(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記車両の旋回状態を示す状態量を検出する車両旋回状態検出部と、
操舵系の保舵状態を判定する保舵判定部と、
前記保舵判定部が保舵状態と判定したときに、前記車両旋回状態検出部が検出した状態量を保舵判定時状態量として記憶する記憶部と、
前記保舵判定時状態量の絶対値に基づいて前記操舵補助トルクを演算する操舵補助トルク演算部と、
演算された操舵補助トルクに従っ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、
前記操舵補助トルク演算部は、少なくとも、保舵判定時の操舵角度が小さい時に影響を与える第１の操舵補助トルク設定情報と大きい時に影響を与える第２の操舵補助トルク設定情報とを予め備え、前記第１の操舵補助トルク設定情報および第２の操舵補助トルク設定情報を前記保舵判定時状態量に応じて選択または重み付けして操舵補助トルクを演算する、ことを特徴とする操舵制御装置。
【請求項２】
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、
前記車両の旋回状態を示す状態量を検出する車両旋回状態検出部と、
操舵系の保舵状態を判定する保舵判定部と、
前記保舵判定部が保舵状態と判定したときに、前記車両旋回状態検出部が検出した状態量を保舵判定時状態量として記憶する記憶部と、
前記保舵判定時状態量の絶対値に基づいて前記操舵補助トルクを演算する操舵補助トルク演算部と、
演算された操舵補助トルクに従っ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、
前記記憶部は、前記保舵判定部が保舵状態と判定していない場合においても、操舵角度がほぼ零付近である状況と判定可能な所定の零判定用閾値以下であれば、保舵判定時状態量を所定値に更新する、ことを特徴とする操舵制御装置。
【請求項３】
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、
前記車両の旋回状態を示す状態量を検出する車両旋回状態検出部と、
操舵系の保舵状態を判定する保舵判定部と、
前記保舵判定部が保舵状態と判定したときに、前記車両旋回状態検出部が検出した状態量を保舵判定時状態量として記憶する記憶部と、
前記保舵判定時状態量の絶対値に基づいて前記操舵補助トルクを演算する操舵補助トルク演算部と、
演算された操舵補助トルクに従っ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、演算した前記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、ことを特徴とする操舵制御装置。
【請求項４】
前記操舵補助トルク演算部は、入力信号を前記保舵判定時状態量の大きさに応じて補正し、補正後の入力信号に基づいて操舵補助トルクを演算することを特徴とする請求項１に記載の操舵制御装置。
【請求項５】
前記操舵補助トルク演算部は、入力信号を前記保舵判定時状態量の大きさに応じて補正し、補正後の入力信号に基づいて操舵補助トルクを演算することを特徴とする請求項２に記載の操舵制御装置。
【請求項６】
前記操舵補助トルク演算部は、入力信号を前記保舵判定時状態量の大きさに応じて補正し、補正後の入力信号に基づいて操舵補助トルクを演算することを特徴とする請求項３に記載の操舵制御装置。
【請求項７】
前記操舵補助トルク演算部は、少なくとも、保舵判定時の操舵角度が小さい時に影響を与える第１の操舵補助トルク設定情報と大きい時に影響を与える第２の操舵補助トルク設定情報とを予め備え、前記第１の操舵補助トルク設定情報および第２の操舵補助トルク設定情報を前記保舵判定時状態量に応じて選択または重み付けして操舵補助トルクを演算することを特徴とする請求項２に記載の操舵制御装置。
【請求項８】
前記操舵補助トルク演算部は、少なくとも、保舵判定時の操舵角度が小さい時に影響を与える第１の操舵補助トルク設定情報と大きい時に影響を与える第２の操舵補助トルク設定情報とを予め備え、前記第１の操舵補助トルク設定情報および第２の操舵補助トルク設定情報を前記保舵判定時状態量に応じて選択または重み付けして操舵補助トルクを演算することを特徴とする請求項３に記載の操舵制御装置。
【請求項９】
前記操舵補助トルク演算部は、少なくとも、保舵判定時の操舵角度が小さい時に影響を与える第１の操舵補助トルク設定情報と大きい時に影響を与える第２の操舵補助トルク設定情報とを予め備え、前記第１の操舵補助トルク設定情報および第２の操舵補助トルク設定情報を前記保舵判定時状態量に応じて選択または重み付けして操舵補助トルクを演算することを特徴とする請求項５に記載の操舵制御装置。
【請求項１０】
前記操舵補助トルク演算部は、少なくとも、保舵判定時の操舵角度が小さい時に影響を与える第１の操舵補助トルク設定情報と大きい時に影響を与える第２の操舵補助トルク設定情報とを予め備え、前記第１の操舵補助トルク設定情報および第２の操舵補助トルク設定情報を前記保舵判定時状態量に応じて選択または重み付けして操舵補助トルクを演算することを特徴とする請求項６に記載の操舵制御装置。
【請求項１１】
前記記憶部は、前記保舵判定部が保舵状態と判定していない場合においても、操舵角度がほぼ零付近である状況と判定可能な所定の零判定用閾値以下であれば、保舵判定時状態量を所定値に更新することを特徴とする請求項３に記載の操舵制御装置。
【請求項１２】
前記記憶部は、前記保舵判定部が保舵状態と判定していない場合においても、操舵角度がほぼ零付近である状況と判定可能な所定の零判定用閾値以下であれば、保舵判定時状態量を所定値に更新することを特徴とする請求項６に記載の操舵制御装置。
【請求項１３】
前記記憶部は、前記保舵判定部が保舵状態と判定していない場合においても、操舵角度がほぼ零付近である状況と判定可能な所定の零判定用閾値以下であれば、保舵判定時状態量を所定値に更新することを特徴とする請求項８に記載の操舵制御装置。
【請求項１４】
前記記憶部は、前記保舵判定部が保舵状態と判定していない場合においても、操舵角度がほぼ零付近である状況と判定可能な所定の零判定用閾値以下であれば、保舵判定時状態量を所定値に更新することを特徴とする請求項１０に記載の操舵制御装置。
【請求項１５】
前記車両の車速を検出する車速検出部を備え、
前記操舵補助トルク演算部は、前記車速検出部で検出した車速に基づいて操舵補助トルクを演算することを特徴とする請求項１から１４までのいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【請求項１６】
前記操舵補助トルク演算部は、操舵補助トルクの大きさを、運転者が操舵補助トルクに抵抗して操舵系を操舵できる大きさである所定値以下に制限することを特徴とする請求項１から１５までのいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【請求項１７】
前記車両旋回状態検出部が、前記操舵系の操舵角度を検出することを特徴とする請求項１から１６までのいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【請求項１８】
前記車両旋回状態検出部が、前記操舵系の操舵トルク、前記車両の横加速度、前記車両の路面反力トルクのうちの少なくとも１つを検出することを特徴とする請求項１から１６までのいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【請求項１９】
前記車両旋回状態検出部が、前記車両のヨーレートを検出することを特徴とする請求項１から１６までのいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【請求項２０】
前記操舵補助トルク演算部は、
前記操舵角度に対応した目標戻し速度を演算し、演算した目標戻し速度に操舵系の操舵速度が追従するように操舵補助トルクを演算することを特徴とする請求項１７に記載の操舵制御装置。
【請求項２１】
車両の旋回状態を示す状態量を検出する工程と、
操舵系の保舵状態を判定する工程と、
保舵状態と判定したときの前記状態量を保舵判定時状態量として記憶する工程と、
前記保舵判定時状態量の絶対値に基づいて操舵補助トルクを演算する工程と、
