WO2023171595A1 - 制御装置、制御方法、及び、制御システム - Google Patents

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WO2023171595A1
WO2023171595A1 PCT/JP2023/008223 JP2023008223W WO2023171595A1 WO 2023171595 A1 WO2023171595 A1 WO 2023171595A1 JP 2023008223 W JP2023008223 W JP 2023008223W WO 2023171595 A1 WO2023171595 A1 WO 2023171595A1
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WO
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steering
vehicle
control
yaw rate
physical quantity
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/008223
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健 中村
Original Assignee
日立Astemo株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits

Definitions

  • the present invention relates to a control device, a control method, and a control system.
  • the target turning angle calculating section calculates the target turning angle ⁇ * based on the steering angle ⁇ and the vehicle speed V.
  • the corrected steering angle calculation unit calculates the difference between a transfer function G(s) which has the steering angle ⁇ as an input and the vehicle yaw rate ⁇ as an output, and the steady component G(0) of this transfer function G(s).
  • a transfer function K(s) is calculated according to the vehicle speed V using the target steering speed ⁇ *' obtained by time-differentiating the target steering angle ⁇ * as an input and the corrected steering angle ⁇ c as an output.
  • the corrected turning angle calculation section calculates the corrected turning angle ⁇ c by multiplying the transfer function K(s) and the target turning speed ⁇ *', and the final target turning angle calculation section 53 calculates the corrected turning angle ⁇ c.
  • the final target turning angle ⁇ d is calculated by adding the steering angle ⁇ * and the corrected turning angle ⁇ c.
  • the amount of change in yaw rate per unit time that occurs in the vehicle in response to the driver's steering operation affects the driver's maneuverability, and generally, the amount of change in yaw rate per unit time (in other words, , rate of change of yaw rate) is large, it becomes difficult to perform appropriate steering operations.
  • rate of change of yaw rate rate of change of yaw rate
  • the amount of change in yaw rate per unit time varies depending on the deceleration and lateral acceleration, and when the amount of change becomes large, the ease of maneuvering and maneuvering accuracy may decrease. there were.
  • the present invention has been made in view of the conventional situation, and its purpose is to provide a control device, a control method, and a control system that can improve the ease of maneuvering or improve the maneuvering accuracy. There is a particular thing.
  • the invention relates to a control device, a control method, and a control device applied to a vehicle equipped with a steer-by-wire steering device having a steering operation input device and a steering device including a steering actuator.
  • the system includes a change per unit time in a yaw rate that occurs in the vehicle in response to the steering operation based on a first physical quantity related to operation information of the steering operation input device and a second physical quantity related to acceleration/deceleration of the vehicle. Actively vary the amount.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle equipped with a steer-by-wire steering device.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a control function of a steering motor.
  • FIG. 3 is a diagram showing the correlation between lateral acceleration and deceleration and the amount of change ⁇ of yaw rate ⁇ per time.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a control process for actively varying the amount of change ⁇ .
  • FIG. FIG. 3 is a diagram showing the correlation between lateral acceleration and deceleration and gain Gst.
  • FIG. 7 is a time chart showing differences in front wheel steering angle ⁇ , yaw rate ⁇ , and amount of change ⁇ due to ⁇ variable control.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a process when implementing control to actively vary the amount of change ⁇ based on the driving skill of the driver.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing one aspect of a vehicle 100 equipped with a steer-by-wire steering device 200.
  • the vehicle 100 is a four-wheeled vehicle that includes a pair of left and right front wheels 101, 102 and a pair of left and right rear wheels 103, 104.
  • the steer-by-wire steering device 200 includes a steering operation input device 300 into which a steering operation by the driver of the vehicle 100 is input, a steering device 400 that includes a steering actuator that applies steering force to the wheels of the vehicle 100, and a steering device 200. and a control device 500 that controls the actuator of the controller. Further, the steering operation input device 300 and the steering device 400 are mechanically separated.
  • the steering operation input device 300 includes a steering wheel 310, a steering shaft 320, a reaction motor 330, and a steering angle sensor 340.
  • Steering wheel 310 is a steering operation input member operated by the driver of vehicle 100.
  • the reaction motor 330 is a reaction actuator that applies reaction torque to the steering wheel 310.
  • the operation angle sensor 340 detects the rotation angle of the steering shaft 320 as the operation angle ⁇ of the steering wheel 310. Note that the operation angle ⁇ detected by the operation angle sensor 340 is a physical quantity related to operation information of the steering operation input device 300.
  • the steering device 400 includes a steering motor 410 as a steering actuator, a steering mechanism 420 that changes the steering angles of the front wheels 101 and 102 by the steering torque generated by the steering motor 410, and a steering mechanism 420 that changes the steering angle of the front wheels 101 and 102 from the position of the steering motor 410 or the position of the steering mechanism 420.
  • the steering device 400 is a device that can steer front wheels 101 and 102, which are the steered wheels of the vehicle 100, by operating a steering motor 410.
  • the steering motor 410 is integrally equipped with a motor drive device 440 that controls the steering motor 410.
  • the motor drive device 440 applies electric power to the steering motor 410, in other words, the motor drive device 440 applies electric power to the steering motor 410 so that the front wheel steering angle ⁇ detected by the steering angle sensor 430 approaches the steering angle command value ⁇ tg acquired from the control device 500. Controls the steering torque generated.
  • the control device 500 can be integrally provided with the motor drive device 440.
  • the control device 500 is an electronic control device mainly including a microcomputer 510.
  • the microcomputer 510 includes an MPU (Microprocessor Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory).
  • MPU Microprocessor Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the microcomputer 510 calculates a control signal for the reaction motor 330 and a control signal for the steering motor 410 by performing arithmetic processing on various signals obtained from the outside, and outputs the obtained control signals. That is, the microcomputer 510 has a function as a control section that controls the steering motor 410 and the reaction motor 330.
  • the microcomputer 510 calculates a steering angle command value ⁇ tg, which is a target value of the front wheel steering angle ⁇ , based on information such as the operating angle ⁇ of the steering wheel 310.
  • the microcomputer 510 then outputs the signal of the steering angle command value ⁇ tg to the motor drive device 440 as a control signal for the steering motor 410.
  • the vehicle 100 also includes wheel speed sensors 621-624 that detect wheel speeds, which are the rotational speeds of the wheels 101-104, respectively.
  • Vehicle 100 also includes a longitudinal acceleration sensor 630 that detects longitudinal acceleration ⁇ x of vehicle 100 (specifically, acceleration/deceleration in the traveling direction of vehicle 100).
  • Vehicle 100 also includes a yaw rate sensor 640 that detects yaw rate ⁇ ac of vehicle 100.
  • vehicle 100 includes a mode selection switch 650.
  • the mode selection switch 650 is a user interface for the driver to arbitrarily select the response characteristic of the vehicle behavior to the operation of the steering wheel 310 by the driver, as will be described in detail later.
  • FIG. 2 is a block diagram showing one aspect of the control function of the steering motor 410 by the microcomputer 510.
  • the microcomputer 510 includes a model following control section 511, a gain calculation section 512, and a multiplication section 513.
  • the model following control unit 511 performs control to set a steering angle command value ⁇ tg* (hereinafter referred to as yaw rate (referred to as control). Note that the model following control unit 511 estimates the yaw rate ⁇ generated in the vehicle 100 using a vehicle model that uses the front wheel steering angle ⁇ as an input value.
  • the model following control section 511 includes a target yaw rate calculation section 511A, a comparison section 511B, a vehicle model 511C, a first gain section 511D, a second gain section 511E, and an addition section 511F.
  • the target yaw rate calculation unit 511A acquires information on the operation angle ⁇ of the steering wheel 310 from the operation angle sensor 340, and calculates a target yaw rate ⁇ tg based on the obtained information on the operation angle ⁇ .
  • the vehicle model 511C uses the steering angle command value ⁇ tg* as an input value, and uses the estimated yaw rate ⁇ es and the estimated vehicle body slip angle ⁇ es as output values. In other words, model following control unit 511 obtains estimated yaw rate ⁇ es, which is an estimated value of yaw rate ⁇ occurring in vehicle 100, using vehicle model 511C.
