WO2014167631A1 - 操舵制御装置および操舵制御方法 - Google Patents

操舵制御装置および操舵制御方法 Download PDF

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WO2014167631A1
WO2014167631A1 PCT/JP2013/060636 JP2013060636W WO2014167631A1 WO 2014167631 A1 WO2014167631 A1 WO 2014167631A1 JP 2013060636 W JP2013060636 W JP 2013060636W WO 2014167631 A1 WO2014167631 A1 WO 2014167631A1
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steering
torque
assist torque
state
steering assist
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PCT/JP2013/060636
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雅也 遠藤
英俊 池田
勲 家造坊
小河 賢二
泰蔵 戸田
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三菱電機株式会社
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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046Controlling the motor
    • B62D5/0466Controlling the motor for returning the steering wheel to neutral position
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046Controlling the motor
    • B62D5/0463Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/08Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque

Definitions

  • the present invention relates to a steering control device that assists steering of a driver.
  • Conventional steering control devices include a steering control device that generates a handle return torque with a motor in order to improve the handle return characteristics when the handle is released at a low vehicle speed (for example, Patent Documents 1 to 3 below).
  • Patent Document 1 when the rotation direction of the motor and the input direction of the steering torque are different from each other, the polarity is determined that the steering wheel is in the return state, and switching is performed between whether to apply the return torque or not.
  • the so-called handle in order to prevent the phenomenon of receiving a force from the handle in an unintended direction, that is, the so-called handle can be removed even when the steering wheel is slightly turned back at the time of steering (when the handle is not steered largely due to straight traveling, etc.) Depending on the magnitude of the steering torque, whether to apply the return torque is switched.
  • a target steering angle for returning the steering wheel to the neutral position is set based on the steering angle and the vehicle speed, and an ideal target steering angular speed is set according to the deviation between the target steering angle and the steering angle and the vehicle speed.
  • the target convergence current is set based on the deviation between the target steering angular velocity and the steering angular velocity. Further, when the steering torque is close to 0, the hand is lightly touched or released. Judgment is made, and a configuration for applying a target convergence current is proposed.
  • Patent Document 3 it is proposed to calculate a corrected current value by multiplying a deviation between a target steering angular velocity and a steering angular velocity by a steering torque multiplication coefficient value.
  • the conventional steering control device in a region where the steering torque is small, it is determined that the driver is lightly touching or releasing the hand to improve the steering wheel return characteristic. The handle return torque was applied. On the other hand, in the region where the steering torque is large, the application of the steering wheel return torque is stopped or suppressed, assuming that the driver is grasping and steering the steering wheel.
  • JP 2002-120745 A (4-5, 8 pages, paragraphs 0031, 0036, 0091-0093) JP 2006-123827 A (page 3, paragraph 0007, FIG. 3)
  • the return control torque becomes zero when the steering torque becomes larger than a predetermined threshold value. Therefore, in the steering wheel return steering with a large steering angle, the steering torque is large and is released. However, since the return control does not work until the steering torque falls below the threshold value, there is a problem that the steering wheel return characteristic cannot be improved.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a steering control device and the like that can obtain a favorable steering wheel return characteristic even in steering with a large steering angle. It is aimed.
  • the present invention relates to an actuator that applies a steering assist torque to a steering system of a vehicle, a steering torque detector that detects a steering torque that acts on the steering system of the vehicle, and a steering angle that detects a steering angle of the steering system of the vehicle.
  • a steering assist torque correction unit that corrects the steering assist torque according to the steering state determination result of the control unit, and an actuator control unit that controls the actuator according to the corrected steering assist torque.
  • a manual driving steering determination unit for determining a driver's manual driving steering state from a result of comparing the steering torque and a plurality of steering torque threshold values; The magnitude of the steering acceleration and steering acceleration threshold of the steering system, and the sudden steering return determination unit that determines the sudden steering return state from the result of comparing the magnitude of the steering torque change and the steering torque change threshold.
  • a high-acceleration steering wheel return determination unit that determines a steering wheel return state with high acceleration from the comparison result, and a manual return steering of the driver from a result of comparing the sign indicating the direction of the steering torque and the sign of the steering angle
  • a manual switchback determination unit for determining a state, determining a steering state of the steering system, storing the steering angle at that time as a steering angle at the time of steering determination, and determining whether the steering determination steering angle and the steering angle are
  • the steering determination state of the driver is determined from a combination of at least two of the increase determination unit that determines the driver's increased steering state from the result of comparing the sizes, and the steering is performed according to the determination result.
  • Manual driving steering determination for determining the manual driving steering state of the driver from the result of comparing the magnitude of the steering torque and a plurality of steering torque thresholds;
  • a sudden handle return determination for determining a sudden handle return state from a result of comparing the magnitude of the change amount of the steering torque and the steering torque change amount threshold;
  • a high acceleration handle return determination for determining a handle return state with high acceleration from the result of comparing the steering acceleration of the steering system and the magnitude of the steering acceleration threshold;
  • a manual switchback determination for determining a driver's manual switchback steering state from a result of comparing the sign indicating the direction of the steering torque and the sign of the steering angle;
  • the steered state of the steering system is determined, the steering angle at that time is stored as the steered determination steering angle, and the driver's switching is determined based on the result of comparing the steered determination steering angle and the steering angle.
  • An increase determination for determining the additional steering state by determining the steering state of the driver from at least two or more combinations, the steering state of the driver can be determined more finely than in the past, and the steering applied to the actuator to improve the return characteristics of the steering system
  • the auxiliary torque can be appropriately adjusted according to the steering state. As a result, a favorable steering wheel return characteristic can be obtained even in steering with a large steering angle.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a steering control device according to the present invention.
  • the left and right steered wheels 3 are steered according to the rotation of the steering shaft 2 connected to the handle 1.
  • the steering wheel 1 is provided with a steering angle sensor 4 for detecting a steering angle.
  • a torque sensor 5 is disposed on the steering shaft 2 and detects a steering torque acting on the steering shaft 2.
  • the motor 6 is connected to the steering shaft 2 via the speed reduction mechanism 7, and the steering assist torque generated by the motor 6 can be applied to the steering shaft 2.
  • the vehicle speed is detected by a vehicle speed sensor 8.
  • the current flowing through the motor 6 is detected by a current sensor 9.
  • the voltage between the terminals of the motor 6 is detected by the voltage sensor 10.
  • the control unit 11 calculates, for example, a steering assist torque generated by the motor 6 and controls a current of the motor 6 necessary for generating the steering assist torque.
  • the control unit 11 is provided with a memory including a ROM and a RAM described later.
  • a microcomputer (CPU), a current driver 12 that drives a motor current (flows a desired current), and the like are provided.
  • the control unit 11 includes a current driver 12, a steering state determination device 21 configured by a microcomputer, a steering assist torque calculator 22, and a memory (device) M.
  • a steering angle sensor 4 a vehicle speed sensor 8, a torque sensor 5, a current sensor 9 and the like are connected to the control unit 11.
  • the memory M stores various data and information used by the microcomputer.
  • the steering assist torque calculator 22 includes a steering assist torque 1 calculator 221, a steering assist torque 2 calculator 222, a steering assist torque 3 calculator 223, and a steering assist torque corrector 224.
  • step S ⁇ b> 1 the steering angle sensor 4 uses the steering angle
  • the torque sensor 5 uses the steering torque
  • the vehicle speed sensor 8 uses the vehicle speed
  • the current sensor 9 uses the current sensor 9 to flow to the motor 6. Current is detected.
  • the steering assist torque calculator 22 calculates the steering assist torque 1, the steering assist torque 2, and the steering assist torque 3 based on the steering angle, the steering torque, and the vehicle speed.
  • the steering assist torque 1 is a steering assist torque for generating a handle return torque by the motor 6 in order to improve a handle return characteristic when the handle is released at a low vehicle speed.
  • the configuration of the steering assist torque 1 calculator 221 that calculates the steering assist torque 1 will be described.
  • a block diagram of the steering assist torque 1 calculator 221 is shown in FIG.
  • the target steering speed setting device 41 the target steering speed corresponding to the steering angle and the vehicle speed is set in advance as map data (actually stored in the memory), and the target corresponding to the detected steering angle and the vehicle speed is set.
  • the steering speed is calculated.
  • the target steering speed is set to a target steering speed having an opposite sign (reverse direction) with respect to the steering angle.
  • the speed is set to be large.
  • the characteristic initially increases between zero and, for example, the steering angle from the reference steering angle. After reaching, it has a decreasing characteristic.
  • the actual steering speed calculator 42 calculates an actual steering speed that is the steering speed of the handle 1 from the steering angle.
  • the subtractor 43 calculates the steering speed deviation by subtracting the actual steering speed from the target steering speed.
  • the gain corrector 44 calculates the steering assist torque 1 by multiplying the steering speed deviation by a predetermined gain.
  • the steering assist torque 2 is a steering assist torque that is switched to the steering assist torque 1 based on the determination result of the steering state determiner 21, and the steering assist torque 2 is set to zero. That is, the steering assist torque 2 is a steering assist torque that is set to stop applying the steering assist torque 1. For the above reason, the steering assist torque 2 is not limited to zero and may be a value smaller than the steering assist torque 1.
  • the steering assist torque 3 calculator 223 for calculating the steering assist torque 3 calculates the steering assist torque calculated by the conventional steering control device. For example, in this embodiment, a steering assist torque for assisting the driver's steering corresponding to the steering angle and the vehicle speed as shown in the assist map shown in FIG. Storage), the steering assist torque 3 is calculated according to the detected steering torque and vehicle speed.
  • the gradient of the assist map that is, the amount of increase in the value of the steering assist torque with respect to the increase in the steering torque is small, and gradually when the steering torque increases.
  • the steering assist torque is set so as to increase as the vehicle speed decreases.
  • step S3 the steering state determiner 21 determines the driver's steering state from the steering angle, steering torque, vehicle speed, and current sensor.
  • the block diagram of the steering state determination device 21 is shown in FIG.
  • the steering state determination unit 21 includes six new steering state determination units. These determination units are all determination units for determining the steering state of the driver for the purpose of obtaining a favorable steering wheel return characteristic even in steering with a large steering angle.
  • the steering state determiner 21 determines the driver's steering state from a combination of at least two of the six steering state determination units.