前記車両の操舵系に演算された前記操舵補助トルクを付与するようにアクチュエータを制御する工程と、
を備え、
前記操舵補助トルクを演算する工程において、少なくとも、保舵判定時の操舵角度が小さい時に影響を与える第１の操舵補助トルク設定情報と大きい時に影響を与える第２の操舵補助トルク設定情報とを予め備え、前記第１の操舵補助トルク設定情報および第２の操舵補助トルク設定情報を前記保舵判定時状態量に応じて選択または重み付けして操舵補助トルクを演算する、
ことを特徴とする操舵制御方法。
【請求項２２】
車両の旋回状態を示す状態量を検出する工程と、
操舵系の保舵状態を判定する工程と、
保舵状態と判定したときの前記状態量を保舵判定時状態量として記憶する工程と、
前記保舵判定時状態量の絶対値に基づいて操舵補助トルクを演算する工程と、
前記車両の操舵系に演算された前記操舵補助トルクを付与するようにアクチュエータを制御する工程と、
を備え、
前記状態量を保舵判定時状態量として記憶する工程において、前記操舵系の保舵状態を判定する工程において保舵状態と判定していない場合においても、操舵角度がほぼ零付近である状況と判定可能な所定の零判定用閾値以下であれば、保舵判定時状態量を所定値に更新する、
ことを特徴とする操舵制御方法。
【請求項２３】
車両の旋回状態を示す状態量を検出する工程と、
操舵系の保舵状態を判定する工程と、
保舵状態と判定したときの前記状態量を保舵判定時状態量として記憶する工程と、
前記保舵判定時状態量の絶対値に基づいて操舵補助トルクを演算する工程と、
前記車両の操舵系に演算された前記操舵補助トルクを付与するようにアクチュエータを制御する工程と、
を備え、
前記操舵補助トルクを演算する工程において、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、演算した前記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、
ことを特徴とする操舵制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、運転者の操舵をアシストする操舵制御装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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ている。【０００３】
下記特許文献１によれば、平均送り速度と車速に応じて、予め規定した操舵角度に対する目標戻り速度の関数が選択され、ハンドルの戻り速度が演算された目標戻り速度となるように補助力発生手段の駆動制御が行われる。また、平均送り速度は、送り操舵開始時の操舵角度と送り操舵の終了時の操舵角度との偏差と経過時間から演算している。
このような操舵制御装置においては、目標戻り速度を送り操舵によって変更する。【０００４】
また上記特許文献２によれば、操舵トルクと操舵速度からハンドルの保舵を判定し、保舵判定時にハンドル戻し制御の出力をゼロとしている。これにより、ハンドル保舵状態時に操舵トルクの増大を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２６４８３３号公報(３〜４頁、段落００１５〜００２７、図２、図４)
【特許文献２】特開２０１２−１６６７６９号公報(２〜３頁、段落０００２〜００１１、図３)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これら従来の操舵制御装置においては、ハンドルを手放しした時、または、ハンドルを切返した時の車両の旋回状態を示す状態量の大きさ、例えば、ハンドルを手放しした時の操舵角の大きさに応じて、目標戻り速度や、戻しトルクを適切に調整することはできなかった。
そのため、送り速度が同じである場合、手放し時の操舵角度が大きいと、ハンドルが中立位置に戻るまでに時間がかかるという課題があった。【０００７】
また、上記特許文献１の図４に示される目標戻り速度を用いた場合、手放し時の舵角が小さいと、ハンドルを中立位置に戻そうとする路面反力トルクが小さく、さらに、目標戻り速度の初期値が０に設定されるため、ハンドルが中立位置に戻らないおそれがある。【０００８】
また、上記特許文献１のように、操舵角の大きさに対して目標戻し速度が大きくなるように、目標戻し速度を設定している場合は、大舵角からの手放しにおいては、ハンドルを中立位置に戻す方向に作用する路面反力トルクが大きくなるため、路面反力トルクと戻しトルクが両方作用し、実操舵速度が急激に増加するおそれがある。
また、保舵判定時は操舵トルクの増加を抑えられるが、戻し操舵を開始した時に戻しトルクが増加し、運転者に違和感を与えるおそれがある。【０００９】
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、ハンドルを切返した時やハンドルを手放しした時のハンドル位置によらず、好適な操舵補助トルク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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、前記車両の旋回状態を示す状態量を検出する車両旋回状態検出部と、操舵系の保舵状態を判定する保舵判定部と、前記保舵判定部が保舵状態と判定したときに、前記車両旋回状態検出部が検出した状態量を保舵判定時状態量として記憶する記憶部と、前記保舵判定時状態量の絶対値に基づいて前記操舵補助トルクを演算する操舵補助トルク演算部と、演算された操舵補助トルクに従っ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、前記操舵補助トルク演算部は、少なくとも、保舵判定時の操舵角度が小さい時に影響を与える第１の操舵補助トルク設定情報と大きい時に影響を与える第２の操舵補助トルク設定情報とを予め備え、前記第１の操舵補助トルク設定情報および第２の操舵補助トルク設定情報を前記保舵判定時状態量に応じて選択または重み付けして操舵補助トルクを演算する、ことを特徴とする操舵制御装置等にある。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、保舵判定時状態量の大きさに応じて操舵補助トルクを変更することが可能となり、ハンドルを切返した時やハンドルを手放しした時のハンドル位置によらず、好適な操舵補助トルクを得ることができ、ひいては、好適なハンドル戻しや、好適な操舵フィーリングを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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。
【図２】この発明の実施の形態１等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。
【図３】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。
【図４】この発明の実施の形態１における操舵補助トルク演算器の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態１における操舵補助トルク演算器の動作の一例を示す動作フローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１における第１の目標操舵速度設定器のマップ情報の一例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１における第２の目標操舵速度設定器のマップ情報の一例を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１における重み付け器で用いる重みの一例を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態１におけるゲイン補正器で用いる補正ゲインの一例を示す図である。
【図１０】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。
