JP6098352B2 - 車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法 - Google Patents
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Description
このため、ECUへの電力の供給が制御対象外の状態で遮断されると、記憶している転舵角に基づいて行う制御である運転支援機能の制御(ABS制御等)を行なうことができないという問題が発生するおそれがある。
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、記憶している転舵角を読み出せない場合であっても、運転支援機能の制御を行なうことが可能な、車両用操舵制御装置及び操舵制御方法を提供することを目的とする。
ここで、締結前推定転舵角は、電圧閾値未満の電圧が電圧閾値以上となった状態で、開放状態のクラッチが締結状態に切り替わる直前に推定した転舵輪の転舵角である。また、連続変化転舵角は、クラッチ状態移行期間内で締結前推定転舵角を直進判定後推定転舵角まで連続的に変化させた転舵角である。また、直進判定後推定転舵角は、電圧閾値未満の電圧が電圧閾値以上となった状態で、車両の走行状態が直進であると判定した時に推定した転舵角である。
このため、記憶している転舵角を読み出せない場合であっても、クラッチを締結状態から開放状態に切り替えた時点から、推定精度が高い状態で推定した転舵角を用いて、運転支援機能を制御することが可能となる。これに加え、クラッチ状態移行期間内において、車両の操舵状態、制動力、駆動力等に対する制御の急激な変化を抑制することが可能となり、円滑な運転支援機能の制御を行なうことが可能となる。
(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。
(構成)
図1は、本実施形態の車両用操舵制御装置を備えた車両の概略構成を示す図である。
本実施形態の車両用操舵制御装置1を備えた車両は、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)を適用した車両である。
また、第一転舵モータ2は、回転可能な第一転舵モータ出力軸26を有する。
第一転舵モータ出力軸26の先端側には、ピニオンギヤを用いて形成した第一転舵出力歯車(図示せず)を設けてある。
第一転舵出力歯車は、ステアリングラック28に挿通させたラック軸30の両端部間に設けたラックギア(図示せず)と噛合する。
また、第二転舵モータ4は、回転可能な第二転舵モータ出力軸32を有する。
第二転舵モータ出力軸32の先端側には、ピニオンギヤを用いて形成し、ラックギアと噛合する第二転舵出力歯車(図示せず)を設けてある。
ラック軸30は、第一転舵モータ出力軸26及び第二転舵モータ出力軸32のうち少なくとも一方の回転、すなわち、第一転舵出力歯車及び第二転舵出力歯車のうち少なくとも一方の回転に応じて車幅方向へ変位する。
また、ラック軸30の両端は、それぞれ、タイロッド34及びナックルアーム36を介して、転舵輪24に連結する。
ここで、クラッチ8を開放状態に切り換えると、ステアリングシャフト40の一端側とピニオン軸42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38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、ステアリングホイール38の操舵操作が転舵輪24へ伝達されない状態とする。なお、ステアリングシャフト40は、一端側をクラッチ8の内部で操舵側クラッチ板(図示せず)に連結し、他端側をステアリングホイール38に連結して、ステアリングホイール38と共に回転する。また、ピニオン軸42は、一端側をクラッチ8の内部で転舵側クラッチ板(図示せず)に連結し、他端側に設けた歯車(図示せず)をラックギアに噛合させる。
操舵角検出部10は、例えば、ロータリーエンコーダ等を用いて形成し、ステアリングホイール38を回転可能に支持するステアリングコラム(図示せず)に設ける。
ここで、近年の車両は、ステアリングホイール38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、操舵角検出部10として、車両に既存のセンサである、ステアリングホイール38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。
