in advance based on the difference Δθ. The map set in the first end contact reaction force setting unit 58C will be described later.
The
The switch-
乗算器５８Ｆは、操舵角速度ｄθｓ／ｄｔに第１ゲインＫ１を乗じて第２端当て反力Ｔ２を演算する。
微分器５８Ｇは、差分Δθを微分して差分変化率ｄΔθ／ｄｔを演算する。
乗算器５８Ｈは、差分変化率ｄΔθ／ｄｔに第２ゲインＫ２を乗算して第３端当て反力Ｔ３を演算する。第２ゲインＫ２は、例えば、切り戻し判定部５８Ｅで設定される所定値Ｋと同じ値とすることができる。
The
The
The
リミッタ５８Ｉは、乗算器５８Ｆで演算された第２端当て反力Ｔ２を、第１端当て反力Ｔ１でリミットを掛けることで、最終的な第２端当て反力Ｔ２を設定する。つまり、リミッタ５８Iは、乗算器５８Ｆで演算された第２端当て反力Ｔ２と、第１端当て反力設定部５８Ｃで設定された第１端当て反力Ｔ１とを、絶対値同士で比較し、｜Ｔ２｜≦｜Ｔ１｜の場合には最終的な第２端当て反力Ｔ２を乗算器５８Ｆで演算された第２端当て反力Ｔ２とし、｜Ｔ２｜＞｜Ｔ１｜の場合には最終的な第２端当て反力Ｔ２の大きさを、第１端当て反力Ｔ１と同じ値（ただし、符号は元の第２端当て反力Ｔ２のまま）とする。
そして、加算器５８Ｊは、第１端当て反力Ｔ１、第２端当て反力Ｔ２及び第３端当て反力Ｔ３を合計して、最終的な端当て反力Ｔ４を演算する。
The limiter 58I sets a final second end contact reaction force T2 by applying a limit to the second end contact reaction force T2 calculated by the
Then, the
ここで、ＳＢＷ状態にあるときには、バックアップクラッチ６を、通常状態である開放状態としてステアリングホイール２８と転舵輪ＷＦＲ、ＷＦＬとの間のトルク伝達経路を機械的に分離した状態で、転舵が行われる。このため、ステアリングギヤ比を車両の走行状況に応じて可変とすることも可能であり、例えば、実転舵角θｔと現在操舵角θｓとの関係を、図６に示すように、車速Ｖによって可変とすることができる。この図６に示す例では、現在操舵角θｓに対する実転舵角θｔの変化（ステアリングギヤ比を示す直線の傾き）が、車速Ｖが増加するに従って小さくなっている。
このため、操舵系の機械的な構成で決まる転舵角の上限しきい値θMAXは一定であっても、その上限しきい値θMAXに対応する現在操舵角θｓの値（以下、最大値θｓMAXとも称する。）は、車速Ｖに応じて変化することになる。
Here, when in the SBW state, the steering is performed with the
For this reason, even if the upper limit threshold θMAX of the turning angle determined by the mechanical configuration of the steering system is constant, the value of the current steering angle θs corresponding to the upper limit threshold θMAX (hereinafter also referred to as the maximum value θsMAX). Will change according to the vehicle speed V.
