【手続補正書】
【提出日】平成21年12月1日(2009.12.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操向輪を転舵する転舵アクチュエータと、
操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記操向輪の転舵角が前記操舵角に応じた指令転舵角となるように、前記転舵アクチュエータに駆動指令値を出力する転舵制御手段と、
を備えた車両用操舵制御装置において、
前記操向輪に入力される外乱の過渡成分量を推定する過渡成分推定手段と、
前記操向輪に入力される外乱の定常成分量を推定する定常成分推定手段と、
前記過渡成分量と前記定常成分量とに基づいて前記駆動指令値を補正する駆動指令値補正手段と、
を備え、
前記駆動指令値補正手段は、前記定常成分量に基づく前記駆動指令値の補正量である定常成分補正値を可変とすることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用操舵制御装置において、
前記駆動指令値から転舵角速度を推定する転舵角速度推定手段と、
前記操向輪の実際の転舵角速度を検出する実転舵角速度検出手段と、
を備え、
前記過渡成分推定手段は、前記転舵角速度推定値と前記実転舵角速度との偏差から前記過渡成分量を推定することを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車両用操舵制御装置において、
前記指令転舵角から転舵角を推定する転舵角推定手段と、
前記操向輪の実際の転舵角を検出する実転舵角検出手段と、
を備え、
前記定常成分推定手段は、前記転舵角推定値と前記実転舵角との偏差から前記定常成分量を推定することを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用操舵制御装置において、
前記駆動指令値補正手段は、車両の剛性が高いほど、前記定常成分補正値を大きくすることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用操舵制御装置において、
前記駆動指令値補正手段は、車速が高いほど、前記定常成分補正値を小さくすることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両用操舵制御装置において、
前記駆動指令値補正手段は、保舵中には、前記定常成分補正値をゼロとすることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の車両用操舵制御装置において、
前記駆動指令値補正手段は、車両挙動状態量が所定値以上のとき、前記定常成分補正値をゼロとすることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の車両用操舵制御装置において、
前記駆動指令値補正手段は、前記定常成分量が所定値以上のとき、前記定常成分補正値をゼロとすることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の車両用操舵制御装置において、
前記駆動指令値補正手段は、前記定常成分補正値を前記指令転舵角と前記実転舵角との偏差に応じた上限値に制限することを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載された車両用操舵制御装置において、
操舵ハンドルに反力を与える操舵反力アクチュエータと、
前記指令転舵角と前記実転舵角との偏差に応じた操舵反力指令値を、前記操舵反力アクチュエータに出力する操舵反力制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項１１】
操向輪を転舵する転舵アクチュエータと、
操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記操向輪の転舵角が前記操舵角に応じた指令転舵角となるように、前記転舵アクチュエータに駆動指令値を出力する転舵制御手段と、
を備えた車両用操舵制御装置において、
前記操向輪に入力される外乱の過渡成分量と定常成分量とをそれぞれ推定し、前記過渡成分量と前記定常成分量とにより前記駆動指令値を補正すると共に、前記定常成分量に基づく前記駆動指令値の補正量である定常成分補正値を可変とすることを特徴とする車両用操舵制御装置の転舵角制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、
操向輪を転舵する転舵アクチュエータと、
操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段と、
前記操向輪の転舵角が前記操舵角に応じた指令転舵角となるように、前記転舵アクチュエータに駆動指令値を出力する転舵制御手段と、
を備えた車両用操舵制御装置において、
前記操向輪に入力される外乱の過渡成分量を推定する過渡成分推定手段と、
前記操向輪に入力される外乱の定常成分量を推定する定常成分推定手段と、
前記過渡成分量と前記定常成分量とに基づいて前記駆動指令値を補正する駆動指令値補正手段と、
を備え、
前記駆動指令値補正手段は、前記定常成分量に基づく前記駆動指令値の補正量である定常成分補正値を可変とすることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