  • the comparison unit 511B acquires the signal of the estimated yaw rate ⁇ es outputted by the vehicle model 511C and the signal of the target yaw rate ⁇ tg outputted by the target yaw rate calculation unit 511A, and calculates the deviation ⁇ er between the estimated yaw rate ⁇ es and the target yaw rate ⁇ tg. .
  • the first gain unit 511D multiplies the estimated vehicle body slip angle ⁇ es output by the vehicle model 511C by a gain K1, and the second gain unit 511E multiplies the deviation ⁇ er by a gain K2.
  • the adding unit 511F adds the output of the first gain unit 511D and the output of the second gain unit 511E to obtain a steering angle command value ⁇ tg* that is a command value of the front wheel steering angle ⁇ .
  • the steering angle command value ⁇ tg* is the front wheel steering angle ⁇ required to make the estimated yaw rate ⁇ es follow the target yaw rate ⁇ tg.
  • the adding unit 511F outputs the obtained steering angle command value ⁇ tg* to the vehicle model 511C, and causes the vehicle model 511C to estimate the yaw rate ⁇ and the vehicle body slip angle ⁇ when controlling to the steering angle command value ⁇ tg*. Further, the adding section 511F outputs the obtained steering angle command value ⁇ tg* to the multiplication section 513. Note that the process of setting the steering angle command value ⁇ tg* is not limited to model following control using the estimated yaw rate ⁇ es output by the vehicle model 511C as a feedback signal.
  • the microcomputer 510 uses the yaw rate ⁇ ac of the vehicle 100 detected by the yaw rate sensor 640 as a feedback signal, and sets the steering angle command value ⁇ tg* so that the yaw rate ⁇ ac follows the target yaw rate ⁇ tg.
  • a feedback control unit may be provided.
  • the control delay is smaller than when the yaw rate ⁇ ac, which is the detected value of the yaw rate sensor 640, is used as a feedback signal, and the yaw rate generated in the vehicle 100 can stably follow the target yaw rate ⁇ tg. I can do it.
  • the multiplication unit 513 and the gain calculation unit 512 have a function of actively varying the amount of change per unit time in the yaw rate ⁇ that occurs in the vehicle 100 in response to the steering operation by the driver, as will be described in detail later. constitute the department.
  • the gain calculation unit 512 calculates a signal of the longitudinal acceleration ⁇ x detected by the longitudinal acceleration sensor 630, a signal of the yaw rate ⁇ ac detected by the yaw rate sensor 640, a signal of the vehicle speed V obtained from the detection signals of the wheel speed sensors 621-624, and mode selection. Mode selection information, which is operation position information of switch 650, is acquired. Then, the gain calculation unit 512 calculates a gain Gst, which is a control gain for yaw rate control, based on the acquired various information, and outputs a signal of the calculated gain Gst to the multiplication unit 513.
  • Mode selection information which is operation position information of switch 650
  • the reference value of gain Gst is 1.0.
  • the steering angle command value ⁇ tg is set to a value smaller than the steering angle command value ⁇ tg*
  • the steering angle command value ⁇ tg is set to the steering angle command value ⁇ tg*. Set to a value larger than ⁇ tg*.
  • FIG. 3 is a diagram in which the x-axis is the lateral acceleration ⁇ y of the vehicle 100, the y-axis is the deceleration ⁇ x of the vehicle 100, and the z-axis is the amount of change ⁇ in the yaw rate ⁇ from the start of deceleration until the unit time elapses.
  • the characteristics of the amount of change ⁇ when the steering motor 410 is controlled using the steering angle command value ⁇ tg* obtained by the model following control unit 511 as it is as the final steering angle command value ⁇ tg ( ⁇ tg* ⁇ tg) shows.
  • the diagram in FIG. 3 shows a characteristic in which the larger the lateral acceleration ⁇ y during slow deceleration, the larger the amount of change ⁇ in the turning direction.
  • a situation where the vehicle 100 is slow to decelerate and the lateral acceleration ⁇ y is large occurs when the vehicle 100 is running on a general road and avoids an obstacle, or when a lane change is performed by a driver who drives a little roughly. do.
  • the microcomputer 510 performs control to actively vary the amount of change in the yaw rate ⁇ per unit time in response to the driver's steering operation, thereby preventing, for example, a situation in which the stability control device intervenes. In addition to suppressing this, it also realizes steering characteristics that are easy for ordinary drivers to handle.
  • the microcomputer 510 actively varies the amount of change ⁇ of the yaw rate ⁇ per unit time in response to the steering operation for each combination region of the deceleration ⁇ x and the lateral acceleration ⁇ y shown in FIG. To suppress an increase in the amount ⁇ and to smooth the connection of the amount of change ⁇ for each region.
  • the change per unit time of the yaw rate ⁇ in response to the steering operation can be made gentle, and the difficulty of the steering operation can be reduced for the average driver. It is possible to reduce this and improve safety.
  • the microcomputer 510 implements control to actively vary the amount of change ⁇ of the yaw rate ⁇ per unit time with respect to the steering operation by the gain calculation unit 512 setting the gain Gst, as described above.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a process of controlling the amount of change ⁇ to be actively varied, which is carried out by the microcomputer 510, in other words, a process of setting the gain Gst which is carried out by the gain calculation unit 512.
  • microcomputer 510 determines whether vehicle 100 is decelerating and lateral acceleration is occurring, in other words, whether or not the vehicle 100 is in a combination region of deceleration ⁇ x and lateral acceleration ⁇ y.
  • the microcomputer 510 determines whether the vehicle 100 is decelerating based on the longitudinal acceleration ⁇ x of the vehicle 100 detected by the longitudinal acceleration sensor 630.
  • the microcomputer 510 determines the lateral acceleration ⁇ y from the yaw rate ⁇ ac detected by the yaw rate sensor 640 and the vehicle speed V detected by the wheel speed sensors 621-624, and determines whether lateral acceleration is occurring. Note that when the vehicle 100 includes a lateral acceleration sensor that detects the lateral acceleration ⁇ y, the microcomputer 510 can determine whether lateral acceleration is occurring based on the lateral acceleration ⁇ y detected by the lateral acceleration sensor.
  • step S702 the microcomputer 510 performs processing to fix the value of the gain Gst to 1.0, and the steering angle command value ⁇ tg* calculated by the model following control unit 511 is used as the final steering angle command value.
  • step S703 the microcomputer 510 proceeds to step S703 and performs ⁇ variable control to actively vary the amount of change ⁇ .
  • step S704 the microcomputer 510 proceeds to step S704 and executes ⁇ variable control in which the amount of change ⁇ is actively varied, that is, gain Gst variable processing.
  • FIG. 5 is a diagram in which the x-axis is the deceleration ⁇ x, the y-axis is the lateral acceleration ⁇ y of the vehicle 100, and the z-axis is the gain Gst. This shows one aspect of the characteristics.
  • the characteristics of the gain Gst shown in FIG. 5 correspond to the characteristics of the amount of change ⁇ shown in FIG. 3, and are set so as to suppress an increase in the amount of change ⁇ .
  • the microcomputer 510 calculates that as the lateral acceleration ⁇ y increases during slow deceleration of the vehicle 100, the amount of change ⁇ in the turning direction increases. Set gain Gst to a smaller value.
  • the gain Gst is made smaller than when combined with the lateral acceleration ⁇ y.
  • the microcomputer 510 sets the gain Gst for each combination of the deceleration ⁇ x and the lateral acceleration ⁇ y so as to suppress an increase in the amount of change ⁇ when the vehicle 100 is decelerating and lateral acceleration is occurring. Set variable.
  • the amount of change ⁇ of yaw rate ⁇ per unit time in response to steering operation can be suppressed even in situations where slow deceleration is occurring and lateral acceleration ⁇ y is large, and the change in the combination of deceleration ⁇ x and lateral acceleration ⁇ y for each region can be suppressed. Since the relationship between the amounts ⁇ and ⁇ can be made smooth, it is possible to reduce the difficulty of steering operation and improve safety for ordinary drivers. In other words, by suppressing the increase in the amount of change ⁇ by the ⁇ variable control, even an ordinary driver can perform appropriate steering operations, and this prevents the vehicle 100 from falling into a situation where the stability control device is activated. can.