【図１１】この発明の実施の形態２における操舵補助トルク演算器の構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態２における操舵補助トルク演算器の動作の一例を示す動作フローチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態２における第１の操舵補助トルク１設定器のマップ情報の一例を示す図である。
【図１４】この発明の実施の形態２における第２の操舵補助トルク１設定器のマップ情報の一例を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態３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。
【図１６】この発明の実施の形態３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。
【図１７】この発明の実施の形態３における操舵補助トルク演算器の構成の一例を示すブロック図である。
【図１８】この発明の実施の形態４における操舵補助トルク演算器の構成の一例を示すブロック図である。
【図１９】この発明の実施の形態４における操舵補助トルク演算器の動作の一例を示す動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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)する電流駆動器等を備える。
【００１６】
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に示す動作フローチャートに従って説明する。なお動作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。
【００１７】
図２において、制御ユニット１１は、マイクロコンピュータで構成される保舵判定器２２、操舵補助トルク演算器２４、記憶器２３、電流駆動器１２と、メモリ(装置)Ｍを含む。そして、例えば操舵角度センサ４を含む車両旋回状態検出器２１、車速センサ８、トルクセンサ５が制御ユニット１１に接続されている。記憶器２３は必要なデータの記憶媒体であるメモリＭへの書き込み、読み出しを行う。
【００１８】
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、車両旋回状態検出器２１として、操舵角度センサ４を用いて、操舵角度を検出する。すなわち、この実施の形態においては、車両の旋回状態を示す状態量として操舵角度を用いる。
【００１９】
ステップＳ２では、保舵判定器２２において、車両の操舵系の保舵状態、すなわち、ハンドル１がほぼ一定操舵角度で留まっている状態か否かを判定する。保舵判定は、車両旋回状態検出器２１で検出した操舵角度を用い、操舵角度から操舵速度を演算し、操舵速度の大きさが、所定の操舵速度閾値より小さい状況を保舵状態と判定する。
【００２０】
ステップＳ３では、記憶器２３において、保舵判定器２２が保舵状態と判定した時の車両旋回状態検出器２１の検出値を保舵判定時状態量としてメモリＭに記憶する。すなわち、この実施の形態では、保舵判定器２２が保舵状態と判定した時の操舵角度センサ４が検出した操舵角度を保舵判定時操舵角度(第１記憶値)としてメモリＭに記憶する。
【００２１】
保舵判定器２２が、初めて保舵状態を判定するまでの期間においては、保舵判定時操舵角度の初期値として、所定の記憶値をメモリＭに予め記憶させておく。例えば、所定の記憶値を零とする。
記憶器２３は、保舵判定器２２が新たに保舵状態と判定した時、記憶していた保舵判定時状態量を更新し、記憶する。
【００２２】
保舵判定器２２は、保舵判定器２２が新たに保舵状態と判定していない状態においても、ある一定の条件がそろった場合、保舵判定時状態量を所定の第２記憶値に更新し、記憶する。例えば、所定の第２記憶値を零とし、操舵速度が操舵速度閾値より大きい状況においても、操舵角度がほぼ零付近である状況と判定可能な所定の零判定用閾値以下であれば、保舵判定時状態量を零として第２記憶値に更新し、記憶する。
【００２３】
ステップ４では、操舵補助トルク演算器２４において、保舵判定時状態量の大きさ、すなわち、保舵判定時操舵角度の絶対値を演算し、保舵判定時操舵角の絶対値に基づいて、操舵補助トルクを演算する。
【００２４】
操舵補助トルク演算器２４のブロック図を図４、および、動作フローチャートを図５に示す。なお動作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。この実施の形態では、操舵補助トルク演算器２４で用いる入力信号として、操舵角度を用いる。
【００２５】
図４において、操舵補助トルク演算器２４は、絶対値演算器３１、状態量補正器３２、第１の目標操舵速度設定器３３、第２の目標操舵速度設定器３４、重み付け器３５、ゲイン補正器３６、符号補正器３７、操舵速度演算器３８、速度制御器３９、操舵補助トルク２演算器４０、加算器４１を含む。
【００２６】
図５において、ステップＳ２１では、絶対値演算器３１において、保舵判定時状態量の大きさを演算する。すなわち、保舵判定時状態量の絶対値を演算する。この実施の形態では、記憶器２３によりメモリに記憶された保舵判定時操舵角度の絶対値を演算する。
ステップＳ２２では、状態量補正器３２において、操舵角度を保舵判定時状態量の絶対値に基づいて補正し、補正後の操舵角度を演算する。具体的な補正の方法として、下記式(１)に示す処理を実施する。
【００２７】
θｈ１＝θｈ×(θｎ／|θｓ|)          (１)
【００２８】
ここで、
θｈ：操舵角度、
θｎ：予め設定した基準操舵角度、
|θｓ|：保舵判定時操舵角度の絶対値、
θｈ１：補正後の操舵角度
である。θｎは予めメモリに記憶しておいて、これを使用してもよい。
式(１)は、保舵判定時操舵角度の絶対値|θｓ|を基準操舵角度θｎに一致するように縮小・拡大補正した場合に対応する操舵角度を演算することを表している。
【００２９】
ステップＳ２３では、第１の目標操舵速度設定器３３において、補正後の操舵角度に対応する第１の目標操舵速度を設定する。第１の目標操舵速度設定器３３では、予め、零から基準操舵角度までの操舵角度に対する第１の目標操舵速度情報をマップ情報としてメモリＭに記憶してある。次に、補正後の操舵角度θｈ１に対応する第１の目標操舵速度ｄθｒｅｆ１を演算する。
【００３０】
第１の目標操舵速度情報のマップ情報の一例を図６に示す。第１の目標操舵速度情報のマップ情報は、車速Ｖｅｌに応じて、目標操舵速度がメモリに記憶されており、補正後の操舵角度と車速に応じて、第１の目標操舵速度が設定される。図６の３本の曲線が３種類の車速(下から上の順で車速が小さくなる)でのそれぞれの、操舵角度が零から基準操舵角度までに対する第１の目標操舵速度を示す。第１の目標操舵速度は操舵角度の増加に応じて、目標操舵速度が増加する特性となっている。車速の増加に応じて、第１の目標操舵速度は減少する特性となっている。
【００３１】
なお、マップ情報の代わりに、下記式(２)のように関数として第１の目標操舵速度を設定してもよい。
【００３２】
ｄθｒｅｆ１＝ｆ１(θｈ１，Ｖｅｌ)          (２)
【００３３】
ステップＳ２４では、第２の目標操舵速度設定器３４において、補正後の操舵角度に対応する第２の目標操舵速度ｄθｒｅｆ２を設定する。第２の目標操舵速度設定器３４では、予め、零から基準操舵角度までの操舵角度に対する第２の目標操舵速度情報をマップ情報としてメモリＭに記憶してある。次に、補正後の操舵角度θｈ１に対応する第２の目標操舵速度ｄθｒｅｆ２を演算する。
【００３４】
第２の目標操舵速度情報のマップ情報の一例を図７に示す。第２の目標操舵速度情報のマップ情報は、車速Ｖｅｌに応じて、目標操舵速度がメモリに記憶されており、補正後の操舵角度と車速に応じて、第２の目標操舵速度が設定される。車速の増加に応じて、第２の目標操舵速度は減少する特性となっている。図７の３本の曲線が３種類の車速(下から上の順で車速が小さくなる)でのそれぞれの、操舵角度が零から基準操舵角度までに対する第２の目標操舵速度を示す。第２の目標操舵速度は、同じ車速においては、操舵角度の増加に従い、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。
【００３５】
なお、マップ情報の代わりに、下記式(３)のように関数として第２の目標操舵速度を設定してもよい。
【００３６】
ｄθｒｅｆ２＝ｆ２(θｈ１，Ｖｅｌ)          (３)