ヨーレート検出部14は、車両のヨーレートを検出し、この検出したヨーレートを含む情報信号を、総合コントローラ22へ出力する。
第一転舵モータ角度センサ16は、例えば、レゾルバ等を用いて形成し、第一転舵モータ2に設ける。
第一転舵モータトルクセンサ20は、例えば、トーションバーを有するセンサ等を用いて形成し、第一転舵モータ2に設ける。
また、第一転舵モータトルクセンサ20は、第一転舵モータ2が駆動時に発生させるトルクである第一転舵モータトルクを検出する。そして、第一転舵モータトルクセンサ20は、検出した第一転舵モータトルクを含む情報信号を、総合コントローラ22へ出力する。
第二転舵モータ角度センサ18は、第一転舵モータ角度センサ16と同様、例えば、レゾルバ等を用いて形成し、第二転舵モータ4に設ける。
また、第二転舵モータ角度センサ18は、第二転舵モータ4の回転角度(転舵角度)を検出する。そして、第二転舵モータ角度センサ18は、検出した転舵角度(以降の説明では、「第二転舵モータ回転角」と記載する場合がある)を含む情報信号を、総合コントローラ22へ出力する。
また、総合コントローラ22は、通信ライン44を介して、操舵角検出部10、車速検出部12、ヨーレート検出部14、第一転舵モータ角度センサ16、第二転舵モータ角度センサ18、第一転舵モータトルクセンサ20が出力する情報信号の入力を受ける。
また、総合コントローラ22は、バッテリ46の状態(電圧、電池容量等)を取得する。
なお、総合コントローラ22の詳細な構成と、総合コントローラ22が行なう具体的な処理についての説明は、後述する。
次に、図1を参照しつつ、図2から図5を用いて、総合コントローラ22の詳細な構成について説明する。
図2は、総合コントローラ22の構成を示すブロック図である。
図2中に示すように、総合コントローラ22は、転舵角記憶部48と、第一転舵モータ制御部50と、第二転舵モータ制御部52と、反力モータ制御部54と、転舵角推定用マップ記憶部56を備える。これに加え、総合コントローラ22は、転舵角推定部58と、走行モード設定部60と、クラッチ状態切り替え部62と、運転支援機能制御部64を備える。
ここで、第一転舵モータ2及び第二転舵モータ4の回転角度を記憶する処理は、例えば、車両の製造時や、車両の出荷前に行なう調整工程等において行う。また、ステアリングホイール38の操舵角と転舵輪24の実転舵角を共に中立位置へ調整した状態における、第一転舵モータ2及び第二転舵モータ4の回転角度とは、操舵角に対する第一転舵モータ回転角及び第一転舵モータ回転角の偏差である。また、操舵角に対する第一転舵モータ回転角及び第一転舵モータ回転角の偏差は、例えば、偏差角[deg]で表す。
ここで、第一転舵モータ駆動電流は、上述した第一転舵トルクを制御して、ステアリングホイール38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第一転舵モータ2を駆動制御するための電流である。また、第一転舵モータ駆動電流は、実際に第一転舵モータ2へ通電している電流の指令値と、転舵角記憶部48が記憶している第一転舵モータ2の回転角度を用いて転舵モータ電流指令を補正し、演算する。
ここで、第二転舵モータ駆動電流は、上述した第二転舵トルクを制御して、ステアリングホイール38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第二転舵モータ4を駆動制御するための電流である。また、第二転舵モータ駆動電流は、実際に第二転舵モータ4へ通電している電流の指令値と、転舵角記憶部48が記憶している第二転舵モータ4の回転角度を用いて転舵モータ電流指令を補正し、演算する。
反力モータ制御部54は、反力モータ6を駆動させるための反力モータ駆動電流を演算し、この演算した反力モータ駆動電流を、反力モータ6へ出力する。ここで、反力モータ駆動電流の演算は、実際に反力モータ6へ通電している電流の値に基づいて行う。
転舵角推定用マップ記憶部56は、運転者によるステアリングホイール38の操作量と、車両の速度(車速)に基づいて、転舵輪24の転舵角を推定するためのマップを記憶している。
転舵角推定マップは、図3中に示すように、横軸に操舵角を示し、縦軸に転舵角を示すマップである。また、転舵角推定マップには、図中に右上がりの直線で示すように、予め設定した車速に応じて、操舵角の変化に応じた転舵角の変化度合いを記憶させてある。
