(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転舵輪に転舵角を与えるアクチュエータと、
操舵ハンドルの操舵角に対する前記転舵角の伝達比を変化させる伝達比可変制御を実行し、前記アクチュエータを制御する転舵制御部と、を備え、
前記転舵制御部は、前記伝達比可変制御の検査工程において、前記操舵角と前記アクチュエータの回転角との対応関係を定め、操舵ハンドルの中立位置の操舵角を含む所定の操舵角範囲に前記アクチュエータの回転角が変化しない不感帯を有する検査用制御マップを用いて、前記アクチュエータを制御するよう構成されることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項２】
前記検査用制御マップは、前記不感帯に対応する操舵角範囲よりも外側の操舵角範囲に感帯を有し、当該感帯に対応する操舵角範囲よりも外側の操舵角範囲に第２の不感帯を有する請求項１に記載の車両用操舵制御装置。
【請求項３】
前記転舵制御部は、
前記検査工程の開始を判定する工程判定部と、
前記検査用制御マップと、車両の通常使用状態において用いられる、操舵ハンドルの中立位置の操舵角を含む所定の操舵角範囲に前記検査用制御マップの前記不感帯よりも幅が狭い不感帯を有するかまたは不感帯を有しない通常時用制御マップとを保持するマップ保持部と、
前記検査用制御マップと前記通常時用制御マップとを切り替えるマップ切替部と、
を備える請求項１又は２に記載の車両用操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用操舵制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両において、操舵軸（ステアリングシャフト）を回転させるアクチュエータなどの駆動手段を用いて、運転者によって操舵ハンドルに入力された操舵角に対する転舵輪の転舵角の伝達比（ステアリングギア比）を可変とするステイリングギア比可変制御（ＶＧＲＳ：Variable Gear Ratio Steering）機構を備えた車両用操舵制御装置が知られている。この車両用操舵制御装置は、例えば、車両の高速走行時に一定ハンドル舵角に対する車輪転舵角の大きさが小さくなるように伝達比を変化させる。これにより、車両の高速走行時における走行安定性を確保することができる。また、車両の低速走行時には、一定ハンドル舵角に対する車輪転舵角の大きさが大きくなるように伝達比を変化させる。これにより、車両の挙動を俊敏化させて、良好な運転フィーリングを得たり、車庫入れ等を容易化することができる。
【０００３】
このような車両用操舵制御装置について、特許文献１及び２には、ハンドル舵角がゼロから微小舵角範囲内にあるときに伝達比可変手段への制御信号の出力を停止する不感帯が設けられた自動車のステアリング装置が開示されている。このステアリング装置は、微小舵角範囲内に不感帯を設けることで、直進走行時における自動車の走行安定性を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−０４６７６７号公報
【特許文献２】特開昭６２−２４７９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した車両用操舵制御装置を搭載した車両は、車両出荷時に伝達比可変機構の動作確認をする検査工程が実施される。通常この検査工程は、車両を停止させた状態、すなわち車速ゼロの状態で実施される。具体的には、車両を停止させた状態でステアリングハンドルが操舵され、伝達比可変機構のアクチュエータの駆動が確認される。
【０００６】
一方、車両の通常使用状態において、車両の停止状態を含む低速走行時は、上述のようにハンドル舵角に対する車輪転舵角の大きさを大きくする伝達比可変制御が行われる。そのため、従来の車両用操舵制御装置では、伝達比可変制御の検査工程において検査時のハンドルの操舵により転舵輪が大きく転舵されていた。
【０００７】