第１端当て反力設定部５８Ｃに設定されているマップは、図５中に示すように、差分Δθが大きくなるに従って徐々に大きくなる第１端当て反力Ｔ１を設定するようになっている。ただし、差分Δθの増加に対する第１端当て反力Ｔ１の増加の割合は、差分Δθが大きい領域では、それが小さい領域よりも大きくなっている。より具体的には、差分Δθが小さい領域では、差分Δθに対する第１端当て反力Ｔ１の変化の傾きは小さく、差分Δθが中程度の領域では、その変化の傾きは中程度となり、差分Δθが大きくなると、その変化の傾きは最も急激となるという具合に、傾きが、３段階に変化するようになっている。
As shown in FIG. 5, the map set in the first end contact reaction
図４に戻って、指令電流選択部６０は、ＳＢＷ反力指令電流演算部５４から供給される反力指令電流と、端当て反力電流演算部５８から供給される端当て反力電流のうち、大きい方を選択し最終的な反力指令電流として反力指令電流サーボ制御部５６へ出力する。
そして、反力指令電流サーボ制御部５６は、指令電流選択部６０が出力した情報信号が含む反力指令電流に応じた反力モータ指令電流が反力モータ４へ入力されるように、反力モータ４に供給する電圧を変化させる。
また、反力指令電流サーボ制御部５６は、反力モータ４へ最終的に出力された反力モータ指令電流を検出する。そして、反力モータ４へ最終的に出力された反力モータ指令電流を、反力モータ４に供給する電圧の制御に用いる。これにより、反力指令電流サーボ制御部５６反力モータ４に供給する電圧に関するフィードバック制御を行なう。
Returning to FIG. 4, the command
Then, the reaction force command current
Further, the reaction force command current
（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。
図７は、操舵制御装置１を用いて行なう動作の一例を示すタイムチャートである。
図７中に示すタイムチャートは、エンジンが停止しており、車両に乗車して運転席に座った運転者による、図示しないイグニッション（ｉｇｎｉｔｉｏｎ）スイッチの操作を待機している状態（図中に示す「状態Ａ」）から開始する。ここで、イグニッションスイッチは、例えば、車両の運転者が操作するボタン（イグニッションボタン）で形成する。
(Operation)
Next, an example of an operation performed using the
FIG. 7 is a time chart illustrating an example of an operation performed using the
The time chart shown in FIG. 7 is a state in which the engine is stopped and the driver sitting on the driver's seat in the vehicle is waiting for the operation of an ignition switch (not shown) (shown in the figure). Start from "state A"). Here, the ignition switch is formed by, for example, a button (ignition button) operated by a vehicle driver.
状態Ａでは、イグニッションスイッチの操作状態を表す［ＩＧＮ］欄に示すように、イグニッションスイッチが操作されていない（図中に示す「ＯＦＦ」）。
したがって、状態Ａでは、［転舵指令電流］欄に示すように、転舵指令電流が「０」であり、また、［反力］欄に示すように、反力モータ４がステアリングシャフト３０へ出力する操舵反力は「０」である。
また、［クラッチ制御フラグ］欄に示すように、クラッチ制御フラグは、「締結指令」である。さらに、［転舵制御切替フラグ］欄に示すように、転舵制御切替フラグは、「ＥＰＳ状態」である。
In the state A, as shown in the [IGN] column indicating the operation state of the ignition switch, the ignition switch is not operated (“OFF” shown in the drawing).
Therefore, in the state A, the steering command current is “0” as shown in the “steering command current” column, and the
Further, as shown in the [Clutch control flag] column, the clutch control flag is an “engagement command”. Furthermore, as shown in the [steering control switching flag] field, the steering control switching flag is “EPS state”.
本実施形態では、状態Ａにおいて、車両の運転者がステアリングホイール２８を把持している場合等、運転者がステアリングホイール２８を操舵している場合について説明する。したがって、状態Ａでは、［操舵トルク］欄に示すように、操舵トルク検出部１０が検出するトルクセンサ値Ｖｔｓが、運転者がステアリングホイール２８を操舵していない状態よりも増加している。
また、状態Ａでは、クラッチ制御フラグが「締結指令」であるため、バックアップクラッチ６が締結されており、ステアリングホイール２８と転舵輪Ｗとの間のトルク伝達経路が機械的に結合している。
In the present embodiment, a case where the driver is steering the