転舵角推定部58は、操舵角検出部10、車速検出部12、第一転舵モータ角度センサ16、第二転舵モータ角度センサ18が出力した情報信号の入力を受ける。また、転舵角推定部58は、バッテリ46の電圧を検出する。これに加え、転舵角推定用マップ記憶部56が記憶している転舵角推定マップとリミット角設定マップを参照する。
すなわち、転舵角推定部58は、バッテリ46の電圧が電圧閾値未満から電圧閾値以上となると、操舵角検出部10が検出した現在操舵角と、車速検出部12が検出した車速に基づいて、転舵輪24の転舵角を推定する。
具体的には、イグニッションスイッチがオン状態である場合、クラッチ8を開放状態に切り替えるためのクラッチ電流指令を、クラッチ8へ出力する。また、走行モード設定部60が、走行モードを、「2M‐SBW」または「1M‐SBW」に設定すると、クラッチ8を開放状態に切り替えるためのクラッチ電流指令を、クラッチ8へ出力する。なお、イグニッションスイッチがオン状態であるとの判定は、エンジンが作動している場合に限定するものではない。この場合、運転者等によりイグニッションスイッチが操作されたことを検出すると、エンジンが停止していても、イグニッションスイッチがオン状態であると判定してもよい。これは、以降の説明においても同様である。また、エンジンが停止していても、車両のイグニッションスイッチがオン状態であるとは、例えば、イグニッションスイッチの操作位置が、ACC(アクセサリーポジション)となっている場合である。
また、電圧閾値未満となった電圧が電圧閾値以上となると、車両の走行状態に応じて、締結状態のクラッチ8を開放状態に切り替えるためのクラッチ電流指令を、クラッチ8へ出力する。なお、電圧閾値未満となった電圧が電圧閾値以上となった状態における、車両の走行状態に応じて締結状態のクラッチ8を開放状態に切り替える処理については、後述する。
また、運転支援機能制御部64は、走行モード設定部60から転舵角補正中フラグの入力を受けると、転舵角推定部58が推定した転舵角を仮の転舵角として用い、各種の運転支援機能を行なう。これは、例えば、VDC制御等において、転舵角推定部58が推定した転舵角を正規の転舵角として用いる場合と比較して、転舵角の占める重要度を、他のパラメータ(車速等)が占める重要度よりも低下させる処理である。
次に、図1から図5を参照しつつ、図6及び図7を用いて、総合コントローラ22が行なう具体的な処理について説明する。
図6は、総合コントローラ22が行なう処理を示すフローチャートである。
図6中に示すように、総合コントローラ22が行なう処理は、オフ状態のイグニッションスイッチをオン状態に切り替える、または、バッテリ46の電圧が電圧閾値未満となった後に電圧閾値以上となると開始(START)する。
ステップS102では、ステップS100で行なった処理、すなわち、転舵角記憶部48が記憶している回転角度を読み出す処理が正常に行なわれたか否かを判定する処理(図中に示す「読み出しOK?」)を行う。
一方、ステップS102において、転舵角記憶部48が記憶している回転角度を読み出す処理が正常に行なわれていない(図中に示す「No」)と判定した場合、総合コントローラ22が行なう処理は、ステップS106へ移行する。
ステップS104では、転舵角推定部58により、転舵輪24の転舵角を推定する処理(図中に示す「転舵角推定」)を行う。ステップS104において、転舵輪24の転舵角を推定する処理を行うと、総合コントローラ22が行なう処理は、ステップS108へ移行する。
ステップS108では、ステップS104で行なった処理、すなわち、転舵角推定部58が転舵輪24の転舵角を推定する処理が正常に行なわれたか否かを判定する処理(図中に示す「転舵角推定OK?」)を行う。
ステップS108において、転舵角を推定する処理が正常に行なわれた(図中に示す「Yes」)と判定した場合、総合コントローラ22が行なう処理は、ステップS110へ移行する。
ステップS112では、走行モード設定部60により、車両の走行モードを、「1M‐EPS」に設定する処理(図中に示す「1M‐EPS制御へ移行」)を行う。ステップS112において、車両の走行モードを、「1M‐EPS」に設定すると、総合コントローラ22が行なう処理は終了(END)する。