このような状況において、伝達比可変制御の検査工程のタクトタイムを短縮すべく検査時のハンドル操舵速度を上げた場合、伝達比可変機構のアクチュエータがハンドルの操舵速度に追従できず、操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角とに、一時的にずれが生じる可能性があった。このずれが生じると、操舵ハンドルを中立位置（おおよそ操舵角ゼロ度の位置）に戻したときのアクチュエータ動作量がゼロにならず、転舵輪が直進状態に戻らないという事態が発生し得る。通常、操舵する作業員は、操舵ハンドルを中立位置に戻せば転舵輪が直進状態に戻ると考える。また、作業員は、操舵ハンドルが中立位置にあることは確認できるが、転舵輪が直進状態にないことは確認できない。その結果、次の検査工程の実施場所まで自走により移動する際に車両が偏行してしまうおそれがあった。
【０００８】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、伝達比可変制御の検査工程における操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角とのずれの発生を抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用操舵制御装置は、転舵輪に転舵角を与える駆動部と、操舵ハンドルの操舵角に対する前記転舵角の伝達比を変化させる伝達比可変制御を実行し、前記駆動部を制御する転舵制御部と、を備え、前記転舵制御部は、前記伝達比可変制御の検査工程において、前記操舵角と前記駆動部の駆動量との対応関係を定め、操舵ハンドルの中立位置の操舵角を含む所定の操舵角範囲に前記駆動量が変化しない不感帯を有する検査用制御マップを用いて、前記駆動部を制御するよう構成されることを特徴とする。
【００１０】
この態様によれば、伝達比可変制御の検査工程における操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角とのずれの発生を抑制することができる。
【００１１】
上記態様において、前記検査用制御マップは、前記不感帯に対応する操舵角範囲よりも外側の操舵角範囲に感帯を有し、当該感帯に対応する操舵角範囲よりも外側の操舵角範囲に第２の不感帯を有してもよい。この態様によれば、伝達比可変制御の検査工程における操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角とのずれの発生をより抑制することができる。
【００１２】
また、上記いずれかの態様において、前記転舵制御部は、前記検査工程の開始を判定する工程判定部と、前記検査用制御マップと、車両の通常使用状態において用いられる、操舵ハンドルの中立位置の操舵角を含む所定の操舵角範囲に前記検査用制御マップの前記不感帯よりも幅が狭い不感帯を有するかまたは不感帯を有しない通常時用制御マップとを保持するマップ保持部と、前記検査用制御マップと前記通常時用制御マップとを切り替えるマップ切替部と、を備えてもよい。この態様によれば、車両の通常使用状態における操舵性の向上と、伝達比可変制御の検査工程における操舵角と転舵角とのずれの抑制との両立を図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、伝達比可変制御の検査工程における操舵ハンドルの操舵角と転舵輪の転舵角とのずれの発生を抑制する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係る車両用操舵制御装置の構成を説明するための模式図である。
【図２】図２（Ａ）は、車速ゼロにおける通常時用制御マップを示す図である。図２（Ｂ）は、検査用制御マップを示す図である。
【図３】伝達比可変制御の検査工程を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００１６】
図１は、実施形態に係る車両用操舵制御装置の構成を説明するための模式図である。なお、図１に示すＶＧＲＳ−ＥＣＵ１２０の各ブロックは、ハードウェア構成としては、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能として描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００１７】
車両１は、操舵ハンドル２と、ステアリングシャフト４と、操舵ギヤボックス６と、ラック軸８と、転舵輪１０と、舵角センサ１２と、車速センサ１４と、車両用操舵制御装置１００とを備える。操舵ハンドル２は、運転者によって回動される操舵入力手段であり、ステアリングシャフト４の一端側に固定される。ステアリングシャフト４の他端側は、操舵ギヤボックス６に連結される。操舵ギヤボックス６は、ステアリングシャフト４とラック軸８とを公知のラック＆ピニオン方式で連結する。ラック軸８の端部には、転舵輪１０が連結される。
