(57)【要約】      （修正有）【課題】バックアップ機構のフリクションによる外乱の影響を小さく抑えた路面反力の推定により、トルク変動を抑制した違和感の無い操舵反力制御を達成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】バックアップ機構と、操作部に操舵反力を付与する操舵反力アクチュエータと、転舵部に転舵トルクを与える転舵アクチュエータと、を備えたステアバイワイヤシステムによる車両用操舵制御装置において、前記転舵アクチュエータとして、前記バックアップ機構と前記転舵部とを連結する第１ピニオン軸８に転舵トルクを与える第１転舵モータ９と、前記第１ピニオン軸８を介さずに前記転舵部に転舵トルクを与える第２転舵モータ１２と、を設け、SBWコントローラ１５の計算機３ECU3は、前記第２転舵モータ１２の駆動電流に基づいて操舵反力指令値を生成し、前記操舵反力モータ２を駆動制御する手段とした。【選択図】図１
2007160946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が操作する操作部と、
前記操作部とは機械的に切り離され、操向輪を転舵する転舵部と、
前記操作部と前記転舵部を機械的に断接するバックアップ機構と、
前記操作部に操舵反力トルクを与える操舵反力アクチュエータと、
前記転舵部に転舵トルクを与える転舵アクチュエータと、
前記操舵反力アクチュエータを制御する操舵反力制御手段と、
前記転舵アクチュエータを制御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、
前記転舵アクチュエータとして、前記バックアップ機構と前記転舵部とを連結する第１ピニオン軸に転舵トルクを与える第１転舵アクチュエータと、前記第１ピニオン軸を介さずに前記転舵部に転舵トルクを与える第２転舵アクチュエータと、を設け、
前記操舵反力制御手段は、前記第２転舵アクチュエータの駆動トルク相当値に基づいて操舵反力指令値を生成し、前記操舵反力アクチュエータを駆動制御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、
前記第１転舵アクチュエータは、前記バックアップ機構と前記転舵部とを連結する第１ピニオン軸に転舵トルクを与える第１転舵モータであり、
前記第２転舵アクチュエータは、前記転舵部に連結する第２ピニオン軸に転舵トルクを与える第２転舵モータであり、
前記操舵反力制御手段は、前記第２転舵モータの駆動電流に基づいて操舵反力指令値を生成し、前記操舵反力アクチュエータを駆動制御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２に記載された車両用操舵制御装置において、
前記転舵部は、ピニオンギヤとラックギヤによるラック&ピニオンギア機構を有し、
前記第１ピニオン軸及び第１転舵アクチュエータは、前記ラック&ピニオンギア機構の第１位置に設定し、
前記第２ピニオン軸及び第２転舵アクチュエータは、前記ラック&ピニオンギア機構の第１位置とは離れた第２位置に設定した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乃至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、
前記操舵反力アクチュエータは、前記第２転舵アクチュエータが駆動できない状態となったとき、前記第１転舵アクチュエータの駆動トルク相当値に基づいて操舵反力指令値を生成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乃至４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、
前記バックアップ機構は、ケーブルコラムを用いて、前記操作部と前記転舵部との間でトルクを伝達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２乃至５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、
前記転舵制御手段は、前記操作部の操作状態に応じた角度指令値となるように、前記第２転舵モータの角度情報に基づいて電流指令値を演算し、この演算結果を前記第１転舵モータと前記第２転舵モータとに分配することにより駆動制御することを特徴とする車両用操舵制御装置。
