(57)【要約】【課題】  転舵側制御が外乱に対し強い安定性を持っていて目標転舵角と実転舵角に差がほとんど生じなくても、操舵反力指令値の算出にあたって、精度良く外乱相当分に対する操舵反力を模擬することができる車両用操舵制御装置を提供すること。【解決手段】  ステアリングホイール１および操舵反力用アクチュエータ２を有する操舵反力装置３と転舵輪４，５を有する転舵装置７との間に機械的なつながりが無いステアバイワイヤシステムであって、前記操舵反力用アクチュエータ２への操舵反力指令値を、入出力相当分に外乱相当分を加えることで算出する操舵反力装置用コントローラ１０を備えた車両用操舵制御装置において、前記操舵反力装置用コントローラ１０は、転舵角制御に採用されているロバスト補償器１８ｂを用いて推定した外乱推定値を外乱相当分とし、推定した外乱相当分のみを転舵側から操舵反力側にフィードバックする手段とした。【選択図】        図３
2005096725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵手段に反力を発生させる操舵反力用アクチュエータを有するステアリングシステムであって、
前記ステアリングシステムは、前記操舵反力用アクチュエータへの操舵反力指令値を算出する操舵反力制御手段と、転舵輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、を備え、
前記操舵反力制御手段は、転舵角制御手段に採用されている外乱補償器を用いて推定した外乱推定値を外乱相当分とし、推定した外乱相当分のみを操舵反力指令値にフィードバック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に記載された車両用操舵制御装置において、
前記外乱補償器は、モデル化誤差や外乱の影響を最小限に抑制することを目的として転舵角制御手段に採用されているロバストモデルマッチング手法で用いられるロバスト補償器であ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に記載された車両用操舵制御装置において、
前記操舵反力用アクチュエータは、クラッチ付きモータであ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の何れか１項に記載された車両用操舵制御装置において、
車速を検出する車速検出手段と、
操舵角を検出する操舵角検出手段と、を設け、
前記操舵反力制御手段は、実操舵角度および実操舵角速度に対し車両特性に応じた目標応答および減衰係数となるように算出されたゲインを乗じて足し合わせたものに第１リミッター処理部によるリミッター処理を施して操舵入力相当分とし、
前記第１リミッター処理部は、車速と操舵角に応じてリミット値を決め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４に記載された車両用操舵制御装置において、
路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段を設け、
前記第１リミッター処理部は、車速と操舵角と路面摩擦係数に応じてリミット値を決め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４または請求項５に記載された車両用操舵制御装置において、
前記操舵反力制御手段は、第１リミッター処理部によりリミッター処理を施した操舵入力相当分と、目標転舵角と実転舵角との差分とその差分を時間微分したものとのそれぞれに車速に応じたゲインを乗じて算出される転舵出力相当分と、外乱補償器を用いて推定した外乱相当分と、を加えた操舵反力指令値に対し、さらに、第２リミッター処理部によりリミッター処理を施す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の何れか１項に記載された車両用操舵制御装置において、
前記操舵反力制御手段は、操舵角が最大操舵角に達した時、操舵角を最大操舵角で一定にすると共に、操舵反力をパルス的に大きくなるように処理を施す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の何れか１項に記載された車両用操舵制御装置において、
転舵輪が障害物に当接したかどうかを判定する障害物当接判定手段を設け、
前記操舵反力制御手段は、転舵輪が障害物に当接している時、操舵反力をパルス的に大きくなるように処理を施すことを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の車両用操舵制御装置において、
前記操舵反力制御手段は、転舵輪が障害物に当接した後に障害物から離れた場合には、通常の操舵反力制御に切り換え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４に記載の車両用操舵制御装置において、
前記操舵反力用アクチュエータは、操舵反力用モータであり、
前記操舵反力制御手段は、操舵反力用モータの過熱時には、操舵反力用モータの電流値を少しずつ低減させることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の車両用操舵制御装置において、
前記転舵角制御手段からの転舵角指令値に基づいて転舵輪の転舵角を変化させる転舵用モータを設け、
前記転舵角制御手段は、転舵用モータの過熱時には、転舵用モータの電流値を少しずつ低減させることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の車両用操舵制御装置において、
前記操舵反力制御手段は、転舵用モータの過熱時、転舵用モータの電流値低減により転舵角が運転者の操舵に追従できなくなるような領域では、操舵反力用モータの電流値を通常制御時に比べて少しずつ高くすることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項１３】
請求項１０ないし請求項１２の何れか１項に記載された車両用操舵制御装置において、
前記操舵反力制御手段は、操舵反力用モータ過熱時の電流値低減制御の解除時には、操舵反力用モータの電流値を、少しずつ通常制御時の電流値に近づけていくことを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項１４】
請求項１１ないし請求項１３の何れか１項に記載された車両用操舵制御装置において、
前記転舵角制御手段は、転舵用モータ過熱時の電流値低減制御の解除時には、転舵用モータの電流値を、すぐに通常制御時の電流値に戻すことを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項１５】
請求項１０ないし請求項１４の何れか１項に記載された車両用操舵制御装置において、
前記操舵反力制御手段は、通常制御から過熱時の電流値低減制御への切り換えタイミングを、転舵角が基準位置付近のときとし、電流値低減制御解除のタイミングも同様に転舵角の基準位置付近とすることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項１６】
請求項１０ないし請求項１５の何れか１項に記載された車両用操舵制御装置において、
運転者の障害物回避操舵を判定する障害物回避操舵検出手段を設け、
障害物回避操舵が行われているとき、
前記転舵角制御手段は、転舵用モータが過熱状態であっても転舵用モータの電流値を減じず、
前記操舵反力制御手段は、モータ電流値を高めないことを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項１７】
請求項１０ないし請求項１６の何れか１項に記載された車両用操舵制御装置において、
前記操舵反力用モータと転舵用モータが共に過熱状態となったとき、運転者に警告を発する警告手段を設け、