【００１８】
操舵ハンドル２に入力された操舵角は、ステアリングシャフト４の回転により操舵ギヤボックス６に伝達される。操舵ギヤボックス６において、ステアリングシャフト４の回転運動がラック軸８の左右の直線運動に変換され、これにより転舵輪１０が転舵される。
【００１９】
ステアリングシャフト４には、操舵ハンドル２の操舵角を検出する舵角センサ１２が設けられる。舵角センサ１２は、検出した操舵角を示す信号をＶＧＲＳ−ＥＣＵ１２０に送信する。また、ステアリングシャフト４には、操舵ハンドル２と操舵ギヤボックス６との間に位置するように、車両用操舵制御装置１００が設けられる。車速センサ１４は、車両１の所定位置に設けられ、検出した車速を示す信号をＶＧＲＳ−ＥＣＵ１２０に送信する。
【００２０】
車両用操舵制御装置１００は、操舵ハンドル２の操舵角に対する転舵輪１０の転舵角の伝達比を変化させる伝達比可変機能を有する。車両用操舵制御装置１００は、転舵輪１０に転舵角を与える駆動部としてのＶＧＲＳアクチュエータ１１０と、ＶＧＲＳアクチュエータ１１０の駆動を制御する転舵制御部としてのＶＧＲＳ−ＥＣＵ１２０とを備える。
【００２１】
ＶＧＲＳアクチュエータ１１０は、運転者による操舵に対して追加的にステアリングシャフト４を回転させる駆動手段であり、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１２０により駆動制御される。ＶＧＲＳアクチュエータ１１０は、その駆動量を示す信号をＶＧＲＳ−ＥＣＵ１２０に送信する。ＶＧＲＳアクチュエータ１１０の駆動量は、例えばアクチュエータを構成するモータの回転量である。
【００２２】
ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１２０は、操舵ハンドル２の操舵角に対する転舵輪１０の転舵角の伝達比を変化させる伝達比可変制御を実行する。ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１２０は、駆動量演算部１２２と、工程判定部１２４と、マップ保持部１２６と、マップ切替部１２８とを有する。駆動量演算部１２２は、車速センサ１４で検出された車速に応じて決まる、操舵ハンドル２の操舵角とＶＧＲＳアクチュエータ１１０の駆動量（回転角）との対応関係、すなわち伝達比を定めた制御マップを用いて、舵角センサ１２で検出された操舵角に対するＶＧＲＳアクチュエータ１１０の駆動量を定める。ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１２０は、駆動量演算部１２２で定めた駆動量となるまでＶＧＲＳアクチュエータ１１０を駆動制御する。これにより、転舵輪１０の転舵角が伝達比可変機構によって設定されることになり、低速走行時の取り回し性や高速走行時の操舵安定性を良好に確保することが可能となる。
【００２３】
工程判定部１２４は、後述する伝達比可変制御の検査工程の開始を判定する。工程判定部１２４は、外部から入力される伝達比可変制御の検査工程の開始信号（チェックモード移行信号）を受信して、検査工程の開始を判定する。マップ保持部１２６は、車両の通常使用状態において用いられる通常時用制御マップ（図２（Ａ）参照）と、伝達比可変制御の検査工程において用いられる検査用制御マップ（図２（Ｂ）参照）とを保持する。マップ保持部１２６は、例えば、車速に応じて異なる複数の通常時用制御マップを保持する。マップ切替部１２８は、工程判定部１２４の判定結果に応じて検査用制御マップと通常時用制御マップとを切り替える。
【００２４】
続いて、本実施形態に係る車両用操舵制御装置１００が実施する伝達比可変制御について説明する。図２（Ａ）は、車速ゼロにおける通常時用制御マップを示す図である。図２（Ｂ）は、検査用制御マップを示す図である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）の縦軸はＶＧＲＳアクチュエータ１１０の回転角（°）を示し、横軸は操舵ハンドル２の操舵角（°）を示す。
【００２５】