【請求項７】
運転者が操作する操作部と、
前記操作部とは機械的に切り離され、操向輪を転舵する転舵部と、
前記操作部と前記転舵部を機械的に断接するバックアップ機構と、
前記操作部に操舵反力トルクを与える操舵反力アクチュエータと、
前記転舵部に転舵トルクを与える転舵アクチュエータと、
を備えた車両用操舵制御装置において、
前記転舵アクチュエータとして、前記バックアップ機構と前記転舵部とを連結する第１ピニオン軸に転舵トルクを与える第１転舵アクチュエータと、前記第１ピニオン軸を介さずに前記転舵部に転舵トルクを与える第２転舵アクチュエータと、を設け、
前記操舵反力アクチュエータは、前記バックアップ機構のフリクションによる外乱の影響を小さく抑えた前記第２転舵アクチュエータの駆動トルク相当値に基づいて、操舵反力トルクを与える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、操作部と転舵部を断接するバックアップ機構と、操作部に操舵反力を付与する操舵反力アクチュエータと、転舵部に転舵トルクを与える転舵アクチュエータと、を備えたステアバイワイヤシステムに適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】
従来、細かな路面とタイヤとの接触関係を示す路面情報をハンドルへ戻すことを目的とし、転舵モータと操向輪との間の位置に振動センサを設け、フィルタ処理された振動と転舵量とを合成した値を加味して操舵反力モータを制御する車両用操舵装置が提案されている。なお、操舵反力モータの基本制御は、転舵部に設けられた転舵モータの駆動電流により路面反力を推定し、その値をハンドルに与える操舵反力トルクを算出するためにフィードバックする（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、故障発生時にも良好な操舵を達成できる車両用操舵装置を提供することを目的とし、転舵部に主転舵モータと副転舵モータとを設け、両転舵モータの一方に異常が発生すると、バックアップ機構を機械的に連結し、正常な転舵モータと操舵反力モータをアシストモータとする電動パワーステアリング制御を行うものが記載されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−３１００７５号公報
【特許文献２】特開２００２−１４５０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特開２００２−１４５０９８号公報に記載の構成で、特開平１０−３１００７５号公報に記載の操舵反力制御（転舵部に設けられた転舵モータの駆動電流に基づき操舵反力トルクを算出）を行おうとすると、バックアップ機構と転舵部とを連結するピニオン軸に転舵トルクを与える主転舵モータの駆動電流に基づき操舵反力トルクを算出する操舵反力制御となる。
【０００５】
しかしながら、バックアップ機構が連結されている主転舵モータの駆動電流は、バックアップ機構によるフリクション変化の影響を受けるため、主転舵モータの駆動電流から路面反力を推定し、その値をハンドルに与える操舵反力トルクにフィードバックすると操舵反力トルクが変動してしまう、という問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、バックアップ機構のフリクションによる外乱の影響を小さく抑えた路面反力の推定により、トルク変動を抑制した違和感の無い操舵反力制御を達成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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明では、
運転者が操作する操作部と、
前記操作部とは機械的に切り離され、操向輪を転舵する転舵部と、
前記操作部と前記転舵部を機械的に断接するバックアップ機構と、
前記操作部に操舵反力トルクを与える操舵反力アクチュエータと、
前記転舵部に転舵トルクを与える転舵アクチュエータと、
前記操舵反力アクチュエータを制御する操舵反力制御手段と、
前記転舵アクチュエータを制御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、
