(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。
【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、
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１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。
【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１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し、
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、
ことを特徴とする操舵制御装置。
【請求項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から３までのいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【請求項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から３までのいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【請求項６】
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から３までのいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【請求項７】
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から３までのいずれか１項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７までのいずれか１項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８までのいずれか１項に記載の操舵制御装置。
【請求項１０】
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、
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、
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１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。
【請求項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、
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、
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、
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１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。
【請求項１２】
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、
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１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し、
前記手動運転操舵判定は、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る操舵制御装置がある(例えば下記特許文献１〜３)。【０００３】
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。【０００４】
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。【０００５】
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。【０００６】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２７８８２９号公報(２〜３頁、段落０００１〜００２１、図２、図４)
【特許文献２】特開２００２−１２０７４５号公報(４〜５、８頁、段落００３１、００３６、００９１〜００９３)
【特許文献３】特開２００６−１２３８２７号公報(３頁、段落０００７、図３)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。【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、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。
【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。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【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１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におけるアシストマップの一例を示す図である。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
Ｔrtss＝Ｔsens＋ＧgearＫtＩm          (１)
【００５３】
ここで、ＧgearＫtＩm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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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】
【００９４】
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】
【００９５】
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。
【図１】
0006009061.tif 000002
【図２】
0006009061.tif 000003
【図３】
0006009061.tif 000004
【図４】
0006009061.tif 000005
【図５】
0006009061.tif 000006
【図６】
0006009061.tif 000007
【図７】
0006009061.tif 000008
【図８】
0006009061.tif 000009