ステップS114において、転舵角を推定する処理が正常に行なわれた(図中に示す「Yes」)と判定した場合、総合コントローラ22が行なう処理は、ステップS116へ移行する。
ステップS116では、走行モード設定部60により、車両の走行モードを、「Tmp‐EPS」に設定する処理(図中に示す「Tmp‐EPS制御へ移行」)を行う。これに加え、ステップS116では、転舵角補正中フラグを運転支援機能制御部64へ送信する処理(図中に示す「転舵角補正中フラグ送信」)を行う。ステップS116において、車両の走行モードを「Tmp‐EPS」に設定し、転舵角補正中フラグを運転支援機能制御部64へ送信すると、総合コントローラ22が行なう処理は、ステップS118へ移行する。
C1.車速検出部12により検出した車速が、予め設定した車速閾値以上である。なお、本実施形態では、一例として、車速閾値を、40[km/h]と設定した場合を説明する。
C2.ヨーレート検出部14により検出した車両のヨーレートの絶対値が、予め設定したヨーレート閾値以下である。なお、本実施形態では、一例として、ヨーレート閾値を、0.2[deg/s]と設定した場合を説明する。
C3.操舵角検出部10により検出した現在操舵角の単位時間当たりの変化量に基づく操舵角速度の絶対値が、予め設定した直進判定用操舵角速度閾値以下である。なお、本実施形態では、一例として、直進判定用操舵角速度閾値を、20[deg/s]と設定した場合を説明する。
ステップS118において、上述した三条件C1〜C3が全て成立していると判断し、車両が直進している(図中に示す「Yes」)と判定した場合、総合コントローラ22が行なう処理は、ステップS120へ移行する。
一方、ステップS118において、上述した三条件C1〜C3のうち少なくとも一つが成立していないと判断し、車両が直進していない(図中に示す「No」)と判定した場合、総合コントローラ22が行なう処理は、ステップS118の処理を繰り返す。
ステップS122では、ステップS120の処理で計測を開始した、車両が直進していると判定した状態が継続している時間が、予め設定した直進判断時間閾値以上であるか否かを判定する処理(図中に示す「UP≧1000ms?」)を行う。なお、本実施形態では、一例として、直進判断時間閾値を、1000[ms]と設定した場合を説明する。
一方、ステップS122において、車両が直進していると判定した状態が継続している時間が直進判断時間閾値未満である(図中に示す「No」)と判定した場合、総合コントローラ22が行なう処理は、ステップS118へ移行する。
ステップS124では、転舵角推定部58により、転舵輪24の転舵角を推定する処理を行う。
したがって、ステップS124では、ステアリングホイール38の操舵角と転舵輪24の実転舵角を共に中立位置:0[°]へ調整した状態における転舵角、すなわち、正しい転舵角を推定する処理(図中に示す「正しい転舵角を推定」)を行うこととなる。ステップS124において、転舵輪24の転舵角を推定する処理を行うと、総合コントローラ22が行なう処理は、ステップS126へ移行する。
C5.操舵角検出部10により検出した現在操舵角の単位時間当たりの変化量に基づく操舵角速度の絶対値が、予め設定した非操舵判定用操舵角速度閾値以下である。なお、本実施形態では、一例として、非操舵判定用操舵角速度閾値を、10[deg/s]と設定した場合を説明する。
C6.第一転舵モータトルクセンサ20により検出した第一転舵モータトルクの絶対値が、予め設定した非操舵判定用トルク閾値以下である。なお、本実施形態では、一例として、非操舵判定用トルク閾値を、1[Nm]と設定した場合を説明する。
ステップS126において、非操舵状態で車両が停車している(図中に示す「Yes」)と判定した場合、総合コントローラ22が行なう処理は、ステップS128へ移行する。これは、上述した三条件C4〜C6が全て成立していると判断した場合である。
ステップS128では、非操舵状態で車両が停車していると判定した状態が継続している時間を計測する処理(図中に示す「タイマカウントUP」)を行う。ステップS128において、非操舵状態で車両が停止していると判定した状態が継続している時間を計測する処理を行うと、総合コントローラ22が行なう処理は、ステップS130へ移行する。
一方、ステップS130において、非操舵状態で車両が停車していると判定した状態が継続している時間が非操舵停止判断時間閾値未満である(図中に示す「No」)と判定した場合、総合コントローラ22が行なう処理は、ステップS126へ移行する。