【００３７】
なお、ステップＳ２２，ステップＳ２３，ステップＳ２４の処理では、マップに入力する操舵角度を補正したが、この処理の代替として、操舵角度の代わりに、マップ情報で予め設定している横軸の操舵角度、すなわち、零から基準操舵角度までの操舵角度を補正するようにしてもよい。これは、演算する入力信号を保舵判定時状態量の大きさに応じて補正し、補正後の入力信号に基づいて操舵補助トルクを演算することになる。
【００３８】
ステップＳ２５では、重み付け器３５において、保舵判定時操舵角度の絶対値|θｓ|に基づいて第１の目標操舵速度と第２の目標操舵速度を重み付けし、第３の目標操舵速度を演算する。重み付け器３５で用いる重みＷ１の一例を図８に示す。このような重みＷ１に関するデータは例えばメモリＭに予め格納されている。図８のデータは例えばメモリＭに予め格納されている。保舵判定時操舵角度の絶対値が小さい領域では、重みＷ１は１に設定してあり、保舵判定時操舵角度の絶対値が大きくなるにつれ、重みＷ１は０近づくように設定している。さらに、車速に応じて、Ｗ１は変更するようになっている。図８の３本の曲線が３種類の車速(左から右の順で車速が小さくなる)でのそれぞれの重みを示す。同じ保舵判定時操舵角度の大きさで比較すると、車速が小さいほど、重みＷ１が大きくなる。第３の目標操舵速度ｄθｒｅｆ３は式４で演算される。
【００３９】
ｄθｒｅｆ３＝Ｗ１×ｄθｒｅｆ１＋(１−Ｗ１)×ｄθｒｅｆ２      (４)
【００４０】
すなわち、保舵判定時操舵角度の絶対値|θｓ|が小さい領域では、主に第１の目標操舵速度ｄθｒｅｆ１で第３の目標操舵速度ｄθｒｅｆ３が設定され、保舵判定時操舵角度の絶対値|θｓ|が大きい領域では、主に第２の目標操舵速度ｄθｒｅｆ２で第３の目標操舵速度ｄθｒｅｆ３が設定される。また、例えば、Ｗ１＝０．５であれば、第３の目標操舵速度ｄθｒｅｆ３は第１の目標操舵速度ｄθｒｅｆ１と第２の目標操舵速度ｄθｒｅｆ２とを平均化した目標戻し速度となる。
【００４１】
なお、この実施の形態では、重みＷ１は連続的に０から１に変化する重みであるが、スイッチ(図示省略)を用いて、または保舵判定時操舵角度と所定の閾値との比較により、保舵判定時操舵角度の大きさに応じて、第１の目標操舵速度ｄθｒｅｆ１と第２の目標操舵速度ｄθｒｅｆ２から一方を選択し、第３の目標操舵速度ｄθｒｅｆ３を設定してもよい。
【００４２】
ステップＳ２６では、ゲイン補正器３６において、保舵判定時操舵角度の絶対値|θｓ|に基づいて補正ゲインを設定し、補正ゲインに基づいて第３の目標操舵速度ｄθｒｅｆ３を補正し、第４の目標操舵速度ｄθｒｅｆ４を演算する。ゲイン補正器３６で用いる補正ゲインＷ２の一例を図９に示す。このような補正ゲインＷ２に関するデータは例えばメモリＭに予め格納されている。図９では、保舵判定時操舵角度の絶対値|θｓ|が大きくなるにつれ、補正ゲインＷ２が大きくなるように設定している。第４の目標操舵速度ｄθｒｅｆ４は下記式(５)で演算される。
【００４３】
ｄθｒｅｆ４＝Ｗ２×ｄθｒｅｆ３          (５)
【００４４】
ステップＳ２７では、符号補正器３７において、操舵角度の符号から、第４の目標操舵速度ｄθｒｅｆ４の符号を設定し、第５の目標操舵速度ｄθｒｅｆ５とする。この実施の形態では、目標操舵速度は、ハンドル１を、手放しした時、および、切り戻した時(ある操舵角からハンドルを中立位置の方向に戻す操舵の時)に、ハンドルを好適に中立位置に戻すことを目的としているため、操舵角度の符号に対して、目標操舵速度の符号が逆符号になるように設定する。
【００４５】
ステップＳ２８では、操舵速度演算器３８において、操舵角度θｈから操舵速度ｄθａｃｔを演算する。すなわち、操舵角度センサ４で検出した操舵角度を微分して操舵速度を演算する。なお、操舵速度は、モータ６の回転角度を微分した後、減速機構７の減速比を考慮し、操舵速度を演算してもよい。また、モータ６の誘起電圧(電圧センサ１０から得る)等から、操舵速度を推定してもよい。
【００４６】
ステップＳ２９では、速度制御器３９において、操舵速度が第５の目標操舵速度ｄθｒｅｆ５に追従するように、操舵補助トルク１を演算する。例えば、下記式(６)に示すように、目標操舵速度ｄθｒｅｆ５と操舵速度ｄθａｃｔの偏差にフィードバックゲインＫｐを掛けて、操舵補助トルク１(Ｔａ１)を演算する。
【００４７】
Ｔａ１＝Ｋｐ×(ｄθｒｅｆ５−ｄθａｃｔ)          (６)
【００４８】
さらに、操舵補助トルク１(Ｔａ１)は、上記式(６)の計算結果後、大きさを制限する。例えば、大きさが閾値Ｔａ１＿ｍａｘ以上である場合、大きさをＴａ１＿ｍａｘに制限する。Ｔａ１＿ｍａｘは運転者が操舵補助トルク１(Ｔａ１)に抵抗して、ハンドル１を操舵できる大きさに設定している。
【００４９】
ステップＳ３０では、操舵補助トルク２演算器４０において、少なくとも操舵トルクに基づく操舵補助トルク２を演算する。例えば、図１０に示すアシストマップのように車速Ｖｅｌと操舵トルクに対する操舵補助トルク２の関係が予めメモリＭに記憶されており、トルクセンサ５からの操舵トルクと車速センサ８からの車速Ｖｅｌとに応じて、操舵補助トルク２(Ｔａ２)を設定する。
【００５０】
そしてステップＳ３１では、加算器４１において、操舵補助トルク１(Ｔａ１)と操舵補助トルク２(Ｔａ２)を足し合わせて、最終的にモータ６が発生する操舵補助トルクを演算する。
【００５１】
図３に戻り、ステップＳ４で上述のように操舵補助トルク演算器２４で最終的にモータ６が発生する操舵補助トルクを演算した後、ステップＳ５では電流駆動器１２において、モータ６が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。すなわちモータ６の電流制御を行う。実際には減速機構７を介して操舵系に演算した操舵補助トルクが伝達されるようにモータ６の電流制御を行う。
【００５２】
すなわちこの実施の形態１の操舵補助トルク演算器２４では、保舵判定時状態量である例えば保舵判定時操舵角度の大きさを示す絶対値|θｓ|に基づいて操舵角度θｈを補正する。そして補正後の操舵角度θｈ１から、操舵角度が大きい程および車速が遅い程、大きくなるように設定される保舵判定時操舵角度が小さい時用の、所定の第１の操舵角度−目標操舵速度変換、により第１の目標操舵速度θｄｒｅｆ１と、車速が遅い程大きくなると共に操舵角度零と基準操舵角度の間で中間点で最大値になるように増減するように設定された保舵判定時操舵角度が大きい時用の、所定の第２の操舵角度−目標操舵速度変換、により第２の目標操舵速度θｄｒｅｆ２が設定される。
【００５３】
さらに第１および第２の目標操舵速度θｄｒｅｆ１，θｄｒｅｆ２が、重みＷ１により、保舵判定時操舵角度の絶対値が小さい領域では第１の目標操舵速度θｄｒｅｆ１が、大きい領域では第２の目標操舵速度θｄｒｅｆ２が、それぞれ主になるように重み付けされて加算されて第３の目標操舵速度θｄｒｅｆ３が設定される。第３の目標操舵速度θｄｒｅｆ３はさらに、保舵判定時操舵角度の絶対値が大きくなるにつれて大きくなる補正ゲインＷ２で補正されて第４の目標操舵速度θｄｒｅｆ４が設定され、さらに逆符号に変換された第５の目標操舵速度θｄｒｅｆ５が設定される。
【００５４】
そして第５の目標操舵速度θｄｒｅｆ５と、操舵角度θｈから演算された操舵速度ｄθａｃｔの偏差にフィードバックゲインＫｐを掛けて、第５の目標操舵速度θｄｒｅｆ５に追従するように操舵補助トルク１(Ｔａ１)を求める。そして、操舵補助トルク１(Ｔａ１)と、車速および操舵トルクに基づきアシストマップ(図１０)から求まる操舵補助トルク２(Ｔａ２)を加算してモータ６が発生する操舵補助トルクを演算する。
【００５５】
以上のようなこの実施の形態では、ハンドル１を中立位置から切り増して、ある操舵角で手放しした場合、または、切り戻した場合、必ず、操舵速度が零になるため、保舵判定器２２で、手放しを含めた切り戻し操舵の開始、すなわち、切返しを検出することが可能であり、切り戻し操舵開始時の操舵角度を保舵判定時操舵角度として記憶することで、切り戻し操舵開始時の旋回状態を認識することができる。
【００５６】
重み付け器３５において、保舵判定時操舵角度の絶対値に基づいて第１の目標操舵速度ｄθｒｅｆ１と第２の目標操舵速度ｄθｒｅｆ２を重み付けし、第３の目標操舵速度ｄθｒｅｆ３を演算する構成としたため、切り戻し操舵時の旋回状態に応じて、適切な目標操舵速度を設定することが可能となる。