前記転舵アクチュエータとして、前記バックアップ機構と前記転舵部とを連結する第１ピニオン軸に転舵トルクを与える第１転舵アクチュエータと、前記第１ピニオン軸を介さずに前記転舵部に転舵トルクを与える第２転舵アクチュエータと、を設け、
前記操舵反力制御手段は、前記第２転舵アクチュエータの駆動トルク相当値に基づいて操舵反力指令値を生成し、前記操舵反力アクチュエータを駆動制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
よって、本発明の車両用操舵制御装置にあっては、操舵反力制御時、操舵反力制御手段において、バックアップ機構と前記転舵部とを連結する第１ピニオン軸を介さずに転舵部に転舵トルクを与える第２転舵アクチュエータの駆動トルク相当値に基づいて操舵反力指令値が生成され、操作部に操舵反力を与える操舵反力アクチュエータが駆動制御される。
すなわち、バックアップ機構が連結されていない第２転舵アクチュエータの駆動トルク指令値（例えば、第２転舵モータの駆動電流）は、バックアップ機構が連結されている第１転舵アクチュエータの駆動トルク指令値に比べ、バックアップ機構のフリクションによる外乱（＝フリクショントルク）の影響が小さい。この第２転舵アクチュエータの駆動トルク指令値により推定した路面反力（例えば、ラック軸力の推定値）は、実路面反力（例えば、ラック軸力の実際値）とほぼ一致するものとなる。このため、第２転舵アクチュエータの駆動トルク指令値を操舵反力制御にフィードバックしても、操舵反力アクチュエータにより付与される操舵反力トルクは、バックアップ機構のフリクション影響によるトルク変動が抑制されて違和感の無いものとなる。
この結果、バックアップ機構のフリクションによる外乱の影響を小さく抑えた路面反力の推定により、トルク変動を抑制した違和感の無い操舵反力制御を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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及び実施例２に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
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（以下、「SBWシステム」という。）を示す全体構成図、図２は実施例１の車両用操舵制御装置において２つの転舵モータが設定されたラック&ピニオンギア機構のリテーナ部を示す断面図である。
【００１１】
実施例１の車両用操舵制御装置が適用されたSBWシステムは、ハンドル１と、操舵反力モータ２（操舵反力アクチュエータ）と、コラムシャフト３と、クラッチ４と、第１ケーブルプーリ５と、バックアップケーブル６と、第２ケーブルプーリ７と、第１ピニオン軸８と、第１転舵モータ９（第１転舵アクチュエータ）と、ラック&ピニオンギア機構１０と、第２ピニオン軸１１と、第２転舵モータ１２（第２転舵アクチュエータ）と、タイロッド１３，１３と、操向輪１４，１４と、SBWコントローラ１５と、を備えている。
ここで、前記ハンドル１と前記操舵反力モータ２と前記コラムシャフト３とが「操作部」に相当する。
前記クラッチ４と前記第１ケーブルプーリ５と前記バックアップケーブル６と前記第２ケーブルプーリ７とが「バックアップ機構」に相当する。なお、第１ケーブルプーリ５とバックアップケーブル６と第２ケーブルプーリ７により「ケーブルコラム」を構成する。
前記第１ピニオン軸８と前記第１転舵モータ９と前記ラック&ピニオンギア機構１０と前記第２ピニオン軸１１と前記第２転舵モータ１２とが「転舵部」に相当する。
【００１２】
前記操舵反力モータ２は、前記操作部のコラムシャフト３を介してハンドル１に対し操舵反力トルクを付与する。
【００１３】
前記クラッチ４は、前記操作部と前記転舵部とを機械的に断接する。
前記ケーブルコラム（第１ケーブルプーリ５、バックアップケーブル６、第２ケーブルプーリ７）は、前記クラッチ４の締結時、ハンドル１に加えられた操舵トルクを機械的に伝達する。
すなわち、SBWシステムの正常時においては、前記クラッチ４を切り離した開放状態とし、SBW制御として、前記操舵反力モータ２に対する操舵反力制御と、前記転舵モータ９に対する転舵制御と、を実行する。
また、SBWシステムのフェイル時等においては、前記クラッチ４を締結し、ケーブルコラム（第１ケーブルプーリ５、バックアップケーブル６、第２ケーブルプーリ７）を介して操作部と転舵部とを機械的に連結し、操舵反力モータ２と第１転舵モータ９と第２転舵モータ１２の少なくとも一つのモータが正常である場合、正常なモータをアシストモータとして用い、電動パワーステアリング制御を行う。