本実施形態に係る車両用操舵制御装置１００のＶＧＲＳ−ＥＣＵ１２０は、車両１の通常使用時と伝達比可変制御の検査工程とで異なる制御マップを用いてＶＧＲＳアクチュエータ１１０を制御する。本実施形態において、伝達比可変制御の検査工程は、車両１が停止状態、すなわち車速ゼロの状態で実施される。そのため、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１２０は、車両１の通常使用時における車速ゼロの状態と上述の検査工程とで伝達比可変制御に用いる制御マップを切り替える。具体的には、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１２０は、車両１の通常使用時における車速ゼロの状態において図２（Ａ）に示す通常時用制御マップを用いてＶＧＲＳアクチュエータ１１０を制御する。また、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１２０は、伝達比可変制御の検査工程において図２（Ｂ）に示す検査用制御マップを用いてＶＧＲＳアクチュエータ１１０を制御する。
【００２６】
図２（Ａ）に示すように、車速ゼロでの通常時用制御マップは、ＶＧＲＳアクチュエータ１１０の回転角と操舵ハンドル２の操舵角との関係が、回転角度が大きくなるほど操舵角が大きくなる直線で表される制御マップである。よって、この通常時用制御マップは、操舵ハンドル２の中立位置の操舵角を含む操舵角範囲に不感帯を有しない制御マップである。この通常時用制御マップは、例えば車速ゼロから所定の低速走行状態において用いられる。また、この通常時用制御マップは、直線の傾きが相対的に大きく設定される。これにより、操舵角に対する転舵角の大きさが大きくなり、車速ゼロの状態を含む車両の低速走行状態における挙動の俊敏化が図られる。一方、車速が所定の高速状態にあるときは、例えば直線の傾きが相対的に小さく設定された通常時用制御マップが用いられる。これにより、操舵角に対する転舵角の大きさが小さくなり、車両の高速走行時における走行安定性の確保が図られる。車両の通常使用時における伝達比可変制御は公知であるため、詳細な説明は省略する。
【００２７】
図２（Ｂ）に示すように、検査用制御マップは、操舵ハンドル２の中立位置の操舵角を含む所定の操舵角範囲に前記駆動量が変化しない不感帯Ａ１を有する制御マップである。この不感帯Ａ１は、例えば、操舵ハンドル２の操舵角が０°にあると操舵者が認識する範囲、言い換えれば、操舵ハンドル２の回転（傾き）を操舵者が認識することができない範囲である。また、検査用制御マップは、不感帯Ａ１に対応する操舵角範囲よりも外側の操舵角範囲に感帯Ｂを有し、感帯Ｂに対応する操舵角範囲よりも外側の操舵角範囲に第２の不感帯Ａ２を有する。この第２の不感帯Ａ２は、伝達比可変制御の検査工程において、ＶＧＲＳアクチュエータ１１０の動作確認が不要な領域に設定される。
【００２８】
本実施形態では、操舵角０°を操舵ハンドル２の中立位置の操舵角とし、−３０°以上３０°以下の範囲に不感帯Ａ１を有する（−３０°≦Ａ１≦３０°）。また、絶対値で不感帯Ａ１に対応する操舵角範囲よりも大きい、−３６０°以上−３０°未満の範囲、及び３０°を上回り３６０°以下の範囲に感帯Ｂを有する（−３６０°≦Ｂ＜−３０°、及び３０°＜Ｂ≦３６０°）。また、絶対値で感帯Ｂに対応する操舵角範囲よりも大きい、−３６０°を下回る範囲及び３６０°を上回る範囲に第２の不感帯Ａ２を有する（Ａ２＜−３６０°、及び３６０°＜Ａ２）。なお、不感帯Ａ１は、例えば±２０°〜±４０°の範囲で設定することができる。
【００２９】
図３は、伝達比可変制御の検査工程を説明するためのフローチャートである。まず、検査工程の開始信号が外部の検査システムから出力されると、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１２０は、工程判定部１２４により開始信号を受信して伝達比可変制御の検査モードに移行する（Ｓ１０１）。次に、ＶＧＲＳアクチュエータ１１０の中立点補正が実施される（Ｓ１０２）。具体的には、操舵ハンドル２の操舵角が物理的に０°にあるときのＶＧＲＳアクチュエータ１１０の回転角がアクチュエータ中立点として定められる。続いて、操舵ハンドル２の暫定中立点が決定される（Ｓ１０３）。具体的には、車両１に搭載されたヨーレートセンサや車輪速センサ（ともに図示せず）の測定値等を用いて車両１の中立位置が定められ、このときの操舵ハンドル２の操舵角が操舵角の中立点として暫定的に定められる。
【００３０】