In state A, since the clutch control flag is “engagement command”, the
このため、状態Ａでは、運転者によるステアリングホイール２８の操舵操作に伴い、［操舵角］欄に示すように、操舵角検出部１４が検出する現在操舵角θｓが変化している。これに加え、［転舵角］欄に示すように、転舵角検出部１６が検出する実転舵角θｔが変化している。
状態Ａにおいて、運転者によりイグニッションスイッチが操作され（図中に示す「ＯＮ」）、エンジン指令検出部８が、エンジンの状態としてエンジン駆動を検出すると、操舵制御装置１を用いて行なう動作は、状態Ａから状態Ｂへ移行する。
Therefore, in the state A, with the steering operation of the
In the state A, when the ignition switch is operated by the driver ("ON" shown in the drawing) and the engine
状態Ｂでは、ＥＰＳ制御部４２が失陥時ＥＰＳアシスト電流を演算し、この演算した失陥時ＥＰＳアシスト電流を含む情報信号を、ゲイン付加部４６及び転舵指令電流切替部５０へ出力する。そして、ゲイン付加部４６が、失陥時ＥＰＳアシスト電流に対して始動時アシスト用ゲインを乗算し、失陥時ＥＰＳアシスト電流よりも大きい値である始動時ＥＰＳアシスト電流を演算する。さらに、ゲイン付加部４６が、演算した始動時ＥＰＳアシスト電流を含む情報信号を、転舵指令電流切替部５０へ出力する。
In the state B, the
次に、転舵指令電流切替部５０は、転舵制御切替フラグに基づき、転舵指令電流を、始動時ＥＰＳアシスト電流に切り替える。さらに、始動時ＥＰＳアシスト電流を含む情報信号を、転舵指令電流サーボ制御部５２へ出力する。
そして、始動時ＥＰＳアシスト電流を含む情報信号の入力を受けた転舵指令電流サーボ制御部５２は、始動時ＥＰＳアシスト電流に応じた転舵モータ指令電流が転舵モータ２へ入力されるように、転舵モータ２に供給する電圧を変化させる。
Next, the steering command
Then, the steering command current
これにより、［転舵指令電流］欄に示すように、転舵モータ２へ入力される転舵モータ指令電流は、時間の経過につれて徐々に増加（図中に示す「フェードイン」）した後、ステアリングホイール２８の操舵角に応じて変化する。
ここで、本実施形態では、始動時ＥＰＳアシスト電流を、失陥時ＥＰＳアシスト電流よりも大きい値となるように設定している。このため、エンジンの始動時に転舵モータ２へ入力される転舵モータ指令電流を、ＳＢＷシステムに異常が発生した場合に転舵モータ２へ入力される転舵モータ指令電流よりも大きい値とすることが可能となる。
Thereby, as shown in the [steering command current] column, the steered motor command current input to the steered
Here, in the present embodiment, the starting EPS assist current is set to be larger than the failed EPS assist current. For this reason, the steering motor command current input to the
また、ステアリングホイール２８の操舵角が増加するにつれて、転舵輪Ｗの転舵角が増加する。これに加え、ステアリングホイール２８の操舵角が増加するにつれて、反力モータ４がステアリングシャフト３０へ出力する操舵反力が、時間の経過につれて徐々に増加（図中に示す「フェードイン」）した後、ステアリングホイール２８の操舵角に応じて変化する。
また、状態Ｂでは、状態Ａと同様、クラッチ制御フラグを「締結指令」に維持するとともに、転舵制御切替フラグを「ＥＰＳ状態」に維持する。
Further, as the steering angle of the
In state B, as in state A, the clutch control flag is maintained at the “engagement command”, and the turning control switching flag is maintained at the “EPS state”.
状態Ｂにおいて、運転者がステアリングシャフト３０に加えている操舵トルクが低下し、トルクセンサ値Ｖｔｓの絶対値が、クラッチ開放開始トルクＴｓ１以下となると、操舵制御装置１を用いて行なう動作は、状態Ｂから状態Ｃへ移行する。
状態Ｃでは、クラッチ制御部４０が、クラッチ制御フラグを「開放指令」として生成する。そして、クラッチ制御部４０は、「開放指令」として生成した情報信号を、クラッチ指令電流としてバックアップクラッチ６へ出力する。クラッチ指令電流の入力を受けたバックアップクラッチ６は、締結状態から開放状態への移行を開始する。
In the state B, when the steering torque applied by the driver to the steering
In the state C, the
また、状態Ｃでは、状態Ｂと同様、転舵制御切替フラグを「ＥＰＳ状態」に維持する。
また、状態Ｃでは、状態Ｂと同様、ステアリングホイール２８の操舵角に応じた操舵反力を、反力モータ４がステアリングシャフト３０へ出力する。
したがって、反力モータ制御部２０は、バックアップクラッチ６を締結状態として転舵モータ２が転舵補助トルクを出力する状態から、締結状態のバックアップクラッチ６を開放状態に切り換えるまでの間に、操舵反力をステアリングシャフト３０へ出力する。
Further, in the state C, similarly to the state B, the steering control switching flag is maintained in the “EPS state”.