  • the manual driving / steering determination device 85 determines whether or not the driver is in a state of steering by grasping the handle 1 using the steering torque and the vehicle speed. When it is determined that the driver is grasping and steering the steering wheel 1, the steering assist torque 1 for improving the return to the neutral position of the steering wheel 1 is switched to the steering assist torque 2 that is zero.
  • the steering torque threshold value 1 setting unit 61 sets a predetermined steering torque threshold value 1 (ATh1).
  • the steering torque threshold value 2 setting unit 63 sets a predetermined steering torque threshold value 2 (ATh2) corresponding to the vehicle speed.
  • the steering torque threshold value 2 is set to increase in size as the vehicle speed increases.
  • the steering torque threshold 2 is set larger than the steering torque threshold 1.
  • the magnitude comparator 62 compares the steering torque absolute value
  • the magnitude comparator 64 compares the magnitude of the steering torque with the absolute value of the steering torque threshold 2, and if the absolute value of the steering torque is less than or equal to the steering torque threshold 2 (
  • the steering torque threshold 2 when the absolute value of the steering torque is larger than the steering torque threshold 2 (
  • the magnitude comparator 68 compares the absolute value of the steering torque with the output of the selector 67, that is, the steering torque threshold 3, and when the absolute value of the steering torque is greater than or equal to the steering torque threshold 3 (
  • the sudden handle return determination unit 86 detects a sudden decrease in the steering torque that occurs when the driver shifts from the state of grasping the handle to the released state at the start of handle return steering with a large steering angle.
  • Steering torque change amount calculator 70 differentiates the steering torque to calculate a steering torque change amount Ta ′.
  • the steering torque change threshold value setting unit 71 sets a predetermined steering torque change threshold value (BTh1).
  • the magnitude comparator 73 allows the driver to handle the steering wheel at the start of steering wheel return steering with a large steering angle. It is determined that the state has shifted from the state where the hand is held to the state where the hand is released, and “0” is output to the logical product unit 69. Otherwise, “1” is output to the AND circuit 69.
  • the steering torque is large in the region where the road surface reaction torque that returns the handle 1 to the neutral position at a large steering angle is large. Therefore, in the region where the magnitude of the steering torque is larger than the steering torque threshold 4 (ATh4), the sudden handle return is performed. Decision 86 may be implemented. Further, the sign (direction, the same applies hereinafter) of the steering torque and the amount of change in the steering torque is compared, and the sudden handle return determination unit 86 is implemented in a situation where the signs are different, that is, in a situation where the absolute value of the steering torque is decreasing It is good also as composition to do.
  • the sign of the steering angle and the sign of the steering angle speed are compared, and the configuration in which the abrupt steering wheel return determination unit 86 is implemented in a situation where the signs are different, that is, a situation where the steering is returned toward the neutral position. Good. These determinations are made, for example, based on information from sensors by the steering torque change amount calculator 70.
  • the logical product 69 calculates the logical product of the outputs of the size comparator 68, the size comparator 73, and the size comparator 76 described later. That is, even in the situation where the driver determines that the driver is grasping and steering the steering wheel 1 in the manual driving / steering determination device 85, the driver has moved from the state of holding the steering wheel to the released state.
  • the logical product 69 outputs “0” to the logical sum unit 84 so that the steering assist torque 1 can be applied in order to prevent the rapid increase in the return speed.
  • the high acceleration steering wheel return determination unit 87 detects a sudden increase in the return speed when the steering wheel 1 returns due to the large road surface reaction torque acting in steering the steering wheel from a large steering angle. Determine the handle return state.
  • the steering acceleration calculator 74 differentiates the steering angle ⁇ h detected by the steering angle sensor 4 to calculate the steering speed ⁇ h ′. Further, the steering speed is differentiated to calculate the steering acceleration ⁇ h ′′.
  • the steering acceleration threshold value setting unit 75 sets a predetermined steering acceleration threshold value CTh1.
  • the magnitude comparator 76 compares the absolute value of the steering acceleration with the steering angular velocity threshold value, and when the absolute value of the steering acceleration is equal to or larger than the steering angular velocity threshold value (
  • the high acceleration handle is used in the region where the magnitude of the steering torque is larger than the steering torque threshold 4 (ATh4).
  • the return determination unit 87 may be implemented. Further, the sign of the steering angle, the sign of the steering speed, and the sign of the steering acceleration are compared, and the steering angle and the steering speed are different signs, and the steering angle and the steering acceleration are different signs, that is, steering toward the neutral position.
  • the configuration may be such that the high acceleration steering wheel return determination unit 87 is implemented in the case of return steering and a situation in which the magnitude of the return speed increases. These determinations are made, for example, based on information from sensors by the steering acceleration calculator 74.
  • the logical product 69 calculates the logical product of the outputs of the magnitude comparator 68, the magnitude comparator 73, and the magnitude comparator 76, so that the driver grasps the handle 1 in the manual driving steering decision unit 85. Even in a situation where it is determined that the vehicle is steering, it is possible to determine that the steering wheel is being returned with high acceleration due to a large road surface reaction torque acting when the steering wheel is released from a large steering angle.
  • the logical accumulator 69 outputs “0” to the logical sum 84 so that the steering assist torque 1 is applied to prevent the sudden increase.
  • the manual switch-back determination unit 88 is configured so that the driver himself / herself sets the handle 1 to the neutral position in the steering wheel return steering from a large steering angle when the road surface reaction torque for returning the handle 1 to the neutral position at a low vehicle speed is small. If the steering torque in the returning direction is not applied, the situation in which the handle 1 does not return to the neutral point is determined.
  • the manual switchback determination unit 88 gives the steering torque in the direction in which the driver returns the steering wheel 1 to the neutral position. Otherwise, it is determined that the handle 1 does not return to the neutral point, and “0” is output to the logical adder 84. Otherwise, “1” is output to the OR circuit 84.
  • the situation in which the signs of the steering torque and the steering angle are opposite signs means that when the handle 1 is returned from the current steering angle to the neutral position, the resistance torque such as friction contained in the steering system returns the handle 1 in the neutral direction. It is a situation that is larger than the road surface reaction torque to be applied.
  • the steering assist torque 1 is applied.
  • the driver returns the handle 1 to the neutral position at a steering speed equal to or higher than the target steering speed.
  • the steering assist torque 1 further becomes a resistance torque with respect to the driver's return steering, and the driver's steering torque increases, which may cause a sense of incongruity.
  • the manual switchback determination device 88 it becomes possible to switch the steering assist torque to zero in such a situation, and to prevent the driver's steering torque from increasing.
  • the manual switch-back determination unit 88 may be implemented in a region where the magnitude of the steering torque is larger than the steering torque threshold 5 (ATh5). With this configuration, it is possible to stop the determination in a situation where the steering torque is near zero and the sign of the steering torque changes frequently. These determinations are made, for example, by the code comparator 77 based on information from the sensor.
  • the increase determination unit 89 determines a state in which the driver steers the steering wheel 1 from the neutral position side in a direction in which the steering angle increases.
  • the steering determination unit 78 calculates the steering speed ⁇ h ′ from the steering angle ⁇ h, determines that the steering speed is small and the steering wheel 1 is not moving as a steering state, and maintains the steering angle at that time. Stored as steering angle at the time of rudder determination (stored in memory M). In the magnitude comparator 79, the steering angle is compared with the steering angle E ⁇ hth during the steering determination, and when the steering angle is greater than or equal to the steering angle during the steering determination (
  • the increase determination unit 89 By providing the increase determination unit 89, it is possible to stop the application of the steering assist torque 1 in the steering that does not require the application of the return control by the increase steering, and the steering angle is maintained at the start of the return steering. Since the steering angle is smaller than the steering angle at the time of rudder determination, return control can be given. Furthermore, in the situation of overshoot where the road surface reaction torque is large and the handle 1 returns too much and exceeds the neutral position when the hand is released from the large rudder angle, the steering angle is increased, but the steering determination steering angle is released. Is stored, and the steering angle at the time of overshoot is smaller than the steering determination steering angle, the steering determination unit 78 can continue to give the return control without determining the additional steering. . As a result, a steering assist torque that suppresses the overshoot speed is applied, and the overshoot can be suppressed to a low level. As a result, a suitable handle return characteristic can be realized.
  • the turning-back sudden steering determination unit 90 detects a situation in which the amount of change in the steering shaft reaction force torque is large, and determines that the steering wheel 1 has been turned rapidly.
  • the turning-back steering means steering in which the turning-back steering is continuously performed from the turning-up steering.
  • the steering shaft reaction force torque calculator 80 calculates the steering shaft reaction force torque acting on the steering shaft 2 from the current flowing through the motor 6 detected by the current sensor 9 and the steering torque detected by the torque sensor 5. Assuming that the steering shaft reaction torque T rtss , steering torque T sens , current I m , torque constant K t of the motor 6, and reduction ratio G gear of the speed reduction mechanism 7, the following formula (1) is calculated and the steering shaft reaction force Calculate the torque.
  • G gear K t I m is the actual steering assist torque motor 6 is applied to the steering shaft 2.
  • the change amount calculator 81 differentiates the steering shaft reaction force torque to calculate the change amount T rtss ′ of the steering shaft reaction force torque.
  • the steering shaft reaction force torque change threshold value setting unit 82 sets a steering shaft reaction force torque change threshold value FTh1. The set value is set to a value larger than the amount of change in the steering shaft reaction torque generated when the hand is released from the large steering angle.
  • the driver performs rapid turn-back steering.
  • T rtss '> FTh1 the steering shaft reaction force torque change amount threshold value
  • the steering shaft reaction torque indicates the reaction torque acting on the steering shaft and corresponds to the sum of the friction acting on the steering shaft and the road surface reaction torque.
  • the steering assist torque 1 when the magnitude of the steering torque is small, the steering assist torque 1 is applied.
  • the steering assist torque when the driver is actively turning back, the steering assist torque is set. Since the application of 1 can be reduced, an increase in the steering torque of the driver can be suppressed, and a suitable steering feeling can be obtained.
  • the manual operation steering determination unit 85, the sudden handle return determination unit 86, the high acceleration handle return determination unit 87, the manual switchback determination unit 88, the increase increase determination unit 89, and the switchback rapid steering determination unit 90 are determined.
  • the logical sum of the results more precisely, the logical product of the determination results of the manual operation steering determination unit 85, the sudden handle return determination unit 86, and the high acceleration handle return determination unit 87, and the determination result of the manual switchback determination unit 88.
  • the logical sum of the determination result of the increase determination unit 89 and the determination result of the sudden turning steering determination unit 90 is calculated.