前記操舵反力制御手段および転舵角制御手段は、警告手段による警告が発せられてからモータの電流値低減制御を行うことを特徴とする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、操舵手段を有する操舵側と転舵輪を有する転舵側との間に機械的なつながりが無いステアバイワイヤシステム等のステアリングシステムに採用される車両用操舵制御装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイールと操向車輪（＝転舵輪）とが機械的なつながりのない、いわゆるステアバイワイヤシステムの操舵反力の生成機構において、従来、モータで付与する操舵反力は、ステアリングホイールの角度（＝操舵角）および操舵角速度の各々に、予め車速に応じて決めていたゲインを乗じて足し合わせたものに、路面からの情報をフィードバックするためにステアリングホイール／転舵輪間の相対角（＝ステアリングギア比）の目標値と実値との偏差に車速に応じたゲインを乗じたものを足し合わせるという方法で求められていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１３７１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の車両用操舵制御装置にあっては、路面等からの外乱分に対して転舵側の角度制御の安定性が強いほど、つまり、外乱が加わった際にその指令値に対する変動分が少ないほどステアリングギア比の目標値と実値との偏差は小さくなる。そのため、この項から求められる反力指令値も小さくなってしまい、路面からの情報をフィードバックする際に十分な効果が得られない可能性があるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、転舵側制御が外乱に対し強い安定性を持っていて目標転舵角と実転舵角に差がほとんど生じなくても、操舵反力指令値の算出にあたって、精度良く外乱相当分に対する操舵反力を模擬することができる車両用操舵制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、
操舵手段に反力を発生させる操舵反力用アクチュエータを有するステアリングシステムであって、
前記ステアリングシステムは、前記操舵反力用アクチュエータへの操舵反力指令値を算出する操舵反力制御手段と、転舵輪の転舵角を制御する転舵角制御手段と、を備え、
前記操舵反力制御手段は、転舵角制御手段に採用されている外乱補償器を用いて推定した外乱推定値を外乱相当分とし、推定した外乱相当分のみを操舵反力指令値にフィードバックする手段とした。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明の車両用操舵制御装置にあっては、操舵反力制御手段において、転舵角制御手段に採用されている外乱補償器を用いて推定した外乱推定値を外乱相当分とし、推定した外乱相当分のみが操舵反力指令値にフィードバックされるため、転舵側制御が外乱に対し強い安定性を持っていて目標転舵角と実転舵角に差がほとんど生じなくても、操舵反力指令値の算出にあたって、精度良く外乱相当分に対する操舵反力を模擬することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の車両用操舵制御装置を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例３に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両用操舵制御装置が適用されたステアバイワイヤシステムを示す全体図、図２は実施例１の車両用操舵制御装置の操舵反力制御系および転舵角制御系の全体構成を示す図である。
【０００９】
実施例１装置が適用されたステアバイワイヤシステムは、図１に示すように、ステアリングホイール１（操舵手段）および操舵反力用アクチュエータ２を有する操舵反力装置３と、転舵輪４，５および転舵用アクチュエータ６を有する転舵装置７と、の間に機械的なつながりが無い。
【００１０】
前記操舵反力装置３は、ステアリングホイール１と、ステアリングコラムシャフト８と、該ステアリングコラムシャフト８に対し減速ギヤ機構を介して設けられた操舵反力用アクチュエータ２と、を有する。
【００１１】
前記操舵反力用アクチュエータ２は、クラッチ付きのモータであり、モータ軸の回転数を検出する操舵反力用モータ角検出手段としての操舵反力用モータ角センサ９が付設されている。この操舵反力用モータ角センサ９は、操舵角を検出する操舵角検出手段として用いられる。
【００１２】
前記操舵反力用アクチュエータ２を制御する電子制御手段として、操舵反力装置用コントローラ１０（操舵反力制御手段）が設けられ、該操舵反力装置用コントローラ１０には、操舵反力用モータ角センサ９と、車速検出手段としての車速センサ１１と、ヨーレート検出手段としてのヨーレートセンサ１２と、横加速度検出手段としての横加速度センサ１３と、から入力情報が供給される。
【００１３】
前記操舵反力装置用コントローラ１０には、車速ＶとヨーレートＹと横加速度Ｇ等から路面μを推定する路面μ推定手段（路面摩擦係数推定手段）と、操舵入力相当分トルクTsと転舵出力相当分トルクTfと外乱相当分トルクToとを加えたモータ制御指令値Tmにリミッター処理を施すことでモータ制御指令値Tmsを算出するモータ制御指令値算出手段と、モータ制御指令値Tmsを操舵反力用アクチュエータ２の指令電流に変換するモータ駆動回路によるモータ駆動手段と、を有する。
【００１４】
前記転舵装置７は、転舵用アクチュエータ６と、該転舵用アクチュエータ６により駆動されるステアリングギヤ機構１４と、該ステアリングギヤ機構１４の両端部に設けられた動作変換機構１５，１６を介して連結された転舵輪４，５と、を有する。
【００１５】
前記転舵用アクチュエータ６は、操舵反力用アクチュエータ２と同様に、クラッチ付きのモータであり、モータ軸の回転数を検出する転舵用モータ角検出手段としての転舵用モータ角センサ１７が付設されている。この転舵用モータ角センサ１７は、転舵角を検出する転舵角検出手段として用いられる。
【００１６】
前記転舵用アクチュエータ６を制御する電子制御手段として、転舵装置用コントローラ１８（転舵角制御手段）が設けられ、該転舵装置用コントローラ１８と前記操舵反力装置用コントローラ１０とは、互いに情報を交換し合う双方向通信線１９により連結されている。この転舵装置用コントローラ１８には、転舵用モータ角センサ１７からの入力情報が供給される。
【００１７】
前記転舵装置用コントローラ１８は、ロバスト補償器による外乱推定手段と、モデルマッチング補償器と電流リミッタによりモータ制御指令値を算出するモータ制御指令値算出手段と、モータ制御指令値を転舵用アクチュエータ６の指令電流に変換するモータ駆動回路によるモータ駆動手段と、を有する。
【００１８】
図３は実施例１装置が適用されたステアバイワイヤシステムの制御ブロック図である。
まず、ステアバイワイヤシステムは、操舵反力装置用コントローラ１０と操舵反力用アクチュエータ２を有する操舵反力側と、転舵装置用コントローラ１８と転舵用アクチュエータ６を有する転舵側と、に分けられる。
【００１９】
前記操舵反力装置用コントローラ１０は、転舵装置用コントローラ１８からの外乱推定値のみを転舵側から操舵反力側にフィードバックし、転舵用アクチュエータ６からの実転舵角度と、操舵反力用アクチュエータ２からの実操舵角度と、を入力する。そして、指令電流を操舵反力用アクチュエータ２に対し出力すると共に、目標転舵角度を転舵装置用コントローラ１８に出力する。
【００２０】
前記操舵反力用アクチュエータ２は、操舵反力装置用コントローラ１０からの指令電流と、運転者からの操舵力を入力する。そして、実操舵角度を操舵反力装置用コントローラ１０に出力する。
【００２１】
前記転舵装置用コントローラ１８は、操舵反力装置用コントローラ１０からの目標転舵角度と、転舵用アクチュエータ６からの実転舵角度を入力する。そして、指令電流を転舵用アクチュエータ６に出力すると共に、外乱推定値を操舵反力装置用コントローラ１０に出力する。
【００２２】
前記転舵用アクチュエータ６は、転舵装置用コントローラ１８からの指令電流を入力する。そして、操舵反力装置用コントローラ１０と転舵装置用コントローラ１８に対し実転舵角度を出力する。
【００２３】
図４は実施例１装置の操舵反力装置用コントローラ１０のモータ制御指令値算出手段を示す操舵反力制御系ブロック図である。
まず、操舵反力装置用コントローラ１０は、操舵入力相当分トルクTsの算出部と、転舵出力相当分トルクTfの算出部と、外乱相当分トルクToの算出部と、第１リミッター処理部１０ｍと、第２リミッター処理部１０ｎと、を有して構成されている。
【００２４】
前記操舵入力相当分トルクTsの算出部は、実操舵角度θsにゲインKaを乗じてトルクTaを得るゲイン設定器１０ａと、実操舵角度θsを時間微分する微分器１０ｂと、実操舵角度θsの微分値にゲインKasを乗じてトルクTasを得るゲイン設定器１０ｃと、トルクTaとトルクTasとを加算して操舵入力相当分トルクTsを算出する加算器１０ｄと、を有する。
【００２５】
前記転舵出力相当分トルクTfの算出部は、目標転舵角度θtaと実転舵角度θtとの転舵角度差分θtsをとる差分器１０ｅと、転舵角度差分θtsにゲインKfaを乗じてトルクTfaを得るゲイン設定器１０ｆと、転舵角度差分θtsを時間微分する微分器１０ｇと、転舵角度差分θtsの微分値にゲインKfasを乗じてトルクTfasを得るゲイン設定器１０ｈと、トルクTfaとトルクTfasとを加算して転舵出力相当分トルクTfを算出する加算器１０ｉと、を有する。
【００２６】
前記外乱相当分トルクToの算出部は、転舵側外乱推定値TgにゲインKoを乗じて外乱相当分トルクToを算出するゲイン設定器１０ｊを有する。
【００２７】