ここで、ステップS132において、運転支援機能制御部64へ送信する情報信号は、締結前推定転舵角を直進判定後推定転舵角まで連続的に変化させた転舵角である連続変化転舵角を含む情報信号とする。
ここで、本実施形態では、総合コントローラ22が行なう処理がステップS132からステップS110へ移行する場合、ステップS110において、車両の走行モードを「2M‐SBW」または「1M‐SBW」に設定する。その後、クラッチ8を開放状態に切り替えた時点で、推定した正しい転舵角を含む情報信号を、運転支援機能制御部64へ送信する。
また、本実施形態では、総合コントローラ22が行なう処理がステップS132からステップS110へ移行する場合、クラッチ状態移行期間内において、連続的に変化する連続変化転舵角を用いて、運転支援機能を制御する。
したがって、クラッチ状態移行期間内において、車両の操舵状態、制動力、駆動力等に対する制御の急激な変化を抑制することが可能となり、円滑な運転支援機能の制御を行なうことが可能となる。
次に、図1から図7を参照しつつ、図8を用いて、本実施形態の車両用操舵制御装置1を用いて行なう動作の一例を説明する。なお、図8は、本実施形態の車両用操舵制御装置1を用いた車両の動作を示すタイムチャートである。
図8中に示すタイムチャートは、車両の走行中等、イグニッションスイッチがオン状態であり、トルク伝達経路を機械的に分離させて、車両の走行モードを「2M‐SBW」に設定している状態(図中に示す「SBW制御中」)からスタートする。なお、車両の走行モードを「2M‐SBW」または「1M‐SBW」に設定している状態では、例えば、高速走行時には低速走行時よりも操舵角に対する転舵角の変化度合いを減少させる制御(可変ギヤ制御)等、車速に応じた転舵角の制御を行なう。また、車速に応じた転舵角の制御は、転舵角記憶部48に記憶した操舵角と転舵モータ回転角との関係と、操舵角検出部10が検出した現在操舵角と、車速検出部12が検出した車速を用いて行なう。
ここで、SBW制御の終了時における処理は、クラッチ8を開放状態から締結状態へ切り替える処理(図中に示す「クラッチ締結」)と、時点t1における転舵輪24の転舵角を推定する処理(図中に示す「転舵角推定」)である。SBW制御の終了時における処理は、推定した時点t1における転舵輪24の転舵角を転舵角記憶部48に書き込んで記憶する処理(図中に示す「転舵角書き込み」)である。なお、図中では、SBW制御の終了時における処理を終了した時点を、時点t2と示す。
ここで、SBW制御の起動時における処理は、クラッチ8を締結状態から開放状態へ切り替える処理(図中に示す「クラッチ開放」)である。これに加え、SBW制御の起動時における処理は、SBW制御の終了時における処理で転舵角記憶部48に書き込んで記憶した転舵輪24の転舵角を読み出す処理(図中に示す「転舵角読み出し」)である。
そして、SBW制御の起動時における処理を終了した時点t4から、車両の走行モードを「2M‐SBW」に設定して、SBW制御を開始する(図中に示す「SBW制御中」)。
ここで、以降の説明は、転舵角記憶部48が記憶している回転角度を読み出す処理が、正常に行なわれていないと判定した場合について説明する。すなわち、以降の説明は、上述したステップS102からステップS106へ移行する場合について説明する。
ここで、以降の説明は、転舵角推定部58が転舵輪24の転舵角を推定する処理が正常に行なわれたと判定した場合について説明する。すなわち、以降の説明は、上述したステップS114からステップS116へ移行する場合について説明する。
Tmp‐EPS制御を開始し、車両が直進していると判定した状態が継続している時間が直進判断時間閾値以上であると、直進判定後推定転舵角(正しい転舵角)を推定する(ステップS118〜S124参照)。そして、非操舵状態で車両が停止している状態が継続している時間が非操舵停止判断時間閾値以上であると、推定した直進判定後推定転舵角を用いて、転舵角記憶部48に記憶している操舵角に対する転舵モータ回転角を更新する(ステップS126〜S132参照)。