  • step S4 When the logical sum is “0”, it is determined that the return torque is to be applied, and the steering assist torque 1 is applied by the process described later. If the logical sum is “1”, it is determined that the return torque is not applied, and the application of the steering assist torque 1 is reduced by the process shown in step S4.
  • step S ⁇ b> 4 the steering assist torque corrector 224 determines the steering state determination steering assist torque 1, the steering assist torque 2, and the steering assist torque 3 based on the steering state of the driver determined by the steering state determiner 21. To calculate the final steering assist torque.
  • a block diagram showing the configuration of the steering assist torque corrector 224 is shown in FIG.
  • the steering assist torque corrector 224 includes differentiators 102 and 103, switching devices 101 and 104, a low-pass filter 110, and an adder 109.
  • a steering state determination unit 21, a steering assist torque 1 calculator 221, a steering assist torque 2 calculator 222, and a steering assist torque 3 calculator 223 are connected.
  • the low pass filter 110 includes a subtractor 105, a multiplier 106, an adder 107, and an integrator 108.
  • the switch 101 switches the signal to be output according to the determination result of the steering state determiner 21.
  • the steering state determination device 21 outputs “1”
  • the steering assist torque 2 is selected and a value of zero is output.
  • “0” is output in the steering state determiner 21, the steering assist torque 1 is selected and output.
  • Differentiator 102 differentiates steering assist torque 1 and calculates the amount of change in steering assist torque 1.
  • s represents a Laplace operator.
  • the differentiator 103 differentiates the steering assist torque 2 and calculates a change amount of the steering assist torque 2.
  • the switch 104 switches the output signal according to the determination result of the steering state determiner 21.
  • the amount of change in the steering assist torque 2 is selected and output. Since the steering assist torque 2 is zero, the amount of change in the steering assist torque 2 is also zero.
  • the steering state determiner 21 outputs 0, the change amount of the steering assist torque 1 is selected and output.
  • the output of the integrator 108 is subtracted from the output of the switching device 61 and output.
  • the multiplier 106 multiplies the output of the subtractor 105 by the reciprocal of the filter time constant Tc and outputs the result.
  • the adder 107 adds the output of the multiplier 106 and the output of the switch 104 and outputs the result.
  • the integrator 108 integrates and outputs the output of the adder 107.
  • the output of the integrator 108 corresponds to the steering assist torque corrected by the steering assist torque corrector 244 that is a main part of the present embodiment.
  • the adder 109 adds the output of the integrator 108 and the steering assist torque 3 that is the reference steering assist torque, and outputs the final steering assist torque.
  • the conventional low-pass filter corresponds to a configuration obtained by removing the adder 107 from the broken line portion 110 in FIG.
  • the input to the integrator 108 that is, the output of the multiplier 106
  • the input to the integrator 108 that is, the output of the multiplier 106 is referred to as a filter processing change amount.
  • step S5 the current driver 12 drives the current of the motor 6 so as to generate the steering assist torque finally calculated by the motor 6.
  • the current driver 12 normally performs feedback control based on the current value of the motor 6 from the current sensor 9, but the present invention is not limited to this.
  • a steering torque threshold 2 (ATh2) larger than the steering torque threshold 1 (ATh1) is selected, so that the steering torque falls below the steering torque threshold. Since the time is advanced, the steering assist torque can be applied early, and the steering wheel return characteristic can be improved. Further, at the time of additional steering from the neutral position, the steering torque threshold value 1 (ATh1) is selected, the steering torque threshold value can be set small, and the application of the steering assist torque can be turned off early. As a result, a favorable steering wheel return characteristic can be obtained even in steering with a large steering angle.
  • At least one of the steering torque threshold 1 and the steering torque threshold 2 may be changed according to the vehicle speed.
  • an appropriate steering torque threshold can be set according to the vehicle speed.
  • the magnitude of the steering torque change amount and the steering torque change amount threshold value are compared even in a situation where the steering torque is greatly generated at the time of turning back steering from a large steering angle.
  • the steering assist torque can be reduced during steering of the steering wheel with a large steering angle even during the period when the steering assist torque is not applied until the steering torque falls below a predetermined threshold. Therefore, it is possible to obtain a preferable return characteristic of the handle.
  • the high acceleration handle return determination device 87 Due to the configuration of the high acceleration handle return determination device 87, even when the steering torque is greatly generated during the return steering from a large steering angle, a sudden increase in the return speed when the handle 1 is returned is detected. By determining the steering wheel return state with high acceleration, it becomes possible to apply the steering assist torque 1 for preventing a rapid increase in the return speed, and to obtain a favorable steering wheel return characteristic. .
  • the driver can neutralize the steering wheel 1 by himself / herself in the steering wheel return steering from a large steering angle when the road surface reaction torque for returning the steering wheel 1 to the neutral position at a low vehicle speed is small.
  • the steering wheel 1 does not return to the neutral point unless the steering torque in the direction of returning to the position is applied, it is possible to prevent the steering torque from increasing by turning off or suppressing the steering assist torque 1.
  • the return characteristic of the handle can be obtained.
  • the steering assist torque that suppresses the overshoot speed in the overshoot situation in which the road surface reaction force torque is large and the handle 1 returns too much and exceeds the neutral position when released from a large steering angle.
  • the overshoot can be suppressed to a small level, and the application of the steering assist torque 1 can be stopped and the increase of the driver's steering torque can be prevented at the time of additional steering by the driver.
  • suitable steering wheel return characteristics can be realized in steering wheel steering with a large steering angle.
  • the configuration of the turning-back sudden steering determination unit 90 can prevent an increase in the steering torque by turning off or suppressing the steering assist torque 1 in a situation where the driver is turning the steering wheel 1 rapidly. This makes it possible to obtain a favorable handle return characteristic.
  • an adder 107 is added to the low-pass filter process indicated by the broken line portion 110 in FIG. 7, and a process of correcting the change amount of the filter process by adding the change amount of the steering assist torque selected by the switch 101 is provided.
  • the effect obtained is shown in FIG. FIG. 8 shows the output of the integrator 108 assuming that the driver releases his hand from the steering wheel 1 from the region where the steering angle is large.
  • FIG. 8 shows the change with time of the steering torque, and A shows the period during which it is determined that the steering is maintained.
  • FIG. 8B shows the time-dependent change in the calculated steering assist torque
  • B1 is the steering assist torque resulting from the low pass filter processing according to the present invention
  • B2 is the steering assist torque resulting from the conventional low pass filter processing
  • Ta1 Indicates steering assist torque 1
  • Ta2 indicates steering assist torque 2.
  • the steering assist torque 1 calculator 221 calculates the steering assist torque from the deviation between the target steering speed and the actual steering speed. If the actual steering speed is larger than the target steering speed, the actual steering speed is suppressed and the steering wheel 1 The steering assist torque 1 is calculated so as to return slowly.
  • the steering assist torque 1 (Ta1) in FIG. 8B indicates that when the handle 1 is released, the steering assist torque for suppressing the actual steering speed is increased.
  • the steering assist torque 2 (Ta2) is always zero.
  • the steering assist torque 2 (Ta2) is selected while the steering torque exceeds the steering torque threshold and it is determined that the steering is maintained (A).
  • the steering assist torque 1 (Ta1) is selected.
  • the sense of discomfort is improved because the sudden change in offset due to the difference between the two steering assist torques is gradually changed.
  • the rise of the steering torque 1 for suppressing the rapid return speed of the steering wheel 1 is delayed.
  • an abrupt return speed of the steering wheel 1 occurs, causing a problem that gives the driver a feeling of strangeness.
  • the steering assist torque B1 as a result of processing of the low-pass filter of the present invention in FIG.
  • the filter processing so that the change amount of the selected steering assist torque 1 is added by the adder 107, the offset change at the timing of switching the steering assist torque is prevented, and the steering assist torque can be switched smoothly.
  • the output of the integrator 108 is changed to be equal to the change of the steering assist torque 1. That is, response delay is improved, and the steering assist torque rises faster than in the prior art.
  • a steering assist torque that suppresses the rapid return speed of the handle 1 can be generated early, and the handle 1 can be returned slowly and suitably.
  • the steering angle sensor 4 is used to obtain the steering angle and the steering speed.
  • the present invention is not limited to this.
  • the rotation angle of the motor 6 can be used as the steering angle, and the steering angle estimated from the wheel speed difference may be used.
  • the steering speed estimated from the voltage detected by the voltage sensor 10 may be used as the steering speed.
  • the steering assist torque 2 is set to zero, but the configuration is not limited thereto.
  • a steering assist torque 1 calculator 221 in which a predetermined gain multiplied by the deviation is reduced by the gain corrector 44 in FIG. 4 is used for calculating the steering assist torque 2. That is, with this configuration, the steering assist torque 2 is not zero, but a steering assist torque smaller than the steering assist torque 1 can be obtained, and the control effect can be weakened according to the steering state determination result. Interference between steering and steering assist torque can be suppressed.
  • the steering assist torque 2 calculator 222 has the same configuration as the steering assist torque 1 calculator 221 and the gain at the gain corrector 44 is reduced.
  • the steering assist torque 1, the steering assist torque 2, and an intermediate steering assist torque are calculated, and one steering assist torque is selected from these according to the magnitude of the steering torque. Good.
  • a more appropriate steering assist torque can be selected according to the driver's steering state, and a suitable steering assist torque can be obtained.
  • the gain corrector 44 of the steering assist torque 1 calculator 221 changes or switches the gain according to the steering torque obtained from the torque sensor 5.
  • the steering state determination unit 21 includes all six new steering state determination units.
  • the driver is based on the magnitude of the steering torque detected by the conventional steering torque detector.
  • the steering control device provided with the steering state determination device for determining the steering state any one or more steering state determination units may be used.
  • the motor 6 and the speed reduction mechanism 7 constitute an actuator
  • the steering state determiner 21 constitutes a steering state determiner
  • 223 constitutes a steering assist torque calculator
  • the steering assist torque corrector 224 constitutes a steering assist torque corrector
  • the current driver 12 constitutes an actuator controller
  • the switchers 101 and 104 constitute a switcher.
  • the differentiators 102 and 103, the low-pass filter 110 (including the subtractor 105, the multiplier 106, the adder 107, and the integrator 108) and the adder 109 constitute a filter processing unit.