前記第１リミッター処理部１０ｍは、操舵入力相当分トルクTsにリミッター処理を施して操舵入力相当分トルクリミッタ値Ts(lmit)を作成する。
【００２８】
前記第２リミッター処理部１０ｎは、加算器１０ｐにより転舵出力相当分トルクTfと外乱相当分トルクToとを加算し、加算器１０ｑにより加算値(Tf+To)に操舵入力相当分トルクリミッタ値Ts(lmit)を加算した値(Ts+Tf+To) にリミッター処理を施してモータ制御指令値Tmsを算出する。
【００２９】
図５は実施例１装置におけるロバストモデルマッチング手法を採用した転舵角制御系ブロック図である。ここで、「ロバストモデルマッチング手法」とは、制御対象である車両の動特性を規範モデル（例えば、ヨーレートと横加速度の操舵応答特性）にて予め設定し、モデル化誤差や外乱の影響を最小限に抑制しながら、予め設定された規範モデルに一致するように制御する手法をいう。
まず、転舵装置用コントローラ１８は、モデルマッチング補償器１８ａと、ロバスト補償器１８ｂ（外乱補償器）と、差分器１８ｃと、電流リミッタ１８ｄと、を有して構成されている。
【００３０】
前記モデルマッチング補償器１８ａは、指令モータ角と実モータ角を入力し、予め与えた所望の応答特性に一致させるモータ指令電流を出力するフィードフォワード補償器である。
【００３１】
前記ロバスト補償器１８ｂは、制御対象への入力である指令電流と制御対象からの出力である実モータ角を取り込み、モデル化誤差を含む制御阻害要因を外乱として推定した外乱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１８ｂからの外乱推定値は、上記のように、操舵反力制御に使用される。
【００３２】
前記差分器１８ｃは、モデルマッチング補償器１８ａからのモータ指令電流からロバスト補償器１８ｂからの外乱推定値を差し引き、外乱をキャンセルした指令電流を作り出す。
【００３３】
前記電流リミッタ１８ｄは、差分器１８ｃからの指令電流がリミット電流以下の場合は指令電流をそのまま制御対象の転舵用アクチュエータ６に出力し、リミット電流を超える場合にはリミット電流を制御対象の転舵用アクチュエータ６に出力する。
【００３４】
次に、作用を説明する。
【００３５】
［操舵反力制御処理］
図６は実施例１装置の操舵反力装置用コントローラ１０にて実行される操舵反力制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００３６】
ステップＳ１では、操舵反力用モータ角センサ９からの反力用モータ角θmsと、車速センサ１１からの車速Ｖと、ヨーレートセンサ１２からのヨーレートＹと、横加速度センサ１３からの横加速度Ｇ、転舵装置用コントローラ１８からの外乱推定値Tgを読み込み、ステップＳ２へ移行する。
【００３７】
ステップＳ２では、反力用モータ角θmsをモータ／ステアリングコラムシャフト間の減速ギア比Rsで割り、ステアリングホイール角θs（＝θms／Rs：実操舵角度θs）に変換し、ステップＳ３へ移行する。
【００３８】
ステップＳ３では、ステップＳ２で変換されたステアリングホイール角θsが転舵側変位部材の変位可能量によって決められる最大値θmax以上か否かが判断され、YESの場合はステップＳ１８へ移行し、NOの場合はステップＳ４へ移行する。なお、最大値θmaxは、操舵側と転舵側とのステアリングギア比が可変な場合には、そのギア比分を考慮して決める。
【００３９】
ステップＳ４では、ステップＳ２で得られたステアリングホイール角θsを時間微分し、ステアリングホイール角速度dθs/dtを算出し、ステップＳ５へ移行する（微分器１０ｂ）。
【００４０】
ステップＳ５では、ステップＳ２で得られたステアリングホイール角θsに、車速Ｖにより予め決められていた目標応答および減衰係数を基に算出されたゲインKaを乗じて角度項トルクTa（＝Ka×θs）を算出し、ステップＳ６へ移行する（ゲイン設定器１０ａ）。
【００４１】
ステップＳ６では、ステップＳ４で得られたステアリングホイール角速度dθs/dtに、車速Ｖにより予め決められていた目標応答および減衰係数を基に算出されたゲインKasを乗じて各速度項トルクTas（＝Kas×dθs/dt）を算出し、ステップＳ７へ移行する（ゲイン設定器１０ｃ）。
【００４２】
ステップＳ７では、ステップＳ５で得られた角度項トルクTaとステップＳ６で得られた角速度項トルクTasとを加算して操舵入力相当分トルクTsを算出し、ステップＳ８へ移行する（加算器１０ｄ）。
【００４３】
ステップＳ８では、車速Ｖ、ステアリングホイール角θs、および、車速ＶとヨーレートＹと横加速度Ｇ等から推定した路面摩擦係数から求められたリミット値Lsで、前記ステップＳ７で得られた操舵入力相当分トルクTsにリミッター処理を施し、ステップＳ９へ移行する（第１リミッター処理部１０ｍ）。
【００４４】
ステップＳ９では、目標転舵角度θtaと実転舵角度θtとの転舵角度差分θtsをとり、ステップＳ１０へ移行する（差分器１０ｅ）。
【００４５】
ステップＳ１０では、転舵角度差分θtsを時間微分して転舵角度差分微分値dθts/dtを算出し、ステップＳ１１へ移行する（微分器１０ｇ）。
【００４６】
ステップＳ１１では、ステップＳ９で得られた転舵角度差分θtsに、車速Ｖに応じて決められたゲインKfaを乗じて角度差項トルクTfa（＝Kfa×θts）を算出し、ステップＳ１２へ移行する（ゲイン設定器１０ｆ）。
【００４７】
ステップＳ１２では、ステップＳ１０で得られた転舵角度差分微分値dθts/dtに、車速Ｖに応じて決められたゲインKfasを乗じて角度差項微分項トルクTfas（＝Kfas× dθts/dt）を算出し、ステップＳ１３へ移行する（ゲイン設定器１０ｈ）。
【００４８】
ステップＳ１３では、ステップＳ１１で得られた角度差項トルクTfaと、ステップＳ１２で得られた角度差項微分項トルクTfasと、を加算して転舵出力相当分トルクTf（＝Tfa＋Tfas）を算出し、ステップＳ１４へ移行する（加算器１０ｉ）。
【００４９】
ステップＳ１４では、転舵角制御に採用されているロバストモデルマッチング手法の中のロバスト補償器１８ｂで推定した外乱推定値Tgに、ゲインKoを乗じて外乱相当分トルクTo（＝Ko× Tg）を算出し、ステップＳ１５へ移行する（ゲイン設定器１０ｊ）。
【００５０】
ステップＳ１５では、ステップＳ８で得られた操舵入力相当分トルクTsと、ステップＳ１３で得られた転舵出力相当分トルクTfと、ステップＳ１４で得られた外乱相当分トルクToと、を加算し、合計トルクTt（＝Ts＋Tf＋To）を算出し、ステップＳ１６へ移行する（加算器１０ｐ，１０ｑ）。
【００５１】
ステップＳ１６では、ステップＳ１５で得られた合計トルクTtに、モータ保護のために予め決められたリミット値Lmでリミッター処理を施し、モータ制御指令値Tmsを算出し、ステップＳ１７へ移行する（第２リミッター処理部１０ｎ）。
【００５２】
ステップＳ１７では、ステップＳ１６にて算出されたモータ制御指令値Tmsに基づいて操舵反力用アクチュエータ２のモータ制御を実行し、リターンへ移行する。
【００５３】
ステップＳ１８では、ステップＳ３においてステアリングホイール角θsが最大値θmax以上であると判断された場合、ステアリングホイール角θsに対しリミット値Lmでリミッター処理を行い、ステップＳ１９へ移行する。
【００５４】
ステップＳ１９では、ステップＳ１８で得られたリミット値Lmをモータ制御指令値Tmsとすることで、ステアリングホイール角θsを最大値θmaxで一定にすると共に、操舵反力を通常制御時に比べてパルス的に大きくなるようにし、ステップＳ１７へ移行する。
【００５５】
［操舵反力制御作用］
ステアリングホイール角θsが転舵側変位部材の変位可能量によって決められる最大値θmax未満の場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７へと進み、ステップＳ７では、ステップＳ５で得られた角度項トルクTaとステップＳ６で得られた角速度項トルクTasとを加算して操舵入力相当分トルクTsが算出される。そして、ステップＳ７からステップＳ８へ進み、ステップＳ８では、車速Ｖ、ステアリングホイール角θs、および、車速ＶとヨーレートＹと横加速度Ｇ等から推定した路面摩擦係数から求められたリミット値Lsで操舵入力相当分トルクTsにリミッター処理が施される。
【００５６】
よって、ステアリングホイール角θsやステアリングホイール角速度dθs/dtが大きくなったときに操舵反力が大きくなり過ぎることを防止し、ステアリングホイール１を切り増しできなくなる、または、切り増しが困難になることを防止し、車両特性に応じた操舵反力特性にすることが可能になる。さらに、車速Ｖとステアリングホイール角θsに加え、路面摩擦係数の推定により、路面状況も加味してリミット値Lsが可変値で与えられるため、より車両特性に忠実な操舵入力相当分トルクTsを得ることができる。
【００５７】