  • FIG. 6 is a time chart showing an example of changes in deceleration, lateral acceleration, yaw rate, etc. in a situation where ⁇ variable control is operated in which the amount of change ⁇ is actively varied by changing the gain Gst. Note that the solid line in FIG. 6 shows the characteristic when the ⁇ variable control is stopped, that is, when the gain Gst is fixed at 1.0.
  • the dotted line in FIG. 6 shows the characteristic when the increase in the amount of change ⁇ is actively suppressed by making the gain Gst smaller than 1.0. Furthermore, the dashed line in FIG. 6 shows the characteristics when the amount of change ⁇ is actively increased by increasing the gain Gst to be larger than 1.0.
  • the microcomputer 510 sets the target yaw rate ⁇ tg according to the operating angle ⁇ , and sets the estimated yaw rate ⁇ es (or yaw rate ⁇ ac) to the target yaw rate ⁇ tg.
  • the steering angle command value ⁇ tg* is set so that the steering angle follows. Then, by steering the front wheels 101 and 102 according to the steering angle command value ⁇ tg, lateral acceleration is generated in the vehicle 100, and furthermore, a yaw rate is generated.
  • the microcomputer 510 sets the final steering angle command value ⁇ tg according to the model follow-up as shown by the dotted line in FIG. 6 by setting the gain Gst smaller than 1.0 according to the deceleration and lateral acceleration.
  • the steering angle command value ⁇ tg* determined by the steering angle control unit 511 is changed to a value smaller than the steering angle command value ⁇ tg*.
  • the magnitude of the front wheel steering angle ⁇ in this application is, in detail, the magnitude of the absolute value of the steering angle, and reducing the steering angle command value ⁇ tg means bringing the steering angle command value ⁇ tg closer to the neutral position. Become.
  • the change in the steering angle of the front wheels 101, 102 in response to the steering operation of the steering wheel 310 is different from that in the case where the correction process is not performed (in other words, when the gain Gst is fixed at 1.0).
  • the amount of change ⁇ of the yaw rate ⁇ per unit time is suppressed to be smaller than when the correction process is not performed.
  • the characteristic indicated by the dotted line in the time chart of FIG. A characteristic is shown in which the steering angle command value ⁇ tg (in other words, the control signal for the steering motor 410) is outputted so as to suppress the increase in the amount of change ⁇ of ⁇ per unit time.
  • the microcomputer 510 sets the gain Gst according to the deceleration and lateral acceleration in response to the change in the amount of change ⁇ depending on the deceleration and lateral acceleration. In response to the change, the amount of change ⁇ can be smoothly changed.
  • the microcomputer 510 adjusts the final steering angle command value ⁇ tg using the gain Gst (Gst>1.0). , it is possible to change the steering angle command value ⁇ tg* to a value larger than that determined by the model following control unit 511. Then, by changing the steering angle command value ⁇ tg to a value larger than the steering angle command value ⁇ tg*, the microcomputer 510 changes the amount of change ⁇ of the yaw rate ⁇ per unit time when the correction by the gain Gst is not performed. can be made larger than.
  • the characteristics of the amount of change ⁇ are uniquely determined by the specifications and specifications of the vehicle 100, so the driver performs steering operations in accordance with the vehicle characteristics. There is a need.
  • ⁇ variable control that corrects the steering angle command value ⁇ tg using the gain Gst, the characteristics of the amount of change ⁇ can be changed to match the driver's preference and skill, improving the ease of maneuvering and It is possible to improve maneuvering accuracy.
  • the microcomputer 510 performs the process of actively increasing the amount of change ⁇ by the ⁇ variable control by a counter-steering operation, which is a steering operation of the steering wheel 310 in a direction opposite to the turning direction of the vehicle 100. It can be carried out when it is carried out. For example, if the rear wheels 103 and 104 skid due to the driver performing a braking operation while the vehicle 100 is constantly turning with a constant steering angle and vehicle speed, the driver A counter steer is performed in which the vehicle 100 is operated in a direction opposite to the turning direction of the vehicle 100.
  • the microcomputer 510 performs ⁇ variable control that actively increases the amount of change ⁇ of the yaw rate ⁇ per unit time in response to the countersteering operation during a turn. To suppress a delay in the change in speed and to suppress the occurrence of sideslip of rear wheels 103 and 104. In other words, the microcomputer 510 supports the driver's countersteering operation by actively increasing the amount of change ⁇ in response to the countersteering operation.
  • the microcomputer 510 stops the ⁇ variable control that actively varies the amount of change ⁇ (specifically, the gain Gst can be fixed at 1.0).
  • the gain Gst can be fixed at 1.0.
  • the microcomputer 510 acquires information indicating the mode selection state of the mode selection switch 650 as information regarding the driver's driving skill, and it is estimated that the driver is skilled or professional based on the mode selection state. ⁇ variable control is sometimes stopped.
  • the mode selection switch 650 is provided in the vehicle 100 as a switch for the driver to arbitrarily select the responsiveness of the front wheel steering angle to the steering operation of the steering wheel 310 (in other words, the responsiveness of the vehicle behavior).
  • the mode selection switch 650 is configured to select, for example, a normal mode that specifies responsiveness suitable for a driver with general skill, and a normal mode that specifies responsiveness that is suitable for a driver with general skill, and a highly responsive one that is more responsive than the normal mode and that is suitable for a skilled driver whose driving skill is higher than a standard.
  • the steering wheel is configured so that the driver can select either a sports mode that specifies responsiveness that allows for appropriate steering operations.
  • the microcomputer 510 obtains information regarding the driving skill of the driver by obtaining information about the mode selected by the mode selection switch 650, and obtains mode selection information by the mode selection switch 650.
  • the function corresponds to the driving skill information acquisition unit.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a process for setting the gain Gst, which includes a process for determining the mode selection state by the mode selection switch 650, in other words, a process for determining the driving skill of the driver. . Note that each process from step S802 to step S805 in the flowchart in FIG. 7 is the same as each process from step S701 to step S704 in the flowchart in FIG. 4 described above, so a detailed explanation will be omitted.
  • step S801 the microcomputer 510 determines whether a sports mode specifying high response is selected in the mode selection switch 650. If the driver has selected the sports mode using the mode selection switch 650, the microcomputer 510 estimates that the driver's driving skill is higher than the standard, and proceeds to step S803.
  • step S803 the microcomputer 510 stops the ⁇ variable control that actively varies the amount of change ⁇ by changing the gain Gst, specifically, the control that suppresses the increase in the amount of change ⁇ .
  • the microcomputer 510 controls the steering motor 410 by using the steering angle command value ⁇ tg* obtained by the model following control unit 511 as the final steering angle command value ⁇ tg. do.
  • the microcomputer 510 can include control to actively increase the amount of change ⁇ in the countersteering operation in the ⁇ variable control that is stopped when the driver's driving skill is higher than a reference.
  • step S801 the microcomputer 510 estimates in step S801 that the normal mode specifying low response is selected by the mode selection switch 650 and that the driver is an ordinary driver whose driving skill is lower than the standard, Proceed to S802. If the microcomputer 510 determines in step S802 that the vehicle 100 is decelerating and lateral acceleration is occurring, the microcomputer 510 proceeds to step S804 and thereafter, and actively varies the amount of change ⁇ by changing the gain Gst. Implement ⁇ variable control. Therefore, for a typical driver, if the mode selection switch 650 is operated to select the normal mode, the driver can perform the steering operation under the characteristics in which the increase in the amount of change ⁇ is suppressed, and/or perform the countersteering operation. With this support, easy-to-handle steering characteristics can be achieved.
  • the driving skill information acquisition unit is not limited to a functional unit that acquires mode selection information on the mode selection switch 650.
  • the microcomputer 510 may include, as a driving skill information acquisition unit, a functional unit that obtains an index value of driving skill from a history of steering operations by the driver and lateral acceleration, longitudinal acceleration, etc. generated by the steering operations. . Then, the microcomputer 510 compares the index value with a threshold value to determine whether the driver's skill is higher or lower than the standard, that is, whether the driver is a skilled driver or an ordinary driver. be able to.
  • the microcomputer 510 can control the stability control device to be turned on or off by commanding the implementation of ⁇ variable control (in other words, an ordinary driver can In other words, turning off the sideslip prevention device can be treated as a stop command for yaw rate control (in other words, a signal indicating that the driver is a skilled driver).