  • the manual operation steering determination unit 85 is a manual operation steering determination unit
  • the sudden handle return determination unit 86 is a sudden handle return determination unit
  • the high acceleration handle return determination unit 87 is a high acceleration handle return determination unit
  • the manual switchback determination unit 88 is.
  • the manual switchback determination unit, the increase determination unit 89, and the switchback rapid steering determination unit 90 constitute a switchback determination unit 90, respectively.
  • the steering angle sensor 4 constitutes a steering angle detection unit
  • the vehicle speed sensor 8 constitutes a vehicle speed detection unit
  • the torque sensor 5 constitutes a steering torque detection unit.
  • the steering assist torque 1 constitutes a first steering assist torque
  • the steering assist torque 2 constitutes a second steering assist torque
  • the steering assist torque 3 constitutes a reference steering assist torque.
  • the steering torque thresholds 1 to 3 constitute first to third steering torque thresholds, respectively.
  • the steering control device and the like according to the present invention can be applied to various steering devices and have the same effects.

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Abstract

 車両の操舵系の戻り特性を改善するために操舵系に操舵補助トルクを付与するアクチュエータに付与する操舵補助トルクを演算する工程と、運転者の操舵状態を判定する工程と、前記操舵状態判定の結果に応じて操舵補助トルクを補正する工程と、補正した操舵補助トルクに応じて前記アクチュエータを制御する工程とを備え、運転者の操舵状態を判定する工程において、手動運転操舵状態判定、急ハンドル戻し判定、高加速ハンドル戻し判定、手動切戻し判定、切増し判定、のうち少なくとも2つ以上の組合せから運転者の操舵状態を判定する操舵制御装置等を提供する。

Description

操舵制御装置および操舵制御方法
 この発明は、運転者の操舵をアシストする操舵制御装置に関するものである。
 従来の操舵制御装置では、低車速におけるハンドル手放し時のハンドル戻り特性を改善するために、モータでハンドル戻しトルクを発生させる操舵制御装置がある(例えば下記特許文献1~3)。
 下記特許文献1によれば、モータの回転方向と操舵トルクの入力方向とが互いに異なるときにハンドルが戻り状態であると極性判別し、戻しトルクを付与するか、付与しないか切り替えている。また、保舵時(直進等でハンドルを大きく操舵しない時)におけるハンドルの僅かな切り戻しによっても、所謂ハンドルを取られるという、意図しない方向にハンドルから力を受ける現象が生じることを防ぐため、操舵トルクの大きさによって、戻しトルクを付与するか、付与しないかを切り替えている。
 下記特許文献2によれば、操舵角及び車速に基づいてハンドルを中立位置へ戻すための目標操舵角を設定し、目標操舵角と操舵角の偏差及び車速に応じて理想的な目標操舵角速度を設定し、目標操舵角速度と操舵角速度の偏差に基づいて目標収斂電流設定をし、さらに、操舵トルクが0近傍の時は、ハンドルに手を軽く触れている状態、または、手放ししている状態と判断し、目標収斂電流を付与する構成を提案している。
 下記特許文献3によれば、目標操舵角速度と操舵角速度の偏差に操舵トルク乗算係数値を掛けて、修正電流値を演算することが提案されている。
 このように、従来の操舵制御装置においては、操舵トルクが小さい領域において、運転者がハンドルに手を軽く触れている状態、または、手放ししている状態と判断し、ハンドル戻り特性を改善するためのハンドル戻しトルクを付与していた。逆に、操舵トルクが大きい領域では、運転者がハンドルを掴んで操舵しているとして、ハンドル戻しトルクの付与を停止、または、抑制していた。
特開平10-278829号公報(2~3頁、段落0001~0021、図2、図4) 特開2002-120745号公報(4~5、8頁、段落0031、0036、0091~0093) 特開2006-123827号公報(3頁、段落0007、図3)
 以上のような従来の操舵制御装置においては、操舵トルクが所定の閾値より大きくなると、戻し制御トルクが零になるため、大きな操舵角度を伴うハンドル戻し操舵においては、操舵トルクが大きく、手放ししても操舵トルクが閾値を下回るまでは戻し制御が作用しないため、ハンドル戻り特性を改善することができない課題があった。
 この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、大きな操舵角度を伴う操舵においても、好適なハンドルの戻り特性を得ることができる操舵制御装置等を提供することを目的としている。
 この発明は、車両の操舵系に操舵補助トルクを付与するアクチュエータと、前記車両の操舵系に作用する操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、前記車両の操舵系の操舵角度を検出する操舵角度検出部と、前記操舵系の戻り特性を改善するためにアクチュエータに付与する操舵補助トルクを演算する操舵補助トルク演算部と、運転者の操舵状態を判定する操舵状態判定部と、前記操舵状態判定部の操舵状態判定結果に応じて、操舵補助トルクを補正する操舵補助トルク補正部と、補正した操舵補助トルクに応じて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、を備え、前記操舵状態判定部は、操舵トルクと複数の操舵トルク閾値との大きさを比較した結果から運転者の手動運転操舵状態を判定する手動運転操舵判定部と、前記操舵トルクの変化量と操舵トルク変化量閾値との大きさを比較した結果から急なハンドル戻し状態を判定する急ハンドル戻し判定部と、前記操舵系の操舵加速度と操舵加速度閾値との大きさを比較した結果から高加速度を伴うハンドル戻し状態を判定する高加速ハンドル戻し判定部と、前記操舵トルクの方向を示す符号と前記操舵角度の符号を比較した結果から運転者の手動での切戻し操舵状態を判定する手動切戻し判定部と、前記操舵系の保舵状態を判定し、その時の前記操舵角度を保舵判定時操舵角度として記憶し、前記保舵判定操舵角度と前記操舵角度との大きさを比較した結果から運転者の切増し操舵状態を判定する切増し判定部と、のうち少なくとも2つ以上の組合せから運転者の操舵状態を判定し、判定結果に従って前記操舵補助トルク補正部で補正した操舵補助トルクに応じて前記アクチュエータ制御部で前記アクチュエータを駆動する、ことを特徴とする操舵制御装置等にある。
 この発明では、大きな操舵角度を伴う操舵においても、好適なハンドルの戻り特性を得ることができる操舵制御装置等を提供できる。
この発明による操舵制御装置の構成の一例を示す図である。 この発明の実施の形態1による操舵制御装置の要部の構成の一例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態1による操舵制御装置の要部の動作の一例を示す動作フローチャートである。 この発明の実施の形態1における操舵補助トルク1演算器の構成の一例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態1におけるアシストマップの一例を示す図である。 この発明の実施の形態1における操舵状態判定器の構成の一例を示すブロック図である。 この発明の実施の形態1における操舵補助トルク補正器の構成の一例を示すブロック図である。 この発明による操舵制御装置の効果を説明するための図である。
 この発明によれば、
 操舵トルクと複数の操舵トルク閾値との大きさを比較した結果から運転者の手動運転操舵状態を判定する手動運転操舵判定と、
 前記操舵トルクの変化量と操舵トルク変化量閾値との大きさを比較した結果から急なハンドル戻し状態を判定する急ハンドル戻し判定と、
 前記操舵系の操舵加速度と操舵加速度閾値との大きさを比較した結果から高加速度を伴うハンドル戻し状態を判定する高加速ハンドル戻し判定と、
 前記操舵トルクの方向を示す符号と前記操舵角度の符号を比較した結果から運転者の手動での切戻し操舵状態を判定する手動切戻し判定と、
 前記操舵系の保舵状態を判定し、その時の前記操舵角度を保舵判定時操舵角度として記憶し、前記保舵判定操舵角度と前記操舵角度との大きさを比較した結果から運転者の切増し操舵状態を判定する切増し判定と、
 のうち、少なくとも2つ以上の組合せから運転者の操舵状態を判定することにより、従来に比べて運転者の操舵状態を細かく判定でき、操舵系の戻り特性を改善するためにアクチュエータに付与する操舵補助トルクを操舵状態に応じて適切に調整することが可能となる。その結果、大きな操舵角度を伴う操舵においても、好適なハンドルの戻り特性を得ることができる。
 以下、この発明による操舵制御装置等を各実施の形態に従って図面を用いて説明する。なお、各実施の形態において、同一もしくは相当部分は同一符号で示し、重複する説明は省略する。
 実施の形態1.