推定した直進判定後推定転舵角を用いて、転舵角記憶部48に記憶している操舵角に対する転舵モータ回転角を更新すると、この時点t8において、車両の走行モードを「2M‐SBW」に設定する。そして、クラッチ8を締結状態から開放状態へ切り替える処理を行い、推定した直進判定後推定転舵角を用いて更新した、転舵角記憶部48に記憶している操舵角に対する転舵モータ回転角を用いて、SBW制御を開始する(図中に示す「SBW制御中」)。具体的には、第一転舵モータ制御部50及び第二転舵モータ制御部52により、直進判定後推定転舵角を用いて更新した、転舵角記憶部48に記憶している操舵角に対する転舵モータ回転角を用いて、上述した目標転舵角を算出する。
さらに、時点t8では、時点t7で締結前推定転舵角から直進判定後推定転舵角までの連続的な変化を開始した、運転支援機能制御部64へ送信する情報信号が、直進判定後推定転舵角を含む情報信号となる(ステップS132参照)。
また、運転支援機能制御部64は、クラッチ8を開放状態から締結状態に切り替えると、締結前推定転舵角を用いて運転支援機能を制御する。また、クラッチ8を締結状態から開放状態に切り替えると、クラッチ状態移行期間内では、連続変化転舵角を用いて運転支援機能を制御する。
したがって、転舵角記憶部48に記憶している転舵角を読み出せない場合であっても、締結状態のクラッチ8を開放状態に切り替えた時点から、推定精度が高い状態で推定した転舵角を用いて、SBW制御や運転支援機能の制御を行なうことが可能となる。
なお、上述した総合コントローラ22のうち、第一転舵モータ制御部50及び第二転舵モータ制御部52は、目標転舵角算出部に対応する。
また、上述した総合コントローラ22と、総合コントローラ22が行なう処理、具体的には、総合コントローラ22が行なう処理のうち、ステップS126からステップS130の処理は、非操舵停車状態判定部に対応する。
なお、上述したように、本実施形態の車両用操舵制御装置1の動作で実施する車両用操舵制御方法では、イグニッションスイッチがオン状態であるとともにバッテリ46の電圧が電圧閾値未満となると、クラッチ8を開放状態から締結状態に切り替える。これに加え、締結前推定転舵角を用いて運転支援機能を制御する。
また、クラッチ状態移行期間内では、連続変化転舵角を用いて運転支援機能を制御する。これに加え、締結状態のクラッチ8を開放状態に切り替えると、車両の走行状態が直進であると判定した時に推定した転舵角である直進判定後推定転舵角を用いて、運転支援機能を制御する。
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)運転支援機能制御部64が、クラッチ8を開放状態から締結状態に切り替えると、締結前推定転舵角を用いて運転支援機能を制御する。また、クラッチ8を締結状態から開放状態に切り替えると、クラッチ状態移行期間内では、連続変化転舵角を用いて運転支援機能を制御する。
このため、クラッチ8を締結状態から開放状態に切り替えると、クラッチ状態移行期間内では、連続変化転舵角を用いて運転支援機能を制御することが可能となる。
その結果、転舵角記憶部48に記憶している記憶している転舵角を読み出せない場合であっても、締結状態のクラッチ8を開放状態に切り替えた時点から、推定精度が高い状態で推定した転舵角を用いて、SBW制御を行なうことが可能となる。
このため、SBW制御と運転支援機能の制御を行なうために用いる正しい転舵角を推定するタイミングの判定を、車両の速度及びヨーレートと、ステアリングホイール38の操舵状態に応じて行なうことが可能となる。
その結果、車両の速度及びヨーレートと、ステアリングホイール38の操舵状態に応じたタイミングで推定した転舵角であり、推定精度が高い状態で推定した転舵角を用いて、SBW制御や運転支援機能の制御を行なうことが可能となる。
このため、車両の走行状態が直進であると判定した状態が安定して継続した場合に、SBW制御と運転支援機能の制御を行なうために用いる正しい転舵角を推定することが可能となる。
このため、締結状態のクラッチ8を開放状態に切り替えて、車両の走行モードを「Tmp‐EPS」から「2M‐SBW」へ切り替える判定を、車両の速度と、ステアリングホイール38の操舵状態に応じて行なうことが可能となる。
その結果、車両の速度とステアリングホイール38の操舵状態に応じたタイミングで、締結状態のクラッチ8を開放状態へ切り替えることが可能となり、車両の走行時及び操舵操作時に締結状態のクラッチ8が開放状態に切り替わることを防止可能となる。