続いて、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１２０のマップ切替部１２８は、伝達比可変制御に用いる制御マップを、通常時用制御マップから検査用制御マップに切り替える（Ｓ１０４）。次いで、動作確認が実行される（Ｓ１０５）。具体的には、操舵ハンドル２が一方の回転終端位置（ロック位置）から他方の回転終端位置まで回転され（ロックｔｏロック操舵）、このときのＶＧＲＳアクチュエータ１１０の動作が確認される。その後、設備ランプの点灯状態が確認され（Ｓ１０６）、伝達比可変制御の検査工程が終了する。
【００３１】
上述のように、車速ゼロでの通常時用制御マップは、車両挙動の俊敏化を図るべくアクチュエータ回転角と操舵角との関係を直線としている。そのため、伝達比可変制御の検査工程において通常時用制御マップを用いた場合、タクトタイム短縮化を目的として操舵ハンドル２の操舵速度を上げると、ＶＧＲＳアクチュエータ１１０の回転が操舵に追従できず、操舵ハンドル２の操舵角と転舵輪１０の転舵角とに一時的にずれが生じる可能性があった。これに対し、本実施形態のＶＧＲＳ−ＥＣＵ１２０は、伝達比可変制御の検査工程において、操舵ハンドル２の中立位置の操舵角を含む操舵角範囲に不感帯Ａ１を有する検査用制御マップを用いて伝達比可変制御の検査工程を実施する。この場合、制御マップが不感帯Ａ１を有することで、操舵ハンドル２が中立位置に戻される前にＶＧＲＳアクチュエータ１１０の動作量をゼロにすることができる。そのため、操舵ハンドル２の操舵速度を速めた場合に生じ得る操舵角と転舵角とのずれの発生を抑制することができる。
【００３２】
また、検査用制御マップは、不感帯Ａ１の外側に設けられた感帯Ｂの外側に第２の不感帯Ａ２を有する。これにより、ＶＧＲＳアクチュエータ１１０が伝達比可変制御の検査に不要な範囲まで回転することを防ぐことができる。その結果、操舵ハンドル２の操舵速度を上げた際に、ＶＧＲＳアクチュエータ１１０が操舵ハンドル２の操舵に追従できなくなる可能性をより低減することができ、操舵角と転舵角とのずれの発生をより確実に抑制することができる。
【００３３】
また、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１２０は、伝達比可変制御の検査工程において、通常時用制御マップと検査用制御マップとを切り替えている。これにより、車両の通常使用状態における操舵性の向上と、伝達比可変制御の検査工程における操舵角と転舵角とのずれの抑制との両立を図ることができる。
【００３４】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などの変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれる。上述の実施形態と変形との組合せによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。
【００３５】
上述の実施形態において、伝達比可変制御の検査工程実施時の車速と同一の車速で用いられる通常時用制御マップは、操舵ハンドル２の中立位置の操舵角を含む操舵角範囲に不感帯を有しないが、特にこれに限定されない。当該通常時用制御マップは、この操舵角範囲に、検査用制御マップの不感帯Ａ１よりも幅が狭い不感帯を有してもよい。すなわち、ＶＧＲＳ−ＥＣＵ１２０は、伝達比可変制御の検査工程において、検査工程実施時の車速と同一の車速用の通常時用制御マップと比べて広い不感帯を有する検査用制御マップに切り替える。なお、通常使用時の操舵性を向上させる観点からは、車速ゼロにおける通常時用制御マップは、操舵ハンドル２の中立位置の操舵角を含む操舵角範囲に不感帯を有しないことが好ましい。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ１  不感帯、  Ａ２  第２の不感帯、  Ｂ  感帯、  １  車両、  ２  操舵ハンドル、  ４  ステアリングシャフト、  ６  操舵ギヤボックス、  ８  ラック軸、  １０  転舵輪、  １２  舵角センサ、  １４  車速センサ、  １００  車両用操舵制御装置、  １１０  ＶＧＲＳアクチュエータ、  １２０  ＶＧＲＳ−ＥＣＵ、  １２２  駆動量演算部、  １２４  工程判定部、  １２６  マップ保持部、  １２８  マップ切替部。
【図１】
0005692041.tif 000002
【図２】
0005692041.tif 000003
【図３】
0005692041.tif 000004