 図1はこの発明による操舵制御装置の構成の一例を示す図である。ハンドル1に連結したステアリング軸2の回転に応じて左右の転舵輪3が転舵される。ハンドル1には、操舵角度を検出する操舵角度センサ4が配置されている。ステアリング軸2には、トルクセンサ5が配置され、ステアリング軸2に作用する操舵トルクを検出する。モータ6は減速機構7を介してステアリング軸2に連結しており、モータ6が発生する操舵補助トルクをステアリング軸2に付与することができる。車両の車速は車速センサ8で検出する。またモータ6に流れる電流は電流センサ9で検出する。モータ6の端子間電圧は電圧センサ10で検出する。
 制御ユニット11は、例えばモータ6が発生させる操舵補助トルクを演算し、操舵補助トルクを発生するために必要なモータ6の電流を制御するものであり、後述するROM、RAMを含むメモリを設けたマイクロコンピュータ(CPU)、モータ電流を駆動(所望の電流を流す)する電流駆動器12等を備える。
 次にこの実施の形態の要部である制御ユニット11での操舵補助トルクの演算について、図2に示すブロック図と図3に示すフローチャートに従って説明する。なおフローチャートに示す動作は所定時間の制御周期で繰り返し実行される。
 図2において、制御ユニット11は、電流駆動器12と、マイクロコンピュータで構成される操舵状態判定器21、操舵補助トルク演算器22、メモリ(装置)Mを含む。そして、例えば操舵角度センサ4、車速センサ8、トルクセンサ5、電流センサ9等が制御ユニット11に接続されている。メモリMにはマイクロコンピュータで使用される各種データ、情報が記憶される。
 操舵補助トルク演算器22は、操舵補助トルク1演算器221、操舵補助トルク2演算器222、操舵補助トルク3演算器223、操舵補助トルク補正器224を含む。
 図3の動作フローチャートにおいて、ステップS1において、操舵角度センサ4を用いて操舵角度、トルクセンサ5を用いて操舵トルク、車速センサ8を用いて車両の車速、電流センサ9を用いてモータ6に流れる電流、をそれぞれ検出する。
 ステップS2では、操舵補助トルク演算器22において、操舵角度、操舵トルク、車速、に基づいて、操舵補助トルク1、操舵補助トルク2、操舵補助トルク3を演算する。この実施の形態において、操舵補助トルク1は、低車速におけるハンドル手放し時のハンドル戻り特性を改善するために、モータ6でハンドル戻しトルクを発生させるための操舵補助トルクである。操舵補助トルク1を演算する操舵補助トルク1演算器221の構成について、説明する。
 操舵補助トルク1演算器221のブロック図を図4に示す。目標操舵速度設定器41は、操舵角度と車速に対応する目標操舵速度があらかじめ、マップデータとして設定されており(実際にはメモリに格納されている)、検出した操舵角度と車速に対応する目標操舵速度が演算される。目標操舵速度は、ハンドル1の中立位置への戻りを改善するため、操舵角度に対して、逆符号(方向が逆)の目標操舵速度が設定されており、また、車速が低いほど、目標操舵速度の大きさが大きくなるように設定されている。そして同じ車速においては、例えば操舵角度の大きさ(絶対値)の増加に従い、零から例えば基準操舵角度までの操舵角度の間で、はじめは増加する特性であるが、その後、最大目標操舵速度に達したあと、減少する特性となっている。
 実操舵速度演算器42では、操舵角度からハンドル1の操舵速度である実操舵速度を演算する。
 減算器43では、目標操舵速度から実操舵速度を減算することで、操舵速度偏差を演算する。
 ゲイン補正器44では操舵速度偏差に所定のゲインを掛けることで、操舵補助トルク1を演算する。
 次に、操舵補助トルク2を演算する操舵補助トルク2演算器222の構成について、説明する。この実施の形態において、操舵補助トルク2は、操舵状態判定器21の判定結果によって、操舵補助トルク1と切替わる操舵補助トルクであり、操舵補助トルク2は零に設定される。つまり、操舵補助トルク2は、操舵補助トルク1の付与を停止するために設定される操舵補助トルクである。なお、上記理由により操舵補助トルク2は零に限らず操舵補助トルク1より小さい値であればよい。
 操舵補助トルク3を演算する操舵補助トルク3演算器223は、従来の操舵制御装置で演算されている操舵補助トルクを演算する。例えば、この実施の形態では、図5に示すアシストマップのように操舵角度と車速に対応する運転者の操舵を補助するための操舵補助トルクがあらかじめ、マップデータとして設定されており(メモリMに格納)、検出した操舵トルクと車速に応じて、操舵補助トルク3が演算される。
 図5のアシストマップでは、操舵トルクの大きさ(絶対値)が小さい領域では、アシストマップの勾配、すなわち操舵トルクの増加に対する操舵補助トルクの値の増加量、が小さく、操舵トルクが増加すると徐々に勾配が大きくなり、所定の操舵補助トルクに達すると、それ以上は増加せず一定となる。また、車速が低いほど、操舵補助トルクの大きさが大きくなるように設定されている。
 ステップS3では、操舵状態判定器21において、操舵角度、操舵トルク、車速、電流センサから運転者の操舵状態を判定する。
 操舵状態判定器21のブロック図を図6に示す。操舵状態判定器21は6つの新たな操舵状態判定部を含んでいる。これらの判定部は全て、大きな操舵角度を伴う操舵においても、好適なハンドルの戻り特性を得ることを目的に、運転者の操舵状態を判定するための判定部である。操舵状態判定器21は6つの操舵状態判定部のうち少なくとも2つ以上の組合せから運転者の操舵状態を判定する。
 手動運転操舵判定器85は操舵トルクと車速を用いて、運転者がハンドル1を掴んで操舵している状態であるか否かを判定する。そして、運転者がハンドル1を掴んで操舵していると判断する場合は、ハンドル1の中立位置への戻りを改善するための操舵補助トルク1から零である操舵補助トルク2に切り替える。
 操舵トルク閾値1設定器61では、所定の操舵トルク閾値1(ATh1)が設定される。操舵トルク閾値2設定器63では、車速に応じた所定の操舵トルク閾値2(ATh2)が設定される。操舵トルク閾値2は車速が高くなるに従い、大きさが大きくなるように設定している。ここで、操舵トルク閾値2は操舵トルク閾値1より大きく設定する。
 大きさ比較器62において、操舵トルクの絶対値|Ta|を操舵トルク閾値1と比較する。操舵トルクの絶対値が操舵トルク閾値1以下の時(|Ta|≦ATh1)、選択器67は操舵トルク閾値1を出力する。操舵トルクの絶対値が操舵トルク閾値1より大きい時は(|Ta|>ATh1)、選択器65の出力を出力する。
 大きさ比較器64では、操舵トルクの絶対値と操舵トルク閾値2と大きさを比較し、操舵トルクの絶対値が操舵トルク閾値2以下の場合は(|Ta|≦ATh2)、前回値出力器(遅延器)66の出力を選択する。前回値出力器66の1/zは遅延要素を表す。すなわち、操舵トルクと操舵トルク閾値1との大きさを比較した結果と、操舵トルクと操舵トルク閾値2との大きさを比較した結果から演算した、選択器67の出力である、操舵トルク閾値3(ATh3)の前回値を出力する。
 大きさ比較器64において、操舵トルクの絶対値が操舵トルク閾値2より大きい場合は(|Ta|>ATh2)、操舵トルク閾値2が選択される。大きさ比較器68において操舵トルクの絶対値を選択器67の出力、すなわち、操舵トルク閾値3と比較し、操舵トルクの絶対値が操舵トルク閾値3以上の時に(|Ta|≧ATh3)、運転者がハンドル1を掴んで操舵している状態であるとして、「1」(論理値「1」以下同様)を出力する。操舵トルクの絶対値が操舵トルク閾値3未満の時には(|Ta|<ATh3)、運転者がハンドル1を掴んで操舵している状態でないとして、「0」を論理積器69に出力する。
 急ハンドル戻し判定器86は、大きな操舵角度を伴うハンドル戻し操舵の開始時に、運転者がハンドルを掴んでいる状態から手を放した状態に移行した時に生じる操舵トルクの急激な減少を検出する。
 操舵トルク変化量演算器70において、操舵トルクを微分し、操舵トルク変化量Ta’を演算する。操舵トルク変化量閾値設定器71では、所定の操舵トルク変化量閾値(BTh1)を設定する。大きさ比較器73では、操舵トルク変化量の絶対値が操舵トルク変化量閾値以上である場合に(|Ta’|≧BTh1)、大きな操舵角度を伴うハンドル戻し操舵の開始時に、運転者がハンドルを掴んでいる状態から手を放した状態に移行したと判断し、「0」を論理積器69に出力する。それ以外の時には「1」を論理積器69に出力する。
 なお、大きな操舵角で、ハンドル1を中立位置に戻す路面反力トルクが大きい領域では、操舵トルクが大きいため、操舵トルクの大きさが操舵トルク閾値4(ATh4)より大きい領域において、急ハンドル戻し判定86を実施してもよい。また、操舵トルクと操舵トルク変化量の符号(方向、以下同様)を比較し、異符号である状況、すなわち、操舵トルクの絶対値が減少している状況において、急ハンドル戻し判定器86を実施する構成としてもよい。また、操舵角度の符号と操舵角度速度の符号を比較し、異符号である状況、すなわち、中立位置に向かって操舵する戻し操舵である状況において、急ハンドル戻し判定器86を実施する構成としてもよい。
 これらの判断は、例えば操舵トルク変化量演算器70でセンサからの情報等に基づいて行われる。
 これらの条件を追加することで、より正確に大きな操舵角度を伴うハンドル戻し操舵の開始時に、運転者がハンドルを掴んでいる状態から手を放した状態に移行した状態を判断することが可能となる。
 論理積器69では、大きさ比較器68と大きさ比較器73と、後述する大きさ比較器76の出力の論理積を演算する。すなわち、手動運転操舵判定器85において、運転者がハンドル1を掴んで操舵していると判断している状況においても、運転者がハンドルを掴んでいる状態から手を放した状態に移行したと判断でき、戻し速度の急激な増加を防止するために操舵補助トルク1を付与するように、論理積器69は「0」を論理和器84に出力する。
 高加速ハンドル戻し判定器87は、大きな操舵角度からのハンドル手放し操舵において、大きな路面反力トルクが作用することによる、ハンドル1の戻り時の急激な戻り速度上昇を検出して、高い加速を伴ったハンドル戻し状態を判定する。
 操舵加速度演算器74において、操舵角度センサ4で検出した操舵角度θhを微分し、操舵速度θh’を演算する。さらに操舵速度を微分し、操舵加速度θh’’を演算する。操舵加速度閾値設定器75では、所定の操舵加速度閾値CTh1を設定する。大きさ比較器76では、操舵加速度の絶対値を操舵角速度閾値と比較し、操舵加速度の絶対値が操舵角速度閾値以上の時(|θh’’|≧CTh1)、ハンドル1は急激な戻り速度上昇状態と判断し、「0」を論理積器69に出力する。それ以外の時には「1」を論理積器69に出力する。