In the state C, as in the state B, the
Therefore, the reaction force
このため、本実施形態では、状態Ｃにおいて、転舵モータ２が転舵補助トルクを出力するとともに、反力モータ４が操舵反力をステアリングシャフト３０へ出力している状態で、締結状態のバックアップクラッチ６を開放状態に切り換える。
これにより、本実施形態では、締結状態から開放状態に切り換えた際にバックアップクラッチ６からステアリングホイール２８に伝達される衝撃が、反力モータ４がステアリングシャフト３０へ出力している操舵反力よりも小さくなる。
For this reason, in this embodiment, in the state C, the
Thereby, in this embodiment, the impact transmitted from the
状態Ｃにおいて、トルクセンサ値Ｖｔｓの絶対値がクラッチ開放推定トルクＴｓ２以下となると、クラッチ制御部４０が有するタイマを起動して、判定用経過時間の測定を開始する。
測定した判定用経過時間がＳＢＷ切替判定時間Ｔｍ以上となると、クラッチ制御部４０が、バックアップクラッチ６の締結状態から開放状態への移行が終了したと判定する。そして、操舵制御装置１を用いて行なう動作は、状態Ｃから状態Ｄへ移行する。
In the state C, when the absolute value of the torque sensor value Vts becomes equal to or less than the estimated clutch release torque Ts2, the timer included in the
When the measured determination elapsed time is equal to or longer than the SBW switching determination time Tm, the
状態Ｄでは、クラッチ制御部４０が、転舵制御切替フラグを「ＳＢＷ状態」として生成する。そして、クラッチ制御部４０は、「ＳＢＷ状態」として生成した転舵制御切替フラグを含む情報信号を、転舵指令電流切替部５０へ出力する。
したがって、本実施形態では、判定用経過時間がＳＢＷ切替判定時間Ｔｍ未満の状態では、バックアップクラッチ６の締結状態から開放状態への移行が終了していないと判定し、転舵制御切替フラグを「ＥＰＳ状態」に維持する。
In the state D, the
Therefore, in this embodiment, when the elapsed time for determination is less than the SBW switching determination time Tm, it is determined that the transition from the engaged state to the released state of the
次に、転舵指令電流切替部５０は、転舵制御切替フラグに基づき、転舵指令電流を、始動時ＥＰＳアシスト電流から、ＳＢＷ転舵指令電流に切り替える。さらに、ＳＢＷ転舵指令電流を含む情報信号を、転舵指令電流サーボ制御部５２へ出力する。
そして、ＳＢＷ転舵指令電流を含む情報信号の入力を受けた転舵指令電流サーボ制御部５２は、ＳＢＷ転舵指令電流に応じた転舵モータ指令電流が転舵モータ２へ入力されるように、転舵モータ２に供給する電圧を変化させる。
Next, the steering command
Then, the steering command current
すなわち、転舵モータ制御部１８は、クラッチ制御部４０がバックアップクラッチ６の状態を締結状態とすると、転舵補助トルクを転舵モータ２で出力する。これに加え、転舵モータ制御部１８は、クラッチ制御部４０が締結状態のバックアップクラッチ６を開放状態に切り換えると、ＳＢＷ転舵指令電流に応じて、目標転舵角に応じた転舵トルクを転舵モータ２で出力する。
That is, the steering
また、転舵モータ制御部１８は、クラッチ制御部４０がバックアップクラッチ６の締結状態から開放状態への移行が終了したと判定すると、目標転舵角に応じた転舵トルクを出力して転舵モータ２を駆動制御する。
これにより、［転舵指令電流］欄に示すように、転舵モータ２へ入力される転舵モータ指令電流は、時間の経過につれて徐々に増加（図中に示す「フェードイン」）した後、ステアリングホイール２８の操舵角に応じて変化する。
また、締結状態のバックアップクラッチ６を開放状態に切り換える際に、ステアリングホイール２８を把持している手を介して運転者が受ける衝撃を低減可能とした状態で、ＥＰＳ状態からＳＢＷ状態へ移行することが可能となる。
また、状態Ｄでは、状態Ｃと同様、クラッチ制御フラグを「開放指令」に維持する。
When the steering
Thereby, as shown in the [steering command current] column, the steered motor command current input to the steered
In addition, when the engaged
In state D, as in state C, the clutch control flag is maintained at the “release command”.