【００５７】
まず、保舵判定時操舵角度が小さい領域で選択される第１の目標操舵速度ｄθｒｅｆ１は、手放しした時から、目標操舵速度が零でないため、路面反力トルクが小さくハンドル１が中立位置に戻らない領域においても、ハンドル１を中立位置に戻すことが可能になる。また、保舵判定時操舵角度が小さい領域から切り戻し操舵を実施した場合、図１０に示すアシストマップの勾配が小さく、操舵補助トルク２(Ｔａ２)が小さい領域であるため、第１の目標操舵速度ｄθｒｅｆ１によって設定される操舵補助トルク１(Ｔａ１)が運転者に伝わりやすくなる。第１の目標操舵速度ｄθｒｅｆ１は操舵角度の増加に応じて、目標操舵速度が増加する特性としているため、操舵角度が小さくなるにつれて、運転者の操舵トルクも滑らかに減少し、好適な操舵フィーリングを実現することができる。
【００５８】
次に、保舵判定時操舵角度が大きい領域で選択される第２の目標操舵速度ｄθｒｅｆ２は、手放しした時は、目標操舵速度を零、または、零付近に設定できるため、路面反力トルクが大きく戻り速度が大きくなる状況において、操舵速度を抑制するための操舵補助トルク１(Ｔａ１)を演算することが可能となり、手放し時の、戻り速度の急激な増加を抑えることができる。さらに、操舵角度が大きい領域で保舵した場合は、目標操舵速度が零付近で、操舵速度も零付近であるため、操舵補助トルク１(Ｔａ１)が小さくなり、運転者の操舵トルクを変化させないため、好適な操舵フィーリングを実現できる。また、戻し操舵を開始した時にも、目標操舵速度が零付近から徐々に増加するため、戻しトルクの急な増加を防止でき、滑らかな操舵トルク変化を実現でき、好適な操舵フィーリングを得ることができる。
【００５９】
また、Ｗ１で重み付けを行うため、上記の中間の操舵角度からの切り戻しにおいても、適切な目標操舵速度１に設定できる。すなわち、すべての操舵領域において、適切な目標操舵速度を設定することができ、ひいては、適切な操舵補助トルクを設定することができる。
【００６０】
さらに、ゲイン補正器３６において、保舵判定時操舵角度の絶対値に基づいて補正ゲインＷ２を設定し、補正ゲインに基づいて第３の目標操舵速度ｄθｒｅｆ３を補正し、第４の目標操舵速度ｄθｒｅｆ４を演算する構成とするため、手放し時の操舵角度に応じて、目標操舵速度の大きさを調整することが可能となる。その結果、手放し時の操舵角度に応じて、中立位置に戻るまでの時間を調整することができ、例えば、大きな操舵角度からの手放しと、小さい操舵角度からの手放しで、中立位置に戻るまでの時間をほぼ等しくすることで、好適なハンドル１の戻りが実現できる。
すなわち、この実施の形態の構成により、ハンドルを切返した時やハンドルを手放しした時のハンドル位置に対して、好適な操舵補助トルクを得ることができ、ひいては、好適なハンドル戻しや、好適な操舵フィーリングが実現できる。
【００６１】
また、第１の目標操舵速度設定器３３、第２の目標操舵速度設定器３４においては、状態量補正器３２において保舵判定時操舵角度の絶対値|θｓ|に基づいて補正した操舵角θｈ１に対応した目標操舵速度(ｄθｒｅｆ１、ｄθｒｅｆ２)を設定する構成としているため、目標操舵速度情報のメモリ量を大幅に削減できる。本方式を用いない場合、保舵判定時操舵角度の大きさの各々に応じた、目標操舵速度情報を持つ、または、関数を設定する必要があり、メモリ量が増える。
【００６２】
また、速度制御器３９は、操舵補助トルク１(Ｔａ１)を、運転者が抵抗してハンドル１を操舵できる大きさに制限することで、常に運転者が操舵可能である状態を保障することができる。
【００６３】
また、保舵判定器２２は、操舵速度が操舵速度閾値より大きい状況においても、操舵角度がほぼ零付近である状況であれば(操舵角度がほぼ零付近である状況と判定可能な所定の零判定用閾値以下であれば)、保舵判定時操舵角度を零として記憶値２に更新し、記憶する構成にしているため、切り戻し操舵で、ハンドル１が中立位置に戻った後、続いて、切り増し操舵を実施した場合、保舵判定時操舵角度を零に設定でき、目標操舵速度を零に設定することができる。その結果、切り増し操舵時に、目標操舵速度が零より大きく設定されることが防止でき、運転者の操舵トルク増加を抑制できる。
【００６４】
なお、この実施の形態では、保舵判定器２２で用いる信号として、操舵状態検出器(車両旋回状態検出器)２１で検出した操舵角度を用いたが、それに限定するものではない。モータ６の回転角度や回転速度を用いることが可能なのはもちろんである。さらに左右の車輪速差や、車両のヨーレート、横加速度から操舵角度を推定することは公知技術であり、推定した操舵角度の変化量が小さいときを保舵状態と判定することも可能である。さらに、トルクセンサ５で検出した操舵トルクの変化量が小さいときに、保舵状態と判定する構成としてもよい。
上記のような場合、図２に示すように、車両旋回状態検出器２１は上記各ファクタを検出するセンサ４ａと、該センサからの検出信号から操舵角度等の所望のファクタを演算する演算部４ｂとを、所望の数含む(以下同様)。
【００６５】
さらにこの実施の形態では、操舵補助トルク演算器２４で用いる入力信号と、車両旋回状態検出器２１で検出する状態量とを同一のものを用いた。その結果、状態量補正器３２での状態量の拡大・縮小補正が容易に実施でき、演算負荷を軽減することができる。
【００６６】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２における操舵補助トルク演算器のブロック図を図１１に、操舵補助トルク演算器の動作フローチャートを図１２に示す。その他の部分は上記実施の形態のものと基本的に同じである。この実施の形態では、操舵補助トルク演算器で用いる入力信号として、操舵角度を用いる。
【００６７】
図４と比べて図１１の操舵補助トルク演算器２４では、第１の目標操舵速度設定器３３、第２の目標操舵速度設定器３４の代わりに、第１の操舵補助トルク１設定器３３＿２、第２の操舵補助トルク１設定器３４＿２が設けられている。また、操舵速度演算器３８、速度制御器３９は含まれていない。
【００６８】
図１２において、ステップＳ２３＿２では、第１の操舵補助トルク１設定器３３＿２において、補正後の操舵角度θｈ１に対応する第１の操舵補助トルク１(Ｔａ１−１)を設定する。第１の操舵補助トルク１設定器３３＿２では、予め、零から基準操舵角度までの操舵角度に対する第１の操舵補助トルク１の情報をマップ情報としてメモリＭに記憶してある。第１の操舵補助トルク１のマップ情報の一例を図１３に示す。そして、補正後の操舵角度θｈ１に対応する第１の操舵補助トルク１を演算する。
【００６９】
図１３に示すように、第１の操舵補助トルク１(Ｔａ１−１)のマップ情報は、車速に応じて、メモリＭに記憶されており、補正後の操舵角度と車速に応じて、第１の操舵補助トルク１が設定される。図１３の３本の曲線が３種類の車速(下から上の順で車速が小さくなる)でのそれぞれの、操舵角度が零から基準操舵角度までに対する第１の操舵補助トルク１を示す。第１の操舵補助トルク１は操舵角度の増加に応じて、操舵補助トルク１が増加する特性となっている。車速の増加に応じて、第１の操舵補助トルク１は減少する特性となっている。
なお上記実施の形態と同様に、マップ情報でなく、関数として第１の操舵補助トルク１を設定してもよい。
【００７０】
ステップＳ２４＿２では、第２の操舵補助トルク１設定器３４＿２において、補正後の操舵角度に対応する第２の操舵補助トルク１(Ｔａ１−２)を設定する。第２の操舵補助トルク１設定器３４＿２では、予め、零から基準操舵角度までの操舵角度に対する第２の操舵補助トルク１の情報をマップ情報としてメモリＭに記憶してある。第２の操舵補助トルク１のマップ情報の一例を図１４に示す。そして、補正後の操舵角度θｈ１に対応する第２の操舵補助トルク１を演算する。
【００７１】
図１４に示すように、第２の操舵補助トルク１(Ｔａ１−２)のマップ情報は、車速に応じて、メモリＭに記憶されており、補正後の操舵角度と車速に応じて、第２の操舵補助トルク１が設定される。図１４の３本の曲線が３種類の車速(下から上の順で車速が小さくなる)でのそれぞれの、操舵角度が零から基準操舵角度までに対する第２の操舵補助トルク１を示す。車速の増加に応じて、第２の操舵補助トルク１は減少する特性となっている。さらに、第２の操舵補助トルク１は、同じ車速においては、操舵角度の増加に従い、はじめは増加する特性であるが、その後、最大操舵補助トルクに達したあと、減少する特性となっている。