  • the functional unit that acquires information on whether the stability control device is turned on or off corresponds to the driving skill information acquisition unit.
  • the microcomputer 510 is not limited to the configuration that distinguishes driving skill into two levels of high and low, but the microcomputer 510 acquires information that distinguishes driving skill into three or more levels, and adjusts the degree to which the amount of change ⁇ is actively varied to three levels. It can be changed in more than one step.
  • the microcomputer 510 is equipped with multiple types of maps (or functions) of gain Gst according to deceleration and lateral acceleration as shown in FIG. You can switch depending on your level.
  • the microcomputer 510 can adjust the amount of change ⁇ by variably setting a feedback gain, which is a gain in the process of setting the manipulated variable based on the deviation between the target yaw rate ⁇ tg and the estimated yaw rate ⁇ es (or yaw rate ⁇ ac).
  • a feedback gain which is a gain in the process of setting the manipulated variable based on the deviation between the target yaw rate ⁇ tg and the estimated yaw rate ⁇ es (or yaw rate ⁇ ac).
  • the means for actively varying the amount of change ⁇ is sufficient as long as it is possible to actively vary the amount of change ⁇ in response to the driver's steering operation, and corrects the steering angle command value ⁇ tg. It is not limited to the means to do so.
  • the steer-by-wire steering device 200 can include a backup mechanism that mechanically couples the steering wheel 310 and the front wheels 101, 102 using a clutch or the like. Furthermore, the steer-by-wire steering device 200 can include a first control device that outputs a control signal for the steering motor 410 and a second control device that outputs a control signal for the reaction force motor 330.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

本発明に係る制御装置、制御方法、及び、制御システムは、ステアバイワイヤ式のステアリング装置を備えた車両において、操舵操作入力装置の操作情報に関する第１物理量と車両の加減速度に関する第２物理量とに基づいて、前記操舵操作に対して前記車両に発生するヨーレイトの単位時間当たりの変化量を能動的に可変させる。これにより、操縦の容易性の向上あるいは操縦精度の向上を図ることができる。

Description

制御装置、制御方法、及び、制御システム
　本発明は、制御装置、制御方法、及び、制御システムに関する。
　特許文献１の車両の操舵装置において、目標転舵角演算部は、操舵角θおよび車速Ｖに基づいて目標転舵角δ*を計算する。
　また、補正転舵角演算部は、転舵角δを入力とし車両のヨーレイトγを出力とする伝達関数Ｇ（ｓ）とこの伝達関数Ｇ（ｓ）の定常成分Ｇ（０）との差分を用いて、目標転舵角δ*を時間微分した目標転舵速度δ*’を入力とし補正転舵角δｃを出力とする伝達関数Ｋ（ｓ）を、車速Ｖに応じて計算する。
　そして、補正転舵角演算部は、伝達関数Ｋ（ｓ）と目標転舵速度δ*’とを乗算して補正転舵角δｃを計算し、最終目標転舵角演算部５３は、目標転舵角δ*と補正転舵角δｃとを加算して最終目標転舵角δｄを計算する。
特許第５１２６３５７号公報
　ところで、運転者による操舵操作に対して車両に発生するヨーレイトの単位時間当たりの変化量は、運転者の操縦性に影響し、一般的には、ヨーレイトの単位時間当たりの変化量（換言すれば、ヨーレイトの変化速度）が大きいと適切な操舵操作が難しくなる。
　たとえば、車両の減速旋回時には、減速度及び横加速度に応じてヨーレイトの単位時間当たりの変化量が異なる特性があり、変化量が大きくなるときには、操縦の容易性や操縦精度が低下する可能性があった。
　本発明は、従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、操縦の容易性の向上あるいは操縦精度の向上を図ることができる、制御装置、制御方法、及び、制御システムを提供することにある。
　本発明に係る発明は、その一態様において、操舵操作入力装置と、操舵アクチュエータを備える操舵装置とを有するステアバイワイヤ式のステアリング装置を備えた車両に適用される制御装置、制御方法、及び、制御システムであって、前記操舵操作入力装置の操作情報に関する第１物理量と前記車両の加減速度に関する第２物理量とに基づいて、前記操舵操作に対して前記車両に発生するヨーレイトの単位時間当たりの変化量を能動的に可変させる。
　本発明によれば、操縦の容易性の向上あるいは操縦精度の向上を図ることができる。
ステアバイワイヤ式のステアリング装置を備えた車両の概略図である。 操舵モータの制御機能を示すブロック図である。 横加速度及び減速度と、ヨーレイトγの時間当たりの変化量Δγとの相関を示す線図である。 変化量Δγを能動的に可変とする制御のプロセスを示すフローチャートである。 横加速度及び減速度と、ゲインＧstとの相関を示す線図である。 Δγ可変制御による前輪舵角δ、ヨーレイトγ、変化量Δγの違いを示すタイムチャートである。 変化量Δγを能動的に可変とする制御を運転者の運転技量に基づいて実施するときのプロセスを示すフローチャートである。
　以下、本発明に係る制御装置、制御方法、及び、制御システムの実施形態を、図面に基づいて説明する。
　図１は、ステアバイワイヤ式のステアリング装置２００を搭載した車両１００の一態様を示す概略図である。
　車両１００は、車輪として、左右一対の前輪１０１，１０２、及び、左右一対の後輪１０３，１０４を備えた、４輪自動車である。
　ステアバイワイヤ式のステアリング装置２００は、車両１００の運転者の操舵操作が入力される操舵操作入力装置３００と、車両１００の車輪に操舵力を付与する操舵アクチュエータを備える操舵装置４００と、ステアリング装置２００のアクチュエータを制御する制御装置５００とを有する。
　そして、操舵操作入力装置３００と操舵装置４００とは機械的に分離されている。
　操舵操作入力装置３００は、ステアリングホイール３１０、ステアリングシャフト３２０、反力モータ３３０、操作角センサ３４０を有する。
　ステアリングホイール３１０は、車両１００の運転者によって操作される操舵操作入力部材である。