なお、上述したように、本実施形態の操舵制御装置１の動作で実施する操舵制御方法では、ステアリングシャフト３０に運転者が加える操舵トルクを検出する。これに加え、エンジンの始動時にはバックアップクラッチ６を締結状態とし、エンジンの始動後に検出した操舵トルクがクラッチ開放開始トルクＴｓ１以下となると、締結状態のバックアップクラッチ６を開放状態に切り換える。さらに、バックアップクラッチ６の状態を締結状態とすると、転舵補助トルクを転舵モータ２で出力し、締結状態のバックアップクラッチ６を開放状態に切り換えると、目標転舵角に応じた転舵トルクを転舵モータ２で出力する。
Note that, as described above, in the steering control method implemented by the operation of the
以上の説明では、実転舵角θｔは上限しきい値θMAXを越えていないため、図５に示す端当て反力電流演算部５８では、差分Δθは０であり、従って、差分Δθに基づく演算される第１端当て反力Ｔ１及び第３端当て反力Ｔ３は、いずれもゼロである。また、切り戻し判定部５８Ｅでも切り戻しであるとは判定されないため、第１ゲインＫ１がゼロとなって、第２端当て反力Ｔ２もゼロである。よって、最終的な端当て反力Ｔ４もゼロであるから、図４に示す指令電流選択部６０は、ＳＢＷ反力指令電流演算部５４から供給される反力指令電流を選択し最終的な反力指令電流として反力指令電流サーボ制御部５６へ出力する。
In the above description, since the actual turning angle θt does not exceed the upper limit threshold θMAX, in the end contact reaction force
これに対し、例えば車庫入れの際等に運転者がステアリングホイール２８を大きく操舵した結果、実転舵角θｔが上限しきい値θMAXを越える状況になったとする。
すると、図５に示す端当て反力電流演算部５８の減算器５８Ｂからは、正値の差分Δθが出力されることとなる。このため、第１端当て反力設定部５８Ｃからは、そのときの差分Δθの大きさに応じた第１端当て反力Ｔ１が出力されるとともに、乗算器５８Ｈからは差分Δθの変化率に応じた大きさの第３端当て反力Ｔ３が出力されることになる。
On the other hand, it is assumed that the actual steering angle θt exceeds the upper limit threshold θMAX as a result of the driver steering the
Then, a positive difference Δθ is output from the subtractor 58B of the end contact reaction force
このとき、切り戻し判定部５８Ｅは、差分Δθ及び操舵角速度ｄθｓ／ｄｔの符号が等しいことから切り増し状態であることを判定するため、第１ゲインＫ１をゼロに設定することになる。よって、乗算器５８Ｆで演算される第２端当て反力Ｔ２はゼロとなり、リミッタ５８Ｉから出力される最終的な第２端当て反力Ｔ２もゼロとなる。
従って、加算器５８Ｊから出力される端当て反力Ｔ４は、第１端当て反力Ｔ１と第３端当て反力Ｔ３とを合計したものとなる。
At this time, the
Therefore, the end contact reaction force T4 output from the
そして、図４に示す指令電流選択部６０は、その端当て反力Ｔ４が大きくなったところで、ＳＢＷ反力指令電流演算部５４から供給される反力指令電流に代えて、端当て反力Ｔ４に対応する電流値を、最終的な反力指令電流として反力指令電流サーボ制御部５６へ出力する。
このとき、第３端当て反力Ｔ３は操舵角速度に依存するため、操舵角速度が一定であれば操舵角が増大しても増加はしない。
The command
At this time, since the third end contact reaction force T3 depends on the steering angular velocity, if the steering angular velocity is constant, it does not increase even if the steering angle increases.
これに対し、第１端当て反力Ｔ１は、図５中のマップに示すような特性を有しているため、操舵角が増大して差分Δθが増加すると、急激に増加する非線形の特性を示す。このため、差分Δθが増加するに連れて、第１端当て反力Ｔ１は急激に増加することになり、それに伴って、最終的な端当て反力Ｔ４も急激に増加する。
この結果、運転者は、急激に増加する端当て反力を感ずることとなり、このため、端当て反力が発生し始めた直後よりも、さらにステアリングホイール２８の切り増しをしたところで、運転者は操舵反力が急激に増加したという感触を得ることになり、自然な端当て感を感ずることになる。
On the other hand, the first end contact reaction force T1 has a characteristic as shown in the map in FIG. 5, and therefore has a nonlinear characteristic that increases rapidly when the steering angle increases and the difference Δθ increases. Show. For this reason, as the difference Δθ increases, the first end contact reaction force T1 increases rapidly, and accordingly, the final end contact reaction force T4 also increases rapidly.