よって、本発明の車両用操舵制御装置にあっては、外乱の過渡成分量と定常成分量とを個別に推定し、それぞれに応じて駆動指令を補正するため、外乱の過渡成分量に応じた指令転舵角の補償と、外乱の定常成分量に応じた指令転舵角の補償とをそれぞれ独立に制御できる。よって、転舵角が変化する状態で加わる過渡的な制御阻害要因を補償しつつ、指令転舵角と実転舵角との間に外力により与えられる定常的な偏差を持たせることができる。この結果、操向輪に外力が加わる走行時、旋回挙動の安定性確保、乗り心地の向上や操舵感の向上を併せて達成できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
図５は、実施例１における転舵角制御系ブロック図であり、転舵装置用コントローラ１６は、フィードフォワード補償器１６ａと、規範モデル（転舵角推定手段）１６ｂと、差分器１６ｃと、フィードバック補償器（定常成分推定手段）１６ｄと、スイッチ１６ｅと、加減算器１６ｆと、電流リミッター１６ｇと、ロバスト補償器（過渡成分推定手段および転舵角速度推定手段）１６ｈと、ゲイン設定器１６ｊと、を有して構成されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
スイッチ１６ｅと加減算器１６ｆとゲイン設定器１６ｊとで、駆動指令値補正手段が構成される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
ゲイン設定器１６ｊは、指令電流フィードバック分Ifbに、車両特性によりあらかじめ設定されたゲインKcsを乗じた値（定常成分補正値）Kcs×Ifbを、スイッチ１６ｅへ出力する。前記スイッチ１６ｅは、車両状態等に応じてON/OFFすることで、ゲイン設定器１６ｊの出力Kcs×Ifbを加減算器１６ｆへ出力するか否かを切り替える。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
前記ロバスト補償器１６ｈは、制御対象Gp(s)への入力である指令電流Itaと制御対象からの出力である転舵角速度ωtを取り込み、モデル化誤差を含む制御阻害要因（路面の轍、凹凸などでの操向輪への入力、旋回、減速などでの操向輪の荷重変化、路面μ変化による操向輪のトルク変化でのトルクステアなど）を外乱として推定した外乱の過渡成分推定値を出力する外乱補償器である。なお、ロバスト補償器１６ｈからの外乱補償分の出力は、実施例１の転舵制御での指令電流Ita（駆動指令値）を補正するための出力Irbstとして使用される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
すなわち、転舵装置用コントローラ１６の制御系は、２自由度制御系（フィードフォワード補償器１６ａおよびフィードバック補償器１６ｄ）に加えてロバスト補償器１６ｈを備え、さらにフィードバック補償器１６ｄの出力段にスイッチ１６ｅを設けた構成となっている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
(1) 操向輪４，５を転舵する転舵用アクチュエータ６と、操舵ハンドル１の操舵角を検出する操舵反力用モータ角センサ９と、実操舵角θsを検出する操舵反力用モータ角センサ９と、実操舵角θsに応じた転舵角になるように指令転舵角θtaを設定し、指令転舵角θtaを得る駆動指令値を転舵用アクチュエータ６へ出力する転舵装置用コントローラ１６と、を備えた車両用操舵制御装置において、操向輪４，５に入力される外乱の過渡成分量と定常成分量とをそれぞれ推定し、過渡成分量と定常成分量に応じた定常成分補正値とにより駆動指令値を補正する。よって、転舵角が変化する状態で加わる過渡的な制御阻害要因を補償しつつ、指令転舵角θtaと実転舵角θtとの間に外力により与えられる定常的な偏差を持たせることができる。この結果、操向輪４，５に外力が加わる走行時、旋回挙動の安定性確保、乗り心地の向上や操舵感の向上を併せて達成できる。また、指令転舵角θtaと実転舵角θtに定常的な偏差を持たせる際に、特別なセンサを必要としないため、その分コストを抑えることができる。さらに、指令転舵角θtaと実転舵角θとの間に定常的な偏差を持たせる場合には、偏差を持たせない場合と比較して、転舵用アクチュエータ６のモータへの指令電流Itaが抑えられるため、モータが過熱状態となるのを抑制できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
(2) 指令転舵角θtaから指令電流フィードフォワード分Iffを出力するフィードフォワード補償器１６ａと、実転舵角速度ωtと指令電流Itaとの差分から外乱の過渡成分量であるIrbstを出力するロバスト補償器１６ｈと、指令転舵角θtaの規範モデル出力である指令転舵角基準値θta_refと実転舵角θtとの差分から指令電流フィードバック分Ifbを出力するフィードバック補償器１６ｄと、指令電流フィードバック分Ifbに車両の剛性に応じたゲインKcsを乗算し、外乱の定常成分補正値Kcs×Ifbを算出するゲイン設定器１６ｊと、ゲイン設定器１６ｊの出力段に設けられ、車両状態に応じてON/OFFするスイッチ１６ｅと、指令電流フィードフォワード分Iff、外乱の過渡成分量Irbst、外乱の定常成分補正値Kcs×Ifbとから指令電流Itaを出力する加減算器１６ｆと、を備えるため、簡単な構成で定常成分の補償量を可変することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