このため、車両が非操舵状態で停車していると判定した状態が安定して継続した場合に、締結状態のクラッチ8を開放状態へ切り替える処理を行うことが可能となる。
その結果、転舵角記憶部48に記憶している記憶している転舵角を読み出せない場合であっても、クラッチ8を締結状態から開放状態に切り替えた時点から、推定精度が高い状態で推定した転舵角を用いて、運転支援機能を制御することが可能となる。これに加え、クラッチ状態移行期間内において、車両の操舵状態、制動力、駆動力等に対する制御の急激な変化を抑制することが可能となり、円滑な運転支援機能の制御を行なうことが可能となる。
(1)本実施形態では、締結状態のクラッチ8を、電圧閾値未満の電圧が電圧閾値以上となるとともに車両の走行状態が直進であると判定し、非操舵状態及び車両が停車しているとの判定が成立していると、開放状態に切り替えたが、これに限定するものではない。すなわち、締結状態のクラッチ8を、非操舵状態であるとの判定及び車両が停車しているとの判定のうち少なくとも一方が成立していると、開放状態に切り替えてもよい。
2 第一転舵モータ
4 第二転舵モータ
6 反力モータ
8 クラッチ
10 操舵角検出部
12 車速検出部
14 ヨーレート検出部
16 第一転舵モータ角度センサ
18 第二転舵モータ角度センサ
20 第一転舵モータトルクセンサ
22 総合コントローラ
24 転舵輪(24FL、24FR)
26 第一転舵モータ出力軸
28 ステアリングラック
30 ラック軸
32 第二転舵モータ出力軸
34 タイロッド
36 ナックルアーム
38 ステアリングホイール
40 ステアリングシャフト
42 ピニオン軸
44 通信ライン
46 バッテリ
48 転舵角記憶部
50 第一転舵モータ制御部
52 第二転舵モータ制御部
54 反力モータ制御部
56 転舵角推定用マップ記憶部
58 転舵角推定部
60 走行モード設定部
62 クラッチ状態切り替え部
64 運転支援機能制御部
Claims (7)
- 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する開放状態と、前記トルク伝達経路を機械的に連結する締結状態と、に切り替わるクラッチを備え、前記開放状態では、前記ステアリングホイールの操舵角に応じて前記転舵輪を転舵制御する車両用操舵制御装置であって、
前記クラッチの状態を切り替えるクラッチ状態切り替え部と、
前記操舵角と車両の速度に基づいて前記転舵輪の転舵角を推定する転舵角推定部と、
前記車両の走行状態が直進であるか否かを判定する直進走行判定部と、
前記転舵角推定部が推定した転舵角を用いて、前記車両の運転者に対する運転支援機能を制御する運転支援機能制御部と、を備え、
前記クラッチ状態切り替え部は、前記車両のイグニッションスイッチがオン状態であるとともに前記車両に搭載したバッテリの電圧が予め設定した電圧閾値未満となると、前記クラッチを前記開放状態から前記締結状態に切り替え、
前記転舵角推定部は、前記電圧閾値未満の電圧が電圧閾値以上となると、前記開放状態のクラッチが前記締結状態に切り替わる直前に推定した転舵角である締結前推定転舵角と、前記直進走行判定部が前記車両の走行状態が直進であると判定した時に推定した転舵角である直進判定後推定転舵角と、を推定し、
前記運転支援機能制御部は、前記クラッチ状態切り替え部が前記クラッチを前記開放状態から前記締結状態に切り替えると、前記締結前推定転舵角を用いて前記運転支援機能を制御し、前記クラッチ状態切り替え部が前記クラッチを前記締結状態から前記開放状態に切り替えると、前記締結状態のクラッチが前記開放状態に切り替わるまでの期間であるクラッチ状態移行期間内では、当該クラッチ状態移行期間内で前記締結前推定転舵角を前記直進判定後推定転舵角まで連続的に変化させた転舵角である連続変化転舵角を用いて前記運転支援機能を制御することを特徴とする車両用操舵制御装置。 - 前記ステアリングホイールの状態が予め設定した非操舵状態であるか否かと、前記車両が停車しているか否かと、を判定する非操舵停車状態判定部と、
前記ステアリングホイールの操舵角と、前記転舵角推定部が推定した転舵角と、を用いて、前記運転者による前記ステアリングホイールの操舵操作に応じた目標転舵角を算出する目標転舵角算出部と、を備え、