【００１４】
前記転舵部のラック&ピニオンギア機構１０を介して操向輪１４，１４を転舵する転舵モータとして、第１転舵モータ９と、第２転舵モータ１２と、の２系統を設けている。
前記第１転舵モータ９は、前記ラック&ピニオンギア機構１０の第１位置に設定された第１ピニオン軸８に転舵トルクを与える。
前記第２転舵モータ１２は、前記ラック&ピニオンギア機構１０の第１位置とは異なる第２位置に独立設定された第２ピニオン軸１１に転舵トルクを与える。
【００１５】
前記ラック&ピニオンギア機構１０において、第１転舵モータ９が設定されたリテーナ部（第１位置）と、第２転舵モータ１２が設定されたリテーナ部（第２位置）の構成を、図２に基づき説明する。
ラックギアケース１０ａの第１位置と第２位置との２箇所においてリテーナ１０ｃにより付勢されたラック軸１０ｂが車幅方向に配置され、このラック軸１０ｂのラックギアに噛み合うピニオンが形成された第１ピニオン軸８と第２ピニオン軸１１が車両前後方向に配置される。そして、前記第１ピニオン軸８に、ウォーム&ウォームホイールを介して第１転舵モータ９が設定されている。また、前記第２ピニオン軸１１に、ウォーム&ウォームホイールを介して第２転舵モータ１２が設定されている。
【００１６】
前記SBWコントローラ１５は、前記第１転舵モータ９への制御指令値を計算する計算機１ECU1（転舵制御手段）と、前記第２転舵モータ１２への制御指令値を計算する計算機２ECU2（転舵制御手段）と、前記操舵反力モータ２への制御指令値を計算する計算機３ECU3（操舵反力制御手段）と、を備えている。
前記計算機３ECU3は、前記第２転舵モータ１２の駆動電流（駆動トルク相当値）に基づいて操舵反力指令値を生成し、前記操舵反力モータ２を駆動制御する。
さらに、前記計算機３ECU3は、前記第２転舵モータ２が駆動できない状態となったとき、前記第１転舵モータ９の駆動電流に基づいて操舵反力指令値を生成し、前記操舵反力モータ２を駆動制御する。
【００１７】
次に、作用を説明する。
［背景技術と問題点］
SBWシステムにおいては、操作部側と転舵部側とが機械的に連結されていないため、転舵モータにより操向輪の転舵トルクを生成し、操舵反力モータにより操舵反力トルクを生成する。
転舵制御では、ハンドルからの入力値（舵角、トルク等）から転舵モータへの指令値を計算し、その指令を転舵モータに出力し、角度制御により操向輪を転舵する。
操舵反力制御では、操向輪を転舵した際の路面反力を転舵モータへの駆動電流により模擬し、模擬した路面反力を得る操舵反力トルクを与える指令を操舵反力モータに出力することで行う。
【００１８】
一方、SBWシステムにおいて、操作部側と転舵部側とが機械的に連結されていない状態で、正常な転舵制御及び操舵反力制御を行えないような失陥が発生した場合、操作部側と転舵部側とを機械的に連結し、操舵性能を保証するバックアップ機構として、例えば、クラッチとケーブルコラムを併用した機構が採用されている。ケーブルコラムは、一般的に自由に配索することができ、コラムシャフトが通らないような場所でも、多少の障害物は回避し、従来と同等のステアリング機能を実現する機構として知られている。
【００１９】
さらに、SBWシステムにおいて、バックアップ機構による機械的な連結状態に移行する頻度を低下させるために、例えば、転舵モータを２系統設定し、１つの転舵モータが失陥しても正常であるもう１つの転舵モータにより、正常な転舵制御及び操舵反力制御の実行を継続するものが提案されている（特開２００２−１４５０９８号公報参照）。
【００２０】
転舵モータを２系統設定したSBWシステムにおいて、システム正常時、操舵反力制御としては、バックアップ機構とラック&ピニオンギア機構とを連結するピニオン軸に設定された転舵モータが主転舵モータとなるため、この主転舵モータの駆動電流により路面反力を模擬し、模擬した路面反力を得る操舵反力トルクを与える指令を操舵反力モータに出力することで行われることになる。
【００２１】
しかしながら、バックアップ機構が連結されている主転舵モータの駆動電流は、バックアップ機構によるフリクション変化の影響を受けるため、主転舵モータの駆動電流から路面反力を推定し、その値をハンドルに与える操舵反力トルクにフィードバックすると操舵反力トルクが変動してしまう。特に、バックアップ機構にケーブルコラムを有する場合、クラッチのみの場合に比べ、フリクション変化の外乱トルクの影響を大きく受ける。