 なお、大きな操舵角で、ハンドル1を中立位置に戻す路面反力トルクが大きい領域では、操舵トルクが大きいため、操舵トルクの大きさが操舵トルク閾値4(ATh4)より大きい領域において、高加速ハンドル戻し判定器87を実施してもよい。また、操舵角度の符号と操舵速度の符号と操舵加速度の符号を比較し、操舵角度と操舵速度が異符号かつ操舵角度と操舵加速度が異符号である状況、すなわち、中立位置に向かって操舵する戻し操舵で、かつ、戻し速度の大きさが増加する状況において、高加速ハンドル戻し判定器87を実施する構成としてもよい。
 これらの判断は、例えば操舵加速度演算器74でセンサからの情報等に基づいて行われる。
 これらの条件を追加することで、より正確に大きな操舵角度を伴うハンドル戻し操舵時に、ハンドル1の戻り時の急激な戻り速度上昇を検出することが可能となる。
 論理積器69では、大きさ比較器68と大きさ比較器73と、大きさ比較器76の出力の論理積を演算するため、手動運転操舵判定器85において、運転者がハンドル1を掴んで操舵していると判断している状況においても、大きな操舵角度からのハンドル手放し操舵において、大きな路面反力トルクが作用することによる高い加速を伴ったハンドル戻し状態にあると判断でき、戻し速度の急激な増加を防止するために操舵補助トルク1を付与するように、論理積器69は「0」を論理和器84に出力する。
 手動切戻し判定器88は、低車速で中立位置へハンドル1を戻すための路面反力トルクが小さい場合の、大きな操舵角度からのハンドル戻し操舵において、運転者が自分でハンドル1を中立位置に戻す方向への操舵トルクを付与しないとハンドル1が中立点に戻らない状況を判定する。
 手動切戻し判定器88は、符号比較器77において、操舵トルクと操舵角度の符号(方向)が逆符号である場合、運転者が自分でハンドル1を中立位置に戻す方向への操舵トルクを付与しないとハンドル1が中立点に戻らない状況と判断し、「0」を論理和器84に出力する。それ以外の時には「1」を論理和器84に出力する。
 操舵トルクと操舵角度の符号が逆符号である状況とは、現在の操舵角度から中立位置にハンドル1を戻す場合に、操舵系に含まれる摩擦などの抵抗トルクが、ハンドル1を中立方向に戻そうとする路面反力トルクよりも大きい状況である。従来の操舵制御装置においては、操舵トルクの大きさが小さい場合、操舵補助トルク1が付与される構成となっているが、運転者が目標操舵速度以上の操舵速度でハンドル1を中立位置に戻そうとした場合、操舵補助トルク1は、さらに、運転者の戻し操舵に対して抵抗トルクとなり、運転者の操舵トルクが増加し、違和感になる虞がある。手動切戻し判定器88を備えることで、このような状況において、操舵補助トルクを零に切り替えることが可能になり、運転者の操舵トルクの増加を防止することが可能になる。
 なお、操舵トルクの大きさが操舵トルク閾値5(ATh5)より大きい領域において、手動切戻し判定器88を実施する構成としてもよい。この構成により、操舵トルクが零付近で、操舵トルクの符号が頻繁に変化する状況における判定を停止することができる。
 これらの判断は、例えば符号比較器77でセンサからの情報等に基づいて行われる。
 切増し判定器89は、運転者がハンドル1を中立位置側から操舵角度が大きくなる方向に操舵する状態を判定する。
 保舵判定器78は、操舵角度θhから、操舵速度θh’を演算し、操舵速度の大きさが小さく、ハンドル1がほぼ動いていない状況を保舵状態として判定し、その時の操舵角度を保舵判定時操舵角度として記憶する(メモリMに記憶)。大きさ比較器79では、操舵角度を保舵判定時操舵角度Eθhthと比較して、操舵角度の大きさが保舵判定時操舵角度の大きさ以上である場合(|θh|≧Eθhth)、切増し操舵と判定し、「0」を論理和器84に出力する。それ以外の時には「1」を論理和器84に出力する。
 切増し判定器89を備えることにより、切増し操舵で、戻し制御の付与が不要な操舵において、操舵補助トルク1の付与を停止することが可能であり、切戻し操舵開始時には、操舵角度が保舵判定時操舵角度より小さくなるため、戻し制御を付与することができる。さらに、大舵角からの手放しにおいて、路面反力トルクが大きく、ハンドル1が戻りすぎ中立位置を超えてしまうオーバーシュートの状況において、切増し操舵となるが、保舵判定操舵角度は手放しした時の大操舵角度が記憶されており、オーバーシュート時の操舵角度は保舵判定操舵角度よりも小さくなるため、保舵判定器78は、切増し操舵と判定せず、戻し制御の付与を継続できる。その結果、オーバーシュート速度を抑える操舵補助トルクが付与され、オーバーシュートを小さく抑えることが可能となる。この結果、好適なハンドル戻り特性を実現することができる。
 切返しの急操舵判定器90は、ステアリング軸反力トルクの変化量の大きさが大きい状況を検出し、運転者によってハンドル1の急激な切返し操舵が行われたことを判定する。ここで、切返し操舵とは、切増し操舵から切戻し操舵が連続的に行われる操舵を意味する。
 ステアリング軸反力トルク演算器80において、電流センサ9で検出したモータ6に流れる電流と、トルクセンサ5で検出した操舵トルクからステアリング軸2に作用するステアリング軸反力トルクを演算する。ステアリング軸反力トルクTrtss、操舵トルクTsens、電流Im、モータ6のトルク定数Kt、減速機構7の減速比Ggearとすると、下記式(1)を演算して、ステアリング軸反力トルクを演算する。
   Trtss=Tsens+Ggeartm     (1)
 ここで、Ggeartmはモータ6がステアリング軸2に付与する実際の操舵補助トルクとなる。
 変化量演算器81では、ステアリング軸反力トルクを微分してステアリング軸反力トルクの変化量Trtss’を演算する。ステアリング軸反力トルク変化量閾値設定器82において、ステアリング軸反力トルク変化量閾値FTh1を設定する。設定値は、大操舵角度から手放しした時に生じるステアリング軸反力トルク変化量より、大きい値を設定する。
 大きさ比較器83において、ステアリング軸反力トルクの変化量の大きさがステアリング軸反力トルク変化量閾値より大きい場合(Trtss’>FTh1)、運転者による急激な切返し操舵が行われていると判断し、操舵補助トルク1の付与を減少させるために「0」を論理和器84に出力する。それ以外の時には「1」を論理和器84に出力する。
 ステアリング軸反力トルクは、ステアリング軸に作用する反力トルクを示すものであり、ステアリング軸に作用する摩擦と路面反力トルクの和に相当する。この値の変化量が、通常の手放し操舵で発生する変化量よりも大きい変化量で変化する場合、運転者の操舵介入により、変化量が増大していると判断でき、運転者によってハンドル1の急激な切返し操舵が行われたと判定する。
 従来の操舵制御装置においては、操舵トルクの大きさが小さい場合、操舵補助トルク1が付与される構成となっているが、本構成により、運転者が積極的に切返ししている時には操舵補助トルク1の付与を減少できるため、運転者の操舵トルクの増加を抑制でき、好適な操舵フィーリングを得ることができる。
 論理和器84では、手動運転操舵判定器85、急ハンドル戻し判定器86、高加速ハンドル戻し判定器87、手動切戻し判定器88、切増し判定器89、切返しの急操舵判定器90の判定結果の論理和、より正確には、手動運転操舵判定器85と急ハンドル戻し判定器86と高加速ハンドル戻し判定器87の判定結果の論理積の結果と、手動切戻し判定器88の判定結果と、切増し判定器89の判定結果と、切返しの急操舵判定器90の判定結果と、の論理和を演算する。
 論理和が「0」である場合、戻しトルクを付与する状況であると判断し、後述の処理により、操舵補助トルク1が付与される。論理和が「1」である場合、戻しトルクを付与する状況でないと判断し、ステップS4で示す処理により、操舵補助トルク1の付与を減少させる。
 図3に戻り、ステップS4では、操舵補助トルク補正器224において、操舵状態判定器21で判定した運転者の操舵状態に基づき、操舵状態判定操舵補助トルク1、操舵補助トルク2、操舵補助トルク3から最終的な操舵補助トルクを演算する。操舵補助トルク補正器224の構成を示すブロック図を図7に示す。
 図7において、操舵補助トルク補正器224は、微分器102,103、切替え器101,104、ローパスフィルタ110、加算器109、を含む。そして、操舵状態判定器21,操舵補助トルク1演算器221,操舵補助トルク2演算器222,操舵補助トルク3演算器223が接続されている。ローパスフィルタ110は、減算器105、掛算器106、加算器107、積分器108を含む。
 切替え器101は操舵状態判定器21の判定結果によって、出力する信号を切替える。この実施の形態では、操舵状態判定器21が「1」を出力している時は、操舵補助トルク2を選択し、零の値を出力する。操舵状態判定器21において、「0」が出力されている時は、操舵補助トルク1を選択し、出力する。
 微分器102は操舵補助トルク1を微分し、操舵補助トルク1の変化量を演算する。ここでsはラプラス演算子を表す。微分器103は操舵補助トルク2を微分し、操舵補助トルク2の変化量を演算する。
 切替え器104は操舵状態判定器21の判定結果によって、出力する信号を切替える。この実施の形態では、操舵状態判定器21において、「1」が出力されている時は、操舵補助トルク2の変化量を選択し、出力する。操舵補助トルク2は零であるので、操舵補助トルク2の変化量も零である。操舵状態判定器21において、0が出力されている時は、操舵補助トルク1の変化量を選択し、出力する。
 減算器105では、切替え器61の出力から、積分器108の出力を減算して出力する。掛算器106は、減算器105の出力にフィルタ時定数Tcの逆数を掛けて出力する。加算器107は掛算器106の出力と切替え器104の出力を足し合わせて出力する。積分器108は加算器107の出力を積分し出力する。この積分器108の出力が、この実施の形態の要部となる操舵補助トルク補正器244で補正した操舵補助トルクに相当する。
 加算器109は積分器108の出力と、基準操舵補助トルクである操舵補助トルク3を加算して、最終的な操舵補助トルクを出力する。
 ここで、従来技術である操舵補助トルクに単純にローパスフィルタ処理を実施する構成との対応について説明する。従来技術のローパスフィルタは、図6の破線部110から、加算器107を除いた構成に相当する。また、積分器108への入力、すなわち、掛算器106の出力は、従来技術のローパスフィルタにおいて、ローパスフィルタが出力する信号の変化量に相当する。よって、積分器108への入力、すなわち、掛算器106の出力をフィルタ処理の変化量と呼ぶ。
 ステップS5では、電流駆動器12において、モータ6が最終的に演算した操舵補助トルクを発生するようにモータ6の電流を駆動する。