前記クラッチ状態切り替え部は、前記電圧閾値未満の電圧が前記電圧閾値以上となるとともに前記直進走行判定部が前記車両の走行状態が直進であると判定し、さらに、前記非操舵停車状態判定部による前記非操舵状態であるとの判定及び前記車両が停車しているとの判定のうち少なくとも一方が成立していると、前記クラッチを前記締結状態から前記開放状態に切り替え、
前記目標転舵角算出部は、前記締結状態のクラッチが前記開放状態に切り替わると、前記直進判定後推定転舵角を用いて前記目標転舵角を算出することを特徴とする請求項1に記載した車両用操舵制御装置。 - 前記車両の速度を検出する車速検出部と、
前記車両のヨーレートを検出するヨーレート検出部と、
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、を備え、
前記直進走行判定部は、前記車速検出部が検出した速度が予め設定した車速閾値以上であり、前記ヨーレート検出部が検出したヨーレートの絶対値が予め設定したヨーレート閾値以下であり、前記操舵角検出部が検出した操舵角に基づく操舵角速度の絶対値が予め設定した直進判定用操舵角速度閾値以下であると、前記車両の走行状態が直進であると判定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載した車両用操舵制御装置。 - 前記直進走行判定部は、前記車速検出部が検出した速度が前記車速閾値以上であり、前記ヨーレート検出部が検出したヨーレートの絶対値が前記ヨーレート閾値以下であり、前記操舵角速度の絶対値が前記直進判定用操舵角速度閾値以下である状態が、予め設定した直進判断時間閾値まで継続すると、前記車両の走行状態が直進であると判定することを特徴とする請求項3に記載した車両用操舵制御装置。
- 前記車両の速度を検出する車速検出部と、
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、
前記運転者が前記ステアリングホイールに加える操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、を備え、
前記非操舵停車状態判定部は、前記車速検出部が検出した速度が0[km/h]であると、前記ステアリングホイールの状態が前記非操舵状態であると判定し、前記操舵角検出部が検出した操舵角に基づく操舵角速度の絶対値が予め設定した非操舵判定用操舵角速度閾値以下であり、且つ前記操舵トルク検出部が検出した操舵トルクの絶対値が予め設定した非操舵判定用トルク閾値以下であると、前記車両が停車していると判定することを特徴とする請求項2に記載した車両用操舵制御装置。 - 前記非操舵停車状態判定部は、前記操舵角速度の絶対値が前記非操舵判定用操舵角速度閾値以下であり、且つ前記操舵トルク検出部が検出した操舵トルクの絶対値が前記非操舵判定用トルク閾値以下である状態が、予め設定した非操舵停止判断時間閾値まで継続すると、前記車両が停車していると判定することを特徴とする請求項5に記載した車両用操舵制御装置。
- 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する開放状態と、前記トルク伝達経路を機械的に連結する締結状態と、に切り替わるクラッチの前記開放状態では、前記ステアリングホイールの操舵角に応じて前記転舵輪を転舵制御する車両用操舵制御方法であって、
車両のイグニッションスイッチがオン状態であるとともに前記車両に搭載したバッテリの電圧が予め設定した電圧閾値未満となると、前記クラッチを前記開放状態から前記締結状態に切り替え、
前記電圧閾値未満の電圧が電圧閾値以上となると、前記開放状態のクラッチが前記締結状態に切り替わる直前に前記操舵角と前記車両の速度に基づいて推定した転舵角である締結前推定転舵角と、前記車両の走行状態が直進であると判定した時に推定した転舵角である直進判定後推定転舵角と、を推定し、
前記クラッチを前記開放状態から前記締結状態に切り替えると、前記締結前推定転舵角を用いて前記車両の運転者に対する運転支援機能を制御し、前記クラッチを前記締結状態から前記開放状態に切り替えると、前記締結状態のクラッチが前記開放状態に切り替わるまでの期間であるクラッチ状態移行期間内では、当該クラッチ状態移行期間内で前記締結前推定転舵角を前記直進判定後推定転舵角まで連続的に変化させた転舵角である連続変化転舵角を用いて前記運転支援機能を制御することを特徴とする車両用操舵制御方法。
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