As a result, the driver feels a sharply increasing end contact reaction force. For this reason, when the
さらに、無理に操舵を進めようとして操舵角速度も増加しようとすると、第３端当て反力Ｔ３も増加するため、第１端当て反力Ｔ１の変化と相まってさらに大きな端当て反力が発生することとなり、運転者はさらに大きな端当て反力を感ずることになる。
これにより、ＳＢＷ状態にあったとしても、運転者は、それ以上の操舵が車両として不可能な状況にあることをより確実に認識することができるようになる。
Furthermore, if the steering angular velocity is also increased to try to force the steering, the third end contact reaction force T3 also increases, and therefore, a larger end contact reaction force is generated in combination with the change in the first end contact reaction force T1. Thus, the driver will feel a greater reaction force.
As a result, even if the vehicle is in the SBW state, the driver can more reliably recognize that the vehicle cannot be further steered.
さらに、このような状況から運転者がステアリングホイール２８を中立位置に向けて操舵する切り戻し操作を開始したものとする。
切り戻し操作に転じたとしても、直ぐには差分Δθはゼロにはならないため、第１端当て反力Ｔ１も直ぐにはゼロにはならない。従って、単に第１端当て反力Ｔ１や第３端当て反力Ｔ３に対応した端当て反力Ｔ４を発生し続けると、弾き返されるような感じを受ける可能性がある。
Furthermore, it is assumed that the driver starts a switch-back operation for steering the
Even if the operation is switched to the switchback operation, the difference Δθ does not immediately become zero, and therefore the first end contact reaction force T1 does not immediately become zero. Therefore, if the end contact reaction force T4 corresponding to the first end contact reaction force T1 or the third end contact reaction force T3 is continuously generated, there is a possibility that it will feel rebounded.
しかし、本実施形態の構成であれば、切り戻し操作を開始すると、切り戻し判定部５８Ｅが切り戻し状態であると判定して第１ゲインＫ１を所定値Ｋに設定するため、乗算器５８Ｆからは、切り戻しの操舵角速度ｄθｓ／ｄｔに比例した第２端当て反力Ｔ２が出力される。そして、リミッタ５８Ｉからは、乗算器５８Ｆから供給された第２端当て反力Ｔ２又は第１端当て反力設定部５８Ｃから供給された第１端当て反力Ｔ１のうち、絶対値が小さい方の端当て反力の値が、最終的な第２端当て反力Ｔ２（ただし、符号は、乗算器５８Ｆから供給された第２端当て反力Ｔ２のまま）として加算器５８Ｊに供給される。
However, in the configuration of the present embodiment, when the switchback operation is started, the
このような第２端当て反力Ｔ２が演算されて加算器５８Ｊに供給される結果、切り戻し時の端当て反力を緩和させることとなり、弾き返されるような感覚を運転者に与える可能性を低減することができる。
しかも、リミッタ５８Ｉを設けているため、第２端当て反力Ｔ２の大きさが第１端当て反力Ｔ１によりも過大になって切り戻し操舵の妨げになるようなこともない。
ここで本実施の形態では、転舵モータ２及び転舵モータ制御部１８が転舵アクチュエータに対応し、反力モータ４及び反力モータ制御部２０が反力アクチュエータに対応し、転舵角検出部１６が転舵状態検出部に対応し、微分器５８Ｄが操舵角速度検出部に対応し、微分器５８Ｇが差分変化速度演算部に対応する。
As a result of the second end contact reaction force T2 being calculated and supplied to the
In addition, since the limiter 58I is provided, the magnitude of the second end contact reaction force T2 does not become excessively greater than the first end contact reaction force T1 and does not hinder the switching back steering.