　反力モータ３３０は、ステアリングホイール３１０に反力トルクを付与する反力アクチュエータである。
　操作角センサ３４０は、ステアリングシャフト３２０の回転角を、ステアリングホイール３１０の操作角θとして検出する。
　なお、操作角センサ３４０が検出する操作角θは、操舵操作入力装置３００の操作情報に関する物理量である。
　操舵装置４００は、操舵アクチュエータとしての操舵モータ４１０、操舵モータ４１０が発生する操舵トルクによって前輪１０１，１０２の操舵角を変更する操舵機構４２０、操舵モータ４１０の位置或いは操舵機構４２０の位置から前輪１０１，１０２の切れ角である前輪舵角δを検出する舵角センサ４３０を有する。
　そして、操舵装置４００は、操舵モータ４１０の作動によって、車両１００の操舵輪である前輪１０１，１０２を操舵可能な装置である。
　操舵モータ４１０は、操舵モータ４１０を制御するモータ駆動装置４４０を一体に備えている。
　モータ駆動装置４４０は、舵角センサ４３０が検出した前輪舵角δが、制御装置５００から取得した舵角指令値δtgに近づくように、操舵モータ４１０に与える電力、換言すれば、操舵モータ４１０が発生する操舵トルクを制御する。
　なお、制御装置５００は、モータ駆動装置４４０を一体的に備えることができる。
　制御装置５００は、マイクロコンピュータ５１０を主体とする電子制御装置である。
　マイクロコンピュータ５１０は、ＭＰＵ（Microprocessor Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。
　そして、マイクロコンピュータ５１０は、外部から取得した各種信号の演算処理を実施することで、反力モータ３３０の制御信号及び操舵モータ４１０の制御信号を求め、求めた制御信号を出力する。
　つまり、マイクロコンピュータ５１０は、操舵モータ４１０及び反力モータ３３０を制御するコントロール部としての機能を有する。
　ここで、マイクロコンピュータ５１０は、操舵モータ４１０の制御において、ステアリングホイール３１０の操作角θなどの情報に基づいて、前輪舵角δの目標値である舵角指令値δtgを算出する。
　そして、マイクロコンピュータ５１０は、舵角指令値δtgの信号を、操舵モータ４１０の制御信号としてモータ駆動装置４４０に出力する。
　また、車両１００は、車輪１０１－１０４それぞれの回転速度である車輪速を検出する車輪速センサ６２１－６２４を備える。
　また、車両１００は、車両１００の前後加速度αx（詳細には、車両１００の進行方向の加減速度）を検出する前後加速度センサ６３０を備える。
　また、車両１００は、車両１００のヨーレイトγacを検出するヨーレイトセンサ６４０を備える。
　さらに、車両１００は、モード選択スイッチ６５０を備える。
　モード選択スイッチ６５０は、後で詳細に説明するように、運転者によるステアリングホイール３１０の操作に対する車両挙動の応答特性を、運転者が任意に選択するためユーザインターフェースである。
　図２は、マイクロコンピュータ５１０による操舵モータ４１０の制御機能の一態様を示すブロック図である。
　マイクロコンピュータ５１０は、モデルフォローイング制御部５１１、ゲイン算出部５１２、乗算部５１３を有する。
　モデルフォローイング制御部５１１は、車両１００に発生するヨーレイトγが、ステアリングホイール３１０の操作量に応じた目標ヨーレイトγtgに追従するように、舵角指令値δtg*を設定する制御（以下では、ヨーレイト制御と称する。）を実施する。
　なお、モデルフォローイング制御部５１１は、車両１００に発生するヨーレイトγを、前輪舵角δを入力値とする車両モデルを用いて推定する。
　詳細には、モデルフォローイング制御部５１１は、目標ヨーレイト算出部５１１Ａ、比較部５１１Ｂ、車両モデル５１１Ｃ、第１ゲイン部５１１Ｄ、第２ゲイン部５１１Ｅ、加算部５１１Ｆを有する。
　目標ヨーレイト算出部５１１Ａは、操作角センサ３４０からステアリングホイール３１０の操作角θの情報を取得し、取得した操作角θの情報に基づき目標ヨーレイトγtgを求める。
　たとえば、目標ヨーレイト算出部５１１Ａは、たとえば、操作角θ及びステアリングギア比Ｎから基準前輪舵角δbs（δbs＝θ／Ｎ）を求め、定常ヨーレイトゲインと時定数とで表される１次遅れの伝達関数を用いて、基準前輪舵角δbsに基づき目標ヨーレイトγtgを算出する。
　車両モデル５１１Ｃは、舵角指令値δtg*を入力値とし、推定ヨーレイトγes及び推定車体すべり角βesを出力値とする。
　換言すれば、モデルフォローイング制御部５１１は、車両１００に発生するヨーレイトγの推定値である推定ヨーレイトγesを、車両モデル５１１Ｃを用いて求める。
　比較部５１１Ｂは、車両モデル５１１Ｃが出力する推定ヨーレイトγesの信号、及び、目標ヨーレイト算出部５１１Ａが出力する目標ヨーレイトγtgの信号を取得し、推定ヨーレイトγesと目標ヨーレイトγtgとの偏差γerを算出する。
　第１ゲイン部５１１Ｄは、車両モデル５１１Ｃが出力する推定車体すべり角βesにゲインＫ１を乗算し、第２ゲイン部５１１Ｅは、偏差γerにゲインＫ２を乗算する。
　そして、加算部５１１Ｆは、第１ゲイン部５１１Ｄの出力と第２ゲイン部５１１Ｅの出力を加算して、前輪舵角δの指令値である舵角指令値δtg*を求める。
　ここで、舵角指令値δtg*は、推定ヨーレイトγesを目標ヨーレイトγtgに追従させるために要求される前輪舵角δとなる。
　加算部５１１Ｆは、求めた舵角指令値δtg*を車両モデル５１１Ｃに出力し、車両モデル５１１Ｃにおいて、舵角指令値δtg*に制御したときのヨーレイトγ及び車体すべり角βを推定させる。
　また、加算部５１１Ｆは、求めた舵角指令値δtg*を乗算部５１３に出力する。
　なお、舵角指令値δtg*を設定する処理は、車両モデル５１１Ｃが出力する推定ヨーレイトγesをフィードバック信号とするモデルフォローイング制御に限定されない。
　マイクロコンピュータ５１０は、モデルフォローイング制御部５１１に代えて、ヨーレイトセンサ６４０が検出した車両１００のヨーレイトγacをフィードバック信号とし、ヨーレイトγacが目標ヨーレイトγtgに追従するように舵角指令値δtg*を設定するフィードバック制御部を備えることができる。
　但し、モデルフォローイング制御の場合、ヨーレイトセンサ６４０の検出値であるヨーレイトγacをフィードバック信号とする場合に比べて制御遅れが小さく、車両１００に発生するヨーレイトを目標ヨーレイトγtgに安定的に追従させることができる。
　乗算部５１３は、加算部５１１Ｆが求めた舵角指令値δtg*と、ゲイン算出部５１２が算出したゲインＧstとを取得する。
　そして、乗算部５１３は、舵角指令値δtg*にゲインＧstを乗算して最終的な舵角指令値δtg（δtg＝δtg*×Ｇst）を求め、求めた舵角指令値δtgをモータ駆動装置４４０に出力する。
　乗算部５１３及びゲイン算出部５１２は、後で詳細に説明するように、運転者による操舵操作に対して車両１００に発生するヨーレイトγの単位時間当たりの変化量を能動的に可変させるための機能部を構成する。
　ゲイン算出部５１２は、前後加速度センサ６３０が検出した前後加速度αxの信号、ヨーレイトセンサ６４０が検出したヨーレイトγacの信号、車輪速センサ６２１－６２４の検出信号から求められた車速Ｖの信号、モード選択スイッチ６５０の操作位置情報であるモード選択情報を取得する。
　そして、ゲイン算出部５１２は、取得した各種情報に基づいて、ヨーレイト制御の制御ゲインであるゲインＧstを求め、求めたゲインＧstの信号を乗算部５１３に出力する。
　ゲインＧstの基準値は1.0である。
　そして、ゲインＧstが1.0よりも小さい場合、舵角指令値δtgは舵角指令値δtg*よりも小さい値に設定され、ゲインＧstが1.0よりも大きい場合、舵角指令値δtgは舵角指令値δtg*よりも大きい値に設定される。
　以下では、ヨーレイトγの単位時間当たりの変化量を能動的に可変させる制御を詳述する。
　図３は、ｘ軸を車両１００の横加速度αy、ｙ軸を車両１００の減速度αx、ｚ軸を減速開始から単位時間が経過するまでの間でのヨーレイトγの変化量Δγとする線図であって、モデルフォローイング制御部５１１が求めた舵角指令値δtg*をそのまま最終的な舵角指令値δtg（δtg*＝δtg）として操舵モータ４１０を制御した場合での変化量Δγの特性を示す。
　図３の線図は、緩減速時に横加速度αyが大きくなるほど、旋回方向への変化量Δγが大きくなる特性を示す。
　緩減速でかつ横加速度αyが大きい状況は、車両１００が一般道を走行しているときに障害物を回避するときや、少し荒い運転を行う運転者によってレーンチェンジが実施されるときなどに発生する。