なお上記実施の形態と同様に、マップ情報でなく、関数として第２の操舵補助トルク１を設定してもよい。
【００７２】
なお、ステップＳ２２，ステップＳ２３＿２，ステップＳ２４＿２の処理では、マップに入力する操舵角度を補正したが、この処理の代替として、操舵角度の代わりに、マップ情報で予め設定している横軸の操舵角度、すなわち、零から基準操舵角度までの操舵角度を補正するようにしてもよい。
【００７３】
ステップＳ２５＿２では、重み付け器３５において、上記実施の形態のステップＳ２５に習って、保舵判定時操舵角度の絶対値|θｓ|に基づいて第１の操舵補助トルク１(Ｔａ１−１)と第２の操舵補助トルク１(Ｔａ１−２)を重み付けし、第３の操舵補助トルク１(Ｔａ１−３)を演算する。
【００７４】
ステップＳ２６＿２では、ゲイン補正器３６において、上記実施の形態のステップＳ２６に習って、保舵判定時操舵角度の絶対値|θｓ|に基づいて補正ゲインを設定し、補正ゲインに基づいて第３の操舵補助トルク１(Ｔａ１−３)を補正し、第４の操舵補助トルク１(Ｔａ１−４)を演算する。
【００７５】
ステップＳ２７＿２では、符号補正器３７において、上記実施の形態のステップＳ２７に習って、操舵角度θｈの符号より、第４の操舵補助トルク１(Ｔａ１−４)の符号を設定し、第５の操舵補助トルク１(Ｔａ１−５)とする。この実施の形態ではこの第５の操舵補助トルク１(Ｔａ１−５)が操舵補助トルク１Ｔａ１となる。この実施の形態では、目標操舵速度は、ハンドル１を、手放しした時、および、切り戻した時に、ハンドルを好適に中立位置に戻すことを目的としているため、操舵角度の符号に対して、操舵補助トルク１の符号が逆符号になるように設定する。
【００７６】
ステップＳ３０では、操舵補助トルク２演算器４０において、上記実施の形態のステップＳ３０に習って、例えば図１０のアシストマップに従って少なくともトルクセンサ５からの操舵トルクに基づく操舵補助トルク２(Ｔａ２)を演算する。
【００７７】
ステップＳ３１では、加算器４１において、第５の操舵補助トルク１(Ｔａ１)と操舵補助トルク２(Ｔａ２)を足し合わせて、最終的にモータ６が発生する操舵補助トルクを演算する。
【００７８】
その後は上記実施の形態１の図３に戻る。図１１，１２に従った上記説明は図３のステップＳ４に相当し、ステップＳ４で操舵補助トルク演算器２４で最終的にモータ６が発生する操舵補助トルクを演算した後、ステップ５では図２の電流駆動器１２において、モータ６が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。
【００７９】
すなわちこの実施の形態２の操舵補助トルク演算器２４では、実施の形態１の第１の目標操舵速度θｄｒｅｆ１と第２の目標操舵速度θｄｒｅｆ２の代わりに、対応する方法で第１の操舵補助トルク１と第２の操舵補助トルク１が設定される。そして対応する方法で第３〜５の目標操舵速度に相当する第３〜５の操舵補助トルク１がそれぞれ設定される。そして第５の操舵補助トルク１が実施の形態１の操舵補助トルク１(Ｔａ１)となり、操舵補助トルク２(Ｔａ２)が加算されてモータ６が発生する操舵補助トルクを演算する。
【００８０】
以上のようなこの実施の形態では、実施の形態１に比べて、ステップＳ２８、ステップＳ２９の処理が不要となり、ＣＰＵの演算負荷を軽減することができるが、以下に示すように、実施の形態１と同様の効果も得ることができる。
【００８１】
重み付け器３５において、保舵判定時操舵角度の絶対値に基づいて第１の操舵補助トルク１(Ｔａ１−１)と第２の操舵補助トルク１(Ｔａ１−２)を重み付けし、第３の操舵補助トルク１(Ｔａ１−３)を演算する構成のため、切り戻し操舵時の旋回状態に応じて、適切な操舵補助トルク１を設定することが可能となる。
【００８２】
まず、保舵判定時操舵角度が小さい領域で選択される第１の操舵補助トルク１(Ｔａ１−１)は、手放しした時から、目標操舵速度が零でないため、路面反力トルクが小さくハンドル１が中立位置に戻らない領域においても、ハンドル１を中立位置に戻すことが可能になる。また、保舵判定時操舵角度が小さい領域から切り戻し操舵を実施した場合、図１０に示すアシストマップの勾配が小さく、操舵補助トルク２(Ｔａ２)が小さい領域であるため、第１の操舵補助トルク１(Ｔａ１−１)によって設定される第５の操舵補助トルク１である操舵補助トルク１(Ｔａ１)が運転者に伝わりやすくなる。第１の操舵補助トルク１(Ｔａ１−１)は操舵角度の増加に応じて、増加する特性としているため、操舵角度が小さくなるにつれて、運転者の操舵トルクも滑らかに減少し、好適な操舵フィーリングを実現することができる。
【００８３】
次に、保舵判定時操舵角度が大きい領域で選択される第２の操舵補助トルク１(Ｔａ１−２)は、手放しした時は、操舵補助トルク１を零、または、零付近に設定できるため、路面反力トルクが大きく戻り速度が大きくなる状況において、手放し時の、戻り速度の急激な増加を抑えることができる。さらに、操舵角度が大きい領域で保舵した場合は、操舵補助トルク１が零付近に設定されるため、運転者の操舵トルクを変化させず、好適な操舵フィーリングを実現できる。また、戻し操舵を開始した時にも、目標操舵速度が零付近から徐々に増加するため、戻しトルクの急な増加を防止でき、滑らかな操舵トルク変化を実現でき、好適な操舵フィーリングを得ることができる。
【００８４】
また、Ｗ１で重み付けを行うため、上記の中間の操舵角度からの切り戻しにおいても、適切な操舵補助トルク１に設定できる。すなわち、すべての操舵領域において、適切な操舵補助トルクを設定することができる。
【００８５】
さらに、ゲイン補正器３６において、保舵判定時操舵角度の絶対値に基づいて補正ゲインＷ２を設定し、補正ゲインに基づいて第３の操舵補助トルク１(Ｔａ１−３)を補正し、第４の操舵補助トルク１(Ｔａ１−４)を演算する構成とするため、手放し時の操舵角度に応じて、操舵補助トルク１の大きさを調整することが可能となる。その結果、手放し時の操舵角度に応じて、中立位置に戻るまでの時間を調整することができ、例えば、大きな操舵角度からの手放しと、小さい操舵角度からの手放しで、中立位置に戻るまでの時間をほぼ等しくすることで、好適なハンドル１の戻りが実現できる。
すなわち、この実施の形態の構成により、ハンドルを切返した時やハンドルを手放しした時のハンドル位置によらず、好適な操舵補助トルクを得ることができ、ひいては、好適なハンドル戻しや、好適な操舵フィーリングが実現できる。
【００８６】
また、第１の操舵補助トルク１設定器３３＿２、第２の操舵補助トルク１設定器３４＿２においては、状態量補正器３２において保舵判定時操舵角度の大きさに基づいて補正した補正後の操舵角θｈ１に対応した操舵補助トルク１を設定する構成としているため、操舵補助トルク１情報のメモリ量を大幅に削減できる。本方式を用いない場合、保舵判定時操舵角度の大きさの各々に応じた、操舵補助トルク１の情報を持つ、または、関数を設定する必要があり、メモリ量が増える。
【００８７】
また、保舵判定器２２は、操舵速度が操舵速度閾値より大きい状況においても、操舵角度がほぼ零付近である状況であれば(操舵角度がほぼ零付近である状況と判定可能な所定の零判定用閾値以下であれば)、保舵判定時操舵角度を零として記憶値２に更新し、記憶する構成にしているため、切り戻し操舵で、ハンドル１が中立位置に戻った後、続いて、切り増し操舵を実施した場合、保舵判定時操舵角度を零に設定でき、操舵補助トルク１を零に設定することができる。その結果、切り増し操舵時に、操舵補助トルク１が零より大きく設定されることが防止でき、運転者の操舵トルク増加を防止できる。
【００８８】
なお、この実施の形態では、車両旋回状態検出器２１として操舵角度センサ４を用い、操舵補助トルク演算器２４で用いる入力信号としても操舵角度センサ４を用いたが、操舵角度センサ４の代わりに、車両の旋回状態を示す別の状態量を用いてもよい。