【００２２】
［操舵反力制御作用］
これに対し、実施例１の車両用操舵制御装置では、バックアップ機構のフリクションによる外乱の影響を小さく抑えた第２転舵モータ１２の駆動電流に基づいて、操舵反力トルクを与えることで、バックアップ機構のフリクションによる外乱の影響を小さく抑えた路面反力の推定により、トルク変動を抑制した違和感の無い操舵反力制御を達成することができるようにした。
【００２３】
つまり、実施例１では、SBWシステムが正常状態での操舵反力制御時、SBWコントローラ１５の計算機３ECU3において、バックアップ機構とラック&ピニオンギア機構１０とを連結する第１ピニオン軸８を介さずにラック&ピニオンギア機構１０に転舵トルクを与える第２転舵モータ１２の駆動電流に基づいて操舵反力指令値が生成され、操作部に操舵反力を与える操舵反力モータ２が駆動制御される。
【００２４】
すなわち、バックアップ機構が連結されていない第２転舵モータ１２の駆動電流は、バックアップ機構が連結されている第１転舵モータ９の駆動電流に比べ、バックアップ機構のフリクションによる外乱（＝フリクショントルク）の影響が小さい。
つまり、第１転舵モータ９へは、ケーブルコラム５，６，７からのフリクショントルクがそのまま第１ピニオン軸８を介して入力される。これに対し、第２転舵モータ１２へは、第１ピニオン軸８を介して入力されたフリクショントルクが、ラック軸１０ｂを介して第２ピニオン軸１１に入力されるまでに、第１位置から第２位置までのラック軸１０ｂや、第１位置でのリテーナ１０ｃと第２位置でのリテーナ１０ｃ等による構成部品により減衰吸収される。
【００２５】
したがって、図３のラック軸力特性の比較図に示すように、実線特性で示すラック軸力の実際値特性に対し、点線特性で示す第１転舵モータ９の駆動電流から換算した軸力特性は、フリクショントルクによる影響で大きく突出したり、軸力が急変する。
これに対し、図３の１点鎖線特性で示す第２転舵モータ１２の駆動電流から換算した軸力特性は、フリクショントルクによる影響を殆ど受けることなく、実線特性で示すラック軸力の実際値特性にほぼ一致する滑らかな特性となる。
【００２６】
このため、第２転舵モータ１２の駆動電流を操舵反力制御にフィードバックしても、操舵反力モータ２により付与される操舵反力トルクは、バックアップ機構のフリクション影響によるトルク変動が抑制されて違和感の無いものとなる。
【００２７】
上記のように、実施例１の車両用操舵制御装置において、転舵アクチュエータとして、前記バックアップ機構と前記転舵部とを連結する第１ピニオン軸８に転舵トルクを与える第１転舵アクチュエータと、前記第１ピニオン軸８を介さずに前記転舵部に転舵トルクを与える第２転舵アクチュエータと、を設け、前記操舵反力制御手段は、前記第２転舵アクチュエータの駆動トルク相当値に基づいて操舵反力指令値を生成し、前記操舵反力アクチュエータを駆動制御する手段とした。
この結果、バックアップ機構のフリクションによる外乱の影響を小さく抑えた路面反力の推定により、トルク変動を抑制した違和感の無い操舵反力制御を達成することができる。
【００２８】
実施例１の車両用操舵制御装置において、前記第１転舵アクチュエータは、前記バックアップ機構と前記転舵部とを連結する第１ピニオン軸８に転舵トルクを与える第１転舵モータ９であり、前記第２転舵アクチュエータは、前記転舵部に連結する第２ピニオン軸１１に転舵トルクを与える第２転舵モータ１２であり、前記操舵反力制御手段は、前記第２転舵モータ１２の駆動電流に基づいて操舵反力指令値を生成し、前記操舵反力モータ２を駆動制御する。
例えば、転舵アクチュエータとして、油圧アクチュエータを採用した場合、駆動トルク相当値を得るには油圧センサが必要であり、また、微小な転舵角を制御する場合に、応答性が低くなる。
これに対し、実施例１では、転舵アクチュエータとして、転舵モータ９，１２を採用したことで、駆動電流そのものが路面反力を模擬する駆動トルク相当値となり、センサを用いることのない簡単な構成としながら、精度の高い操舵反力制御を実行することができる。
【００２９】