　係る状況で、車両１００の旋回方向へのヨーレイトγの変化量Δγが大きいと、車両１００のスピン挙動が誘発される可能性がある。
　ここで、車両１００の運転者が、運転技量が高い熟練の運転者であれば、変化量Δγに関する車両特性、つまり、緩減速でかつ横加速度αyが大きいときは変化量Δγが大きくなるという特性を理解した上で、適切な操舵操作を行なうことが可能である。
　しかし、熟練の運転者に比べて運転技量が低い一般の運転者の場合、変化量Δγが大きくなると適切な操舵操作を行うことは困難で、車両１００の横滑り防止装置が作動する状況に陥る可能性ある。
　そこで、マイクロコンピュータ５１０は、運転者による操舵操作に対して、ヨーレイトγの単位時間当たりの変化量を能動的に可変させる制御を実施することで、たとえば、横滑り防止装置が介入する状況になることを抑止するとともに、一般の運転者が扱い易い操舵特性を実現する。
　つまり、マイクロコンピュータ５１０は、図３に示した減速度αxと横加速度αyとの組み合わせ領域毎に、操舵操作に対するヨーレイトγの単位時間当たりの変化量Δγを能動的に可変とすることで、変化量Δγの増加を抑え、また、領域毎の変化量Δγの繋がりを滑らかにする。
　これによって、たとえば、緩減速でかつ横加速度αyが大きい状況において、操舵操作に対するヨーレイトγの単位時間当たりの変化を穏やかにすることができ、一般の運転者に対しては、操舵操作の難易度の低下、及び、安全性の向上を図ることができる。
　一方、熟練の運転者（若しくは、プロフェッショナル運転者）の場合、変化量Δγの増加を抑える制御を停止させたり、積極的に変化量Δγを大きくする制御を実施したりすることで、運転者の嗜好に合わせた車両挙動の応答性を設定することが可能になる。
　なお、マイクロコンピュータ５１０は、操舵操作に対するヨーレイトγの単位時間当たりの変化量Δγを能動的に可変とする制御を、前述したように、ゲイン算出部５１２によるゲインＧstの設定処理によって実現する。
　次いで、ヨーレイトγの単位時間当たりの変化量を能動的に可変させる制御を、具体的に説明する。
　図４は、マイクロコンピュータ５１０が実施する、変化量Δγを能動的に可変とする制御のプロセス、換言すれば、ゲイン算出部５１２が実施するゲインＧstの設定プロセスを示すフローチャートである。
　マイクロコンピュータ５１０は、ステップＳ７０１で、車両１００が減速中でかつ横加速度が発生しているか否か、換言すれば、減速度αxと横加速度αyとの組み合わせ領域であるか否かを判断する。
　ここで、マイクロコンピュータ５１０は、車両１００が減速中であるか否かを、前後加速度センサ６３０が検出する車両１００の前後加速度αxに基づき判断する。
　また、マイクロコンピュータ５１０は、ヨーレイトセンサ６４０が検出したヨーレイトγacと車輪速センサ６２１－６２４が検出した車速Ｖとから横加速度αyを求め、横加速度が発生しているか否かを判断する。
　なお、車両１００が横加速度αyを検出する横加速度センサを備える場合、マイクロコンピュータ５１０は、横加速度センサが検出した横加速度αyに基づき横加速度が発生しているか否かを判断することができる。
　マイクロコンピュータ５１０は、車両１００が減速中でかつ横加速度が発生している状態ではないとき、ステップＳ７０２に進み、ゲインＧstの変更によって変化量Δγを能動的に可変とするΔγ可変制御を停止する。
　ここで、マイクロコンピュータ５１０は、ステップＳ７０２で、ゲインＧstの値を1.0に固定する処理を実施し、モデルフォローイング制御部５１１が求めた舵角指令値δtg*がそのまま最終的な舵角指令値δtgに設定されるようにすることで、変化量Δγを能動的に可変とするΔγ可変制御を実質的に停止させることができる。
　一方、マイクロコンピュータ５１０は、車両１００が減速中でかつ横加速度が発生している状態であるとき、ステップＳ７０３に進み、変化量Δγを能動的に可変とするΔγ可変制御、つまり、ゲインＧstの可変制御の実施を設定する。
　次いで、マイクロコンピュータ５１０は、ステップＳ７０４に進み、変化量Δγを能動的に可変とするΔγ可変制御、つまり、ゲインＧstの可変処理を実行する。
　図５は、ｘ軸を減速度αx、ｙ軸を車両１００の横加速度αy、ｚ軸をゲインＧstとする線図であって、減速度αxと横加速度αyとの組み合わせ領域毎のゲインＧstの特性の一態様を示す。
　図５に示すゲインＧstの特性は、図３に示した変化量Δγの特性に対応し、変化量Δγの増加を抑えるように設定されている。
　つまり、マイクロコンピュータ５１０（ゲイン算出部５１２）は、車両１００の緩減速時に横加速度αyが大きくなるほど、旋回方向への変化量Δγが大きくなることから、緩減速時で横加速度αyが大きくなるほど、ゲインＧstをより小さい値に設定する。
　換言すれば、図３の特性線図において変化量Δγが大きくなる減速度αxと横加速度αyとの組み合わせに対しては、図３の特性線図において変化量Δγが比較的小さい減速度αxと横加速度αyとの組み合わせのときよりも、ゲインＧstを小さくする。
　ゲインＧstを小さくすると（詳細には、ゲインＧstを1.0よりも小さくすると）、舵角指令値δtgの切り増し方向への増大が遅れ、ゲインＧstの変更によって変化量Δγを能動的に可変とする制御が実施されない場合（詳細には、ゲインＧstが1.0である場合）に比べて、変化量Δγの増加を抑えることができる。
　このように、マイクロコンピュータ５１０は、車両１００が減速中でかつ横加速度が発生している状態において、変化量Δγの増加を抑えるように、減速度αxと横加速度αyとの組み合わせ毎にゲインＧstを可変に設定する。
　これにより、操舵操作に対するヨーレイトγの単位時間当たりの変化量Δγが、緩減速でかつ横加速度αyが大きい状況においても抑えられ、かつ、減速度αxと横加速度αyとの組み合わせの領域毎の変化量Δγ繋がりを滑らかにできるため、一般の運転者の場合、操舵操作の難易度の低下、及び、安全性の向上を図ることができる。
　つまり、Δγ可変制御によって変化量Δγの増加が抑えられることで、一般の運転者であっても適切な操舵操作が行えるようになり、車両１００の横滑り防止装置が作動する状況に陥ることを抑止できる。
　図６は、ゲインＧstの変更によって変化量Δγを能動的に可変とするΔγ可変制御が動作する状況での減速度、横加速度、ヨーレイトなどの変化の一例を示すタイムチャートである。
　なお、図６の実線は、Δγ可変制御を停止させたとき、つまり、ゲインＧstを1.0に固定したときの特性を示す。
　また、図６の点線は、ゲインＧstを1.0よりも小さくすることによって変化量Δγの増加を能動的に抑えたときの特性を示す。
　さらに、図６の一点鎖線は、ゲインＧstを1.0よりも大きくすることによって変化量Δγを能動的に大きくしたときの特性を示す。
　車両１００が略一定速度で直進している時刻ｔ１にて、車両１００の減速が開始され、その後の時刻ｔ２から運転者がステアリングホイール３１０を中立位置から左右のいずれかの方向への操作を開始する。
　そして、運転者は、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの間において、ステアリングホイール３１０を切り増し、時刻ｔ４以降は、時刻ｔ４での操作角θを保持する保舵状態になる。
　つまり、時刻ｔ２までは、ステアリングホイール３１０は中立位置であり、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの間でステアリングホイール３１０が右又は左に向けて操舵操作される。
　運転者によるステアリングホイール３１０の操舵操作に伴って操作角θが変化すると、マイクロコンピュータ５１０は、操作角θに応じて目標ヨーレイトγtgを設定し、目標ヨーレイトγtgに推定ヨーレイトγes（又は、ヨーレイトγac）が追従するように、舵角指令値δtg*を設定する。
　そして、舵角指令値δtgに応じて前輪１０１，１０２が操舵されることで、車両１００に横加速度が発生し、さらに、ヨーレイトが発生することになる。
　ここで、マイクロコンピュータ５１０は、減速度及び横加速度に応じてゲインＧstを1.0よりも小さく設定することで、最終的な舵角指令値δtgを、図６中に点線で示すように、モデルフォローイング制御部５１１が求めた舵角指令値δtg*よりも小さい値に変更する。
　なお、本願における前輪舵角δの大小は、詳細には、舵角の絶対値の大小であって、舵角指令値δtgを小さくすることは、舵角指令値δtgを中立位置に近づけることになる。