そして、ステップＳ８からは、ステップＳ９→ステップＳ１０→ステップＳ１１→ステップＳ１２→ステップＳ１３へと進み、ステップＳ１３では、ステップＳ１１で得られた角度差項トルクTfaと、ステップＳ１２で得られた角度差項微分項トルクTfasと、を加算して転舵出力相当分トルクTfが算出される。
【００５８】
さらに、ステップＳ１３からは、ステップＳ１４へ進み、転舵角制御に採用されているロバストモデルマッチング手法の中のロバスト補償器１８ｂで推定した外乱推定値Tgに、ゲインKoを乗じて外乱相当分トルクToが算出される。
【００５９】
よって、転舵側の制御が外乱に対し強い安定性を持っていて路面等から外乱が加わっても目標転舵角と実転舵角の差分がほとんどでない場合においても、ロバストモデルマッチング手法の外乱補償器で推定された外乱分（転舵側の角度制御では目標転舵角と実転舵角とを一致させるために外乱分を推定し、その推定した外乱分をキャンセルさせるように指令電流を算出しているため、目標転舵角と実転舵角に差がほとんど生じなくても外乱分は推定可能となる。）のみを操舵反力側にフィードバックして操舵反力の算出に用いることで、より精度良く外乱分に対する操舵反力を模擬することが可能になる。
【００６０】
また、目標転舵角と実転舵角の差分を使用して路面反力を推定しつつ転舵角制御で使用されているロバストモデルマッチング手法の外乱補償器で外乱分を推定するため、精度の良い外乱推定が可能となり、より車両特性に忠実な操舵反力の模擬が可能となる。
【００６１】
さらに、転舵角制御で採用されているロバストモデルマッチング手法の中で外乱補償器を用いて外乱を推定するため、操舵反力制御用に別途、外乱推定器を設ける必要が無い。
【００６２】
そして、ステップＳ１４からは、ステップＳ１５→ステップＳ１６→ステップＳ１７へ進み、ステップＳ１５では、操舵入力相当分トルクTsと転舵出力相当分トルクTfと外乱相当分トルクToと、を加算して合計トルクTtを算出し、ステップＳ１６では、合計トルクTtにモータ保護のために予め決められたリミット値Lmでリミッター処理を施し、モータ制御指令値Tmsを算出し、ステップＳ１７では、モータ制御指令値Tmsに基づいて操舵反力用アクチュエータ２のモータ制御が実行される。
【００６３】
よって、操舵反力用アクチュエータ２のモータの定格以上のモータ制御指令値が算出された場合、そのモータ制御指令値にリミッター処理を施すことで、モータに過剰電流が流れることを防止し、モータを保護することができる。
【００６４】
一方、ステアリングホイール角θsが転舵側変位部材の変位可能量によって決められる最大値θmax以上の場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ１８→ステップＳ１９→ステップＳ１７へと進み流れとなり、ステップＳ１８では、ステアリングホイール角θsに対しリミット値Lmでリミッター処理を行い、ステップＳ１９では、ステアリングホイール角θsを最大値θmaxで一定にすると共に、操舵反力を通常制御時に比べてパルス的に大きくなるようにされる。
【００６５】
よって、操舵反力を通常制御時に比べてパルス的に大きくすることにより、運転者に最大操舵角であることを知らせ、運転者のステアリングホイール１の切り過ぎを抑止することが可能となる。
【００６６】
また、ステアリングホイール角θsにより転舵角の指令値は決まるため、ステアリングホイール角θsにリミッタ処理を施すことにより、転舵側の変位部材のストッパーへの衝突を防止することが可能となる。
【００６７】
次に、効果を説明する。
実施例１の車両用操舵制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００６８】
(1) ステアリングホイール１および操舵反力用アクチュエータ２を有する操舵反力装置３と転舵輪４，５を有する転舵装置７との間に機械的なつながりが無いステアバイワイヤシステムであって、前記操舵反力用アクチュエータ２への操舵反力指令値を、入出力相当分に外乱相当分を加えることで算出する操舵反力装置用コントローラ１０を備えた車両用操舵制御装置において、前記操舵反力装置用コントローラ１０は、転舵角制御に採用されている外乱補償器を用いて推定した外乱推定値を外乱相当分とし、推定した外乱相当分のみを転舵側から操舵反力側にフィードバックするため、転舵側制御が外乱に対し強い安定性を持っていて目標転舵角と実転舵角に差がほとんど生じなくても、操舵反力指令値の算出にあたって、精度良く外乱相当分に対する操舵反力を模擬することができる。加えて、操舵反力制御用に別途、外乱推定器を設ける必要が無い。
【００６９】
(2) 前記外乱補償器は、モデル化誤差や外乱の影響を最小限に抑制することを目的として転舵角制御に採用されているロバストモデルマッチング手法で用いられるロバスト補償器１８ｂであるため、精度の良い外乱推定が可能となり、より車両特性に忠実な操舵反力の模擬が可能となる。
【００７０】
(3) 前記操舵反力用アクチュエータ２は、クラッチ付きモータであるため、モータ暴走時にクラッチを切ることで、過剰な操舵反力の発生を防止することができる。
【００７１】
(4) 車速を検出する車速センサ１１と、操舵角を検出する操舵反力用モータ角センサ９と、を設け、前記操舵反力装置用コントローラ１０は、実操舵角度であるステアリングホイール角θsおよび実操舵角速度であるステアリングホイール角速度dθs/dtに対し車両特性に応じた目標応答および減衰係数となるように算出されたゲインKa,Kasを乗じて足し合わせたものに第１リミッター処理部１０ｍによるリミッター処理を施して操舵入力相当分トルクTsとし、前記第１リミッター処理部１０ｍは、車速Ｖとステアリングホイール角θsに応じてリミット値Lsを決めるため、リミット値Lsが一定値ではなく、車速Ｖとステアリングホイール角θsに応じた可変値となり、車両特性に応じた操舵反力にすることができる。
【００７２】
(5) 路面摩擦係数を推定する路面摩擦係数推定手段を設け、前記第１リミッター処理部１０ｍは、車速Ｖとステアリングホイール角θsと路面摩擦係数に応じてリミット値Lsを決めるため、路面状況を加味しての可変なリミット値Lsが得られることで、より車両特性に忠実な操舵反力にすることができる。
【００７３】
(6) 前記操舵反力装置用コントローラ１０は、第１リミッター処理部１０ｍによりリミッター処理を施した操舵入力相当分トルクTsと、目標転舵角と実転舵角との差分θtsとその差分の時間微分値dθts/dtとのそれぞれに車速Ｖに応じたゲインKfa,Kfasを乗じて算出される転舵出力相当分トルクTfと、ロバスト補償器１８ｂを用いて推定した外乱相当分トルクToと、を加えた操舵反力指令値Ttに対し、さらに、第２リミッター処理部１０ｎによりリミッター処理を施すため、操舵反力アクチュエータ２のモータに過剰電流が流れることを防止し、モータを保護することができる。
【００７４】
(7) 前記操舵反力装置用コントローラ１０は、ステアリングホイール角θsが最大角θmaxに達した時、ステアリングホイール角θsを最大角θmaxで一定にすると共に、操舵反力をパルス的に大きくなるように処理を施すため、運転者に最大操舵角であることを知らせ、運転者のステアリングホイール１の切り過ぎを抑止することが可能となると共に、転舵側の変位部材のストッパーへの衝突を防止することが可能となる。
【実施例２】
【００７５】
まず、構成を説明する。
図７は実施例２の車両用操舵制御装置の操舵反力制御系および転舵角制御系の全体構成を示す図である。
【００７６】
実施例２の操舵反力装置用コントローラ２１は、図２に示した実施例１の操舵反力装置用コントローラ１０の構成に加え、転舵輪４，５が縁石等の障害物にあたっているかどうかを判定する障害物当接判定手段を備えている点で実施例１と異なる。
【００７７】
障害物当接判定手段は、目標転舵角度θtaと実転舵角度θtとの差の絶対値である転舵角度差分θtsと、転舵側モータ電流値に基づいて、転舵輪４，５が縁石等の障害物にあたっているかどうかの判定を行う手段である。
【００７８】
次に、作用を説明する。
【００７９】
［障害物当接判定制御処理］
図８は実施例２装置の操舵反力装置用コントローラ１０ａにて実行される障害物当接判定制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００８０】
ステップＳ２１では、操舵反力用モータ角センサ９からの実操舵角度θsと、車速センサ１１からの車速Ｖと、ヨーレートセンサ１２からのヨーレートＹと、横加速度センサ１３からの横加速度Ｇと、転舵用モータ角センサ１７からの実転舵角度θtと、転舵側モータ電流値Itを読み込み、ステップＳ２２へ移行する。
【００８１】
ステップＳ２２では、ステップＳ２１で読み込んだ車速Ｖ、ヨーレートＹ、横加速度Ｇ等から推定した路面μと車速Ｖから転舵側モータ電流値の判定値Iaを決定し、ステップＳ２３へ移行する。
【００８２】
ステップＳ２３では、操舵角に応じて決められた目標転舵角度θtaと実転舵角度θtとの差の絶対値である転舵角度差分θtsを算出し、ステップＳ２４へ移行する。