例えば、車両旋回状態検出器２１、および操舵補助トルク演算器２４で用いる入力信号として、車両に備えたヨーレートセンサが検出したヨーレートを用いる。この構成により、ハンドル１の戻しのための操舵補助トルクを、切り戻し開始時のヨーレート、または、手放し開始時のヨーレートに応じて適切に調整することが可能となり、ひいては、好適なハンドル戻しや、好適な操舵フィーリングが実現できる。また、横断勾配がある走行路面を直進走行している場合、(操舵角度は直進走行のためにオフセット量が生じるため、戻しのための操舵補助トルクが発生するおそれがあるが、)ヨーレートを用いた場合は、ヨーレートが零付近であるため、戻しのための操舵補助トルクが発生しない。その結果、運転者の操舵トルク変動が生じず、好適な操舵フィーリングが実現できる効果がある。
【００８９】
また、操舵角度センサ４の代わりに車両の横加速度や、左右の転舵輪３に作用する路面反力トルクや、操舵トルクを用いてもよい。この構成により、ハンドル１の戻しのための操舵補助トルクを、切り戻し開始時、または、手放し開始時の横加速度や、路面反力トルクや、操舵トルクに応じて適切に調整することが可能となり、ひいては、好適なハンドル戻しや、好適な操舵フィーリングが実現できる。横加速度や、路面反力トルクや、操舵トルクは、ハンドル１を中立位置に戻そうとするトルクに関連する状態量であり、操舵角度が大きく、ハンドル１を中立位置に戻そうとするトルクが大きい領域においては、戻しのための操舵補助トルクを小さく設定することが可能になる。また、操舵角度が小さく、ハンドル１を中立位置に戻そうとするトルクが小さい領域においては、戻しのための操舵補助トルクを大きく設定することが可能になる。その結果、ハンドルを切返した時やハンドルを手放しした時のハンドル位置によらず、好適な操舵補助トルクを得ることができ、ひいては、好適なハンドル戻しや、好適な操舵フィーリングが実現できる。
【００９０】
また、操舵角度と同様に、車両のヨーレート、横加速度、左右の転舵輪３に作用する路面反力トルク、操舵トルクは、車両の旋回状態を示す状態量であるが、さらに、転舵輪の横滑り角の増加に応じて変化量が減少する特性がある。よって、滑りやすい路面を走行している時に、横滑り角が増加し車両が不安定になった場合、これらの状態量の変化量は小さくなる。よって、滑りやすい路面を走行している時に、横滑り角が増加した場合には、横滑り角が小さく車両が安定に走行している時に比べ、保舵判定時状態量が小さく設定され、操舵補助トルク１における第１の操舵補助トルク１の割合が高くなる。その結果、切り戻し開始時、または、手放し開始時に中立点にハンドル１を戻す操舵補助トルク１が生じるため、車両を安定にするためのハンドル１を中立点に戻す操舵がしやすくなる効果がある。
【００９１】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３における操舵制御装置の要部である制御ユニットのブロック図を図１５に、制御ユニットの動作フローチャートを図１６に示す。その他の部分は上記実施の形態のものと基本的に同じである。この実施の形態では、実施の形態１と比較して、車両旋回状態検出器２１として操舵角度センサ４の代わりに、車両の旋回状態を示す別の状態量を用いた構成となっている。
【００９２】
図２と比べて図１５の制御ユニット１１では、車両旋回状態検出器２１がヨーレートセンサ４ｃを備え、また操舵角度センサ４が別途設けられている。
【００９３】
図１６において、ステップＳ１＿３において、車両旋回状態検出器２１として、ヨーレートセンサ４ｃを用いて、ヨーレートを検出する。すなわち、この実施の形態においては、車両の旋回状態を示す状態量としてヨーレートを用いる。
【００９４】
ステップＳ２＿３では、保舵判定器２２において、車両の操舵系の保舵状態、すなわち、ハンドル１がほぼ一定操舵角で留まっている状態か否かを判定する。保舵判定は、操舵角度センサ４で検出した操舵角度を用い、操舵角度から操舵速度を演算し、操舵速度の大きさが、所定の操舵速度閾値より小さい状況を保舵状態と判定する。
【００９５】
ステップＳ３＿３では、記憶器２３において、保舵判定器２２が保舵状態と判定した時の車両旋回状態検出器２１の検出値を保舵判定時状態量としてメモリＭに記憶する。すなわち、この実施の形態では、保舵判定器２２が保舵状態と判定した時のヨーレートを保舵判定時ヨーレートとしてメモリＭに記憶する。
【００９６】
ステップＳ４＿３では、操舵補助トルク演算器２４において、保舵判定時状態量の大きさ、すなわち、保舵判定時ヨーレートの絶対値を演算し、保舵判定時ヨーレートの絶対値に基づいて、操舵補助トルクを演算する。
【００９７】
操舵補助トルク演算器２４のブロック図を図１７に示す。実施の形態１との違いは、操舵状態検出器(車両旋回状態検出器)２１がヨーレートセンサである点(図１７には現れていない)、および状態量補正器３２において、車速を用いる点である。操舵補助トルク演算器２４で用いる入力信号としては操舵角度を用いている。
【００９８】
状態量補正器３２において、操舵角度θｈを保舵判定時状態量の絶対値|θｓ|に基づいて補正し、補正後の操舵角度θｈ１を演算する。ただし、実施の形態１と異なり、保舵判定時状態量がヨーレートであるため、車速と保舵判定時ヨーレートから、保舵判定時ヨーレートに対応する操舵角度を演算し、その操舵角度を保舵判定時操舵角度とする。その結果、上記式(１)を用いて、第１の目標操舵速度設定器３３および第２の目標操舵速度設定器３４で用いる操舵角度を補正することができる。すなわち補正後の操舵角度θｈ１を得る。
【００９９】
この実施の形態３の操舵補助トルク演算器２４では、実施の形態１の車両旋回状態検出器２１として、操舵角度センサ４の代わりに車両の旋回状態を示すヨーレートセンサ４ｃを使用している。その他の部分は基本的に同じである。なお、ヨーレートセンサ４ｃを使用することは他の実施の形態にも適用可能である。
【０１００】
以上のようなこの実施の形態では、実施の形態１に記載の効果を得られるとともに、横断勾配がある走行路面を直進走行している場合、ヨーレートを用いた場合は、ヨーレートが零付近であるため、保舵判定時ヨーレートがオフセットしないため、ゲイン補正器３６で設定する補正ゲインＷ２が小さくなり、戻しのための操舵補助トルクが発生しない。その結果、運転者の操舵トルク変動が生じず、好適な操舵フィーリングが実現できる効果が得られる。
【０１０１】
なお、この実施の形態では、車両旋回状態検出器２１として、ヨーレートセンサ４ｃを用いたが、その限りではない。車両の旋回状態を示す別の状態量を用いることが可能であり、例えば、車両の横加速度や、左右の転舵輪３に作用する路面反力トルクや、操舵トルクを用いてもよい。この構成により、横加速度や、路面反力トルクや、操舵トルクに応じて、ハンドル１の戻しのための操舵補助トルクを、車両の旋回状態に応じて適切に調整することが可能となり、ひいては、好適なハンドル戻しや、好適な操舵フィーリングが実現できる。
【０１０２】
横加速度や、路面反力トルクや、操舵トルクは、ハンドル１を中立位置に戻そうとするトルクに関連する状態量であり、操舵角度が大きく、ハンドル１を中立位置に戻そうとするトルクが大きい領域においては、戻しのための操舵補助トルクを小さく設定することが可能になる。また、操舵角度が小さく、ハンドル１を中立位置に戻そうとするトルクが小さい領域においては、戻しのための操舵補助トルクを大きく設定することが可能になる。その結果、ハンドルを切返した時やハンドルを手放しした時のハンドル位置によらず、好適な操舵補助トルクを得ることができ、ひいては、好適なハンドル戻しや、好適な操舵フィーリングが実現できる。
【０１０３】
また、操舵角度と同様に、車両のヨーレート、横加速度、左右の転舵輪３に作用する路面反力トルク、操舵トルクは、車両の旋回状態を示す状態量であるが、さらに、転舵輪の横滑り角の増加に応じて変化量が減少する特性がある。よって、滑りやすい路面を走行している時に、横滑り角が増加し車両が不安定になった場合、これらの状態量の変化量は小さくなる。よって、滑りやすい路面を走行している時に、横滑り角が増加した場合には、横滑り角が小さく車両が安定に走行している時に比べ、保舵判定時状態量が小さく設定され、操舵補助トルク１における第１の操舵補助トルク１の割合が高くなる。その結果、切り戻し開始時、または、手放し開始時に中立点にハンドル１を戻す操舵補助トルク１が生じるため、車両を安定にするためのハンドル１を中立点に戻す操舵がしやすくなる効果がある。
【０１０４】
なお、この実施の形態は、実施の形態１と比較して、相違点について説明したが、この実施の形態を実施の形態２に組み合わせ、操舵状態検出器(車両旋回状態検出器)２１として、ヨーレートセンサ等、車両の旋回状態を示す別の状態量を用いることは、当然可能である。