　係るゲインＧstによる舵角指令値δtgの補正処理によって、ステアリングホイール３１０の操舵操作に対する前輪１０１，１０２の舵角変化が、前記補正処理を実施しない場合（換言すれば、ゲインＧst＝1.0に固定した場合）よりも遅くなり、引いては、ヨーレイトγの単位時間当たりの変化量Δγが、前記補正処理を実施しない場合よりも小さく抑えられる。
　つまり、図６のタイムチャートにおいて点線で示す特性は、車両１００が直進中に減速されている状態から操舵操作入力装置３００に運転者の操舵操作が入力されたときに、マイクロコンピュータ５１０が、ヨーレイトγの単位時間当たりの変化量Δγの増加を抑えるように、舵角指令値δtg（換言すれば、操舵モータ４１０の制御信号）を出力する特性を示す。
　このように、ヨーレイトγの単位時間当たりの変化量Δγの増加を抑えるΔγ可変制御が実施されれば、一般の運転者にとって扱い易い操舵特性を実現でき、一般の運転者は適切な操舵操作を容易に行える。
　また、マイクロコンピュータ５１０は、減速度及び横加速度に応じて変化量Δγの大きさが変わることに対応して、減速度及び横加速度に応じてゲインＧstを設定するから、減速度、横加速度の変化に対して、変化量Δγを滑らかに変化させることができる。
　一方、図６中に一点鎖線で示したように、マイクロコンピュータ５１０は、ゲインＧstによる舵角指令値δtgの補正処理において、最終的な舵角指令値δtgを、ゲインＧst（Ｇst＞1.0）によって、モデルフォローイング制御部５１１が求めた舵角指令値δtg*よりも大きい値に変更することが可能である。
　そして、マイクロコンピュータ５１０は、舵角指令値δtgを、舵角指令値δtg*よりも大きい値に変更することで、ヨーレイトγの単位時間当たりの変化量Δγを、ゲインＧstによる補正を実施しない場合よりも大きくすることができる。
　ゲインＧstによる舵角指令値δtgの補正処理を実施しない場合は、車両１００の諸元や仕様によって変化量Δγの特性が一義的に定まるため、運転者は、車両特性に合わせた操舵操作を行う必要がある。
　これに対し、ゲインＧstによって舵角指令値δtgを補正するΔγ可変制御を実施すれば、変化量Δγの特性を運転者の嗜好や技量に合わせた特性に変更でき、操縦の容易性の向上あるいは操縦精度の向上を図ることができる。
　マイクロコンピュータ５１０は、変化量ΔγをΔγ可変制御によって能動的に大きくする処理を、車両１００の旋回方向とは逆方向へのステアリングホイール３１０の操舵操作であるカウンタステア（counter-steering）の操作が行なわれるときに実施することができる。
　たとえば、車両１００が、舵角及び車速が一定で定常旋回走行しているときに、運転者が制動操作を行ったことで後輪１０３，１０４に横滑りが発生すると、運転者は、ステアリングホイール３１０を車両１００の旋回方向とは逆方向へ操作するカウンタステアを実施する。
　このとき、運転者が制動操作するまでは、ステアリングホイール３１０の操作角θの変化が無いので前輪舵角は保持され、カウンタステアの操舵入力があってから、前輪舵角δが旋回方向とは逆方向へ向けて動くことになる。
　ここで、運転者によるカウンタステア操作に対し、前輪舵角δの変化に遅れが生じると、後輪１０３，１０４の横滑りを十分に抑制できずに車両１００の挙動が不安定になる。
　そこで、マイクロコンピュータ５１０は、旋回中のカウンタステア操作に対して、ヨーレイトγの単位時間当たりの変化量Δγを能動的に大きくするΔγ可変制御を実施することで、カウンタステア操作において前輪舵角δの変化が遅れることを抑止し、後輪１０３，１０４の横滑りの発生を抑止できるようにする。
　換言すれば、マイクロコンピュータ５１０は、カウンタステア操作に対して変化量Δγを能動的に大きくすることで、運転者のカウンタステア操作を支援する。
　ところで、運転者が、運転技量が基準よりも高い熟練若しくはプロフェッショナルの運転者である場合、マイクロコンピュータ５１０は、変化量Δγを能動的に可変させるΔγ可変制御を停止する（具体的には、ゲインＧstを1.0に固定する）ことができる。
　熟練の運転者若しくはプロフェッショナル運転者の場合、ヨーレイトγの単位時間当たりの変化量Δγに関する車両特性を理解した上での適切な操舵操作、或いは、前記車両特性を生かした操舵操作が可能であり、Δγ可変制御を実施しない方が、良好な操舵操作を行える場合がある。
　そこで、マイクロコンピュータ５１０は、モード選択スイッチ６５０におけるモードの選択状態を示す情報を、運転者の運転技量に関する情報として取得し、モードの選択状態から、運転者が熟練若しくはプロフェッショナルであると推定されるときに、Δγ可変制御を停止する。
　モード選択スイッチ６５０は、ステアリングホイール３１０の操舵操作に対する前輪舵角の応答性（換言すれば、車両挙動の応答性）を、運転者が任意に選択するためのスイッチとして車両１００に設けられる。
　そして、モード選択スイッチ６５０は、たとえば、一般的な技量の運転者に適合する応答性を指定するノーマルモードと、ノーマルモードよりも高応答であって、運転技量が基準よりも高い熟練の運転者が適切な操舵操作を行える応答性を指定するスポーツモードとのいずれかを選択できるよう構成される。
　つまり、マイクロコンピュータ５１０は、モード選択スイッチ６５０で選択されているモードの情報を取得することで、運転者の運転技量に関する情報を取得することになり、モード選択スイッチ６５０におけるモード選択情報を取得する機能は、運転技量情報取得部に該当する。
　図７は、ゲインＧstの設定プロセスを示すフローチャートであって、モード選択スイッチ６５０によるモード選択状態の判定処理、換言すれば、運転者の運転技量の判定処理を含む、ゲインＧstの設定プロセスを示す。
　なお、図７のフローチャートのステップＳ８０２－ステップＳ８０５の各処理は、前述した図４のフローチャートのステップＳ７０１－ステップＳ７０４の各処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
　マイクロコンピュータ５１０は、ステップＳ８０１で、モード選択スイッチ６５０において、高応答を指定するスポーツモードが選択されているか否かを判断する。
　運転者がモード選択スイッチ６５０によってスポーツモードを選択している場合、マイクロコンピュータ５１０は、運転者の運転技量が基準よりも高いと推定し、ステップＳ８０３に進む。
　そして、マイクロコンピュータ５１０は、ステップＳ８０３で、ゲインＧstの変更によって変化量Δγを能動的に可変とするΔγ可変制御、詳細には、変化量Δγの増加を抑える制御を停止する。
　つまり、運転者の運転技量が基準よりも高い場合、マイクロコンピュータ５１０は、モデルフォローイング制御部５１１が求めた舵角指令値δtg*をそのまま最終的な舵角指令値δtgとして操舵モータ４１０を制御する。
　したがって、運転者の運転技量が基準よりも高い場合、車両１００の諸元や仕様によって一義的に定まる特性で、ステアリングホイール３１０の操舵操作に対し車両１００に発生するヨーレイトγが変化することになる。
　そして、運転技量が基準よりも高い運転者は、変化量Δγに関する車両特性を理解した上での適切な操舵操作、或いは、前記車両特性を生かした操舵操作を行える。
　なお、マイクロコンピュータ５１０が、運転者の運転技量が基準よりも高い場合に停止するΔγ可変制御に、カウンタステア操作において変化量Δγを能動的に大きくする制御を含めることができる。
　一方、マイクロコンピュータ５１０は、ステップＳ８０１で、低応答を指定するノーマルモードがモード選択スイッチ６５０において選択されていて、運転者が、運転技量が基準よりも低い一般運転者であると推定すると、ステップＳ８０２に進む。
　そして、マイクロコンピュータ５１０は、ステップＳ８０２で、車両１００が減速中でかつ横加速度が発生していると判断すると、ステップＳ８０４以降に進んで、ゲインＧstの変更によって変化量Δγを能動的に可変とするΔγ可変制御を実施する。
　したがって、一般的な運転者の場合、モード選択スイッチ６５０を操作してノーマルモードを選択すれば、変化量Δγの増加が抑えられた特性の下で操舵操作を行え、及び／または、カウンタステア操作の支援が得られることで、扱い易い操舵特性を実現できる。
　上記実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合わせて使用することができる。
　また、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
　運転技量情報取得部は、モード選択スイッチ６５０におけるモード選択情報を取得する機能部に限定されない。
　たとえば、マイクロコンピュータ５１０は、運転者による操舵操作、及び、操舵操作によって発生した横加速度、前後加速度などの履歴から運転技量の指標値を求める機能部を、運転技量情報取得部として備えることができる。