実施例１の車両用操舵制御装置において、前記転舵部は、ピニオンギヤとラックギヤによるラック&ピニオンギア機構１０を有し、前記第１ピニオン軸８及び第１転舵モータ９は、前記ラック&ピニオンギア機構１０の第１位置に設定し、前記第２ピニオン軸１１及び第２転舵モータ１２は、前記ラック&ピニオンギア機構１０の第１位置とは離れた第２位置に設定した。
例えば、転舵部の同じ位置に第１転舵モータと第２転舵モータとを設定した場合、２つのモータ間の構成部品が少なく、バックアップ機構からのフリクショントルクの減衰吸収効果が低くなる。
これに対し、第１転舵モータ９と第２転舵モータ１２との設定位置を離れた第１位置と第２位置としたことで、その間に介在するラック軸１０ｂやリテーナ１０ｃ、１０ｃ等による構成部品により、バックアップ機構からのフリクショントルクを有効に減衰吸収することができる。
【００３０】
実施例１の車両用操舵制御装置において、前記操舵反力モータ２は、前記第２転舵モータ１２が駆動できない状態となったとき、前記第１転舵モータ９の駆動電流に基づいて操舵反力指令値を生成する。
例えば、操舵反力制御は、第２転舵モータからの駆動電流に基づき制御するという原則を如何なる場合でも貫くと、第２転舵モータ１２が駆動できない失陥状態になってしまい、SBW制御を止め、操作部と転舵部とをバックアップ機構により機械的に連結するバックアップモードに直ちに入ってしまうことになる。
これに対し、実施例１では、第２転舵モータ１２の失陥時、第１転舵モータ９の駆動電流に基づいて操舵反力指令値を生成することで、与えられる操舵反力トルクの滑らかさは失われるものの、操舵反力制御をそのまま継続することができる。
【００３１】
実施例１の車両用操舵制御装置において、前記バックアップ機構は、ケーブルコラム５，６，７を用いて、前記操作部と前記転舵部との間でトルクを伝達する。
例えば、バックアップ機構としてクラッチのみを有する機構と、ケーブルコラムとクラッチとを併用した機構とを比べた場合、ケーブルコラムはインナーケーブルをプーリの案内溝に巻き付けてトルクを伝達するため、緊張による巻き付き状態と弛緩による巻き付き状態とが発生し、外乱となるフリクショントルクの変動が遙かに大きくなる。
これに対し、実施例１では、バックアップ機構によるフリクション影響が大きいSBWシステムにもかかわらず、効果的にトルク変動を抑制した違和感の無い操舵反力制御を達成することができる。
【００３２】
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。
【００３３】
(1) 運転者が操作する操作部と、前記操作部とは機械的に切り離され、操向輪を転舵する転舵部と、前記操作部と前記転舵部を機械的に断接するバックアップ機構と、前記操作部に操舵反力トルクを与える操舵反力アクチュエータと、前記転舵部に転舵トルクを与える転舵アクチュエータと、前記操舵反力アクチュエータを制御する操舵反力制御手段と、前記転舵アクチュエータを制御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、前記転舵アクチュエータとして、前記バックアップ機構と前記転舵部とを連結する第１ピニオン軸８に転舵トルクを与える第１転舵アクチュエータと、前記第１ピニオン軸８を介さずに前記転舵部に転舵トルクを与える第２転舵アクチュエータと、を設け、前記操舵反力制御手段は、前記第２転舵アクチュエータの駆動トルク相当値に基づいて操舵反力指令値を生成し、前記操舵反力アクチュエータを駆動制御するため、バックアップ機構のフリクションによる外乱の影響を小さく抑えた路面反力の推定により、トルク変動を抑制した違和感の無い操舵反力制御を達成することができる。
【００３４】
(2) 前記第１転舵アクチュエータは、前記バックアップ機構と前記転舵部とを連結する第１ピニオン軸８に転舵トルクを与える第１転舵モータ９であり、前記第２転舵アクチュエータは、前記転舵部に連結する第２ピニオン軸１１に転舵トルクを与える第２転舵モータ１２であり、前記操舵反力制御手段は、前記第２転舵モータ１２の駆動電流に基づいて操舵反力指令値を生成し、前記操舵反力モータ２を駆動制御するため、駆動電流そのものが路面反力を模擬する駆動トルク相当値となり、センサを用いることのない簡単な構成としながら、精度の高い操舵反力制御を実行することができる。
【００３５】