 なお、電流駆動器12は通常、電流センサ9からのモータ6の電流値によりフィードバック制御を行うが、この発明はこれに限定されるものではない。
 次にこの実施の形態の効果を説明する。大きな操舵角度を伴うハンドル戻し操舵においては、操舵トルクも大きく発生しており、例え運転者が手放ししても、操舵トルクが零になるまでに時間が掛かる。そのため、従来の操舵制御装置においては、操舵トルクが所定の閾値を下回るまでは、戻し制御トルクが付与されないため、戻し制御が作用せず、急激なハンドル戻し速度を抑えることができず、ハンドル戻り特性を改善することができない。
 手動運転操舵判定器85の構成により、大きな操舵角度からの切り戻し操舵時には、操舵トルク閾値1(ATh1)より大きい操舵トルク閾値2(ATh2)が選択されるため、操舵トルクが操舵トルク閾値を下回る時間が早まるため、操舵補助トルクを早期に付与することが可能となり、ハンドル戻り特性を改善することができる。さらに、中立位置からの切り増し操舵時には、操舵トルク閾値1(ATh1)が選択され、操舵トルク閾値を小さく設定することが可能となり、操舵補助トルク付与を早期にオフすることが可能になる。この結果、大きな操舵角度を伴う操舵においても、好適なハンドルの戻り特性を得ることができる。
 さらに、操舵トルク閾値1、操舵トルク閾値2の少なくとも1つを車速に応じて変更する構成としてもよい。この構成により、車速に応じて適切な操舵トルク閾値を設定することが可能となる。操舵トルク閾値2を車速が増加するにつれ大きくすることにより、車速が高く、路面反力トルクが大きく戻し速度が大きくなりやすい状況において、早期にハンドル戻し特性を改善する制御を付与することが可能となる。
 急ハンドル戻し判定器86の構成により、大きな操舵角度からの切り戻し操舵時において、操舵トルクが大きく発生している状況においても、操舵トルクの変化量と操舵トルク変化量閾値との大きさを比較した結果から急なハンドル戻り状態を判定することで、操舵トルクが所定の閾値を下回るまでの操舵補助トルクの付与がなされない期間においても、大きな操舵角度を伴うハンドル戻し操舵時に、操舵補助トルクを付与することが可能となるため、好適なハンドルの戻り特性を得ることが可能となる。
 高加速ハンドル戻し判定器87の構成により、大きな操舵角度からの切り戻し操舵時において、操舵トルクが大きく発生している状況においても、ハンドル1の戻り時の急激な戻り速度上昇を検出して、高い加速を伴ったハンドル戻し状態を判定することで、戻し速度の急激な増加を防止するための操舵補助トルク1を付与することが可能となり、好適なハンドルの戻り特性を得ることが可能となる。
 手動切戻し判定器88の構成により、低車速で中立位置へハンドル1を戻すための路面反力トルクが小さい場合の、大きな操舵角度からのハンドル戻し操舵において、運転者が自分でハンドル1を中立位置に戻す方向への操舵トルクを付与しないとハンドル1が中立点に戻らない状況において、操舵補助トルク1をオフ、または、抑制することで操舵トルクの増加を防止することが可能となり、好適なハンドルの戻り特性を得ることができる。
 特に、従来技術のように操舵速度と操舵トルクの符号が異なるときにハンドルが戻り状態であると判定する場合、操舵速度に含まれるノイズの影響を受けるため、操舵速度が小さい操舵において誤判定する虞があった。本構成では、操舵角度を微分する必要がないため、ノイズの影響を受けにくく、操舵速度が小さい操舵においても、運転者の手動での切戻し操舵状態を判定することが可能となる。
 切増し判定器89の構成により、大舵角からの手放しにおいて、路面反力トルクが大きく、ハンドル1が戻りすぎ中立位置を超えてしまうオーバーシュートの状況において、オーバーシュート速度を抑える操舵補助トルクが付与され、オーバーシュートを小さく抑えることが可能となり、かつ、運転者による切増し操舵時においては、操舵補助トルク1の付与を停止でき、運転者の操舵トルクの増加を防止できる。この結果、大きな操舵角度を伴うハンドル戻し操舵において、好適なハンドル戻り特性を実現することができる。それに対し、従来技術のように操舵速度と操舵トルクの符号が異なるときにハンドルが戻り状態であると判定する場合では、オーバーシュートが増加している状況を、切増し操舵と判定して、オーバーシュート速度を抑えるための操舵補助トルクの付与を停止してしまい、オーバーシュートが大きくなる虞がある。
 切返しの急操舵判定器90の構成により、運転者によってハンドル1の急激な切返し操舵を行っている状況において、操舵補助トルク1をオフ、または、抑制することで操舵トルクの増加を防止することが可能となり、好適なハンドルの戻り特性を得ることができる。
 さらに、図7の破線部110で示すローパスフィルタ処理に、加算器107を追加し、フィルタ処理の変化量を、切替え器101で選択した操舵補助トルクの変化量を加算して補正する処理を備えた効果を図8に示す。図8は、操舵角度が大きい領域から、運転者がハンドル1から手を放した場合を想定した積分器108の出力を示すものである。
 図8の(a)は操舵トルクの経時変化を示し、Aは保舵状態と判定している期間を示す。図8の(b)は演算される操舵補助トルクの経時変化を示し、B1はこの発明でのローパスフィルタの処理結果の操舵補助トルク、B2は従来のローパスフィルタの処理結果の操舵補助トルク、Ta1は操舵補助トルク1、Ta2は操舵補助トルク2、をそれぞれ示す。
 操舵角度が大きい領域からの手放しの場合、ハンドル1を中立位置に戻そうとする路面反力トルクが大きいため、目標操舵速度よりも、ハンドル1を中立位置に戻る実速度のほうが大きく発生する。その結果、ハンドル1が急激に中立位置に戻るため、運転者は違和感を受ける。違和感を軽減するためには適度にゆっくり戻ることが好適である。
 操舵補助トルク1演算器221は目標操舵速度と実操舵速度との偏差から、操舵補助トルクを演算するため、目標操舵速度より実操舵速度のほうが大きい場合は、実操舵速度を抑えて、ハンドル1をゆっくり戻すように操舵補助トルク1が演算される。
 図8の(b)の操舵補助トルク1(Ta1)は、ハンドル1を手放しした時、実操舵速度を抑えるための操舵補助トルクが増加していることを示している。操舵補助トルク2(Ta2)は常に零である。図8の(a)に示すように、操舵トルクが操舵トルク閾値を越え、保舵状態と判定している間(A)は、操舵補助トルク2(Ta2)が選択されている。操舵トルクが操舵トルク閾値を下回ると、操舵補助トルク1(Ta1)が選択される。
 操舵補助トルクの切替えのタイミングにおいて、操舵補助トルク1(Ta1)と操舵補助トルク2(Ta2)は異なる値であるため、単純にスイッチのように切替えるだけだと、両操舵補助トルクの差によって生じる操舵補助トルクの急変により、運転者にも違和感を与えてしまう。この違和感は上記特許文献1に記載のパルス的な急峻な変化によるパルス的な変化による衝撃に相当するものである。
 図8の(b)の従来技術のローパスフィルタの処理結果の操舵補助トルクB2では、この両操舵補助トルクの差によるオフセット急変を緩やかに変化させるため、違和感は改善されている。ただし、ローパスフィルタにより、応答が遅れる結果、ハンドル1の急激な戻し速度を抑えるための操舵トルク1の立ち上がりが遅れている。この結果、ハンドル1の急激な戻り速度が発生し、運転者に違和感を与えてしまう課題が生じる。
 それに対し、図8の(b)のこの発明のローパスフィルタの処理結果の操舵補助トルクB1は、この実施の形態の積分器108の出力を示す。選択した操舵補助トルク1の変化量が加算器107において足し合わされるようにフィルタ処理を補正した結果、操舵補助トルクの切替えのタイミング時のオフセット急変を防止し、滑らかに操舵補助トルクを切替えられるとともに、切替え後、操舵補助トルク1の変化と等しく、積分器108の出力が変化している。すなわち、応答遅れが改善し、従来技術に対して、操舵補助トルクの立ち上がりが早くなっている。その結果、ハンドル1の急激な戻し速度を抑える操舵補助トルクを早期に発生させることが可能となり、ハンドル1をゆっくりと好適に戻すことが可能となる。
 すなわち、操舵状態判定器21と操舵補助トルク補正器224を備えることにより、運転者の操舵状態を従来の操舵制御装置に比べて、詳細に運転者の操舵状態を判定することが可能となり、かつ、操舵補助トルクの切替え時の操舵補助トルク1と操舵補助トルク2の差によるオフセット急変を緩やかに変化させ違和感を改善でき、さらに、ハンドル1の急激な戻し速度を抑える操舵補助トルクを早期に発生させることができる。その結果、大舵角からのハンドル戻し操舵において、好適なハンドル戻り特性を実現できる。
 なお、この実施の形態において、操舵角度、操舵速度を得るために、操舵角度センサ4を用いる構成としたが、これに限定するものではない。操舵角度として、モータ6の回転角度を用いることは当然可能であり、車輪速差から推定した操舵角度を用いてもよい。また、操舵速度として、電圧センサ10で検出した電圧から推定した操舵速度を用いてもよい。
 さらに、この実施の形態において、操舵補助トルク2は零とする構成としたが、その構成に限るものではない。例えば、操舵補助トルク1を演算するときより、
図4のゲイン補正器44で偏差に掛ける所定のゲインを小さくした操舵補助トルク1演算器221を操舵補助トルク2の演算に用いる。すなわち、この構成により、操舵補助トルク2は零ではないが、操舵補助トルク1より小さい操舵補助トルクを得ることができ、操舵状態判定結果に応じて、制御効果を弱めることができ、運転者の操舵と操舵補助トルクとの干渉を抑えることができる。
 この場合、例えば図4において、操舵補助トルク2演算器222を、操舵補助トルク1演算器221と同じ構成で、ゲイン補正器44でのゲインを小さくしたものとする。
 また、操舵補助トルク1と、操舵補助トルク2と、その中間的な操舵補助トルクを演算し、操舵トルクの大きさに応じて、これらの中から、1つの操舵補助トルクを選択する構成としてもよい。その結果、運転者の操舵状態に応じて、より適切な操舵補助トルクを選択することが可能となり、好適な操舵補助トルクを得ることができる。
 この場合、例えば図2、4に示すように、操舵補助トルク1演算器221のゲイン補正器44がトルクセンサ5から得られる操舵トルクに従ってゲインを変更または切替えるようにする。
 なお、この実施の形態において、操舵状態判定器21は6つの新たな操舵状態判定部を全て含んだ構成としたが、従来の操舵トルク検出器で検出した操舵トルクの大きさに基づいて運転者の操舵状態を判定する操舵状態判定器を備えた操舵制御装置において、いずれか1つ以上の操舵状態判定部を用いる構成としてもよい。