【００８３】
ステップＳ２４では、転舵角度差分θtsが操舵側／転舵側間の通信による遅れおよび指令に対する応答遅れ等を考慮して決定された判定値θa以上であるかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ２５へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。
【００８４】
ステップＳ２５では、実転舵角度θtが前回値と比べて変化していないかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ２６へ移行し、NOの場合にはステップＳ２７へ移行する。
【００８５】
ステップＳ２６では、タイマにより時間をカウントアップし、ステップＳ２８へ移行する。
【００８６】
ステップＳ２７では、タイマの値をクリアし、リターンへ移行する。
【００８７】
ステップＳ２８では、ステップＳ２６でカウントアップされた値が判定時間ｔit以上であるかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ２９へ移行し、NOの場合にはステップＳ３０へ移行する。
【００８８】
ステップＳ２９では、時間判定第１フラグをセットし、ステップＳ３７へ移行する。
【００８９】
ステップＳ３０では、時間判定第１フラグをクリアし、リターンへ移行する。
【００９０】
ステップＳ３１では、転舵側電流値ItがステップＳ２２で得られた判定値Ia以上であるかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ３２へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。
【００９１】
ステップＳ３２では、タイマにより時間をカウントアップし、ステップＳ３４へ移行する。
【００９２】
ステップＳ３３では、タイマの値をクリアし、リターンへ移行する。
【００９３】
ステップＳ３４では、ステップＳ３２でカウントアップされた値が判定時間ｔt以上であるかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ３５へ移行し、NOの場合にはステップＳ３６へ移行する。
【００９４】
ステップＳ３５では、時間判定第２フラグをセットし、ステップＳ３７へ移行する。
【００９５】
ステップＳ３６では、時間判定第２フラグをクリアし、リターンへ移行する。
【００９６】
ステップＳ３７では、時間判定第１フラグと時間判定第２フラグがどちらもセットされているかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ３８へ移行し、NOの場合にはリターンへ移行する。
【００９７】
ステップＳ３８では、転舵輪４，５が縁石等の障害物にあたっていると判定する障害物当接判定フラグをセットし、リターンへ移行する。
【００９８】
［障害物当接判定制御作用］
転舵角度差分θtsが判定値θa以上であり、実転舵角度θtが判定時間ｔit以上変化しない場合には、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２３→ステップＳ２４→ステップＳ２５→ステップＳ２６→ステップＳ２８→ステップＳ２９→ステップＳ３７へと進む流れとなる。すなわち、ステップＳ２９において、時間判定第１フラグがセットされる。
【００９９】
転舵角度差分θtsが判定値θa以上であり、転舵側電流値Itが判定値Ia以上である場合には、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ２１→ステップＳ２２→ステップＳ２３→ステップＳ２４→ステップＳ３１→ステップＳ３２→ステップＳ３４→ステップＳ３５→ステップＳ３７へと進む流れとなる。すなわち、ステップＳ３５において、時間判定第２フラグがセットされる。
【０１００】
ステップＳ３７において、時間判定第１フラグと時間判定第２フラグが共にセットされている場合には、ステップＳ３８へと進み、障害物当接判定フラグがセットされる。
【０１０１】
［操舵反力制御処理］
図９は実施例２装置の操舵反力装置用コントローラ１０ａにて実行される操舵反力制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【０１０２】
ステップＳ４１では、障害物当接判定フラグがセットされているかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ４２へ移行し、NOの場合にはステップＳ４５へ移行する。
【０１０３】
ステップＳ４２では、転舵角度差分θtsが転舵角制御精度等を考慮して決定された値θb（θa>θb>０）以上であるかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ４３へ移行し、NOの場合にはステップＳ４４へ移行する。
【０１０４】
ステップＳ４３では、パルス状の操舵反力となるように指令電流値を算出し、ステップＳ４６へ移行する。
【０１０５】
ステップＳ４４では、障害物当接フラグ判定フラグをクリアし、ステップＳ４５へ移行する。
【０１０６】
ステップＳ４５では、通常制御用の指令電流値を算出し、ステップＳ４６へ移行する。
【０１０７】
ステップＳ４６では、ステップＳ４３およびステップＳ４５で算出された指令電流値に、モータ保護のために予め決められていたリミット値Ｌsmでリミッター処理を施し、ステップＳ４７へ移行する。
【０１０８】
ステップＳ４７では、リミッター処理後の指令電流値に基づいて操舵反力用アクチュエータ２のモータ制御を実行し、リターンへ移行する。
【０１０９】
［操舵反力制御作用］
障害物当接判定フラグがセットされているとき、転舵角度差分θtsがθb以上である場合には、図９のフローチャートにおいて、ステップＳ４１→ステップＳ４２→ステップＳ４３→ステップＳ４６→ステップＳ４７へと進む流れとなる。すなわち、ステップＳ４３において、パルス状の操舵反力となるように指令電流値が決定され、ステップＳ４７において、パルス状の操舵反力となるように操舵反力用アクチュエータ２のモータが駆動される。
【０１１０】
よって、ステアリングホイール１の切り増し操舵時において、転舵輪４，５が縁石等の障害物に当接し、転舵輪４，５の切り増しが不可能となった場合には、パルス状の操舵反力を発生させることにより、運転者に切り増し操舵不能を知らせ、ステアリングホイール１の切り過ぎを抑止することが可能となる。
【０１１１】
一方、転舵角差分θtsがθbよりも小さくなった場合には、図９のフローチャートにおいて、ステップＳ４１→ステップＳ４４→ステップＳ４５→ステップＳ４６→ステップＳ４７へと進む流れとなる。すなわち、ステップＳ４４において、障害物当接判定フラグがクリアされ、ステップＳ４５において、通常制御用の指令電流値が算出され、ステップＳ４７において、通常制御用の指令電流値に基づいて操舵反力用アクチュエータ２のモータが駆動される。
【０１１２】
よって、運転者がステアリングホイール１を切り戻し操舵して目標転舵角度θtaと実転舵角度θtが等しい関係となった場合には、通常制御に戻すことにより、操舵が切り増しから切り戻しへ移行した場合の操舵反力制御の切り換えをスムーズに行うことができる。
【０１１３】
［転舵角制御処理］
図１０は実施例２装置の転舵装置用コントローラ２１にて実行される転舵角制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【０１１４】
ステップＳ５１では、転舵用モータ角センサ１７からの実転舵角度θtと、操舵反力装置用コントローラ１０ａからの目標転舵角度θtaを読み込み、ステップＳ５２へ移行する。
【０１１５】
ステップＳ５２では、障害物当接判定フラグがセットされているかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ５３へ移行し、NOの場合にはステップＳ５６へ移行する。
【０１１６】
ステップＳ５３では、転舵角度差分θtsが転舵角制御制御等を考慮して決定された値θb（θa>θb>０）以上であるかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ５４へ移行し、NOの場合にはステップＳ５５へ移行する。
【０１１７】
ステップＳ５４では、目標転舵角度θtaを実転舵角度θtに設定し、ステップＳ５６へ移行する。
【０１１８】
ステップＳ５５では、障害物当接判定フラグをクリアし、ステップＳ５６へ移行する。
【０１１９】
ステップＳ５６では、通常の転舵角制御を行い指令電流値を算出し、ステップＳ５７へ移行する。ただし、障害物当接判定フラグがセットされている場合には、ステップＳ５４で設定したように目標転舵角度θtaを実転舵角度θtとし、障害物当接判定フラグがセットされていない場合には、操舵角に応じたものとする。