(3) 前記転舵部は、ピニオンギヤとラックギヤとによるラック&ピニオンギア機構１０を有し、前記第１ピニオン軸８及び第１転舵モータ９は、前記ラック&ピニオンギア機構１０の第１位置に設定し、前記第２ピニオン軸１１及び第２転舵モータ１２は、前記ラック&ピニオンギア機構１０の第１位置とは離れた第２位置に設定したため、第１位置と第２位置との間に介在するラック軸１０ｂやリテーナ１０ｃ、１０ｃ等による構成部品により、バックアップ機構からのフリクショントルクを有効に減衰吸収することができる。
【００３６】
(4) 前記操舵反力モータ２は、前記第２転舵モータ１２が駆動できない状態となったとき、前記第１転舵モータ９の駆動電流に基づいて操舵反力指令値を生成するため、第２転舵モータ１２の失陥時、与えられる操舵反力トルクの滑らかさは失われるものの、バックアップモードに入ることなく、操舵反力制御をそのまま継続することができる。
【００３７】
(5) 前記バックアップ機構は、ケーブルコラム５，６，７を用いて、前記操作部と前記転舵部との間でトルクを伝達するため、バックアップ機構によるフリクション影響が大きいSBWシステムにもかかわらず、効果的にトルク変動を抑制した違和感の無い操舵反力制御を達成することができる。
【実施例２】
【００３８】
実施例２は、実施例１の第２転舵モータの駆動電流に基づく操舵反力制御に加え、転舵制御においても第２転舵モータの角度情報に基づく制御を採用した例である。
【００３９】
まず、構成を説明する。
図４は実施例２の車両用操舵制御装置におけるSBWコントローラ１５の計算機１ECU1と計算機２ECU2との制御ブロック図である。
【００４０】
実施例２では、前記計算機１ECU1と計算機２ECU2（転舵制御手段）は、前記操作部の操作状態（ハンドル１による舵角とトルク等）に応じた角度指令値となるように、前記第２転舵モータ１２の角度情報に基づいて電流指令値を演算し、この演算結果を前記第１転舵モータ９と前記第２転舵モータ１２とに分配することにより駆動制御する。
【００４１】
前記計算機２ECU2は、図４に示すように、第１差分器151と、角度制御ロジック152と、指令値分配ロジック153と、第２差分器154と、電流制御ロジック155と、を有する。
前記第１差分器151は、操作部の操作状態に応じた目標舵角としての角度指令と、第２転舵モータ１２の角度検出値との角度差分を求める。
前記角度制御ロジック152は、前記第１差分器151からの角度差分を入力し、角度制御ロジックに基づき、角度差分が大きいほど大きな電流指令値を求める。
前記指令値分配ロジック153は、前記角度制御ロジック152からの角度制御指令値を入力し、第１転舵モータ９と第２転舵モータ１２とに1/2配分とする指令値分配ロジックに基づき、分配した電流指令値を第２差分器154と第３差分器156とに出力する。
前記第２差分器154は、前記指令値分配ロジック153からの電流指令値と、第２転舵モータ１２の電流検出値との電流差分を求める。
前記電流制御ロジック155は、前記第２差分器154からの電流差分を入力し、電流制御ロジックに基づいて、第２転舵モータ１２への制御電流を求め、求めた制御電流を第２転舵モータ１２へ出力する。
【００４２】
前記計算機１ECU1は、図４に示すように、第３差分器156と、電流制御ロジック157と、を有する。
前記第３差分器156は、前記指令値分配ロジック153からの電流指令値と、第１転舵モータ９の電流検出値との電流差分を求める。。
前記電流制御ロジック157は、前記第３差分器156からの電流差分を入力し、電流制御ロジックに基づいて、第１転舵モータ９への制御電流を求め、求めた制御電流を第１転舵モータ９へ出力する。
【００４３】
すなわち、第２転舵モータ１２の角度情報を使用する第１差分器151と、角度制御ロジック152と、指令値分配ロジック153と、を計算機２ECU2のみに有し、全体の電流指令値を決めてこれを分配するまでは、第２転舵モータ１２側のみで行う構成としている。
なお、全体構成を含めて他の構成は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００４４】
次に、作用を説明すると、実施例２の車両用操舵制御装置において、前記計算機１ECU1と計算機２ECU2は、前記操作部の操作状態に応じた角度指令値となるように、前記第２転舵モータ１２の角度情報に基づいて電流指令値を演算し、この演算結果を前記第１転舵モータ９と前記第２転舵モータ１２とに分配することにより駆動制御する構成を採用している。これにより、第１転舵モータ９のフリクションの影響がある角度情報が、第２転舵モータ１２の制御に使用されることがないため、両転舵モータ９，１２の駆動電流がフリクション変動により変動することが無く、滑らかな転舵トルク制御を達成することができる。なお、他の作用については実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００４５】