 なお、モータ6および減速機構7がアクチュエータを構成し、操舵状態判定器21が操舵状態判定部を構成し、操舵補助トルク1演算器221,操舵補助トルク2演算器222,操舵補助トルク3演算器223が操舵補助トルク演算部を構成し、操舵補助トルク補正器224が操舵補助トルク補正部を構成し、電流駆動器12がアクチュエータ制御部を構成し、切替え器101,104が切替え部を構成し、微分器102,103、ローパスフィルタ110(減算器105、掛算器106、加算器107、積分器108を含む)、加算器109がフィルタ処理部を構成する。
 また、手動運転操舵判定器85が手動運転操舵判定部、急ハンドル戻し判定器86が急ハンドル戻し判定部、高加速ハンドル戻し判定器87が高加速ハンドル戻し判定部、手動切戻し判定器88が手動切戻し判定部、切増し判定器89が切増し判定部、切返しの急操舵判定器90が切返しの急操舵判定部をそれぞれ構成する。
 また、操舵角度センサ4が操舵角度検出部を構成し、車速センサ8が車速検出部を構成し、トルクセンサ5が操舵トルク検出部を構成する。
 また、操舵補助トルク1は第1の操舵補助トルク、操舵補助トルク2は第2の操舵補助トルク、操舵補助トルク3は基準操舵補助トルクを構成する。
 また、操舵トルク閾値1~3がそれぞれ第1~3の操舵トルク閾値を構成する。
 この発明は上記各実施例に限定されるものではなく、これらの可能組み合わせを全て含むことは云うまでもない。
産業上の利用の可能性
 この発明による操舵制御装置等は各種操舵装置に適用可能であり、同様な効果を奏する。
 1 ハンドル、2 ステアリング軸、3 転舵輪、4 操舵角度センサ、5 トルクセンサ、6 モータ、7 減速機構、8 車速センサ、9 電流センサ、10 電圧センサ、11 制御ユニット、12 電流駆動器、21 操舵状態判定器、22 操舵補助トルク演算器、41 目標操舵速度設定器、42 実操舵速度演算器、43 減算器、44 ゲイン補正器、61 操舵トルク閾値1設定器、62,64,68,73,76,79,83 大きさ比較器、63 操舵トルク閾値2設定器、65,67 選択器、66 前回値出力器(遅延器)、69 論理積器、70 操舵トルク変化量演算器、71 操舵トルク変化量閾値設定器、74 操舵加速度演算器、75 操舵加速度閾値設定器、77 符号比較器、78 保舵判定器、80 ステアリング軸反力トルク演算器、81 変化量演算器、82 ステアリング軸反力トルク変化量閾値設定器、84 論理和器、85 手動運転操舵判定器、86 急ハンドル戻し判定器、87 高加速ハンドル戻し判定器、88 手動切戻し判定器、89 切増し判定器、90 切返しの急操舵判定器、101,104 切替え器、102,103 微分器、105 減算器、106 掛算器、107 加算器、108 積分器、109 加算器、110 ローパスフィルタ、221 操舵補助トルク1演算器、222 操舵補助トルク2演算器、223 操舵補助トルク3演算器、224 操舵補助トルク補正器。

Claims (11)

  1.  車両の操舵系に操舵補助トルクを付与するアクチュエータと、
     前記車両の操舵系に作用する操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、
     前記車両の操舵系の操舵角度を検出する操舵角度検出部と、
     前記操舵系の戻り特性を改善するためにアクチュエータに付与する操舵補助トルクを演算する操舵補助トルク演算部と、
     運転者の操舵状態を判定する操舵状態判定部と、
     前記操舵状態判定部の操舵状態判定結果に応じて、操舵補助トルクを補正する操舵補助トルク補正部と、
     補正した操舵補助トルクに応じて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、
     を備え、
     前記操舵状態判定部は、
     操舵トルクと複数の操舵トルク閾値との大きさを比較した結果から運転者の手動運転操舵状態を判定する手動運転操舵判定部と、
     前記操舵トルクの変化量と操舵トルク変化量閾値との大きさを比較した結果から急なハンドル戻し状態を判定する急ハンドル戻し判定部と、
     前記操舵系の操舵加速度と操舵加速度閾値との大きさを比較した結果から高加速度を伴うハンドル戻し状態を判定する高加速ハンドル戻し判定部と、
     前記操舵トルクの方向を示す符号と前記操舵角度の符号を比較した結果から運転者の手動での切戻し操舵状態を判定する手動切戻し判定部と、
     前記操舵系の保舵状態を判定し、その時の前記操舵角度を保舵判定時操舵角度として記憶し、前記保舵判定操舵角度と前記操舵角度との大きさを比較した結果から運転者の切増し操舵状態を判定する切増し判定部と、
     のうち少なくとも2つ以上の組合せから運転者の操舵状態を判定し、
     判定結果に従って前記操舵補助トルク補正部で補正した操舵補助トルクに応じて前記アクチュエータ制御部で前記アクチュエータを駆動する、
     ことを特徴とする操舵制御装置。
  2.  前記手動運転操舵判定部は、所定の第1の操舵トルク閾値と、前記第1の操舵トルク閾値以上である所定の第2の操舵トルク閾値を設定し、前記操舵トルクと第1の操舵トルク閾値との大きさを比較した結果と、前記操舵トルクと第2の操舵トルク閾値との大きさを比較した結果から、第3の操舵トルク閾値を設定し、前記操舵トルクと第3の操舵トルク閾値との大きさを比較した結果から操舵状態を判定することを特徴とする請求項1に記載の操舵制御装置。
  3.  前記手動運転操舵判定部は、複数の操舵トルク閾値のうち、いずれか1つ以上を車速に応じて変更することを特徴とする請求項1または2に記載の操舵制御装置。
  4.  前記急ハンドル戻し判定部は、操舵トルクの変化量が操舵トルク変化量閾値より大きい時に、急なハンドル戻し状態と判定し、前記操舵補助トルク補正部が操舵補助トルクが増加するように操舵補助トルクを補正することを特徴とする請求項1に記載の操舵制御装置。
  5.  前記高加速ハンドル戻し判定部は、前記操舵加速度が前記操舵加速度閾値より大きい時に、高加速度を伴うハンドル戻し状態と判定し、
     前記操舵補助トルク補正部は、操舵補助トルクが増加するように操舵補助トルクを補正することを特徴とする請求項1に記載の操舵制御装置。
  6.  前記手動切戻し判定部手段は、前記操舵トルクの符号と前記操舵角度の符号が逆符号である時に、運転者の手動での切戻し操舵状態と判定し、
     前記操舵補助トルク補正部は、操舵補助トルクが減少するように操舵補助トルクを補正し、
     前記アクチュエータ制御部が、前記操舵補助トルク補正部で補正した操舵補助トルクに応じてアクチュエータを駆動することを特徴とする請求項1に記載の操舵制御装置。
  7.  前記切増し判定部は、操舵角度が保舵判定舵角より大きい時に、運転者の切増し操舵状態と判定し、
     前記操舵補助トルク補正部は、操舵補助トルクが減少するように操舵補助トルクを補正し、
     前記アクチュエータ制御部が、前記操舵補助トルク補正部で補正した操舵補助トルクに応じてアクチュエータを駆動することを特徴とする請求項1に記載の操舵制御装置。
  8.  前記操舵状態判定部が、急激な切返し操舵を判定する切返しの急操舵判定部を備え、
     前記切返しの急操舵判定部が、前記アクチュエータの状態から前記車両の操舵系に作用するステアリング軸反力トルクとステアリング軸反力トルク変化量を演算し、演算したステアリング軸反力トルク変化量とステアリング軸反力トルク変化量閾値とを比較し、前記ステアリング軸反力トルク変化量が前記ステアリング軸反力トルク変化量閾値より大きい時に切返しの急操舵と判定し、
     前記操舵補助トルク補正部は、操舵補助トルクが減少するように操舵補助トルクを補正し、
     前記アクチュエータ制御部が、前記操舵補助トルク補正部で補正した操舵補助トルクに応じてアクチュエータを駆動することを特徴とする請求項1、2、4、5のいずれか1項に記載の操舵制御装置。
  9.  前記操舵補助トルク演算部は、少なくとも前記操舵系の戻り特性を改善するためにアクチュエータに付与する第1の操舵補助トルクと、前記大の操舵補助トルクより小さい第2の操舵補助トルクを演算し、
     前記操舵補助トルク補正部は、
     前記操舵状態判定部の結果に応じて、前記少なくとも第1の操舵補助トルクと第2の操舵補助トルクの中から、1つの操舵補助トルクを選択して切替える切替え部と、
     切替えたときに両操舵補助トルクの差により生じる操舵補助トルクの急変を抑制するためのフィルタ処理部を備え、
     前記フィルタ処理部は、選択した操舵補助トルクの変化量に応じて、フィルタ出力の変化量であるフィルタ処理変化量を補正する、
     ことを特徴とする請求項1から8までのいずれか1項に記載の操舵制御装置。
  10.  前記操舵補助トルク演算部が、操舵トルクと車速に従って決まる基準操舵補助トルクを演算し、
     前記操舵補助トルク補正部が、補正した操舵補助トルクで前記基準操舵補助トルクを補正した操舵補助トルクを出力する、
     ことを特徴とする請求項1から9までのいずれか1項に記載の操舵制御装置。
  11.  車両の操舵系の戻り特性を改善するために前記操舵系に操舵補助トルクを付与するアクチュエータに付与する操舵補助トルクを演算する工程と、
     運転者の操舵状態を判定する工程と、
     前記操舵状態判定の結果に応じて操舵補助トルクを補正する工程と、
     補正した操舵補助トルクに応じて前記アクチュエータを制御する工程と、
     を備え、
     前記運転者の操舵状態を判定する工程において、少なくとも前記操舵系に作用する操舵トルクと操舵角度、車速に基づいて、
     操舵トルクと複数の操舵トルク閾値との大きさを比較した結果から運転者の手動運転操舵状態を判定する手動運転操舵状態判定、
     前記操舵トルクの変化量と操舵トルク変化量閾値との大きさを比較した結果から急なハンドル戻し状態を判定する急ハンドル戻し判定、
     前記操舵系の操舵加速度と操舵加速度閾値との大きさを比較した結果から高加速度を伴うハンドル戻し状態を判定する高加速ハンドル戻し判定部、
     前記操舵トルクの方向を示す符号と前記操舵角度の符号を比較した結果から運転者の手動での切戻し操舵状態を判定する手動切戻し判定、
     前記操舵系の保舵状態を判定し、その時の前記操舵角度を保舵判定時操舵角度として記憶し、前記保舵判定操舵角度と前記操舵角度との大きさを比較した結果から運転者の切増し操舵状態を判定する切増し判定、
     のうち少なくとも2つ以上の組合せから運転者の操舵状態を判定し、
     判定結果に従って前記操舵補助トルク補正部で補正した操舵補助トルクに応じて前記アクチュエータを駆動する、
     ことを特徴とする操舵制御方法。
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