(5) 駆動指令値補正手段は、車両の剛性が高いほど、定常成分補正値を大きくするため、ステアリング剛性が異なる車種（スポーツタイプの車やセダンタイプの車など）に応じ、操舵ハンドル１と操向輪４，５との間の捩れ分を精度良く模擬できる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
(6) 駆動指令値補正手段は、車速Ｖが高いほど、定常成分補正値を小さくするため、定常偏差解消に伴う車両挙動変化を抑制でき、車速Ｖに応じて車両挙動を安定化させることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
(7) 駆動指令値補正手段は、保舵中には、スイッチ１６ｅをOFFし、定常成分補正値をゼロとするため、運転者が現在の操舵状態を望んでいる場合には、外乱定常成分の補正を行わないことで、運転者に与える違和感を防止できる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
(8) 駆動指令値補正手段は、車両挙動状態量（前後加速度、横加速度）が所定値以上のとき、スイッチ１６ｅをOFFし、定常成分補正値をゼロとするため、定常偏差解消に伴う車両挙動変化を抑制し、車両挙動を安定化させることができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
(9) 駆動指令値補正手段は、定常成分量が所定値以上のとき、定常成分補正値をゼロとするため、操向輪４，５が縁石等の障害物に当たっている場合等において、電流を抑制させることが可能となり、モータの過熱保護を図ることができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
まず、構成を説明する。
図１４は実施例２における転舵角制御系ブロック図であり、図５に示した実施例１の構成に対し、スイッチ１６ｅに代えて、フィードバック補償器１６ｄの出力段に外乱補償出力リミッター１６ｋを設けた点で異なる。実施例２では、ゲイン設定器１６ｊと外乱補償出力リミッター１６ｋと加減算器１６ｆとで、駆動指令値補正手段が構成される。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
以上の処理によって、実施例１と同様に、フィードバック補償器１６ｄで求めている定常偏差が所定値より小さい場合には、外乱の定常成分補正値に応じて指令電流値Itaが補正されるため、外乱による偏差により発生する制御誤差および操舵感の低下を抑制することができる。また、フィードバック補償器１６ｄで求めている定常偏差が所定値以上の場合には、外乱の定常成分補正値がゼロとされるため、指令転舵角θtaと実転舵角θtとの間に定常的な偏差を発生させることができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
また、指令転舵角θtaと実舵角θtとの偏差が大きくなるほどリミッター値Lfbを大きな値に設定し、定常成分補正値を指令転舵角θtaと実転舵角θtとの偏差に応じた上限値に制限する。よって、フィードバック補償器１６ｄで求めている定常偏差が所定値より小さい場合に、指令転舵角θtaと実転舵角θtとの偏差に応じて、制御の応答性を変えることができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
［車両の特性や車両状態等に応じたリミッター値可変作用］
実施例２では、車両の剛性が高いほど、外乱補償出力リミッター１６ｋのリミッター値Lfbを高めに設定するため、車両の剛性が高いほど定常成分補正値に対する制限を小さくすることで、車両の剛性が高いほど、制御の応答性を高くできる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
また、車速Ｖ，前後加速度Gar，横加速度Glが高いほど、外乱補償出力リミッター１６ｋのリミッター値Lfbを低めに設定し、定常成分補正値の制限量を大きくするため、高速域、急加減速、急旋回など、車両挙動変化が大きい場合には、偏差に対しフィードバックを緩やかに作用させることで、車両挙動への影響を抑えることができる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
(11) 駆動指令値補正手段は、指令転舵角θtaと実舵角θtとの偏差が大きくなるほどリミッター値Lfbを大きな値に設定し、定常成分補正値を指令転舵角θtaと実転舵角θtとの偏差に応じた上限値に制限する。よって、偏差が大きいときには、偏差を素早く減らすことができ、偏差が小さいときには、偏差をゆっくりと減らすことができる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
例えば、外乱の定常成分量を推定する定常成分推定手段は、フィードバック補償器に限らない。例えば、指令電流Itaと実転舵角θtとから外乱推定する外乱補償器を設け、この外乱補償器の出力をローパスフィルタに通すことで定常成分量を求めても良い。