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),(2),(4),(5)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００４６】
(6) 前記計算機１ECU1と計算機２ECU2は、前記操作部の操作状態に応じた角度指令値となるように、前記第２転舵モータ１２の角度情報に基づいて電流指令値を演算し、この演算結果を前記第１転舵モータ９と前記第２転舵モータ１２とに分配することにより駆動制御するため、両転舵モータ９，１２の駆動電流がフリクション変動により変動することが無く、滑らかな転舵トルク制御を達成することができる。
【００４７】
以上、本発明の車両用操舵制御装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例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。
【００４８】
実施例１，２では、操舵反力制御手段として、第２転舵モータの駆動電流に基づいて操舵反力指令値を生成し、操舵反力モータを駆動制御する例を示したが、例えば、転舵アクチュエータとして、電動リニアモータや油圧モータや油圧シリンダ等を用いることも可能であり、これらの転舵アクチュエータを用いた場合であって、トルクセンサが設定されている場合には、トルクセンサ値を駆動トルク相当値として用いるようにしても良い。さらに、油圧アクチュエータを用いた場合、駆動トルク相当値として油圧センサ値を用いるようにしても良い。要するに、操舵反力制御手段は、第２転舵アクチュエータの駆動トルク相当値に基づいて操舵反力指令値を生成し、操舵反力アクチュエータを駆動制御するものであれば本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
実施例１，２では、バックアップ機構としてクラッチとケーブルコラムとを併用したステアバイワイヤシステムへの適用例を示したが、ケーブルコラムを持たずクラッチのみのステアバイワイヤシステムへも適用することができる。要するに、操作部と転舵部を断接するバックアップ機構と、操作部に操舵反力を付与する操舵反力アクチュエータと、転舵部に転舵トルクを与える転舵アクチュエータと、を備えたステアバイワイヤシステムに本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【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構成図である。
【図２】実施例１の車両用操舵制御装置において２つの転舵モータが設定されたラック&ピニオンギア機構のリテーナ部を示す断面図である。
【図３】実際値によるラック軸力特性と第１転舵モータの駆動電流から換算したラック軸力特性と第２転舵モータの駆動電流から換算したラック軸力特性との比較図である。
【図４】実施例２の車両用操舵制御装置におけるSBWコントローラ１５の計算機１ECU1と計算機２ECU2との制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  ハンドル
２  操舵反力モータ（操舵反力アクチュエータ）
３  コラムシャフト
４  クラッチ
５  第１ケーブルプーリ（ケーブルコラム）
６  バックアップケーブル（ケーブルコラム）
７  第２ケーブルプーリ（ケーブルコラム）
８  第１ピニオン軸
９  第１転舵モータ（第１転舵アクチュエータ）
１０  ラック&ピニオンギア機構
１１  第２ピニオン軸
１２  第２転舵モータ（第２転舵アクチュエータ）
１３，１３  タイロッド
１４，１４  操向輪
１５  SBWコントローラ
ECU1  計算機１（転舵制御手段）
ECU2  計算機２（転舵制御手段）
ECU3  計算機３（操舵反力制御手段）
【図１】
2007160946.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007160946.tif 000006