【０１０５】
また、操舵状態検出器(車両旋回状態検出器)２１として、車両の旋回状態を示す複数の状態量を用いてもよい。例えば、操舵角度とヨーレートを用いた場合の効果を説明する。ヨーレートは、転舵輪の横滑り角の増加に応じて変化量が減少する特性がある。よって、滑りやすい路面を走行している時に、横滑り角が増加し、ヨーレートの変化量が減少した場合には、保舵判定時操舵角度と保舵判定時ヨーレートの関係が変化し、横滑り角が大きいと保舵判定時操舵角度に対する保舵判定時ヨーレートの比が小さくなる。つまり、保舵判定時操舵角度に対する保舵判定時ヨーレートの比を用いれば、横滑り角が増加し車両が不安定な状況を判定でき、車両の不安定な状況に応じて操舵補助トルクを変更することが可能になる。
【０１０６】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４における操舵補助トルク演算器のブロック図を図１８に、操舵補助トルク演算器の動作フローチャートを図１９に示す。その他の部分は上記実施の形態のものと基本的に同じである。この実施の形態は、上記実施の形態１〜３と比較して、操舵補助トルク演算器２４において、保舵判定時状態量の大きさに基づいて、操舵補助トルク２を補正する構成である。
【０１０７】
車両旋回状態検出器２１として、操舵角度センサ４(図２参照)を用いて、操舵角度を検出する。すなわち、この実施の形態においては、車両の旋回状態を示す状態量として操舵角度を用いる。
【０１０８】
図１８の操舵補助トルク演算器２４において、保舵判定時状態量の大きさ、すなわち、保舵判定時操舵角度の絶対値を演算し、保舵判定時操舵角度の絶対値に基づいて、操舵補助トルクを演算する。操舵補助トルク演算器２４の動作フローチャートを図１９に示す。操舵補助トルク演算器２４では入力信号としては操舵トルクを用いている。
【０１０９】
図１９のステップＳ２１では、絶対値演算器３１において、記憶器２３で記憶した保舵判定時操舵角度の絶対値|θｓ|が演算される。
【０１１０】
ステップＳ３０＿４では、操舵補助トルク３演算器４２において、少なくとも操舵トルクに基づく操舵補助トルク２を演算する。例えば、図１０に示すアシストマップのように車速と操舵トルクに対する操舵補助トルク２が予めメモリＭに記憶されており、操舵トルクと車速に応じて、操舵補助トルク２を設定する。
【０１１１】
ステップＳ３１＿４では、操舵補助トルク３演算器４２において、保舵判定時操舵角度の絶対値|θｓ|に基づいて補正ゲインＷ２を設定し、補正ゲインＷ２と操舵補助トルク２とを掛けたものを最終的な操舵補助トルクとする。補正ゲインＷ２は、例えば、図９と同様のものを用いる。
【０１１２】
この実施の形態４の操舵補助トルク演算器２４では、保舵判定時操舵角度の絶対値|θｓ|に基づいて補正ゲインＷ２を設定し、補正ゲインＷ２と操舵補助トルク２とを掛けたものを最終的な操舵補助トルクとする。
【０１１３】
次にこの実施の形態の効果を、運転者がハンドル１を中立位置から切り増し、ある舵角で切り返し、ハンドル１を中立位置に戻す操舵を想定して説明する。なお、この実施の形態では、操舵補助トルク２は、図１０に示すアシストマップを用いて、操舵トルクに応じて設定されるため、運転者の操舵トルクを軽減する方向の操舵補助トルクとなる。
【０１１４】
中立位置から切り増す場合、保舵判定時操舵角度は零付近となるため、補正ゲインＷ２はほぼ零となるため、中立位置から切り増し時は、従来技術と同じ操舵補助トルク２が操舵補助トルクとして演算される。次に、ある舵角で切り返し、ハンドル１を中立位置に戻す操舵の場合は、零でない保舵判定時操舵角度が設定され、零でない補正ゲインＷ２が設定される。その結果、従来技術より大きい、操舵補助トルク２が操舵補助トルクとして演算される。その結果、切り増し時に対して、切り戻し時の操舵補助トルクを変更できるとともに、ハンドル１を切返した操舵角度や手放しした時の操舵角度に対して、好適な操舵補助トルクを得ることができ、ひいては、好適なハンドル戻しや、好適な操舵フィーリングが実現できる。
【０１１５】
なお、この実施の形態では、操舵補助トルク３演算器４２として、操舵トルクに基づく操舵補助トルク２を演算する構成としたが、その限りではない。例えば、従来の操舵制御装置が演算する操舵補助トルクを、保舵判定時操舵角度の大きさ(絶対値)で補正してもよい。この構成により、ハンドル１を切返した操舵角度や手放しした時の操舵角度に対して、従来の操舵制御装置が演算する操舵補助トルクを好適に設定することができ、ひいては、好適な操舵フィーリングが実現できる。
【０１１６】
なお、この実施の形態では、保舵判定時状態量として、操舵角度を用いる構成としたが、その限りではない。操舵角度の代わりに、車両の旋回状態を示す別の状態量を用いた構成でもよい。例えば、路面反力トルクを用いて、保舵判定時路面反力トルクに応じて、補正ゲインＷ２を設定する。この構成により、切り戻し開始時の路面反力トルク、または、手放し開始時の路面反力トルクに応じて適切に調整することが可能となり、ひいては、好適なハンドル戻しや、好適な操舵フィーリングが実現できる。路面反力トルクは、転舵輪の横滑り角の増加に応じて変化量が飽和する特性がある。よって、滑りやすい路面を走行している時に、横滑り角が増加し、路面反力トルクが飽和した場合には、補正ゲインＷ２が小さく設定されるため、操舵補助トルク２が過大に設定されることを防ぐことができる。
【０１１７】
なお、以上の実施の形態１空では、目標操舵速度設定器または操舵補助トルク１設定器を２個備えた構成を示したが、その限りではない。
例えば、１個だけ備えた構成とし、重み付け器３５を備えない構成としてもよい。この場合、操舵補助トルクの調整範囲は限定されるが、演算負荷が軽減でき、また、保舵判定時状態量による、操舵補助トルクの大きさを調整することが可能となる。
また３個以上の目標操舵速度設定器または操舵補助トルク１設定器を備えてもよい。その結果、ハンドルを切返した時やハンドルを手放しした時のハンドル位置に応じて、より細やかな操舵補助トルク調整が可能となり、ひいては、好適なハンドル戻しや、好適な操舵フィーリングが実現できる。
【０１１８】
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、車両旋回状態検出器２１が車両旋回状態検出部を構成し、保舵判定器２２が保舵判定部を構成し、記憶器２３およびメモリＭが記憶器２３を構成し、操舵補助トルク演算器２４が操舵補助トルク演算部を構成し、車速センサ８が車速検出部を構成し、電流駆動器１２がアクチュエータ制御部を構成する。
また第１の操舵補助トルク設定情報が第１の目標操舵速度または第１の操舵補助トルクからなり、第２の操舵補助トルク設定情報が第２の目標操舵速度または第２の操舵補助トルクからなり、基準操舵補助トルクが操舵補助トルク２からなる。第１〜５の目標操舵速度が目標戻し速度に相当する。
【０１１９】
この発明は上記各実施の形態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】
【０１２０】
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。
【符号の説明】
【０１２１】
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、４ａ  センサ、４ｂ  演算部、４ｃ  ヨーレートセンサ、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  車両旋回状態検出器、２２  保舵判定器、２３  記憶器、２４  操舵補助トルク演算器、３１  絶対値演算器、３２  状態量補正器、３３  第１の目標操舵速度設定器、３３＿２  第１の操舵補助トルク１設定器、３４  第２の目標操舵速度設定器、３４＿２  第２の操舵補助トルク１設定器、３５  重み付け器、３６  ゲイン補正器、３７  符号補正器、３８  操舵速度演算器、３９  速度制御器、４０  操舵補助トルク２演算器、４１  加算器、４２  操舵補助トルク３演算器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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