【０１２０】
ステップＳ５７では、ステップＳ５４およびステップＳ５６で算出された指令電流値に、モータ保護のために予め決められていたリミット値Ｌtmでリミッター処理を施し、ステップＳ５８へ移行する。
【０１２１】
ステップＳ５８では、リミッター処理後の指令電流値に基づいて転舵装置用アクチュエータ６のモータ制御を実行し、リターンへ移行する。
【０１２２】
［転舵角制御作用］
障害物当接判定フラグがセットされているとき、転舵角度差分θtsがθb以上である場合には、図１０のフローチャートにおいて、ステップＳ５１→ステップＳ５２→ステップＳ５３→ステップＳ５４→ステップＳ５６→ステップＳ５７→ステップＳ５８へと進む流れとなる。すなわち、ステップＳ５４において、実転舵角度θtが目標転舵角度θtaとされ、ステップＳ５６において、実転舵角度θtを目標転舵角度θtaとして、転舵装置用アクチュエータ６のモータが駆動される。
【０１２３】
よって、ステアリングホイール１の切り増し操舵時において、転舵輪４，５が縁石等の障害物に当接し、転舵輪４，５の切り増しが不可能となった場合には、実転舵角度θtを目標転舵角度θtaとすることにより、転舵装置用アクチュエータ６のモータに過剰電流が流れるのを防止できる。
【０１２４】
一方、転舵角差分θtsがθbよりも小さくなった場合には、図１０のフローチャートにおいて、ステップＳ５１→ステップＳ５２→ステップＳ５３→ステップＳ５５→ステップＳ５６→ステップＳ５７→ステップＳ５８へと進む流れとなる。すなわち、ステップＳ５５において、障害物当接判定フラグがクリアされ、ステップＳ５８において、通常制御用の指令電流値に基づいて転舵装置用アクチュエータ６が駆動される。
【０１２５】
よって、運転者がステアリングホイール１を切り戻し操舵して目標転舵角度θtaと実転舵角度θtが等しい関係となった場合には、通常制御に戻すことにより、操舵が切り増しから切り戻しへ移行した場合の転舵角制御の切り換えをスムーズに行うことができる。
【０１２６】
次に、効果を説明する。
実施例２の車両用操舵制御装置にあっては、実施例１の(1)〜(7)の効果に加えて、下記に列挙する効果を得ることができる。
【０１２７】
(8) 操舵反力コントローラ１０ａは、転舵輪４，５が障害物に当接している時、操舵反力をパルス的に大きくなるように処理を施すため、運転者に切り増し操舵の限界を知らせ、ステアリングホイール１の切り過ぎを抑止することが可能となる。
【０１２８】
(9) 操舵反力コントローラ１０ａは、転舵輪４，５が障害物に当接した後、転舵角差分θtsがθbよりも小さくなったとき、通常の操舵反力制御に切り換えるため、操舵が切り増しから切り戻しへ移行した場合の操舵反力制御の切り換えをスムーズに行うことができる。
【実施例３】
【０１２９】
まず、構成を説明する。
図１１は実施例３の車両用操舵制御装置が適用されたステアバイワイヤシステムを示す全体図、図１２は実施例３の車両用操舵制御装置の操舵反力制御系および転舵角制御系の全体構成を示す図である。
【０１３０】
実施例３のステアバイワイヤシステムは、図１に示した実施例１の構成に加え、障害物検知用レーダ３１と、反力用モータ温度センサ３２と、転舵用モータ温度センサ３３とを備える点で実施例１と異なる。
【０１３１】
障害物検知用レーダ３１は、レーザレーダやミリ波レーダ等が用いられ、車両前方の障害物を検出する。反力用モータ温度センサ３２および転舵用モータ温度センサ３３は、操舵反力用アクチュエータ２および転舵用アクチュエータ６のモータ温度を検出する。
【０１３２】
実施例３の操舵反力装置用コントローラ３０は、図２に示した実施例１の構成に加え、モータ過熱判定手段と、障害物回避操舵判定手段とを備えている。また、転舵装置用コントローラ３４は、モータ過熱判定手段を備えている。
【０１３３】
モータ過熱判定手段は、反力用モータ温度センサ３２および転舵用モータ温度センサ３３から、モータが過熱状態であるかどうかを判定する。障害物回避操舵判定手段は、運転者の操舵が回避できる操舵であるかどうかを判定する。
【０１３４】
次に、作用を説明する。
【０１３５】
［モータ過熱保護制御処理］
図１３は実施例３の操舵反力装置用コントローラ３０および転舵装置用コントローラ３４にて実行されるモータ過熱保護制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【０１３６】
ステップＳ６１では、操舵反力モータ角センサ９からの実操舵角度θsおよび実操舵角速度dθs／dtと、反力用モータ温度センサ３２からの操舵反力側モータの温度tsと、車速センサ１１からの車速Ｖと、障害物検知用レーダ３１からの検出信号により予め判定されていた障害物検知フラグと、転舵用モータ角センサ１７からの実転舵角度θtと、転舵側モータ過熱保護フラグ（過熱保護状態であるかどうかを示すフラグ）を読み込み、ステップＳ６２へ移行する。
【０１３７】
ステップＳ６２では、実操舵角θs、実操舵角速度dθs／dt、車速Ｖ、障害物検知フラグとから、運転者の操舵が障害物回避のためのものかを判定する。YESの場合にはステップＳ６３へ移行し、NOの場合にはステップＳ６４へ移行する。
【０１３８】
ステップＳ６３では、障害物回避フラグをセットし、ステップＳ６５へ移行する。
【０１３９】
ステップＳ６４では、障害物回避フラグをクリアし、ステップＳ６７へ移行する。
【０１４０】
ステップＳ６５では、転舵側モータ過熱保護フラグがセットされているかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ６６へ移行し、NOの場合にはステップＳ７０へ移行する。
【０１４１】
ステップＳ６６では、通常制御を実施し、リターンへ移行する。
【０１４２】
ステップＳ６７では、転舵側モータ過熱保護フラグがセットされているかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ６８へ移行し、NOの場合にはステップＳ７０へ移行する。
【０１４３】
ステップＳ６８では、操舵反力側モータの温度tsがモータの定格値などから予め決められていた値ta以上であるかどうかを判定する。YESの場合にはＳ６９へ移行し、NOの場合にはステップＳ７１へ移行する。
【０１４４】
ステップＳ６９では、車室内に設けられた図外のランプ等を点灯させて運転者に警告を発し、ステップＳ７１へ移行する。
【０１４５】
ステップＳ７０では、操舵反力側モータの温度tsがモータの定格値などから予め決められていた値ta以上であるかどうかを判定する。YESの場合にはＳ７１へ移行し、NOの場合にはステップＳ７７へ移行する。
【０１４６】
ステップＳ７１では、操舵反力側のモータ過熱保護フラグをセットし、ステップＳ７２へ移行する。
【０１４７】
ステップＳ７２では、操舵反力指令値に乗じるゲインが目標値に達したかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ７３へ移行し、NOの場合にはステップＳ７４へ移行する。なお、目標値は操舵反力側のみ過熱状態の時には、通常制御時の電流値と比べて低減させるように設定し、転舵側のみ過熱状態の場合には、通常制御時の電流値と比べて高くなるように設定、操舵反力側、転舵側の双方が過熱状態の時には、通常制御時の電流値と比べて低減させるように設定する。
【０１４８】
ステップＳ７３では、現状の制御を維持し、リターンへ移行する。
【０１４９】
ステップＳ７４では、現在の位置が予め決められていた基準位置であるかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ７５へ移行し、NOの場合にはステップＳ７６へ移行する。なお、基準位置は、車速Ｖにより可変であり、車速ゼロ近辺では実転舵角θtが基準位置となり、車速Ｖが上昇してセルフアライニングトルクの影響が大きい場合には、舵角中心（舵角ゼロ）が基準位置となる。
【０１５０】
ステップＳ７５では、操舵反力側モータ電流にかけるゲインを少しずつ変えて目標値に近づける制御を実施し、ステップＳ７２へ移行する。
【０１５１】
ステップＳ７６では、ゲインを変えずに現状の制御を維持し、ステップＳ７２へ移行する。
【０１５２】
ステップＳ７７では、操舵反力側のモータ過熱保護フラグがセットされているかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ７８へ移行し、NOの場合にはステップＳ８３へ移行する。
【０１５３】
ステップＳ７８では、操舵反力指令値に乗じるゲインが目標値に達したかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ７９へ移行し、NOの場合にはステップＳ８０へ移行する。
【０１５４】
ステップＳ７９では、操舵反力側のモータ過熱保護フラグをクリアし、リターンへ移行する。
【０１５５】