　そして、マイクロコンピュータ５１０は、前記指標値を閾値と比較することによって、運転者の技量が基準よりも高いか低いか、つまり、熟練の運転者であるか一般の運転者であるかを判断することができる。
　また、車両１００が、横滑り防止装置のオンオフを運転者が任意に切り換えるスイッチを備える場合、マイクロコンピュータ５１０は、横滑り防止装置のオンをΔγ可変制御の実施指令（換言すれば、一般の運転者であることを示す信号）として扱い、横滑り防止装置のオフをヨーレイト制御の停止指令（換言すれば、熟練の運転者であることを示す信号）として扱うことができる。
　この場合、横滑り防止装置のオンオフの情報を取得する機能部が、運転技量情報取得部に該当することになる。
　また、運転技量を高低の２段階に区別する構成に限定されず、マイクロコンピュータ５１０は、運転技量を３段階以上に区別する情報を取得し、変化量Δγを能動的に可変させる度合いを、３段階以上に変化させることができる。
　ここで、マイクロコンピュータ５１０は、図５に示したような減速度と横加速度に応じたゲインＧstのマップ（若しくは関数）を複数種備え、Δγ可変制御に用いるマップ（若しくは関数）を運転技量のレベルに応じて切り替えることができる。
　また、マイクロコンピュータ５１０は、たとえば、目標ヨーレイトγtgと推定ヨーレイトγes（又はヨーレイトγac）との偏差に基づき操作量を設定する処理におけるゲインであるフィードバックゲインを可変に設定することで、変化量Δγを能動的に可変とすることができる。
　つまり、変化量Δγを能動的に可変とするための手段は、運転者の操舵操作に対して変化量Δγを能動的に可変とすることが可能であればよく、舵角指令値δtgを補正する手段に限定されるものではない。
　また、ステアバイワイヤ式のステアリング装置２００は、ステアリングホイール３１０と前輪１０１，１０２とをクラッチなどで機械的に結合するバックアップ機構を備えることができる。
　また、ステアバイワイヤ式のステアリング装置２００は、操舵モータ４１０の制御信号を出力する第１制御装置と、反力モータ３３０の制御信号を出力する第２制御装置を備えることができる。
　１００…車両、１０１，１０２…前輪（操舵輪）、２００…ステアバイワイヤ式のステアリング装置、３００…操舵操作入力装置、３４０…操作角センサ、４００…操舵装置、４１０…操舵モータ（操舵アクチュエータ）、５００…制御装置、５１０…マイクロコンピュータ（コントロール部）、５１１…モデルフォローイング制御部、５１２…ゲイン算出部、５１３…乗算部、６３０…前後加速度センサ

Claims (11)

  1. 　車両に設けられる制御装置であって、
    　前記車両は、ステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、前記車両の運転者の操舵操作が入力される操舵操作入力装置と、車輪に操舵力を付与する操舵アクチュエータを備える操舵装置と、を有する前記ステアバイワイヤ式のステアリング装置を有し、
    　前記制御装置は、前記操舵アクチュエータの制御信号を出力するコントロール部を備え、
    　前記コントロール部は、
    　前記操舵操作入力装置の操作情報に関する第１物理量と、前記車両の加減速度に関する第２物理量とを取得し、
    　前記第１物理量と前記第２物理量とに基づいて、前記操舵操作に対して前記車両に発生するヨーレイトの単位時間当たりの変化量を能動的に可変させる前記制御信号を出力する、
    　制御装置。
  2. 　請求項１に記載の制御装置であって、
    　前記コントロール部は、
    　前記車両が直進中に減速されている状態から前記操舵操作入力装置に運転者の操舵操作が入力されたことを、前記第１物理量と前記第２物理量とに基づき検出したときに、前記ヨーレイトの単位時間当たりの変化量の増加を抑えるように前記制御信号を出力する、
    　制御装置。
  3. 　請求項１に記載の制御装置であって、
    　前記コントロール部は、
    　前記運転者の運転技量に関する情報を取得する運転技量情報取得部を有し、
    　前記車両が直進中に減速されている状態から前記操舵操作入力装置に運転者の操舵操作が入力されたことを、前記第１物理量と前記第２物理量とに基づき検出したときに、前記運転者の運転技量が高いときには、運転技量が低いときに比べて、前記ヨーレイトの単位時間当たりの変化量を大きくする、
    　制御装置。
  4. 　請求項１に記載の制御装置であって、
    　前記コントロール部は、
    　前記車両が旋回中に減速されている状態から旋回方向とは逆方向への操舵操作が実施されたことを、前記第１物理量と前記第２物理量とに基づき検出したときに、前記操舵操作の入力に対する前記ヨーレイトの単位時間当たりの変化量を能動的に大きくする、
    　制御装置。
  5. 　請求項１に記載の制御装置であって、
    　前記コントロール部は、
    　前記運転者の運転技量に関する情報を取得する運転技量情報取得部を有し、
    　前記車両が旋回中に減速されている状態から旋回方向とは逆方向への操舵操作が実施されたことを、前記第１物理量と前記第２物理量とに基づき検出したとき、
    　前記運転者の運転技量が基準よりも高いときは、前記操舵操作の入力に対する前記ヨーレイトの単位時間当たりの変化量を能動的に可変させる制御を停止する、
    　制御装置。
  6. 　請求項１に記載の制御装置であって、
    　前記コントロール部は、
    　前記車輪の舵角を入力値とする車両モデルを用いて、前記車両に発生するヨーレイトの推定値である推定ヨーレイトを求め、
    　前記第１物理量に基づき求めた目標ヨーレイトに、前記推定ヨーレイトが追従するように、前記車輪の操舵角の指令値を設定するヨーレイト制御を実施する、
    　制御装置。
  7. 　請求項１に記載の制御装置であって、
    　前記コントロール部は、
    　前記車両の減速中でかつ前記車両に横加速度が発生しているときに、前記操舵操作に対して前記車両に発生するヨーレイトの単位時間当たりの変化量を能動的に可変させる、
    　制御装置。
  8. 　請求項７に記載の制御装置であって、
    　前記コントロール部は、
    　前記車両の減速度と前記車両の横加速度とに応じて、前記操舵操作に対して前記車両に発生するヨーレイトの単位時間当たりの変化量を能動的に可変させる、
    　制御装置。
  9. 　請求項７に記載の制御装置であって、
    　前記コントロール部は、
    　前記運転者の運転技量に関する情報を取得する運転技量情報取得部を有し、
    　前記運転者の運転技量が基準よりも高いときは、前記操舵操作の入力に対する前記ヨーレイトの単位時間当たりの変化量を能動的に可変させる制御を停止する、
    　制御装置。
  10. 　車両に搭載されるコントロール部が実行する制御方法であって、
    　前記車両は、ステアバイワイヤ式のステアリング装置を備え、
    　前記ステアバイワイヤ式のステアリング装置は、前記車両の運転者の操舵操作が入力される操舵操作入力装置と、前記車両の車輪に操舵力を付与する操舵アクチュエータを備える操舵装置と、を有し、
    　前記制御方法は、
    　前記操舵操作入力装置の操作情報に関する第１物理量と、前記車両の加減速度に関する第２物理量とを取得し、
    　前記第１物理量と前記第２物理量とに基づいて、前記操舵操作に対して前記車両に発生するヨーレイトの単位時間当たりの変化量を能動的に可変させる、前記操舵アクチュエータの制御信号を出力する、
    　制御方法。
  11. 　制御システムであって、
    　ステアバイワイヤ式のステアリング装置であって、車両の運転者の操舵操作が入力される操舵操作入力装置と、前記車両の車輪に操舵力を付与する操舵アクチュエータを備える操舵装置と、を有する前記ステアバイワイヤ式のステアリング装置と、
    　前記操舵アクチュエータの制御信号を出力するコントロール部を備えた制御装置と、
    　を有し、
    　前記コントロール部は、
    　前記操舵操作入力装置の操作情報に関する第１物理量と、前記車両の加減速度に関する第２物理量とを取得し、
    　前記第１物理量と前記第２物理量とに基づいて、前記操舵操作に対して前記車両に発生するヨーレイトの単位時間当たりの変化量を能動的に可変させる前記制御信号を出力する、
    　制御システム。
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