Here, in the present embodiment, the steered
（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）実転舵角θｔが上限しきい値θMAXを越えた分である差分Δθを求め、その差分Δθが大きくなるに従って大きくなるように端当て反力を演算するとともに、差分Δθの増加に対する端当て反力の増加の割合は、その差分Δθが小さい領域よりも差分が大きい領域で大きくするようにしたため、端当て反力が発生し始めた直後よりも、さらにステアリングホイール２８の切り増しをしたところで、運転者は操舵反力が急激に増加したという感触を得ることになる。これにより、運転者は、より自然な端当て感を感ずることができるようになる。
(Effects of the first embodiment)
In the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The difference Δθ, which is the amount by which the actual turning angle θt exceeds the upper limit threshold θMAX, is calculated, the end contact reaction force is calculated so as to increase as the difference Δθ increases, and the difference Δθ is increased. Since the rate of increase in the end contact reaction force is increased in the region where the difference Δθ is smaller than in the region where the difference Δθ is small, the
（２）実転舵角θｔが上限しきい値θMAX以下の領域では、差分Δθをゼロとして、実転舵角の大きさに基づいて通常の操舵反力を演算する一方、実転舵角θｔが上限しきい値θMAXを越える領域では、差分Δθに基づいた端当て反力が発生するようにしたため、通常の操舵反力を問題なく発生させつつｔ、簡単な制御内容で自然な端当て感を与えることができる。
（３）そして、差分Δθと、操舵角速度ｄθｓ／ｄｔと、差分変化速度ｄΔθ／ｄｔとに基づいて端当て反力を演算する構成であるから、端当て反力電流演算部５８の構成を特に複雑なものにする必要もない。
(2) In a region where the actual turning angle θt is equal to or smaller than the upper limit threshold θMAX, the difference Δθ is set to zero and the normal steering reaction force is calculated based on the actual turning angle, while the actual turning angle θt Since the end contact reaction force based on the difference Δθ is generated in the region where the upper limit threshold value θMAX exceeds the upper limit threshold θMAX, a natural end contact feeling can be achieved with a simple control content while the normal steering reaction force is generated without any problem. Can be given.
(3) Since the end contact reaction force is calculated based on the difference Δθ, the steering angular velocity dθs / dt, and the difference change speed dΔθ / dt, the configuration of the end contact reaction force
（４）また、端当て反力電流演算部５８は、差分Δθに基づいて演算される第１端当て反力Ｔ１と、操舵角速度ｄθｓ／ｄｔに基づいて演算される第２端当て反力Ｔ２と、差分変化速度ｄΔθ／ｄｔに基づいて算出される第３端当て反力Ｔ４とを合計して、最終的な端当て反力Ｔ４を演算するようになっており、第２端当て反力Ｔ２は、第１端当て反力Ｔ１及び第３端当て反力Ｔ３とは逆方向の反力であって、切り戻し時にのみ発生するようにしたため、より適切な端当て反力を切り増し時にも切り戻し時に発生させることができる。
（５）さらに、端当て反力電流演算部５８は、差分Δθの増加に対する増加の割合が、その差分Δθが大きくなるに従って段階的に大きくなる第１端当て反力Ｔ１を演算するようにしたため、マップや簡単な数式を用いて第１端当て反力Ｔ１を設定することができる。
(4) The end contact reaction force
(5) Furthermore, the end contact reaction force
（６）また、端当て反力電流演算部５８は、操舵角速度ｄθｓ／ｄｔに第１ゲインＫ１を乗じた値と、第１端当て反力Ｔ１とのうち、絶対値の小さい方を第２端当て反力Ｔ２の値として決定するとともに、第１ゲインＫ１を、ステアリングホイール２８が切り増し方向に操舵されているときにはゼロに設定し、ステアリングホイール２８が切り戻し方向に操舵されているときにはゼロより大きい所定値Ｋに設定するようにしたため、切り戻し時に第１端当て反力Ｔ１とは逆方向に発生する第２端当て反力Ｔ２が過大になって切り戻し操作にとって妨げとなるようなことも防止できる。
(6) In addition, the end contact reaction force
（７）そして、端当て反力電流演算部５８は、差分変化速度ｄΔθ／ｄｔに第２ゲインＫ２を乗じて第３端当て反力Ｔ３を演算するため、速い操舵速度で切り増しを行う状況ではさらに大きな端当て反力が発生するため、運転者は、それ以上の操舵が車両として不可能な状況にあることをより確実に認識することができるようになる。
（８）さらに、端当て反力電流演算部５８は、バックアップクラッチ６が開放状態にあるときに、反力モータ４に操舵反力（端当て反力）を発生させるようにしたため、操舵反力を必要なときにだけ発生させることができる。
(7) Since the end contact reaction force
(8) Further, since the end contact reaction force
（変形例）
上記実施形態では、図５のマップに示したように、差分Δθに対する第１端当て反力Ｔ１の変化の傾きを３段階に変化するようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、図８（ａ）に示すように２段階としてもよいし、第８（ｂ）に示すように３段階以上（この例は、４段階）としてもよい。さらには、マップを用いて段階的に変化させるのではなく、二次関数のような演算式を用いて連続的に傾きを増加させてもよい。
(Modification)
In the above embodiment, as shown in the map of FIG. 5, the inclination of the change in the first end contact reaction force T1 with respect to the difference Δθ is changed in three stages, but is not limited to this. For example, two stages may be used as shown in FIG. 8A, or three or more stages (in this example, four stages) as shown in FIG. 8B. Further, the slope may be continuously increased using an arithmetic expression such as a quadratic function, instead of changing in steps using the map.