ステップＳ８０では、現在の位置が予め決められていた基準位置であるかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ８１へ移行し、NOの場合にはステップＳ８２へ移行する。
【０１５６】
ステップＳ８１では、操舵反力指令値に乗じるゲインを少しずつ変えて目標値に近づける制御を実施し、ステップＳ７８へ移行する。
【０１５７】
ステップＳ８２では、ゲインを変えずに現状の制御を維持し、ステップＳ７８へ移行する。
【０１５８】
ステップＳ８３では、警告のためのランプが点灯している場合にはランプを消灯し、リターンへ移行する。
【０１５９】
[モータ過熱保護制御作用]
運転者が障害物回避のための操舵を行っているとき、転舵側のモータ過熱保護フラグがセットされている場合には、図１３のフローチャートにおいて、ステップＳ６１→ステップＳ６２→ステップＳ６３→ステップＳ６５→ステップＳ６６へと進む流れとなる。すなわち、ステップＳ６６において、通常制御が実施されるため、運転者は障害物回避のための操舵が可能となる。
【０１６０】
運転者が障害物回避のための操舵を行っているとき、転舵側のモータ過熱保護フラグがセットされていない場合には、ステップＳ６１→ステップＳ６２→ステップＳ６３→ステップＳ６５→ステップＳ７０へと進む。
【０１６１】
ステップＳ７０において、操舵反力用アクチュエータ２のモータ温度tsがta以上である場合には、ステップＳ７１→ステップＳ７２へと進み、ステップＳ７２において、操舵反力指令値の乗じるゲインが目標値に達するまで、ステップＳ７２→ステップＳ７４→ステップＳ７５を繰り返し、ゲインを少しずつ変えて目標値へ近づける制御が実施される。すなわち、操舵反力指令値の目標電流値を通常制御時の電流値と比べて低減させ、その目標電流値に徐々に近づくように操舵反力が制御されるため、モータを保護しつつ、操舵反力の急変を防止できる。
【０１６２】
なお、ステップＳ７４において、現在の位置が基準位置でない場合には、ステップＳ７６へと進み、ゲインを変えずに現状の制御を維持するため、切り増しや切り戻し操舵時における操舵反力の急変が防止できる。
【０１６３】
ステップＳ７０において、操舵反力用アクチュエータ２のモータ温度tsがtaよりも小さい場合には、ステップＳ７７へと進む。
【０１６４】
ステップＳ７７において、操舵反力側のモータ過熱保護フラグがセットされている場合には、ステップＳ７７→ステップＳ７８へと進む。ステップＳ７８では、操舵反力指令値に乗じるゲインが目標値に達するまで、ステップＳ７８→ステップＳ８０→ステップＳ８１を繰り返し、ゲインを少しずつ変えて目標値へ近づける制御が実施される。すなわち、目標電流値に徐々に近づくように操舵反力が制御されるため、モータを保護しつつ、操舵反力の急変を防止できる。
【０１６５】
なお、ステップＳ８０において、現在の位置が基準位置でない場合には、ステップＳ８２において、ゲインを変えずに現状の制御を維持することで、切り増しや切り戻し操舵時における操舵反力の急変を防止できる。
【０１６６】
ステップＳ７７において、操舵反力側のモータ過熱保護フラグがセットされていない場合には、ステップＳ８３においてランプを消灯し、通常制御を実施する。
【０１６７】
運転者が障害物回避のための操舵を行っていない場合には、ステップＳ６１→ステップＳ６２→ステップＳ６４→ステップＳ６７へと進む。
【０１６８】
ステップＳ６７において、転舵側のモータ過熱保護フラグがセットされている場合には、ステップＳ６８へと進み、操舵反力用アクチュエータ２のモータ温度tsがta以上である場合には、ステップＳ６９へ進み、ランプを点灯させて運転者へ注意を喚起した後、ステップＳ７１→ステップＳ７２へと進む。なお、ステップＳ７２では、操舵側と転舵側のモータが共に過熱しているため、操舵反力指令値の目標電流値は、通常制御時の電流値よりも小さく設定される。
【０１６９】
ステップＳ６８において、操舵反力用アクチュエータ２のモータ温度tsがtaよりも小さい場合には、ステップＳ７１→ステップＳ７２へと進む。なお、ステップＳ７２では、転舵側のモータのみが過熱しているため、操舵反力指令値の目標電流値は、通常制御時の電流値よりも高く設定される。すなわち、操舵反力の増加により運転者の操舵感を重くし、操舵に対する転舵側の追従し難い領域を減じることができる。
【０１７０】
ステップＳ６７において、転舵側のモータ過熱保護フラグがセットされていない場合には、ステップＳ７０へと進む。
【０１７１】
ステップＳ７０において、操舵反力用アクチュエータ２のモータ温度tsがta以上である場合には、ステップＳ７１→ステップＳ７２へと進む。なお、ステップＳ７２では、操舵側のモータのみ過熱しているため、操舵反力指令値の目標電流値は、通常制御時の電流値よりも小さく設定され、モータの過熱保護が可能となる。
【０１７２】
［転舵角制御処理］
図１４は実施例３装置の転舵装置用コントローラ３４にて実行される転舵角制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【０１７３】
ステップＳ９１では、転舵用モータ温度センサ３３からモータ温度tt、操舵反力装置用コントローラ３０から障害物回避フラグを読み込み、ステップＳ９２へ移行する。
【０１７４】
ステップＳ９２では、障害物回避フラグがセットされているかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ９３へ移行し、NOの場合にはステップＳ９４へ移行する。
【０１７５】
ステップＳ９３では、通常制御を実施し、ステップＳリターンへ移行する。
【０１７６】
ステップＳ９４では、転舵側モータの温度ttがモータの定格値などから予め決められていた値tb以上であるかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ９５へ移行し、NOの場合にはＳ１０１へ移行する。
【０１７７】
ステップＳ９５では、転舵側のモータ過熱保護フラグをセットし、ステップＳ９６へ移行する。
【０１７８】
ステップＳ９６では、転舵指令値に乗じるゲインが目標値に達したかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ９７へ移行し、NOの場合にはステップＳ９８へ移行する。なお、目標値は通常制御時の電流値と比べて低減させるように設定する。
【０１７９】
ステップＳ９７では、現状の制御を実施し、リターンへ移行する。
【０１８０】
ステップＳ９８では、現在の位置が予め決められていた基準位置であるかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ９９へ移行し、NOの場合にはステップＳ１００へ移行する。
【０１８１】
ステップＳ９９では、転舵側モータ電流にかけるゲインを少しずつ変えて目標値に近づける制御を実施し、ステップＳ９６へ移行する。
【０１８２】
ステップＳ１００では、ゲインを変えず現状の制御を維持し、ステップＳ９６へ移行する。
【０１８３】
ステップＳ１０１では、転舵側のモータ過熱保護フラグがセットされているかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ１０２へ移行し、NOの場合にはステップＳ１０６へ移行する。
【０１８４】
ステップＳ１０２では、現在の位置が予め決められていた基準位置であるかどうかを判定する。YESの場合にはステップＳ１０３へ移行し、NOの場合にはステップＳ１１０５へ移行する。
【０１８５】
ステップＳ１０３では、転舵側モータ指令値を通常制御用とし、ステップＳ１０４へ移行する。
【０１８６】
ステップＳ１０４では、転舵側のモータ過熱保護フラグをクリアし、リターンへ移行する。
【０１８７】
ステップＳ１０５では、ゲインを変えずに現状の制御を維持し、ステップＳ１０２へ移行する。
【０１８８】
ステップＳ１０６では、通常制御を実施し、リターンへ移行する。
【０１８９】
［転舵角制御作用］
障害物回避フラグがセットされている場合には、図１４のフローチャートにおいて、ステップＳ９１→ステップＳ９２→ステップＳ９３へと進み、ステップＳ９３において、通常時の制御が実施される。すなわち、通常制御時の応答性および追従性が確保される。
【０１９０】
障害物回避フラグがセットされていない場合には、ステップＳ９１→ステップＳ９２→ステップＳ９４へと進み、ステップＳ９４において、転舵用アクチュエータ６のモータ温度ttがtb以上である場合には、ステップＳ９５→ステップＳ９６へと進む。一方、ステップＳ９４において、転舵用アクチュエータ６のモータ温度ttがtbよりも小さい場合には、ステップＳ１０１へと進み、続いて、転舵側のモータ過熱保護フラグがセットされていない場合には、ステップＳ１０６へと進み、通常時の制御が実施される。
【０１９１】
ステップＳ９６では、転舵指令値に乗じるゲインが目標値に達するまで、ステップＳ９８→ステップＳ９９を繰り返し、ゲインを少しずつ変えて目標値へ近づける制御が実施される。すなわち、転舵角指令値の目標電流値を通常制御時の電流値と比べて低減させ、その目標電流値に徐々に近づくように転舵角が制御されるため、モータを保護しつつ、急激な追従性・応答性劣化を防止できる。
【０１９２】
ステップＳ９８において、現在の位置が基準位置でない場合には、ステップＳ１００において、ゲインを変えずに現状の制御を維持する。そして、ステップＳ９６において、ゲインが目標値に達した場合には、ステップＳ９７へと進み、現状の制御を維持する。
【０１９３】
ステップＳ１０１において、転舵側のモータ過熱保護フラグがセットされている場合には、ステップＳ１０２へと進み、ステップＳ１０２において、現在の位置が基準位置となるまで、ステップＳ１０５において、ゲインを変えずに現状の制御を維持する。
【０１９４】
ステップＳ１０２において、現在の位置が基準位置となったときには、ステップＳ１０３→ステップＳ１０４へと進み、ステップＳ１０３において、転舵側モータ指令値を通常制御用とし、ステップＳ１０４において、転舵側のモータ過熱保護フラグをクリアする。すなわち、すぐに通常時の目標電流値に戻すことにより、追従性・応答性を確保できる。
【０１９５】
次に、効果を説明する。
実施例３の車両用操舵制御装置にあっては、実施例１の(1)〜(7)の効果に加えて、下記に列挙する効果を得ることができる。
【０１９６】
(10) 操舵反力装置用コントローラ３０は、操舵反力用アクチュエータ２のモータ過熱時には、操舵反力指令値の目標電流値を通常制御時の電流値と比べて低減させるように設定し、操舵反力指令値に乗ずるゲインを少しずつ変えるため、モータの過熱保護が可能となる。また、操舵反力の急変を防止して運転者に与える違和感を抑えることができる。
【０１９７】
(11) 転舵装置用コントローラ３４は、転舵用アクチュエータ６のモータ過熱時には、転舵角指令値の目標電流値を通常制御時の電流値と比べて低減させるように設定し、転舵角指令値に乗じるゲインを少しずつ変えるため、モータの電流値を少しずつ低減させるため、モータの過熱保護が可能となる。また、急激な追従性・応答性劣化を防止できる。
【０１９８】
(12) 操舵反力装置用コントローラ３０は、転舵用アクチュエータ６のモータ過熱時には、操舵反力指令値の目標電流値を通常制御時に比べて高く設定し、操舵反力指令値に乗じるゲインを少しずつ変えるため、操舵反力の増加により運転者の操舵感を重くし、操舵に対する転舵側の追従し難い領域を減じることができる。
【０１９９】
(13) 操舵反力装置用コントローラ３０は、操舵反力用アクチュエータ２の過熱時における電流値低減制御の解除時には、操舵反力指令値に乗じるゲインを少しずつ変えるため、操舵反力の急変を防止し、運転者に与える違和感を抑制できる。
【０２００】
(14) 転舵装置用コントローラ３４は、転舵用アクチュエータ６の過熱時における電流値低減制御の解除時には、転舵角指令値の目標電流値をすぐに通常制御時の電流値に戻すため、追従性・応答性を確保できる。
【０２０１】
(15) 操舵反力装置用コントローラ３０は、転舵角が基準位置付近の時、通常制御と電流値低減制御の切り換えるため、操舵反力が最も少ない基準位置付近から切り換えることでステアリングホイール１の切り増し、切り戻し操舵において、操舵反力の急変を防止でき、運転者に与える違和感を低減できる。
【０２０２】
(16) 障害物回避操舵が行われているとき、転舵用アクチュエータ６のモータ電流値を減じず、操舵反力用アクチュエータ２のモータ電流値も高めない、すなわち、通常制御を実施するため、運転者の障害物回避のための操舵が可能となることに加え、転舵側も通常の応答性および追従性を伴って転舵することが可能となる。また、一時的な障害物回避のための操舵に対応したものであるため、モータが過熱状態であっても、モータが壊れる可能性は少なくなる。
【０２０３】
(17) 操舵反力装置用コントローラ３０は、操舵反力用アクチュエータ２と転舵用アクチュエータ６のモータが共に過熱状態となったとき、ランプを点灯させて運転者に警告を発する。そして、操舵反力用コントローラ３０および転舵装置用コントローラ３４は、ランプが点灯した後に電流値低減制御を実施する。すなわち、モータ過熱時の電流値低減制御では、ランプを点灯させるなどして運転者に警告を発することで、運転者に前もって知らせておくことができる。
【０２０４】
（他の実施例）
以上、本発明の車両用操舵制御装置を実施例１〜実施例３に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これら実施例１〜実施例３に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【０２０５】
実施例１〜実施例３では、路面摩擦係数推定手段として車速ＶとヨーレートＹと横加速度Ｇ等から推定する例を示したが、例えば、特開２００２−２００９２７号公報に記載されているように、車速、転舵角、ヨーレート等のパラメータと車両の運動方程式とに基づき路面摩擦係数を推定するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【０２０６】
【図１】実施例１の車両用操舵制御装置が適用されたステアバイワイヤシステムを示す全体図である。
【図２】実施例１の車両用操舵制御装置の操舵反力制御系および転舵角制御系の全体構成を示す図である。
【図３】実施例１装置が適用されたステアバイワイヤシステムの制御ブロック図である。
【図４】実施例１装置の操舵反力装置用コントローラ１０のモータ制御指令値算出手段を示す操舵反力制御系ブロック図である。
【図５】実施例１装置におけるロバストモデルマッチング手法を採用した転舵角制御系ブロック図である。
【図６】実施例１装置の操舵反力装置用コントローラ１０にて実行される操舵反力制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施例２の車両用操舵制御装置の操舵反力制御系および転舵角制御系の全体構成を示す図である。
【図８】実施例２装置の操舵反力装置用コントローラ１０ａにて実行される障害物当接判定制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施例２装置の操舵反力装置用コントローラ１０ａにて実行される操舵反力制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】実施例２装置の転舵装置用コントローラ２１にて実行される転舵角制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】実施例３の車両用操舵制御装置が適用されたステアバイワイヤシステムを示す全体図である。
【図１２】実施例３の車両用操舵制御装置の操舵反力制御系および転舵角制御系の全体構成を示す図である。
【図１３】実施例３の操舵反力装置用コントローラ３０および転舵装置用コントローラ３４にて実行されるモータ過熱保護制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】実施例３装置の転舵装置用コントローラ３４にて実行される転舵角制御処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０２０７】
１  ステアリングホイール（操舵手段）
２  操舵反力用アクチュエータ
３  操舵反力装置
４，５  転舵輪
６  転舵用アクチュエータ
７  転舵装置
８  ステアリングコラムシャフト
９  操舵反力用モータ角センサ（操舵角検出手段）
１０  操舵反力装置用コントローラ（操舵反力制御手段）
１１  車速センサ（車速検出手段）
１２  ヨーレートセンサ
１３  横加速度センサ
１４  ステアリングギヤ機構
１５，１６  動作変換機構
１７  転舵用モータ角センサ
１８  転舵装置用コントローラ（転舵角制御手段）
１８ａ  モデルマッチング補償器
１８ｂ  ロバスト補償器（外乱補償器）
１８ｃ  差分器
１８ｄ  電流リミッタ
１９  双方向通信線
【図１】
2005096725.tif 000003
【図２】
2005096725.tif 000004
【図３】
2005096725.tif 000005
【図４】
2005096725.tif 000006
【図５】
2005096725.tif 000007
【図６】
2005096725.tif 000008
【図７】
2005096725.tif 000009
【図８】
2005096725.tif 000010
【図９】
2005096725.tif 000011
【図１０】
2005096725.tif 000012
【図１１】
2005096725.tif 000013
【図１２】
2005096725.tif 000014
【図１３】
2005096725.tif 000015
【図１４】
2005096725.tif 000016