さらに、上記実施形態では、ＳＢＷ反力指令電流演算部５４から供給される反力指令電流と、端当て反力電流演算部５８から供給される端当て反力電流のうち、大きい方を選択し最終的な反力指令電流として反力指令電流サーボ制御部５６へ出力する指令電流選択部６０を設けた構成としているが、これに限定されるものではなく、実転舵角θｔが上限しきい値θMAXを越えた領域では端当て反力Ｔ４を無条件で選択するような構成としてもよい。
Further, in the above embodiment, the larger one of the reaction force command current supplied from the SBW reaction force command
１ 操舵制御装置
２ 転舵モータ
４ 反力モータ
６ バックアップクラッチ
１２ 車速検出部
１４ 操舵角検出部
１６ 転舵角検出部
１８ 転舵モータ制御部
２０ 反力モータ制御部
２２ 転舵モータ出力軸
２８ ステアリングホイール
５８ 端当て反力電流演算部
５８Ａ しきい値記憶部
５８Ｂ 減算器
５８Ｃ 第１端当て反力設定部
５８Ｄ 微分器
５８Ｅ 切り戻し判定部
５８Ｆ 乗算器
５８Ｇ 微分器
５８Ｈ 乗算器
５８Ｉ リミッタ
５８Ｊ 加算器
６０ 指令電流選択部
Ｗ 転舵輪（左前輪ＦＬ、右前輪ＷＦＲ）
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出部と、
前記操舵角検出部が検出した前記操舵角に基づいて、前記転舵輪を転舵する転舵アクチュエータと、
前記転舵輪の転舵状態を検出する転舵状態検出部と、
前記転舵状態検出部が検出した前記転舵状態に基づいて、前記ステアリングホイールに操舵反力を付与する反力アクチュエータと、
を備え、
前記反力アクチュエータは、前記転舵状態検出部が検出した前記転舵状態としての転舵角が予め設定した上限しきい値を越えた分である差分と、当該差分の変化速度である差分変化速度とを求め、少なくとも前記差分と前記差分変化速度とに基づいて、前記差分及び前記差分変化速度が大きくなるに従って大きくなる前記操舵反力としての端当て反力を演算するとともに、前記差分の増加に対する前記端当て反力の増加の割合は、その差分が小さい領域よりも差分が大きい領域で大きくすることを特徴とする操舵制御装置。 A steering wheel mechanically separated from the steered wheel,
A steering angle detector for detecting a steering angle of the steering wheel;
A steering actuator that steers the steered wheel based on the steering angle detected by the steering angle detector;
A steered state detecting unit for detecting the steered state of the steered wheels;
A reaction force actuator for applying a steering reaction force to the steering wheel based on the turning state detected by the turning state detection unit;
With
The reaction force actuator includes a difference in which the turning angle as the turning state detected by the turning state detection unit exceeds a preset upper limit threshold, and a difference change that is a change speed of the difference. And calculating an end contact reaction force as the steering reaction force that increases as the difference and the difference change speed increase based on at least the difference and the difference change speed, and increases the difference. The steering control device is characterized in that the rate of increase in the end contact reaction force with respect to is larger in a region where the difference is larger than in a region where the difference is small.
前記反力アクチュエータは、前記差分と、前記操舵角速度と、前記差分変化速度とに基づいて前記端当て反力を演算する請求項１又は２に記載の操舵制御装置。 Comprising a steering angular velocity detection unit for detecting a steering angular velocity of the steering wheel,
The steering control device according to claim 1 or 2, wherein the reaction force actuator calculates the end contact reaction force based on the difference, the steering angular velocity, and the difference change velocity.
前記反力アクチュエータは、前記バックアップクラッチが前記開放状態にあるときに前記操舵反力を発生する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の操舵制御装置。 A backup clutch capable of switching between an open state in which a torque transmission path between the steering wheel and the steered wheel is mechanically separated and a fastening state in which the torque transmission path is mechanically coupled;
The steering control device according to any one of claims 1 to 7, wherein the reaction force actuator generates the steering reaction force when the backup clutch is in the disengaged state.
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